Die Grundlagen zum Aufbau und Testen Ihres NMEA 2000-Netzwerks

Wer sind die NMEAs?

Die NMEA steht für National Marine Electronics Association. Kurz gesagt handelt es sich um eine gemeinnützige Organisation, deren Mission es ist, die Datenkommunikation zwischen Herstellern von Schiffselektronik zu verbessern. Lesen Sie mehr unter www.nmea.org

Was ist NMEA 2000?

NMEA 2000 ist ein offener Standard, der von der NMEA entwickelt wurde, um ihnen zu helfen, ihre Mission zu erfüllen, indem sie die Nachrichten und das Anschlusssystem standardisiert, die für Geräte in der Schifffahrtsindustrie verwendet werden. Es gibt ein weit verbreitetes Missverständnis, dass der Begriff „offener Standard“ frei verfügbar bedeutet, obwohl er tatsächlich bedeutet, dass der Standard zu einem angemessenen Preis auf ihrer Website erhältlich ist. Es ist wichtig zu bedenken, dass die NMEA nicht gewinnorientiert ist und die Standards eine wichtige Einnahmequelle schaffen, damit sie weiter bestehen können.

Wenn Sie beim Aufbau Ihres NMEA 2000-Netzwerks vollkommen beruhigt sein möchten, sollten Sie NMEA 2000-zertifizierte Geräte verwenden. Solche Geräte haben alle NMEA-Anforderungen erfüllt und die vollständige Zertifizierung erhalten. Die umfassende Liste der offiziell zertifizierten Produkte können Sie hier einsehen.

Was sind die Vorteile von NMEA 2000?

Durch die einfache Verbindung lässt sich ein NMEA 2000-Netzwerk einfach installieren.

• NMEA 2000-Netzwerke sind zuverlässig. Sie konfigurieren sich selbst und es ist keine Einrichtung erforderlich, was bedeutet, dass Sie problemlos kompatible Geräte hinzufügen oder entfernen können, ohne das Netzwerk neu starten zu müssen.

• Anders als bei NMEA 0183 sind unterschiedliche Baudraten bei NMEA 2000-Netzwerken kein Problem.

• NMEA 2000-Netzwerke können bis zu 50 verschiedene kompatible Geräte miteinander verbinden.

• Sie müssen nicht Ihr gesamtes NMEA 0183-Netzwerk ersetzen, wenn Sie auf NMEA 2000 umstellen. Sie können sich ganz einfach mit dem neuen Netzwerk verbinden, während

Beibehaltung aktuell installierter NMEA 0183-Geräte mit einem NMEA 2000-Gateway wie dem NGW-1

 

Was sind die Mindestanforderungen für ein NMEA 2000-Netzwerk?

Beim Aufbau Ihres NMEA 2000-Netzwerks gibt es einige Mindestanforderungen;

1. Ein abgesicherter Einspeisepunkt (z. B. ein Actisense A2K-MPT-2 , der an eine abgesicherte Batterieversorgung angeschlossen ist)

2. 2 NMEA 2000-zertifizierte Geräte plus Kabel und Anschlüsse zum Aufbau des Netzwerks

3. 2 Abschlusswiderstände

Die Actisense-Starterkits bieten alles, was Sie zum Erstellen eines grundlegenden NMEA 2000-Netzwerks von Grund auf benötigen.

Die Actisense Self-Contained Boat Networks bieten auch ein Plug-and-Play-Netzwerk. Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass SBN-Netzwerke nicht erweitert werden können.

Sehen Sie sich unser Video an, in dem wir Ihnen zeigen, wie Sie ein einfaches NMEA 2000-Netzwerk einrichten.

Physikalische Schicht

Die Netzwerkverbindungen (Verkabelung, T-Stücke usw.) bilden den sogenannten NMEA 2000 „Physical Layer“ und wurden von NMEA aus dem DeviceNet-Standard übernommen, einer bewährten robusten Netzwerklösung, die bereits in der Automobil- und Landwirtschaft eingesetzt wird Branchen (unter anderem). DeviceNet verwendet einen Standard für Kabelgrößen und Kabelfarben, der die NMEA 2000-Vernetzung einfach hält, und DeviceNet-Standardanschlüsse ermöglichen eine schnelle und einfache „Plug & Play“-Vernetzung.

