NMEA 0183, NMEA 2000 – og den praktiske virkelighed

Sådan får du gammelt og nyt instrumentudstyr til at tale sammen

NMEA 0183, NMEA 2000 – og den praktiske virkelighed om bord
Mange sejlere støder i dag på det samme problem: bådens ældre instrumenter er bygget til NMEA 0183, mens nyt udstyr ofte er lavet til NMEA 2000. Det giver let den misforståelse, at udstyret bare kan forbindes med “de rigtige ledninger”. Men i praksis handler det mindst lige så meget om dataformat, signaltype, baudrate og hvilke oplysninger der faktisk skal sendes mellem apparaterne.

Hvad er forskellen i praksis?
NMEA 0183 er den ældre standard. Den er stadig meget udbredt og fungerer fint i mange både, men den er i sin grundform lavet som en relativt enkel seriel forbindelse mellem en sender og en eller flere modtagere. Typisk bruges den til data som position, kurs, fart, vind, dybde og DSC-information mellem VHF, GPS, plotter og autopilot.

NMEA 2000 er derimod et egentligt netværk, hvor mange enheder kan dele data på samme backbone. Det gør installationen mere fleksibel, men betyder også, at ældre NMEA 0183-udstyr ikke uden videre kan kobles direkte på. Der kræves i så fald en gateway eller en anden form for oversætter.

Hvor opstår problemet?
Problemet opstår typisk i tre situationer:
1. Den ældre båd med velfungerende udstyr
Man har måske en udmærket VHF, GPS, vindmåler eller autopilot, som stadig virker, men som kun har NMEA 0183.
2. Den gradvise opgradering
Man udskifter måske kun plotteren til en ny model, som primært er bygget omkring NMEA 2000, men stadig har én enkelt NMEA 0183-port.
3. Kombinationen af flere datakilder
Hvis både AIS, GPS, VHF og autopilot skal dele data, opstår der hurtigt begrænsninger i den gamle NMEA 0183-struktur, især hvis flere datakilder skal samles på ét apparat.

Sådan løses det i praksis
Der findes i praksis tre hovedløsninger.
1. Direkte forbindelse mellem to NMEA 183 enheder.
Det er den enkleste løsning og fungerer fint, når ét apparat bare skal sende data til ét andet. Det er fx meget typisk mellem en GPS/plotter og en VHF-radio med DSC, hvor radioen blot skal modtage position.
2. NMEA 183 – multiplexer.
Hvis flere ældre apparater skal dele data, bruges ofte en multiplexer. Den kan samle flere NMEA 0183-indgange og sende dem videre i én kontrolleret datastrøm. Det er især nyttigt, hvis der både indgår almindelig 4800 baud-data og hurtigere AIS-data ved 38400 baud. Standard Horizon GX2100E skelner netop mellem almindelig GPS-input ved 4800 baud og AIS-data ved 38400 baud.
3. Gateway mellem NMEA 183 og NMEA 2000.
Hvis gammelt og nyt udstyr skal arbejde sammen, er gateway-løsningen ofte den mest praktiske. Her oversættes udvalgte data mellem de to standarder. Det er vigtigt at forstå, at en gateway ikke nødvendigvis oversætter alt; man skal kontrollere, hvilke sætninger og PGN’er den konkrete enhed understøtter. Det er derfor ofte bedre at begynde med en liste over, hvilke data der faktisk skal bruges, end at begynde med ledningerne.

Den vigtigste regel: begynd med databehovet
Før man køber en gateway eller begynder at splejse ledninger, bør man stille tre spørgsmål:
Hvilke apparater har jeg?
Fx VHF, plotter, GPS, AIS, autopilot, vindinstrument, ekkolod.
Hvilke data skal sendes?
Fx position til VHF, DSC-data til plotter, AIS-mål til plotter, vind til autopilot.
Hvad skal være centrum i installationen?
Skal det være en ny plotter, en eksisterende PC-løsning, eller et NMEA 2000-netværk?
Det er først, når de spørgsmål er besvaret, at den rigtige løsning bliver tydelig.

De typiske fejl om bord
De fleste problemer skyldes ikke, at standarden er “dårlig”, men at installationen bliver forenklet lidt for meget.
En klassisk fejl er at tro, at NMEA 0183 bare er to vilkårlige ledninger. I praksis skal man vide, hvilken ledning der er send, hvilken der er modtag, og hvilken reference eller common de arbejder imod. Garmin angiver for ECHOMAP UHD 7x/9x-serien én intern NMEA 0183-port, hvor brun er Rx (ind), blå er Tx (ud) og sort er fælles jord/NMEA-reference. Standard Horizon GX2100E angiver tilsvarende blå som NMEA GPS input (+), grå som NMEA DSC output (+) og grøn som NMEA ground/common.

En anden klassisk fejl er baudrate. Standard Horizon GX2100E kræver 4800 baud for GPS-input til radioens DSC-funktioner, mens radioens AIS-output bruger 38400 baud i VDM-format. Man kan derfor ikke uden videre blande AIS og almindelige GPS-data på samme simple 0183-forbindelse uden at have styr på port og hastighed.

