Nautische Navigation mit dem RasPi und OpenCPN

© Eric Gevaert, Fotolia

Kurs halten

Im zweiten Teil der Serie über den Raspberry Pi auf Sportbooten zeigt der Mini-Computer, dass er sich als ideale Basis für ein Low-Cost-Navigationssystem eignet: OpenCPN und ein GPS-Empfänger genügen.

Der Raspberry Pi eignet sich aufgrund seines minimalen Stromverbrauchs besonders für den Einsatz auf Sportbooten oder in Wohnmobilen. Der erste Teil der Serie [1] zeigte in der letzten Ausgabe, dass er sich dank seiner Empfangsstärke, des geringen Stromverbrauchs und der minimalen Abmessungen perfekt zur echten Multimediazentrale auf engstem Raum eignet. Sie finden Teil 1 auch auf der beiliegenden Heft-DVD.

Doch dieses Szenario schöpft das Potenzial des Mini-Rechners noch lang nicht aus. Ganz ähnlich wie auf der Straße schadet es auch auf dem Wasser nicht, zu wissen, wo man sich gerade befindet. Klassische Navigationsgeräte versagen auf diesem Terrain häufig völlig, weil sie nur zur Navigation zu Lande ausgelegt sind und Wasserstraßen lediglich als schmückendes Beiwerk in der Umgebung verzeichnen.

Nun ist es nicht so, als wäre elektronische Navigation zu Wasser eine neue Idee. Große Schiffe nutzen seit Langem GPS zur Standortbestimmung und Routenverfolgung. Selbst für kleinere Sportboote bietet der Bootsfachhandel entsprechende Geräte zum Kauf an. Der Haken: Schon semiprofessionelle Navis für die Nutzung auf dem Wasser schlagen mit teils horrenden Preisen von einigen Hundert Euro zu Buche. Wer obendrein regelmäßige Kartenupdates erwartet, legt noch ein paar Scheine obendrauf. Die hohen Kosten für die Anschaffung entsprechender Hardware lassen viele Sportbootkapitäne vor dem Kauf zurückschrecken. Da blieb für den Freizeitnavigator bislang nur die Wahl zwischen der Anschaffung eines Bootsnavis für viel Geld oder der wenig komfortablen und ebenfalls nicht exakt kostengünstigen Navigation anhand gedruckter Wasserstraßenkarten.

Hier kommt nun der Raspberry Pi als Fundament für ein Selfmade-Navi ins Spiel: Zusammen mit einem GPS-Empfänger, der Navi-Software OpenCPN und entsprechenden Binnenwasserstraßenkarten wandelt sich der Mini-Rechner zu einem preisgünstigen Navigationsallrounder. Im Folgenden zeigen wir, wie Sie den RasPi mit der nötigen Software versorgen, welche Hardware sich eignet und woher Sie die passenden Karten bekommen. Als Goodie bieten wir zu guter Letzt einen Überblick, wie Sie das Setup auch für andere Instrumente an Bord verwenden.

Die Hardware

Für die Navigation entschied sich der Autor, das Boot mit einem zweiten RasPi zu bestücken: Den multimedialen Mini-Rechner treibt OpenELEC an, das sich zwar ideal für Multimedia-Aufgaben eignet, nicht aber für die Navigation. Letzteres erfordert eine "echte" Linux-Distribution, die es erlaubt, zusätzliche Pakete zu installieren – was unter OpenELEC nur mit Verrenkungen zu erreichen wäre.

Für den Workshop stellte Pi3g [2] uns ein zweites Gerät zur Verfügung. Wie der erste RasPi fand auch der zweite seinen Platz auf der Rückseite des Bord-TV-Bildschirms, wo ihn ein Klettband an Ort und Stelle hält.

