Projecto “GEBA” Integração do Anemómetro de Bordo das FFGH Vasco da Gama com a rede do navio Germano Gonçalves Capela Nuno Pessanha Santos
[email protected] [email protected] Jornadas do Mar 2010 Sessão 44
25/03/2015
AGENDA •Introdução/Objectivos; •Funcionamento do anemómetro das FFGH V. Gama; •Digitalização dos sinais do anemómetro; •Instalação do sistema e cálculo do vento verdadeiro;
•Software e Hardware utilizados; •Formato das mensagens (Protocolo NMEA); •Testes; •Conclusões.
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INTRODUÇÃO •O anemómetro utilizado nos navios desta classe é o wilh Lambrecht Gmbh modelo 1455; •Este modelo é totalmente analógico; •Processo de cálculo dos SHOL e vento verdadeiro é um processo manual.
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OBJECTIVOS •Descrever os procedimentos, material e software para cálculo do vento verdadeiro – de forma autónoma; •O Objectivo final será a actualização dos SHOL em tempo real.
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LOCALIZAÇÃO
Caixa de terminais 3/25/2015
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CAIXA DE TERMINAIS
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FUNCIONAMENTO •Constituído por dois elementos: •Elemento indicador de direcção; •Elemento indicador de velocidade do vento. •DIRECÇÃO – Potenciómetro rotativo de precisão por intermédio de um veio.
•INTENSIDADE – 3 copos rotativos ligados a um gerador de corrente contínua. 3/25/2015
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FUNCIONAMENTO
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FUNCIONAMENTO •DIRECÇÃO: •Potenciómetro de precisão alimentado por uma tensão contínua de 12V e funciona com um divisor de tensão com três tensões de saída; •Os três pontos de saída do potenciómetro estão espaçados 120º.
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FUNCIONAMENTO 12
TENSÃO (V)
10 8 1
6
2 4
3
2 0 0
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30
60
90
120
150 180 210 ÂNGULO (º)
240
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270
300
330
360
10
DIRECÇÃO (º)
FUNCIONAMENTO 360 345 330 315 300 285 270 255 240 225 210 195 180 165 150 135 120 105 90 75 60 45 30 15 0
1 2 3
0
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2
4
6 TENSÃO (V)
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FUNCIONAMENTO •INTENSIDADE: •Gerador de corrente contínua produz um valor de corrente proporcional ao valor da velocidade do vento; •Para uma velocidade de 120 nós temos à saída uma corrente de 5,2 mA; •A medição da intensidade é efectuada adicionando um resistência de 110 Ohm (Repetidora) e medindo assim a queda de tensão obtida. 3/25/2015
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FUNCIONAMENTO 140
VELOCIDADE (nós)
120 100 80 60 40 20 0 0 3/25/2015
1
2
3 CORRENTE (mA)
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FUNCIONAMENTO 120
VELOCIDADE (nós)
100 80 60
40 20 0 0
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100
200
300 TENSÃO (mV)
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400
500
600
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DIGITALIZAÇÃO
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DIGITALIZAÇÃO USB Computador
MAC Address IP Gateway Subnet
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DE.AD.BE.EF.FE.ED 10.45.131.36 10.45.131.1 255.255.255.0
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DIGITALIZAÇÃO
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INSTALAÇÃO E CÁLCULO GPS CAIXA DE TERMINAIS ANEMÓMETRO
COMPUTADOR UTILIZADOR REDE DE BORDO
PLACA ARDUINO
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GIRO
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INSTALAÇÃO E CÁLCULO •PARA
O
CÁLCULO
DO
VENTO
VERDADEIRO
É
NECESSÁRIO:
•Informação da proa (retirada da giro); •Informação da velocidade ao solo (retirada do GPS); •Informação da direcção do vento relativo (retirado do Arduino); •Informação da intensidade do vento relativo (retirado do
Arduino). 3/25/2015
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INSTALAÇÃO E CÁLCULO GPS Anemómetro
Giro
RS232
Device Master Ethernet
Rede de Bordo Ethernet
Matlab Ethernet
Aplicação
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INSTALAÇÃO E CÁLCULO
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NMEA (MSG DE INTERESSE) Aplicação
NMEA
Dados GPS (SOG) Dados Giro (Proa) Dados Arduino (Direcção e Intensidade do Vento relativo) Cálculo do Vento verdadeiro Mostrar dados (Gráfico) Pausa (5 segundos)
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NMEA NMEA National Marine Electronics Association •Protocolo utilizado para definir a interface eléctrica
e
protocolo
utilizado
para
comunicação
entre
equipamentos marítimos. 3/25/2015
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NMEA (MSG DE INTERESSE) $--VTG,x.x,T,x.x,M,x.x,N,x.x,K*hh
$GPVTG,266,T,298,M,021,N,039.6,K*hh 1) Track Degrees 2) T = True 3) Track Degrees 4) M = Magnetic 5) Speed Knots 6) N = Knots 7) Speed Kilometers Per Hour 8) K = Kilometres Per Hour 9) Checksum 3/25/2015
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NMEA (MSG DE INTERESSE) $--VHW,x.x,T,x.x,M,x.x,N,x.x,K*hh
1) Degress True 2) T = True 3) Degrees Magnetic 4) M = Magnetic 5) Knots (speed of vessel relative to the water) 6) N = Knots 7) Kilometers (speed of vessel relative to the water) 8) K = Kilometres 9) Checksum 3/25/2015
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TESTES •CALIBRAÇÃO:
•Depende essencialmente do correcto ajuste dos potenciómetros utilizados; •Podem-se utilizar resistências de precisão em
detrimento do uso de potenciómetros.
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TESTES •Após a montagem de um protótipo efectuaram-se testes
para validar os resultados; •Os resultados obtidos corresponderam aos obtidos na repetidoras analógicas; •Existiram pequenos erros pois a montagem utilizada não era definitiva;
•A validação não foi concluída pois o navio esteve atracado durante o período de testes, não sendo possível testar o sistema com maior dinamismo nas variáveis utilizadas. 3/25/2015
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CONCLUSÕES •Este projecto mostra que é possível através de tecnologia simples resolver um problema concreto na MGP;
•Integração destes dados com o ATIAO deve ser feita pela DITIC tendo em conta o know-how
adquirido; •Os dados que se encontram disponíveis na rede de
bordo podem ser utilizados para outras aplicações. 3/25/2015
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Fim
Obrigado pela Atenção
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