Rückgrat

Der Hauptabschnitt eines NMEA 2000-Netzwerks wird als „Backbone“ bezeichnet. Alle NMEA 2000-Geräte müssen über ein T-Stück mit dem Backbone verbunden werden, dies wird als „Instrumentenanschluss“ bezeichnet. Jedes Ende des Backbones muss korrekt mit einem 120-Ohm-Widerstand abgeschlossen werden. Diese Widerstände sind parallel geschaltet und bieten somit 60 Ohm Abschlusswiderstand über das gesamte Netzwerk.

Kabel – Was sind die richtigen Kabelgrößen für ein NMEA 2000-Netzwerk?

Die drei verschiedenen Größen der NMEA 2000-zertifizierten DeviceNet-Standardverkabelung sind „Micro“, „Mid“ und „Mini“.

Mikro – die kleinste Kabelgröße, die für NMEA 2000-Netzwerke verwendet wird. Kann verwendet werden, um das Backbone für kleinere Installationen sowie Instrumentenabzweigungen zu bilden.

Mittel – eine mittlere Kabelgröße, die nur für die Installation eines NMEA 2000-Backbones verwendet werden darf. besser geeignet für größere NMEA 2000 Installationen.

Mini – die größte Verkabelung. Auch hier darf nur für die Installation eines NMEA 2000-Backbones verwendet werden. Eine beliebte Lösung für größere NMEA 2000-Installationen.

 

Das Actisense A2K-Sortiment umfasst mehrere Optionen vorgefertigter Längen von Mikrokabeln mit umspritzten, wasserdichten (IP 67 im gesteckten Zustand) vergoldeten Steckern.

100-Meter-Rollen mit losem Kabel, A2K-BULK-100M , sind ebenfalls erhältlich. Bei Verwendung mit Actisense Field Fit Connectors bietet dies eine Komplettlösung für benutzerdefinierte Längen von NMEA 2000-zertifizierten Kabeln. Konfektionierte Anschlüsse werden im Abschnitt „Anschlüsse“ erläutert.

Die maximale Backbone- und Instrumenten-Drop-Länge für jeden Kabeltyp finden Sie im Abschnitt „Netzwerkbeschränkungen“.

Verbindungen – Sind alle NMEA 2000-Anschlüsse gleich?

Der DeviceNet-Standard ermöglicht eine einfache „Plug & Play“-Konnektivität mit Schraubanschlüssen, was die Installation schnell und einfach macht. Die Kabelverbindungen zu jedem Stift an den Anschlüssen wurden in der NMEA 2000-Spezifikation definiert, wodurch die Installation zum Standard für NMEA 2000-Installationen wird. In den Diagrammen unten finden Sie die vordefinierten NMEA 2000-Pinbelegungen von hinten gesehen.

Wie bereits erwähnt, werden Geräte über ein NMEA 2000-zertifiziertes T-Stück mit dem NMEA 2000-Netzwerk verbunden. Die Actisense A2K-T-Stücke (A2K-T-MFF) wurden so konzipiert, dass Geräte einfach angeschlossen werden können, selbst wenn das T-Stück an einem Schott befestigt bleibt. Die vergoldeten Schraubverbinder machen Actisense-T-Stücke langlebig und stellen sicher, dass sie die Lebensdauer jeder NMEA 2000-Installation überdauern.

In Bereichen, in denen bis zu vier Geräteanschlüsse erforderlich sind, kann das Actisense-Vierwege-T-Stück (A2K-4WT) verwendet werden, um die Installationszeit drastisch zu verkürzen, anstatt vier einzelne T-Stücke zu verwenden.