Während für das Multimediazentrum dank HDMI-CEC eine Fernbedienung als alleinige Steuerung ausreicht, erfordert ein Linux-Desktop eine andere Art der Bedienung. Es stellt sich zwangsläufig die Frage nach einer Tastatur und einer Maus – auf einem Boot finden sich aber kaum nutzbare Flächen, auf denen eine normale Maus überhaupt nutzbar wäre. Eine Alternative bietet Logitech in Form der K400 Plus [3] an: Die eigentlich für den Gebrauch im Wohnzimmer konzipierte Kombination aus Tastatur und Touchpad benötigt wenig Platz, verzichtet auf lose Teile und bewegt sich mit rund 40 Euro auch finanziell im akzeptablen Rahmen.

Damit der RasPi als Navi arbeitet, benötigt er einen GPS-Empfänger samt Zubehör. Die Suche nach GPS-Antennen im einschlägigen Fachhandel für Bootszubehör liefert viele Modelle, die sich für die Montage außerhalb der Kajüte eignen. Für unsere Zwecke genügt aber auch eine mit Linux kompatible Indoor-GPS-Antenne, die sich etwa an einem der Kajütenfenster per doppelseitigem Klebeband oder ebenfalls per Klett befestigen lässt. Letztlich muss eine GPS-Antenne nur den Sichtkontakt zu einer hinreichenden Anzahl von Satelliten herstellen können.

Der Empfänger Navilock NL-402U USB (Abbildung 1) funktioniert problemlos mit Linux und schlägt bei Amazon mit etwa 45 Euro zu Buche [4] --über 50 Euro weniger als für das günstigste Outdoor-Modell anfallen würde.

Abbildung 1: Der Navilock NL-402U GPS-Empfänger arbeitet problemlos mit Raspbian zusammen und kostet obendrein nur etwa 40 Euro. (Bild: Navilock.de)

Raspbian als Grundlage

Da der Autor seit über zwölf Jahren selbst an Debian mitentwickelt, kam für ihn nur das auf dieser Distribution basierende Raspbian infrage. Als angenehmer Nebeneffekt ergibt sich daraus, dass für diese Distribution bereits OpenCPN-Pakete im Netz zur Verfügung stehen. So steht dessen Betrieb kaum mehr im Weg als das simple Einrichten der Software.

Auf der Raspbian-Projektseite [5] finden Sie vorbereitete Betriebssystem-Images, die sich unter Linux, Mac OS X und Windows problemlos auf eine neue SD-Karte installieren lassen. Weil die RasPi-Hardware auf allen verkauften Exemplaren identisch ausfällt, entfällt das zeitraubende Einrichten von Hardware. Nach der Raspbian-Installation steht der Rechner quasi sofort und hardwareseitig perfekt konfiguriert zum Einsatz bereit.

Wie schon im ersten Teil der Reihe gilt die Overlay-Warnung auch bei Raspbian: Es kommt durchaus vor, dass der Debian-Ableger das Bildsignal zwar in 720p oder 1080p ausgibt, es auf dem TV-Bildschirm aber verschwommen aussieht. Dann gilt es, dem Fernseher die Overlay-Darstellung abzugewöhnen. Beim auf dem Boot eingesetzten Grundig-Modell etwa lässt sie sich per Fernbedienung einfach abschalten.

Für OpenCPN empfiehlt es sich, die Darstellung auf 720p statt auf die theoretisch möglichen 1080p zu setzen. Das sorgt einerseits dafür, dass Sie die in OpenCPN dargestellten Karten auch aus größerer Entfernung noch ohne massives Hineinzoomen erkennen können, andererseits schont es die ohnehin nicht ganz starke GPU des Raspberry Pi.

Diesen Artikel als PDF kaufen

Express-Kauf als PDF

Umfang: 5 Heftseiten

Preis € 0,99
(inkl. 19% MwSt.)

Raspberry Pi Geek kaufen

Einzelne Ausgabe
 
Abonnements
 
TABLET & SMARTPHONE APPS
Bald erhältlich
Get it on Google Play

Deutschland

Ähnliche Artikel

  • Der RasPi als Schaltzentrale auf Hochseejachten

    Auf Sportbooten im Binnenbereich hat der Raspberry Pi seine Fähigkeiten bereits unter Beweis gestellt – jetzt geht es ab aufs Meer. Dank der freien Software AVnav mausert sich der Mini-Computer zur Jacht-Schaltzentrale.

