Шлюз NMEA2000-Gateway with ESP32

[kaa]

Пока зима решил навести порядок с электроникой на лодке.
Задача - объединить в одну сеть эхолот (он же картплотер), AIS, указатель ветра, лаг, автопилот, экранчики st60, комп, планшеты и телефоны, рация

В итоге имеем кучу различных интерфейсов:
1. NMEA183 RS232 - AIS
2. NMEA183 RS422 - указатель ветра, лаг, автопилот (шоновский), рация
3. NMEA2000 (STng) CAN - эхолот, экранчики
4. WIFI - комп, планшеты, телефоны
Ну и до кучи завести это все в интернет (раздача интернета оп WIFI, удаленный доступ к сети лодки через инет).

При объединении всего этого зоопарка, не наделать петель по земле, и не завязывать это все на комп (что бы при выключенном компе сеть продолжала функционировать). Обеспечить дальнейшее расширение сети - датчики уровня воды, топлива, состояние аккумуляторов, счетчик якорной цепи, вебкамеры в кокпите и в каюте, сигнализация срабатывания аварийных помп, двигатель (обороты, температура ОЖ и выхлопа, давление масла). Ну и чего еще придумаю

продолжение следует

 

[kaa]

Вопрос встал в конверторе NMEA183 <-> NMEA2000 <-> WIFI.
1. Всем известны китайский имеет всего один вход NMEA183 - мало
2. У Луиса в конце прошлого года появился новый мультиплексор Nmea2Wifi. Два входа NMEA183 (мало), нет выхода NMEA183. Цена привлекательна, но не понятно как сейчас оплачивать и как с доставкой из Европы (.
3. Австралийские - та же фигня, либо не совсем то что надо, либо цена не устраивает и логистика.

Решил вспомнить, что не всегда был капитаном и судостроителем, а как бы схемотехник и программист

За основу взят проект с гитхаба https://github.com/wellenvogel/esp32-nmea2000?tab=readme-ov-file
Творчески переработан и подогнан к своим хотелкам.

В итоге получился мультиплексор имеющий:
1. Три честных RS422 входа NMEA183;
2. Честный RS422 выход NMEA183 (позволяет подключить до десятка приемников) ;
3. CAN шина NMEA2000 (STng);
4. TCP сервер NMEA183;
5. ТCP хост NMEA183;
6. Точка доступа сети WIFI;
7. Клиент сети WIFI;
8. Удобный веб интерфейс для настройки и мониторинга;
9. Возможность фильтровать пакеты по каждому порту;
10. Возможность сопоставить свои PGN и NMEA пакеты;

продолжение следует

 

[kaa]

Подключение AIS.
Matsutec HP-102 имеет выход RS232 с амплитудой +- 6в, что нас не устраивает. Нам нужен честный RS422 с диф. выходом. Можно было сразу сделать один из входов мультиплексора совместимым с RS232, но как то это не красиво, если уж разбираемся с зоопарком, то идем до конца )

Нужен конвертор RS232 -> RS422. Располагаем его рядом с HP-102 и запитываем от него. В итоге через лодку у нас тянется честный диф. сигнал.

 

[kaa]

Подключаем приборы на CAN шину.

Имеем Raymarine A57d, и два ST60.
С ними все просто. STng это обычный NMEA2000, только разъемы "не правильные".
Добываем нужные нам разъемы из имеющихся в запасе проводков реймарина.
В качестве шины и проводов снижения используем хороший патчкорд F/FTP шестой категории.
По большому счету, при скоростях NMEA2000, подойдет любой четырехжильный провод.
По красной паре скрученной вместе пускаем +12 питания, по коричневой GND, синяя пара сигнальная, зеленую не используем. На концы синей пары припаяны резисторы 120 ом.
Шина собрана на скрутках, скрутки пропаяны и заизолированы термотрубкой.
Можно, можно, конечно закупить на али тройнички и разъемы М12. По мне, так пропаянная скрутка надежней любого разъема.
В общем сеть CAN шина поднялась с пол пинка, даже с одним терминатором.

продолжение следует.

​

 

[kaa]

Ветпроуказатель и Шоновский автопилот.
С ними проблем ни каких. У них правильные RS422. Просто подключаем их в мультиплексор.

 

[Baikal]

Во сколько обошелся такой шлюз?
Предполагаете выгрузить свой проект на Гитхаб?

