Grunderna för att bygga och testa ditt NMEA 2000-nätverk

Vilka är NMEA?
NMEA står för National Marine Electronics Association. I ett nötskal, de är en ideell organisation vars uppdrag är att förbättra datakommunikationen mellan tillverkare av marina elektronik. Läs mer på www.nmea.org

Vad är NMEA 2000?
NMEA 2000 är en öppen standard designad av NMEA för att hjälpa dem att uppnå sitt uppdrag genom att standardisera meddelanden och anslutningssystem som används för enheter inom den marina industrin. Det finns en vanlig missuppfattning att termen "öppen standard" betyder fritt tillgänglig när det i själva verket betyder att standarden är tillgänglig att köpa till en rimlig kostnad från deras hemsida. Det är viktigt att komma ihåg att NMEA inte är för vinst (NFP) och standarderna skapar en viktig inkomstkälla så att de kan fortsätta att existera.

Om du vill ha fullständig sinnesfrid när du bygger ditt NMEA 2000-nätverk bör du använda NMEA 2000-certifierade enheter. Sådana enheter har uppfyllt alla NMEA-krav och har fått full certifiering. 

Vilka är fördelarna med NMEA 2000?
Den enkla anslutningen gör ett NMEA 2000-nätverk lätt att installera.

• NMEA 2000-nätverk är pålitliga. De är självkonfigurerande och ingen installation krävs, vilket innebär att du enkelt kan lägga till eller ta bort kompatibel utrustning utan att behöva starta om nätverket.
• Till skillnad från NMEA 0183 är det inte ett problem att ha olika överföringshastigheter med NMEA 2000-nätverk.
• NMEA 2000-nätverk kan tillåta upp till 50 olika kompatibla enheter att ansluta till varandra.
• Du behöver inte byta ut hela ditt NMEA 0183-nätverk när du konverterar till NMEA 2000. Du kan enkelt ansluta till det nya nätverket medan behålla för närvarande installerade NMEA 0183-enheter med en NMEA 2000 Gateway som NGW-1.

Vilka är minimikraven för att NMEA 2000 - nätverk?
När du bygger ditt NMEA 2000-nätverk finns det några minimikrav;

1. En insättningspunkt för säkrad ström (till exempel en Actisense A2K-MPT-2 ansluten till en säkrad batterikälla)
2. NMEA 2000-certifierade enheter plus kablar och kontakter för att bygga nätverket
3. Termineringsmotstånd

Actisense Starter Kits ger allt du behöver för att skapa ett grundläggande NMEA 2000-nätverk från grunden.

Actisense fristående båtnätverk tillhandahåller också ett "plug and play"-nätverk. Det är dock viktigt att notera att SBN-nätverk inte kan byggas ut.

Fysiskt lager
Nätverksanslutningarna (kablar, t-stycken etc.) utgör det som kallas NMEA 2000 'Physical Layer' och har antagits av NMEA från DeviceNet-standarden, en beprövad robust nätverkslösning som redan används av fordon och lantbruk. industrier (bland annat). DeviceNet använder en standard för kabelstorlekar och kabelfärger som håller NMEA 2000-nätverken enkel och DeviceNet-standardkontakter möjliggör snabb och enkel "plug & play"-nätverk.

Ryggrad
Huvuddelen av ett NMEA 2000-nätverk är känt som "ryggraden". Alla NMEA 2000-enheter måste anslutas till stamnätet via en T-Piece, detta är känt som ett "instrumentfall". Varje ände av ryggraden måste avslutas korrekt med ett 120 Ohm motstånd. Dessa motstånd är parallellkopplade och ger därför 60 Ohm termineringsresistans över hela nätverket.

Kabel – Vilka är de rätta kabelstorlekarna för ett NMEA 2000-nätverk?
De tre olika storlekarna av NMEA 2000-certifierade, DeviceNet-standardkablar är "micro", "mid" och "mini".
Micro – den minsta storleken på kablar som används för NMEA 2000-nätverk. Kan användas för att utgöra ryggraden för mindre installationer samt instrumentdroppar.
Mid – en mellanstorlek av kablar som endast får användas för att installera ett NMEA 2000-stamnät. mer lämplig för större NMEA 2000-installationer.
Mini – den största kabelstorleken. Återigen, får endast användas för att installera ett NMEA 2000-stamnät. En populär lösning för större NMEA 2000-installationer.

