Eine Woche lang haben wir vergeblich nach dem Fehler in unserem alten Autopiloten ST7000 gesucht. In unserer Verzweiflung kommen wir auf die Idee, unseren Piloten selbst zu entwickeln. Nach einigen Recherchen erweckt das Open-Source-Projekt "pypilot" unsere Aufmerksamkeit.
Auf der Suche nach Informationen über den Piloten
Die offizielle Seite pypilot.org bietet eine Präsentation, die einer echten Dokumentation nicht gleichkommt. Man kann zunächst das "pypilot workbook" lesen und dann im Forum nachsehen openmarine.net . Auf diesem findet man nach und nach alle Informationen, die man für die Auswahl der Komponenten, die elektrischen Anschlüsse und den Computerteil benötigt. Der Autor des Projekts, Sean D'Epagnier, beteiligt sich viel, indem er Neuigkeiten mitteilt und Fragen beantwortet. Schließlich haben mehrere Franzosen Pypilot erfolgreich übernommen und teilen in verschiedenen Foren sehr nützliche Informationen mit.
Komponenten auswählen und bestellen
Wenn Sie Ihr Projekt gut durchdacht haben, können Sie mit dem Einkaufen beginnen, ohne etwas zu vergessen. Am besten bestellt man direkt bei Sean seinen Piloten und seine Komponenten. Sie haben den Vorteil, dass sie verdrahtet sind und in wasserdichten Gehäusen geliefert werden, die von seinem Schöpfer sehr gut entworfen wurden. Wenn Sie mit Elektronik und Computern nichts anfangen können, ist dies bei weitem die beste Lösung.
Wenn Sie es jedoch eilig haben, können Sie die benötigten Dinge auch anderswo kaufen. Für eine Lösung auf Basis eines Raspberry PI benötigen Sie mindestens die folgenden Komponenten:
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Eine Raspberry PI 3 oder 4 . Es handelt sich um einen kleinen, preisgünstigen Computer (zwischen 35 Euro und 90 Euro, je nach Optionen), der in der Welt der Elektronik und Computer enorm erfolgreich ist. Dieser wird das auf Linux basierende "OpenPlotter"-System und die Hauptsoftware des Piloten (des Rechners) beherbergen.
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Eine Arduino Nano : kleine programmierbare elektronische Karte, auf der ein Linux-System installiert werden kann, das den Motor des Zylinders steuert.
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Eine h-Brücke vom Typ IBT-2 (dieses Modell ist nicht ideal, aber es ist leicht zu finden und funktioniert gut). Diese Komponente wird die Befehle des Treibers über den Arduino Nano empfangen und sie in einen Leistungsstrom zum Motor des Zylinders übersetzen.
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Eine trägheitssensor (IMU) MPU-9255 oder MPU-9250, die, wenn sie an den Raspberry angeschlossen wird, als Kompass und Gyroskop dient.
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Von was verdrahten alle diese Komponenten: Dupont-Draht und Breadboard als erstes, dann ein Gehäuse und etwas zum Löten der Komponenten später.
Das Ganze sollte weniger als hundert Euro kosten. Für diesen Preis kann man den Kauf aller Komponenten bedenkenlos verdoppeln, um sie bei Bedarf im Voraus zu haben.
Die Verkabelung und Installation von Software
Wenn alles da ist, geht es an die anfängliche Verdrahtung mit einigen Dupont-Drähten und einem Breadboard. Bei diesem Schritt helfen die Kommentare in der Datei "motor.ino", dem Programm, das in den Arduino injiziert werden soll. Details dazu findet man in der Dokumentation und in den Foren. Dann installieren wir OpenPlotter auf dem Raspberry mit der neuesten Version der Pypilot-Software (da die mit OpenPlotter mitgelieferte nicht aktuell genug ist).
Nach ein paar Stunden, oh Wunder, haben wir einen funktionierenden Autopiloten!
Der letzte Schritt war, den kleinen Motor, den wir für die ersten Versuche verwendet hatten, durch den Motor für den Ruderzylinder zu ersetzen. Und hier die gute Nachricht: Es funktioniert! So konnten wir zum ersten Mal auf Arthur eine Navigation durchführen, ohne das Ruder zu berühren. Dank seiner Webschnittstelle und dem Wifi an Bord kann jeder Computer, jedes Tablet und jedes Smartphone an Bord als Steuerung dienen.
Nach der Installation, den Einstellungen
Um Pypilot endgültig anzunehmen, muss man sich noch mit den auf den ersten Blick wenig intuitiven Einstellungen vertraut machen. Zunächst müssen einige Komponenten wie die Trägheits- und Rudersensoren kalibriert werden. Danach bietet der Softwareteil des Piloten Zugriff auf die PID-Reglerverstärkung, mit der das Verhalten der Servosoftware beeinflusst werden kann - ein Prinzip, das in den meisten handelsüblichen Piloten verwendet wird.
Es braucht viele Stunden auf dem Wasser, bis man weiß, wie man die Verstärkung und die Softwarekonfiguration an das Verhalten des Bootes anpasst. Nach und nach gelingt es einem, sich die richtigen Reflexe anzueignen, um die Reaktionen des Fahrers je nach Geschwindigkeit, Seegang und Wind zu optimieren.
Ein sehr guter Pilot, Technik zu implementieren
Zusammenfassend kann man sagen, dass pypilot ein seriöses Tool ist, das wirklich funktioniert. Da es kostengünstig ist, ist es auch eine gute Wahl, um einen Ersatzpiloten zu haben. Das Projekt ist wirklich spannend, denn da es frei und sehr parametrisierbar ist, kann man es wirklich an seine Bedürfnisse anpassen. Andererseits sind Elektronik- und Computerkenntnisse erforderlich, um es zusammenzubauen, sowie Zeit, um es anzunehmen und zu parametrisieren.