Actisense Field Fit Connectors (A2K-FFC) sind sowohl als Stecker- als auch als Buchsenoptionen sowie als rechtwinklige Variante für beide Geschlechtstypen erhältlich, perfekt für die Installation von NMEA 2000-Kabeln in engen Ecken oder um Biegungen.

So versorgen Sie ein NMEA 2000-Netzwerk mit Strom

 

Power Insertion mit A2K-MPT-2:

Das Actisense Micro Power T-Stück hat zwei Paar Stromkabel, eines für jede Seite des T-Stücks. Beide Paare müssen an eine 12/24-Volt-Stromversorgung angeschlossen werden (über Sicherungskasten), damit die elektrische Last gleichmäßig verteilt werden kann.

Bei der Verwendung von 24-V-Systemen muss eine Warnung im Netzwerk installiert werden, um sicherzustellen, dass jeder, der neue Geräte installiert, sich dessen bewusst ist. Dies liegt daran, dass die NMEA 2000-Spezifikation 24 V offiziell nicht unterstützt, aber diese Stromversorgungsebene verwendet werden kann, wenn installierte Geräte dies unterstützen können. Alle Actisense-Geräte unterstützen 24-V-Netzteile.

Stromversorgung mit A2K-SBN-1 / SBN-2:

Das Netzkabel für das Small Boat Network ist mit einem 4-Wege- / 8-Wege-T-Stück umspritzt, um das Eindringen von Wasser zu verhindern. Strom steht an allen 4/8 Anschlüssen zur Verfügung, sobald das Paar blanker Drähte an eine 12-V- oder 24-V-Stromversorgung angeschlossen ist.

Power Insertion mit Quick Network Block (QNB-1):

Der Actisense Quick Network Block (QNB-1) bietet eine vielseitige und einfach zu installierende Lösung für jedes NMEA 2000-Netzwerk, indem hochwertige NMEA 2000-Barrierestreifenverbindungen verwendet werden. Mit am QNB-1 angebrachten Verschraubungen ermöglicht es kundenspezifische Kabellängen und Kabelmischungen, was bedeutet, dass das QNB beispielsweise mit Raymarine STNG-Kabeln implementiert werden kann.

Das QNB-1 teilt die Stromversorgung mit separaten Sicherungen auf beiden Seiten auf und ermöglicht längere Netzwerke mit Isolierung aufgrund der ATO-Sicherungen. Die andere Version (QNB-1-PMW) wird mit 6 x M12-Standardbuchsen (Mikro) geliefert, die Plug-and-Play mit Drop-Kabeln ermöglichen.

Sie werden einige gebräuchliche Ausdrücke hören, die bei der Erörterung von NMEA 2000-Netzwerken verwendet werden. Hier ist, was sie bedeuten:

Backbone : Der Hauptkabelstrang , der durch das Boot verläuft, um das Netzwerk zu bilden. T-Stücke werden entlang des Netzwerks angeschlossen, an die Geräte angeschlossen werden können.

Stichkabel : Die Länge des Kabels, das ein NMEA 20000-Gerät mit dem Backbone verbindet. Es ist wichtig hervorzuheben, dass die maximale Länge für ein Stichkabel gemäß dem NMEA 2000-Standard 6 m beträgt.

PGN : Steht für „Parametergruppennummer“. Die Nachrichten, die von NMEA 2000-Geräten zum Teilen von Informationen verwendet werden.

Wie teste und diagnostiziere ich mein NMEA-Netzwerk?

 

Testen von Stromversorgung und Abschlusswiderständen

Idealerweise sollte die Stromversorgung des Netzwerks an 2 Punkten getestet werden; der Einfügepunkt und die Enden des Netzwerks.

Stromeinführungspunkte sollten getestet werden, um festzustellen, wie viel Strom tatsächlich in das Netzwerk eingespeist wird. Jedes Gerät, das keine externe Stromversorgung hat, wird vom Backbone mit Strom versorgt, daher muss ausreichend Strom vorhanden sein, um alle angeschlossenen Instrumente zu betreiben.

