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Aus Raspberry Pi Geek 06/2016

Der RasPi als Schaltzentrale auf Hochseejachten

© Eric Gevaert, Fotolia

Klar zur Wende!

Martin Loschwitz

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.

Schon zweimal war die Kombination der Themen “Sportboote” und “Raspberry Pi” Gegenstand von Artikeln hier in Raspberry Pi Geek: Erst bewies der kleine Computer, dass er sich dank minimaler Stromanforderungen in Kombi mit einem Fernseher perfekt als Multimediazentrale auf Sportbooten eignet [1]. Dann entpuppte er sich auch als perfektes Low-Cost-Navi für sämtliche Binnenwasserstraßen, das seinen kommerziellen Konkurrenten in Sachen Qualität und Aktualität in nichts nachsteht [2].

Die Sache hatte allerdings einen Haken: Unter Sportbootfahrern kursiert das leicht garstige Bonmot, ein Boot, das “fertig” ist, könne man eigentlich bloß noch verkaufen – um danach an einem neuen Boot neue Erweiterungen auszuprobieren. Nachdem das Eigenbau-Navi auf der Ypton 22 “Coup de Coeur” also lief, stellte sich eine gewisse Langeweile in Sachen Bootsbastelei ein.

Angesichts der Tatsache, dass die Berliner Seen und die Binnenwasserstraßen der Hauptstadt dem Autor ohnehin zu klein geworden waren, waren somit die perfekten Voraussetzungen für eine Vergrößerung in Sachen Sportboot gegeben. Der Autor entschied sich, die “Coup de Coeur” gegen ein größeres Boot zu tauschen, die Wahl fiel letztlich auf eine Dehler Duetta 86AS (Abbildung 1). Diese ist nicht nur fast 2 Meter länger als die “Coup de Coeur”, sondern auch deutlich breiter und mit vier echten Kojen versehen. Hinzu kommen über 30 Quadratmeter Segelfläche und der fast schon legendäre Ruf der frühen Serien aus der Werft Willi Dehlers.

Abbildung 1: Das neue Boot des Autors: eine Dehler Duetta 86AS aus dem Jahr 1981.

Abbildung 1: Das neue Boot des Autors: eine Dehler Duetta 86AS aus dem Jahr 1981.

Hochseetauglich

Anders als bei der “Coup de Coeur” handelt es sich beim auf den Namen “Einstein” getauften neuen Boot um eine echte Hochseejacht: Ganz offiziell darf die Duetta 86 bis Windstärke 8 segeln. Ihr Heimathafen ist in Travemünde; anfängliche Überlegungen, das Boot nach Berlin zu bringen, verwarf der Autor zugunsten des Segelgefühls auf der Ostsee.

Gerade weil die “Einstein” bisher vornehmlich auf hoher See zum Einsatz kam, war sie bereits beim Kauf mit mehr Hardware ausgerüstet als die seinerzeit in Berlin erworbene “Coup de Coeur”. Zum Lieferumfang gehörte ein echtes Boots-GPS (Furuno 32 GP) sowie ein altes Funkgerät. Das war vom Verkäufer aber bereits im Vorfeld als “defekt” vermerkt und gab tatsächlich keinen Mucks mehr von sich. Immerhin: Die Antenne für das Funkgerät im Masttopp – also direkt auf der Spitze des Segelmasts – war intakt und funktionierte tadellos.

Weil sich die Anschlüsse von Funkgeräten über die Zeit kaum geändert haben, war schnell klar: Ein neues Funkgerät würde die vorhandene Antenne weiter nutzen können. Die Installation einer neuen “Funke” bildete fortan einen festen Punkt auf der To-do-Liste des glücklichen neuen “Einstein”-Eigners.

Hinzu gesellten sich an Bord die klassischen Geräte: Ein Echolot zum Ermitteln der Wassertiefe gehörte ebenso zum Lieferumfang wie eine Logge, also ein Fahrtmesser. Beim Echolot handelt es sich jedoch um ein ST40 von Raymarine – genau das stellte sich im Verlauf der Arbeit am Boot noch als Problem heraus, doch dazu später mehr.

