Alles über Segeln – außer Segeln!

OP010 – Moitessier HAT

Was ist den nun dieses ominöse Moitessier-Hat? Es ist eine vorgefertigte Platine speziell entwickelt für OpenPlotter und kombiniert einige Funktionen:

  • Positionsempfang
  • Kompass und Neigung
  • Luftdruck und Temperatur-Sensor
  • AIS-Empfänger

Das Moitessier HAT bietet einen Anschluss für die UKW Antenne (Ein Splitter oder eine separate Antenne zum Funk muss verwendet werden). Desweiteren hat es wie gesagt einen IMU (Kompass und Neigung) fest verbaut, sowie einen Luftdruck und Temperaturfühler integriert. Zusätzlich bietet es 3 Status-LEDs an, eine für den GPS Empfang, eine für den AIS Empfang und eine Error LED für Systemfehler. HAT steht übrigens für „Hardware Attached on Top“ und bedeutet, dass es sich um einen Aufsatz handelt, der auf dem Raspberry montiert wird.

Alle Funktionen, die das HAT bietet können auch über günstige Sensoren erreicht werden. Was sind also die Vor- und Nachteile:

Vorteile:

  • alles aufgeräumt und kein Löten/Kabelziehen nötig
  • passendes Gehäuse verfügbar
  • AIS Empfänger muss nicht kalibriert werden (etwas kompliziert)
  • meiner Meinung nach läuft es sehr stabil und ich vermute weniger Ausfälle.

Nachteile:

  • teurer aktuell ca. 120 € ohne Case
  • verdeckt alle Pins und macht daher den Anschluss zusätzlicher Hardware etwas schwerer
  • schlechte Dokumentation über Installation (Bis jetzt)

Ich persönlich finde das Moitessier-HAT eine lohnenswerte Anschaffung und habe es selbst auf meinem Boot verbaut. Vollblut-Bastlern würde ich abraten, allen anderen kann ich es nur empfehlen.

Benötigtes Material:

  • Schritt 1: die Installation

Die Installation selbst ist sehr einfach und erfordert kein Werkzeug. Das HAT wird einfach auf die Steckerleiste des Raspberry’s aufgesteckt und fertig.

Für die Installation in das Case wird ein Kreuz-Schraubendreher benötigt. Die Installation ist gut beschrieben und einfach durchzuführen.

  • Schritt 2: Die Grundinstallation

Als Nächstes müssen wir das HAT dazu bringen mit dem Raspberry zu reden. Das war für mich die größte Hürde aufgrund der mangelnden Informationen. Ich hoffe euch mit meinem Beitrag die Stunden die ich getüftelt habe zu ersparen. 😀

Zuerst öffnen wir OpenPlotter über das Anker-Symbol und klicken im Menü auf „Tools“ und anschließend auf „Moitessier HAT“. Ein Auswahlfenster erscheint und wir entscheiden uns für „Settings“.

In den Moitessier HAT Settings wechseln wir nun in den Reiter „Install“. Dort finden wir die aktuelle Software angezeigt (Hier 4.14.79) und haben ein Auswahl-Menü mit verfügbaren HAT-Software-Paketen zur Verfügung. In der Auswahl müssen wir nun unsere aktuelle Version (von oben) auswählen und auf „Install“ klicken.

Sollte deine Version nicht verfügbar sein gehe zu Schritt 2.1, anderenfalls zu Schritt 3.

  • Schritt 2.1: Herunterladen und Installieren einer fehlenden Version

Um deine Version herunterzuladen öffne den Browser auf dem Raspberry (Weltkugel oben links) und öffne die folgende Internetseite: https://www.rooco.eu/2018/06/13/firmware-and-drivers-for-raspberry-pi-moitessier-hat. Hier findest du eine Auswahl an weiteren Versionen. Wähle deine Version aus und klicke darauf.

Es kann sein, dass der Viren-Blocker unten fragt, ob du die Datei behalten willst. Bitte bestätige diese Frage und behalte die Datei.

Öffne nun den Explorer über das Order-Symbol und gehe in den Ordner „Downloads“, packe deine geladene Datei und verschiebe sie in den Ordner „pi“.

Nun wird es zeit für unseren ersten Linux Befehl aber keine Angst, es ist ganz einfach. Gehe über das Himbeer-Symbol zu „Accessoires“ und öffne den „Terminal“

Schreibe nun sudo dpkg -i package_name.deb in das schwarze Fenster und bestätige das mit Enter. Ein Beispiel für meine Version: sudo dpkg -i moitessier_4.14.79_armhf.deb

Das Paket wird installiert und das Raspberry startet neu. Bitte beachte, dass du NICHT zurück zu Schritt 2 musst, die Grundinstallation ist bereits abgeschlossen.

  • Schritt 3: Die Konfiguration

Um das HAT zu starten öffnen wir nun OpenPlotter über das Anker-Symbol und wählen im Menü „Tools“ und „Moitessier HAT“. In der Auswahl klicken wir auf „Start“.

Jetzt müssen die selben Schritte durchgeführt werden wie bei der Konfiguration der einzelnen Sensoren:

  1. GPS/GNSS Empfänger konfigurieren
  2. IMU (Kompass und Neigung) konfigurieren
  3. Temperatur- und Drucksensor konfigurieren
  • Schritt 4: GNSS und AIS konfigurieren

Da es sich bei unserem GNSS (Position – GPS) und AIS-Empfänger um eine serielle Verbindung handelt gehen wir zum Reiter „Serial“ in dem unser USB Gerät schon angezeigt wird. Um es nun zu konfigurieren markieren wir es und klicken anschließend auf „auto“. Die Konfiguration dauert ca. eine Minute bevor wir gebeten werden, mit „apply“ zu bestätigen, was wir natürlich machen.