Her et praktisk eksempel fra den virkelige verden

Et godt og realistisk eksempel er forbindelsen mellem en Standard Horizon GX2100E VHF/AIS-radio og en Garmin ECHOMAP UHD 70.

Det svarer til en meget almindelig installation, hvor plotteren leverer position til radioen, så radioens DSC-funktioner kan arbejde med korrekt GPS-position.
Standard Horizon angiver, at GX2100E kan modtage GPS-data som GLL, GGA, RMC og GNS, og at RMC anbefales.
Radioens GPS-input skal være ved 4800 baud.
På Garmin ECHOMAP UHD 70 er den interne NMEA 0183-port ført ud i ledningsnettet, hvor brun er Rx (ind), blå er Tx (ud) og sort er fælles jord/NMEA-reference. Garmin angiver også, at de blå og brune ledninger på UHD 7x/9x bruges til NMEA 0183-enheder.
På Standard Horizon GX2100E er blå ledning NMEA GPS input (+), grå ledning NMEA DSC output (+) og grøn ledning NMEA ground/common. Manualen beskriver desuden, at GPS-kilden skal have NMEA-output slået til og være sat til 4800 baud, hvis radioen skal modtage korrekt position.

Den enkle forbindelse: Plotter sender position til radio
Hvis formålet alene er at få Garmin-plotteren til at sende position til GX2100E-radioen, bliver referenceforbindelsen:
Garmin blå (Tx ud) → Standard Horizon blå (GPS input +)
Garmin sort (jord/NMEA reference) → Standard Horizon grøn (NMEA common/ground)
Når denne forbindelse er korrekt lavet og plotteren sender de rigtige NMEA 0183-sætninger, vil radioen kunne modtage positionen og bruge den i DSC-funktionerne. Standard Horizon beskriver, at radioen viser GPS-information, når forbindelsen er etableret korrekt.

Hvis man også vil have DSC-data den anden vej
Hvis man også vil føre DSC-data fra radioen tilbage til plotteren, kan man bruge radioens NMEA-output.
GX2100E sender DSC og DSE ud via sin grå ledning, med grøn som common.
På Garmin er brun NMEA 0183 Rx (ind). For en tovejskobling bliver forbindelsen derfor:
Standard Horizon grå (DSC output +) → Garmin brun (Rx ind)
Standard Horizon grøn (common) → Garmin sort (jord/NMEA reference)
Sådan får man en enkel og praktisk tovejskommunikation mellem radio og plotter for almindelige GPS/DSC-data ved 4800 baud.

Det vigtige for netop GX2100E: AIS er noget for sig
GX2100E har indbygget AIS-modtager, og radioen kan sende AIS-data videre som VDM ved 38400 baud til en kompatibel plotter.
Det er vigtigt at forstå, at dette ikke er det samme som den enkle GPS/DSC-forbindelse ovenfor.
Hvis man også vil have AIS-mål ind i plotteren via NMEA 0183, skal man sikre sig, at den relevante port og opsætning faktisk kan håndtere 38400 baud og AIS-sætningerne korrekt. Her bliver installationen lidt mere kompleks og i nogle både vil en multiplexer eller en anden netværksløsning være en bedre vej. Spørg om denne mulighed og ikke mindst hvilken model hos din lokale bådudstyrsforhandler.

De typiske fejl
De fleste fejl skyldes ikke, at apparaterne er defekte, men at installationen bliver gjort for enkelt.
En klassisk fejl er at tro, at NMEA 0183 bare er “to ledninger” som vi kender det i anden sammenhæng.
I virkeligheden skal man have styr på hvem der sender, hvem der modtager, og hvad der er fælles reference.
En anden klassisk fejl er at overse baudraten. GPS-data til en VHF kører ofte ved 4800 baud, mens AIS-data typisk bruger 38400 baud.
Bliver det blandet forkert, virker systemet enten ustabilt eller slet ikke.
Denne fejlkilde fremgår i øvrigt direkte af Standard Horizons beskrivelse af GX2100e’s GPS-input og AIS-output.

Konklusion
I praksis løser man ofte problemet mellem NMEA 0183 og NMEA 2000 ved først at finde ud af, hvilke data man vil dele.
Hvis behovet er enkelt (som det jo godt KAN være), er en direkte NMEA 0183-forbindelse ofte rigeligt.
Hvis flere ældre enheder skal dele data, er en multiplexer ofte den rigtige og nemmeste løsning.
Hvis gammelt og nyt udstyr skal arbejde sammen, er det normalt en gateway mellem NMEA 0183 og NMEA 2000, der løser opgaven.
Eksemplet med Garmin ECHOMAP UHD 70 og Standard Horizon GX2100E viser, at den mest almindelige opgave om bord i første omgang faktisk kan være ganske enkel: Plotteren sender position til radioen via Tx til input, med fælles reference og korrekt baudrate.
Først når man også vil have AIS, flere datakilder eller integration med NMEA 2000, bliver installationen noget mere avanceret og derfor anbefales at installerer en såkaldt Multiflexer.