Actisense A2K-serien inkluderar flera alternativ av förtillverkade längder av mikrokabel med övergjutna, vattentäta (IP 67 när den är ihopkopplad), guldpläterade kontakter.
100 meter rullar med bulkkabel, A2K-BULK-100M, finns också tillgängliga. När det används med Actisense fältanpassade kontakter ger detta en komplett lösning för anpassade längder av NMEA 2000-certifierad kabel. Fältpassade kontakter kommer att förklaras i avsnittet "Anslutningar".
Den maximala stommen och instrumentets falllängd för varje kabeltyp finns i avsnittet "Nätverksbegränsningar".

Anslutningar – Är alla NMEA 2000-kontakter likadana?
DeviceNet-standarden möjliggör enkel "plug & play"-anslutning med skruvkopplingar som gör installationen snabb och enkel. Ledningsanslutningarna till varje stift på kontakterna har definierats i NMEA 2000-specifikationen, vilket gör installationen till standard över NMEA 2000-installationer. Se diagrammen nedan för de fördefinierade NMEA 2000-stiftuttagen sett bakifrån.

Som tidigare nämnts ansluter enheter till NMEA 2000-nätverket via en NMEA 2000-certifierad T-Piece. Actisense A2K t-stycken (A2K-T-MFF) har utformats så att enheter enkelt kan anslutas även när t-stycket förblir fäst vid ett skott. De guldpläterade skruvkopplingarna gör Actisense t-stycken hållbara och säkerställer att de ska hålla hela livslängden för alla NMEA 2000-installationer.
I områden där upp till fyra enhetsanslutningar krävs kan Actisense fyrvägs t-stycke (A2K-4WT) användas för att drastiskt påskynda installationstiden istället för att använda fyra individuella t-stycken.
Actisense fältanpassningskontakter (A2K-FFC) finns i både han- och honalternativ samt en rätvinklig variant för båda könstyperna, perfekt för att installera NMEA 2000-kablar i snäva hörn eller runt kurvor.

Hur man driver ett NMEA 2000-nätverk

Ströminsättning med A2K-MPT-2:
Actisense Micro power T-stycke har ett dubbelt par strömkablar, en för varje sida av T-stycket. Båda paren måste anslutas till en 12/24 volts strömförsörjning (via säkringspanel) så att den elektriska belastningen kan fördelas jämnt.
När du använder 24V-system måste en varning installeras på nätverket för att säkerställa att alla som installerar nya enheter är medvetna om det. Detta beror på att NMEA 2000-specifikationen inte officiellt stöder 24V men denna nivå av strömförsörjning kan användas om installerade enheter kan stödja det. Alla Actisense-enheter stöder 24V strömförsörjning.

Ström med A2K-SBN-1 / SBN-2:
Nätsladden för Small Boat Network är övergjuten till höljet av ett 4-vägs/8-vägs T-stycke för att förhindra att vatten tränger in. Ström är tillgänglig för alla 4/8-portar när paret av blanka ledningar är anslutna till en 12V eller 24V strömförsörjning.

Ströminsättning med Quick Network Block (QNB-1):

Actisense Quick Network Block (QNB-1) tillhandahåller en mångsidig och lättinstallerad lösning för alla NMEA 2000-nätverk, som använder högkvalitativa NMEA 2000 barriärbandsanslutningar. Med genomföringar monterade på QNB-1, möjliggör den anpassade längder av kabel och kabelblandning, vilket innebär att QNB kan implementeras med Raymarine STNG-kablar till exempel.

QNB-1 delar upp strömmatningen med separat säkring på båda sidor, vilket möjliggör längre nätverk med isolering på grund av ATO-säkringarna. Den andra versionen (QNB-1-PMW), kommer med 6 x M12 standard hona (mikro) kontakter, vilket möjliggör "plug and play" med droppkablar.