  • Schritt 5: Kompass und Neigung konfigurieren

Zum Starten der Konfiguration wechseln wir in den Reiter „pypilot“. Hier wird der IMU Sensor konfiguriert. Zuerst wählen wir oben den pypilot Mode „IMU only“ aus.

Zur Erklärung: Pypilot ist eine OpenSourse Software um selbst einen Autopiloten zu bauen. Dieser kann direkt über OpenPlotter angesteuert werden. Da wir darauf hier jetzt nicht eingehen wählen wir IMU only.

Nun sollten wir schon zwei Sensoren angezeigt bekommen. IMU.heading für die Peilung und IMU pitch und roll für die Neigung. Beide aktivieren wir mit einem Haken bevor wir auf „Apply Changes“ klicken und die Einstellungen speichern.

Nun müssen wir die Neigung noch kalibrieren, das heißt der Software sagen bei welcher Stellung der Sensor oder das Boot gerade steht. Dazu klicken wir auf “Calibration”

Nun sehen wir im “IMU” Reiter ein Boot, das sich neigt, wenn wir den Sensor neigen. Lege den Sensor nun gerade hin. (Später auf dem Boot sollten wir das im Hafen im Wasser ohne Wind und Welle wiederholen). Zum Starten der Kalibration klicken wir nun auf “Boat is level” und fassen nichts an, bis der Ladebalken durchgelaufen ist. Nun weiß OpenPlotter, wie das Boot gerade steht.

Der Kompass kalibriert sich selbst und hier muss nichts gemacht werden. Wenn der Sensor später in dein Boot eingebaut ist und das nicht gerade zur Bootslinie erfolgt ist, kannst du unten bei “Heading” noch den “Offset” einstellen. Das heißt zum Beispiel: wenn dein Boot nach 10 Grad zeigt und dein OpenPlotter 16 Grad sagt, kannst du hier -6 eingeben um das auszugleichen.

Schritt 6: Temperatur und Drucksensor konfigurieren

Öffne OpenPlotter mit dem Ankersymbol und wechsle auf den Reiter „i2c“. Dort klickst du auf „add“ um einen Sensor hinzuzufügen.

Der Sensor wurde auch schon erkannt, „MS5607-02BA03“ ist unser Atmosphärensensor also wählen wir diesen aus.

Uns wird sofort angezeigt, dass der Sensor zwei Messwerte liefert. Mit einem Doppelklick können wir den SignalK Key ändern. Wähle bitte für pressure „enviroment.outside.preassure“ und für temperature „enviroment.outside.temperature“ aus um den Sensor zu testen. Du kannst jederzeit zurück und die Werte entsprechend anpassen.

Jetzt haben wir unsere Messwerte im System und müssen diese noch übersetzen. Dafür ist SignalK zuständig. Öffne SignalK über das Flaschenpost Symbol und logge dich ein.

Navigiere zu „Server“ und dann zu „Plugin Configuration“. Hier gibt es das Plugin „Convert SignalK to NMEA0183“. Dieses musst du zuerst einmal aktivieren.

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Scrolle anschließen nach unten und setze ein Häckchen bei „XDR (barometer) – Atmospheric Preassure“ und „XDR (TempAir) – Air temperature“ und speichere die Eingabe mit „Submit“. Jetzt kannst du SignalK wieder schließen.

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Herzlichen Glückwunsch, die Einrichtung deines Moitessier HATs ist abgeschlossen, Zeit die Messwerte in OpenCPN anzusehen.

Schritt 6: Anzeigen der Werte im openCPN Dashboard

Öffne zunächst OpenCPN vom Desktop und öffne die Einstellungen über das Zahnrad-Symbol.

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Navigiere zu „Plugin“ und suche nach dem „Dashboard“. Aktiviere dieses durch einen Klick auf „Enable“ und gehe danach über „Preferences“ in die Einstellungen“.

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Wähle links in der Leiste dein farbiges Dashbord aus und füge diesem über „Add“ die Messwerte „Mag HDG”, “Pitch”, “Heel”, Air Temp. und barometric history hinzu. Danach sollte dein Bildschirm so aussehen:

Bestätige das nun mit „OK“. Wenn du jetzt in openCPN das Dashbord öffnest (bei mir in der Werkzeugleiste das vierte von rechts) kannst du die aktuellen Werte sehen.

Übrigens kannst du hier auch mehrere Dashbords anlegen oder andere Werte hinzufügen.

Jetzt sollte auch der AIS-Empfang funktionieren. Falls du außer Reichweite bist oder noch keine UKW-Antenne angeschlossen hast, kannst du vom HAT auch zwei Boote in der Adria simulieren lassen. Klicke dazu in OpenPlotter auf „Tools“, „Moitessier HAT“, wähle dann Settings und aktiviere den Simulator über die Checkbox. Nach dem Bestätigen mit „Apply changes“ sollten die Boote in der Nähe von Venedig ihre Kreise ziehen.

Abschließend ein paar Erfahrungen mit dem HAT:

Durch die Eigenwärme des Raspberry‘s und die Nähe des Sensors ist der Temperatursensor nicht für die Messung der Außentemperatur geeignet. Ich nutze ihn daher zur Überwachung der Systemtemperatur. Der Empfang der Position ist auf Holz oder GFK Booten ausreichend. Für die Verbesserung oder zum Empfang auf Stahl- oder Alubooten kann man eine externe GPS-Antenne anschließen.

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