  • Analoge Spiegelreflexkamera mit dem RasPi ansteuern

    Der RasPi kann sogar analog: Mit ein paar zusätzlichen Bauteilen verwandeln Sie den Mini-PC in einen automatischen Selbstauslöser für eine alte Spiegelreflexkamera.

  • Die wichtigsten Neuerungen in Raspbian "Jessie"

    In den aktuellen Releases basiert Raspian, das Standardbetriebssystem des Raspberry Pi, erstmals auf der aktuellsten Debian-Version 8 "Jessie" und bringt interessante Neuerungen mit, etwa die IoT-Applikation Node-RED.

  • Erste Schritte mit dem Raspberry Pi

    Frisch ausgepackt liegt Ihr neuer Raspberry vor Ihnen auf dem Tisch – und jetzt? Wir führen Sie durch die ersten Schritte beim Zusammenbau der nötigen Komponenten und der Installation des Standard-Betriebssystems Raspbian.

  • Heft-DVD 05/2013

    Ohne ein System handelt es sich bei dem Raspberry Pi nur um eine Platine ohne Funktion. In der ersten Ausgabe von Raspberry Pi Geek stellen wir Ihnen auf dem beiliegenden Datenträger einen Grundstock an passenden Linux-Derivaten bereit, mit denen Sie den Single-Board-Computer in einen funktionsfähigen PC verwandeln.

Aktuelle Ausgabe

08/2018
Projekte & Hacks

Diese Ausgabe als PDF kaufen

Preis € 7,99
(inkl. 19% MwSt.)

Stellenmarkt

Neuigkeiten

  • Fernverkehr

    Zwar wurde I2C eigentlich für die interne Gerätekommunikation konzipiert, doch mithilfe geeigneter Extender-Bausteine überbrückt der Bus Distanzen bis zu 100 Metern.

  • Neues auf der Heft-DVD

    Nur mit dem optimalen System und der richtigen Software nutzen Sie das volle Potenzial eines Mini-PC. Mit der Heft-DVD erhalten Sie nicht nur die neusten Distributionen für den RasPi und Co., sondern gleichzeitig auch die passenden Programme zu den Artikeln.

  • Farbenspiele

    Der winzige Sensorbaustein APDS-9960 vereint vier unterschiedliche Anwendungsfälle in einem Chip.

  • Finger weg!

    Mit einem Read-only-Dateisystem schützen Sie die SD-Karte vor dem Altern durch Schreibvorgänge. Beim Aufsetzen gilt es, einige wichtige Punkte zu beachten.

  • Auf Zuruf

    Mit dem bereits Anfang 2017 angekündigten und jetzt endlich verfügbaren Voice offeriert Matrix Labs eine neue Erweiterung, die den Raspberry Pi fit für Sprachsteuerung machen soll.

  • Experimentell

    Wer elektronische Schaltungen entwirft, experimentiert oft erst einmal mit einem Breadboard. Genau für diese Bastler bietet sich der NanoPi-Duo als Steuerrechner an.

  • Aufgemöbelt

    Mit dem Desktop-Kit von Farnell gibt der RasPi auch auf dem Schreibtisch technisch und optisch eine gute Figur ab.

  • PiBot

    Aus einem Fischertechnik-Baukasten lässt sich schon mit wenigen Teilen ein Roboter aufbauen. Fehlt nur noch ein Gehirn: Das stellt der Raspberry Pi.

  • Heißkalt serviert

    Wie verwandelt sich ein Linux-System auf einem RasPi in einen Datenlogger? Indem es mit einem Bluetooth-fähigen Multimeter spricht.

  • Türwächter

    Der RasPi beteiligt sich am Internet der Dinge und wacht als smartes Schließsystem autonom über den Zugang zum Eigentum.