Die Spannung sollte niemals 14 V überschreiten und unter 9 V liegen. Da Netzwerkgeräte einen Teil der zugeführten Leistung verbrauchen und die Kabelimpedanz ebenfalls die Spannung senkt, ist es wichtig zu wissen, dass die Spannung am Ende jedes Backbone-Strangs ausreichend ist.

Entfernen Sie vorübergehend einen Abschlusswiderstand vom Ende des Netzwerks und verwenden Sie ein Voltmeter, um zwischen den Pins NET-S und NET-C zu messen. Der gemessene Wert sollte mindestens 9V betragen.

Beim Testen des Widerstands im Netzwerk beträgt der erwartete Wert 60 Ohm. Dieser Test kann durchgeführt werden, indem das Netzwerk ausgeschaltet und ein DMM über die Pins NET-H und NET-L gelegt wird. Wenn 120 Ohm gemessen werden, wird nur ein Abschlusswiderstand installiert. Am anderen Ende des Netzwerks als dem bereits vorhandenen muss ein zweiter Widerstand installiert werden.

Wenn 40 Ohm beobachtet werden, sind 3 Abschlusswiderstände im Netzwerk installiert, sodass einer entfernt werden muss. Wenn es nicht offensichtlich ist, wo sich der dritte Widerstand befindet, suchen Sie im Netzwerk nach Geräten mit installierten Abschlusswiderständen und stellen Sie sicher, dass sie ausgeschaltet sind. Netzwerkgeräte mit installierten Abschlusswiderständen erhalten keine NMEA 2000-Zertifizierung, da diese Praxis zu Verwirrung im Netzwerk führen kann.

Weitere Tests

Wenn das Problem nach der Überprüfung, dass sowohl die Stromversorgung als auch der Abschlusswiderstand in Ordnung sind, weiterhin besteht, sind weitere Tests erforderlich: Eine gängige Technik zur Untersuchung eines Netzwerks besteht darin, das Netzwerk durch Verschieben des Abschlusswiderstands in Abschnitte aufzuteilen: Trennen Sie eine Hälfte des Backbone und verschieben Sie den Abschlusswiderstand an das neue, temporäre Ende des Netzwerks.

Wenn das Problem weiterhin besteht, haben Sie es auf die Hälfte des Netzwerks eingegrenzt, die noch mit Strom versorgt und aktiv ist. Wenn das Problem nicht weiterhin besteht, liegt es in der Hälfte des Netzwerks, die getrennt wurde.

Führen Sie diese Halbaufteilungsmethode so lange durch, bis Sie sie nach Möglichkeit auf ein einzelnes Gerät eingrenzen können.

Vergessen Sie nicht, den Abschlusswiderstand jedes Mal zu verschieben, um sicherzustellen, dass das Netzwerk korrekt abgeschlossen ist. Sobald das Problem eingegrenzt wurde, versuchen Sie, T-Stücke oder Kabel durch bekanntermaßen gute auszutauschen.

Wenn Field Fit Connectors verwendet wurden, überprüfen Sie die Kabelverbindungen im Inneren, um sicherzustellen, dass sie korrekt und fest sitzen.

Wenn möglich, prüfen Sie, ob die Verkabelung im Inneren des Geräts ordnungsgemäß und sicher abgeschlossen ist, und stellen Sie sicher, dass Sie Antistatik-Vorkehrungen treffen, wenn Sie interne Elektronik freilegen. Überprüfen Sie am besten immer, ob dies beim Gerätehersteller in Ordnung ist, bevor Sie diesen Schritt durchführen, um sicherzustellen, dass Sie keine Garantie verlieren.

Wenn ein Problem weiterhin besteht, wissen Sie jetzt, dass ein Problem mit dem Gerät vorliegt, und es ist an der Zeit, sich an den Hersteller dieses Geräts zu wenden.

Für eine vollständige Anleitung zur Installation Ihres NMEA 2000-Netzwerks und zur Verwendung von Actisense-Produkten laden Sie bitte unser NMEA 2000-E-Book herunter .

Sehen Sie sich die gesamte Palette der Actisense NMEA 2000-Produkte an