Du kommer att höra några vanliga fraser som används när du diskuterar NMEA 2000-nätverk. Så här betyder de:

• Ryggraden: Den huvudsakliga kabelstammen som går genom båten för att bilda nätverket. T-stycken är anslutna längs nätverket för enheter att ansluta till.
• Drop Cable: Längden på kabeln som ansluter en NMEA 20000-enhet till stamnätet. Det är viktigt att markera att den maximala längden för en fallkabel enligt NMEA 2000-standarden är 6m.
• PGN: Står för "Parameter Group Number". De meddelanden som används av NMEA 2000-enheter för att dela information.

Hur testar och diagnostiserar jag mitt NMEA-nätverk?

Testa strömförsörjning och termineringsmotstånd
Helst bör strömmen som tillförs nätverket testas vid 2 punkter; insättningspunkten och ändarna av nätverket.
Ströminsättningspunkter bör testas för att fastställa hur mycket ström som faktiskt tillförs nätverket. Alla enheter som inte har en extern strömförsörjning får ström från stamnätet, så det måste finnas tillräckligt med ström för att driva alla anslutna instrument.
Strömmen bör aldrig överstiga 14V och understiga 9V. Med nätverksenheter som använder en del av den tillförda strömmen och impedansen från kablar som också sänker spänningen, är det viktigt att veta att spänningen i slutet av varje ryggradsben är tillräcklig.
Ta tillfälligt bort ett termineringsmotstånd från slutet av nätverket och använd en voltmeter för att mäta över NET-S- och NET-C-stiften. Det uppmätta värdet bör vara minst 9V.
Vid testning av motståndet på nätverket är det förväntade värdet 60 ohm. Detta test kan utföras genom att stänga av nätverket och placera en DMM över NET-H- och NET-L-stiften. Om 120 ohm mäts är endast ett termineringsmotstånd installerat. Ett andra motstånd måste installeras i den motsatta änden av nätverket till det som redan finns.
Om 40 ohm observeras finns det 3 termineringsmotstånd installerade på nätverket så 1 måste tas bort. Om det inte är uppenbart var det tredje motståndet är, kontrollera om det finns några enheter i nätverket med installerade termineringsmotstånd och se till att de är avstängda. Nätverksenheter med termineringsmotstånd installerade uppnår inte NMEA 2000-certifiering eftersom denna praxis kan orsaka förvirring i nätverket.

Ytterligare tester
Om problemet kvarstår efter att ha verifierat att både strömförsörjningen och termineringsmotståndet är bra, krävs ytterligare testning: En vanlig teknik som används för att undersöka ett nätverk är att dela upp nätverket i sektioner genom att flytta terminatorn: Koppla bort ena halvan av ryggraden och flytta termineringsmotståndet till den nya, tillfälliga änden av nätverket.
Om problemet kvarstår har du begränsat det till hälften av nätverket som fortfarande är strömförsörjt och aktivt. Om problemet inte kvarstår är det i den halva nätverket som har kopplats bort.
Fortsätt att utföra denna halvdelningsmetod tills du kan begränsa den till en enda enhet, om möjligt.
Glöm inte att flytta termineringsmotståndet varje gång för att säkerställa att nätverket är korrekt avslutat. När problemet har minskat, försök att byta ut t-stycken eller kablar med sådana som är kända för att vara bra.
Om fältanpassningskontakter har använts, kontrollera ledningsanslutningarna inuti för att säkerställa att de är korrekta och ordentligt säkrade på plats.
Om möjligt, kontrollera att kablarna inuti enheten är ordentligt och säkert avslutade, och se till att iaktta antistatiska försiktighetsåtgärder om den interna elektroniken exponeras. Det är alltid bäst att kontrollera att detta är ok med enhetstillverkaren innan du utför detta steg för att säkerställa att du inte ogiltigförklarar någon garanti.
Om ett problem fortfarande kvarstår vet du nu att det finns ett problem med enheten och det är dags att kontakta tillverkaren av den enheten.
För en komplett guide för att installera ditt NMEA 2000-nätverk och använda Actisense-produkter, ladda ner vår NMEA 2000 e-bok.