Varför NMEA-isolering är kritisk för ditt nätverk

När du designar DC-drivna produkter för marin nätverk måste isolering övervägas. Det rekommenderas inte att ansluta NMEA-enheter direkt till en dator. Utan någon form av isolering öppnar denna praxis upp för risker med markloopar som kan skada både NMEA-enheten och datorn (vi kommer att gå igenom detta senare i artikeln). Även om det finns många elektroniska enheter utan isolering på grund av kostnadsminskningar eller tron att en äldre version av NMEA-standarden tillät det, är det generella samförståndet att isolering i DC-drivna system är klokt och möjligen avgörande för tillförlitligheten.

Vad är isolering och varför är det viktigt?

Isolering förhindrar de två största problemen som plågar DC-strömsystem och enheterna på dem; markloopar och markpotentialskillnader. En markloop uppstår när två eller flera vägar till jordanslutningen för fartygets DC-batteriförsörjning skapas. När dessa vägar till jord är vid olika potentialer, vilket är lätt att göra med DC-drivna system, kan problemen variera från intermittent kommunikationsproblem till fullständig enhetsskada.

Marin galvanisk isolering förhindrar ström från att flöda mellan två elektriska kretsar samtidigt som data fortfarande kan delas genom optiska, mekaniska eller elektromagnetiska metoder. Båtens galvaniska isolering ger användaren trygghet om att markpotentialskillnader och markloopar inte kan inträffa och därmed heller inte den resulterande skadan.

En liten markpotentialskillnad kan ses som slumpmässig datakorruption, medan en större markpotentialskillnad kan förhindra datakommunikation helt. Över tid, beroende på storleken på den potentiella spänningsskillnaden, kommer vilken enhet som helst utan marin DC-isolering att bli skadad. Om du är 80 sjömil från land utan GPS på grund av totalt fel, kommer din uppskattning av isolering att öka kraftigt!

Marina opto-isolatorer ("Optos") överför säkert data mellan två individuellt isolerade kretsar med hjälp av ljus. I de flesta fall består de av en LED som omvandlar elektrisk energi till ljus och en fotosensor som en fototransistor som omvandlar ljus till elektrisk energi.

Vad innebär detta?

De flesta båtägare kommer sannolikt vilja ansluta sina NMEA-enheter till sina datorer vid något tillfälle, men att göra det säkert är avgörande för att skydda din ombordutrustning. Vi betonar alltid vikten av att skapa ett pålitligt marint data nätverk, där isolering måste övervägas. Beroende på dina nätverkskrav har vi olika alternativ för att säkert ansluta dina NMEA-enheter till din dator.

**NMEA 0183 till PC**

Vi har observerat några nya PC-anslutningskablar på marknaden som inte erbjuder någon isolering. Som denna artikel har betonat rekommenderas det absolut inte att ansluta NMEA-enheter direkt till en dator utan isolering. För att säkerställa fullständigt skydd för både NMEA-enheten och din dator rekommenderar vi att använda något som USG-2, som har isolering både på ingången och utgången, samt en USB-anslutning för enkel anslutning till omborddatorn.

Ett annat alternativ för isolering för PC-anslutning är Actisense OPTO-4, som ger isolering till PC: s ingång men inte utgången. Om din dator inte har en seriell port kommer du att behöva en USB till seriell adapter.

NMEA 2000 till PC

Actisense NGX-1 är en NMEA 2000 till PC Gateway som gör det möjligt att enkelt överföra NMEA 2000-data från NMEA 2000-nätverket till en dator. NGX-1-USB-varianten väljs i de flesta scenarier (där datorn har en USB-port) eftersom den möjliggör "plugga in och spela," samtidigt som den är fullständigt isolerad för att förhindra farliga markloopar.

Här är några konkreta skäl till varför NMEA-isolering är viktig för ditt nätverk:

1. Förhindra jordcykler och markbrus
   Isolering hjälper till att förhindra jordcykler och markbrus som kan uppstå när olika enheter i nätverket har olika jordreferenser. Jordproblem kan leda till korruption av signaler och felaktig funktion av anslutna enheter. Isolering avbryter den elektriska kopplingen mellan jordreferenserna hos olika enheter och eliminerar därmed risken för jordcykler.
   
   
2. Skydda mot elektriska störningar
   I marina och fordonssystem kan elektriska störningar och överspänningar vara vanliga. Isolering hjälper till att skydda nätverket och dess enheter från skadliga elektriska impulser och överström. Detta är särskilt viktigt för att förebygga skador på känslig elektronik och säkerställa pålitlig kommunikation.
   
   
3. Förbättra systemets prestanda
   Isolering bidrar till att förbättra prestandan genom att minimera störningar och brus i nätverket. Stabila och störningsfria signaler möjliggör snabb och tillförlitlig kommunikation mellan enheter. Detta är särskilt viktigt för att säkerställa att data överförs korrekt och i realtid.
   
   
4. Förhindra markloopen
   Markloopen kan uppstå när det finns flera vägar för ström att cirkulera i ett nätverk. Detta kan orsaka oönskade spänningsfall och påverka enheternas prestanda. Isolering avbryter dessa loopar och minskar risken för problem som kan uppstå på grund av dem.
   
   
5. Förbättra systemets stabilitet
   En välisolering hjälper till att upprätthålla en stabil spänningsnivå i nätverket. Detta är viktigt för att undvika variationer som kan påverka enheternas känslighet och noggrannhet. En stabil spänningsmiljö är avgörande för att säkerställa att alla enheter fungerar korrekt och ger tillförlitlig information.