RasPi ahoi!

Auf Basis der positiven Erfahrungen des Autors mit dem Raspberry Pi auf dem Segelboot in Berlin war von Anfang an klar, dass dem Mini-Computer auch auf hoher See eine zentrale Bedeutung zukommen sollte.

Das bot sich so oder so an: Ein moderner Plotter fehlte der “Einstein” noch, und wie bei Autos sind die Vorteile von elektronischer Navigation auf Booten unstrittig. Für entsprechende Geräte wandern allerdings wenigstens 1000 Euro über die Ladentheke, und wer ein Premium-Modell haben möchte, der legt locker auch das Doppelte auf den Tisch. Der Raspberry Pi bot sich hier einmal mehr als günstige Alternative an. Obendrein hatte der Autor zwischenzeitlich auf Segeln-Forum.de [3] von einem Projekt Wind bekommen, das zu den Anforderungen passte wie die sprichwörtliche Faust aufs Auge.

Andreas Vogel entwickelt seit einigen Jahren eine Software namens AVnav. Der Python-Server sammelt an Bord eines Boots Daten von verschiedenen Instrumenten (GPS, Echolot, Logge etc.), bereitet sie auf und stellt sie dann im Bordnetz zur Verfügung. Der Kapitän kann die Raspberry-Pi-Daten entweder an entsprechende Navi-Apps durchreichen, die es sowohl für iOS wie auch für Android gibt, oder ruft den Webserver von AVnav im Browser auf und lässt die Daten durch das AVnav-eigene Javascript-Plugin darstellen.

Andreas Vogel hat AVnav unter eine offene Lizenz gestellt und bietet das Programm auf Github zum Download an. Obendrein stellt er auch auf Raspbian basierte Images bereit, die eine AVnav-Installation zum Kinderspiel machen. Ein Raspberry Pi zusammen mit einer hinreichend großen SD-Karte genügt als Basis.

Im Grunde schien also alles ganz leicht: Die verschiedenen Messinstrumente senden ihre Daten dem RasPi, auf dem AVnav läuft. Das sammelt alle von außen empfangenen Metrikdaten ein, bereitet sie auf und bietet letztlich die browserkompatible Navigationssoftware an. Theorie und Praxis differieren an dieser Stelle leider stark: In der Praxis stellte sich sehr bald heraus, dass von “leicht” keine Rede sein kann.

Datenquellen

Damit ein Navigationssystem auf Sportbooten sinnvoll funktionieren kann, muss es von diversen Instrumenten verschiedene Messwerte empfangen. Die wichtigsten Instrumente kamen bereits zur Sprache: Per GPS holt die Bootsnavigation sich die Information, wo sich das Boot gerade befindet, welche Geschwindigkeit über dem Grund (Speed over Ground, SOG) es fährt und welchen Kurs es im Augenblick tatsächlich hält. Anders als sämtliche Kompasse an Bord muss sich GPS schließlich nicht mit einer Deviation herumschlagen, die elektrische Geräte an Bord oder magnetische Erdeffekte verursachen.

Die Logge beantwortet die Frage nach der Geschwindigkeit im Wasser (Speed over Water, SOW) und ermöglicht dem Kapitän so, die Differenz zwischen der wahrgenommenen Geschwindigkeit des Boots und der tatsächlichen Geschwindigkeit zu ermitteln. Dank des Echolots weiß das Navigationssystem, wo das Wasser für eine sichere Fahrt zu seicht für das jeweilige Boot ist.

Schmerzlich bemerkbar macht sich spätestens jetzt das fehlende Funkgerät: Zumindest höherpreisige Funkgeräte verfügen in aller Regel über einen eingebauten AIS-Empfänger. AIS steht für Automatic Identification System und beschreibt ein Verfahren, mit dem kleine wie große Boote per UKW-Funk Daten über ihr Gefährt, ihre Fahrt und ihre aktuelle Position übermitteln.

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