 

[kaa]

WiFi.
Данный мультиплексор можно использовать как точку доступа, но это не удобно. Мы ведь хотим еще получить и доступ в инет, и нормальный сервер DHCP, и mDNS хочется. Не плохо бы иметь возможность получить доступ к сети лодки из вне (перед сном, из дома, посмотреть количество воды в баках, заряд аккумуляторов, температуру в каюте... )

Поэтому ставим отдельный WiFi роутер, с системой Keenetic, и портом USB ( 4G модем воткнуть)
В закромах как раз завалялся подходящий старенький Зуксель.

В сеть WiFi, кроме мультиплексора, конектятся : бортовой комп, планшет, телефоны.
ПО: OpenCPN, Navionics, AvNav.

Все проверено в боевых условиях в выходами в море (кроме автопилота, его пока только на столе проверял).

 

[kaa]

Во сколько обошелся такой шлюз?
Предполагаете выгрузить свой проект на Гитхаб?

1) ESP32 - 500 руб
2) DC-DC LM2596 - 200 руб
3) ca-is3050 - 150 руб
4) max490 - 3*400=1200 руб
5) разъемы - 3*60 =120 руб
6) текстолит, пластик, резисторы, кондеры, диоды пусть еще 200 руб
Итого 2370 руб.

Ну и время потраченное как всегда в удовольствие

Смысла выкладывать на Гитхаб не вижу, я взял то что уже там есть и скомпилировал под себя.

 

[kaa]

Еще один такой сделал товарищу. Но пока он его использует только как WiFi шлюз для вывода целей AIS на телефон в Navionics. В планах весной развернуть полноценную сеть.

ПС. Коллеги, имеет смысл изготовить таких партию на продажу? Тысяч по 5. Как думаете, найдутся покупатели?

 

[Vasya]

Еще один такой сделал товарищу. Но пока он его использует только как WiFi шлюз для вывода целей AIS на телефон в Navionics. В планах весной развернуть полноценную сеть.

ПС. Коллеги, имеет смысл изготовить таких партию на продажу? Тысяч по 5. Как думаете, найдутся покупатели?

Я бы купил

 

[vasilisk]

Их сразу парой надо брать, я тоже готов

 

[novichek]

Так же, пару бы взял.

 

[vasilisk]

Единственное, стоит изолированную схему дс/дс применить (имхо показанный на фото модуль по земле не развязан, в схеме же все норм), расширить диапазон питающего напряжения до 30В (у меня, например, вся сеть постоянного тока 24В), и обвешать все входы/выходы защитными устройствами, стоит это копейки, а уверенности прибавится.
Может даже посмотреть в сторону развязки по всем информационным шинам, добавить трансформаторы, как в сетевушках, или другие решения.
В итоге данный дивайс будет центром всей информационной инфраструктуры корабля

 

[ARNELLIT Studio]

"за 5 Беру!!!" Ух как мне интересна эта тема, при все том , что 50% не совсем понял (протоколы, нема, вифи......) но давно уже завел себе "червяка правда он пока спит и я его не кормлю"
Вот Такого
Думаю, что речь идет не только об этом.

Обеспечить дальнейшее расширение сети

Просто подключаем их в мультиплексор.

Не плохо бы иметь возможность получить доступ к сети лодки из вне (перед сном, из дома, посмотреть количество воды в баках, заряд аккумуляторов, температуру в каюте... )

расширить диапазон питающего напряжения до 30В

данный дивайс будет центром всей информационной инфраструктуры

 

[Alexander Buzin]

И я закажу парочку штук

 

[yura]

Во бизнес попер

 

[Vasya]

Во бизнес попер

Ты тоже присоединяйся

 

[kaa]

Пошел заказывать радиодетали )

 

[yura]

Ты тоже присоединяйся

Если бы еще знать для чего это.

 

[Antel]

Единственное, стоит изолированную схему дс/дс применить (имхо показанный на фото модуль по земле не развязан, в схеме же все норм), расширить диапазон питающего напряжения до 30В (у меня, например, вся сеть постоянного тока 24В), и обвешать все входы/выходы защитными устройствами, стоит это копейки, а уверенности прибавится.
Может даже посмотреть в сторону развязки по всем информационным шинам, добавить трансформаторы, как в сетевушках, или другие решения.
В итоге данный дивайс будет центром всей информационной инфраструктуры корабля

Да. Учитывая, что и CAN и RS-422 это честные дифсигналы, т.е. земли не требуют, то их легко можно развязать. DC-DC для питания + оптика для RS-422, а для CAN придётся что то побыстрее дешёвой оптики поставить, Adum например.