[Tehani]

Creo que con este hilo ya abarcaremos todo lo queda y que pueda relacionarse con esos aparatillos que quedan bastante escondidos.
La idea es tratar aquí sobre:
- Diferentes tipos de actuadores (Hidráulicos, de rueda, de caña, de sector y de engranajes).
- Comunicaciones entre piloto, unidad de control (teclado) y navegador (Plotter / MFD).
- Requerimientos eléctricos en la instalación. Consumo de los pilotos y embragues. y algunas formas de reducirlo.
- Lo que se os ocurra más. (Guerra en Ucrania está en la sección "De todo un poco")

[gaxefer]

Creo que con este hilo ya abarcaremos todo lo queda y que pueda relacionarse con esos aparatillos que quedan bastante escondidos.
La idea es tratar aquí sobre:
- Diferentes tipos de actuadores (Hidráulicos, de rueda, de caña, de sector y de engranajes).
- Comunicaciones entre piloto, unidad de control (teclado) y navegador (Plotter / MFD).
- Requerimientos eléctricos en la instalación. Consumo de los pilotos y embragues. y algunas formas de reducirlo.
- Lo que se os ocurra más. (Guerra en Ucrania está en la sección "De todo un poco")

gracias tehani, veo que es posible conectar un gps a un piloto automático.Algun enlace de como conectar un garmin etrex vista a un autohelm de caña? gracias y salud

[gypsylyon]

Otra opción que ofrecen los autopilotos es la del gyrocompas o solo gyro. En los modernos ya lo traen integrado, y como ha comentado Tehani en otro hilo, son además de estado sólido.
Bien hablaré sobre el mio. Tengo uno de raymarine modelo Typ100. Este se le puede añadir opcionalmente un gyro y un joystick.
El gyro es con salida analógica y de sólo un eje para la escora.
El original de raymarine ya no se vende, pero se pueden encontrar otros que pueden funcionar. Importante es que la salida oscile de 0 a 5 V. 2.5V significa que el barco está nivelado.
Si se instala, para que funcione hay que poner la sensibilidad St6000 o ST7000) en nivel 3(maximo). En los otros niveles no funciona.
También hay que realizar una calibracion del autopiloto dando la consabida(s) vueltecita(s).

[Tehani]

gracias tehani, veo que es posible conectar un gps a un piloto automático.Algun enlace de como conectar un garmin etrex vista a un autohelm de caña? gracias y salud

No hay manuales para todas las combinaciones de piloto / plotter(gps).
Tienes que desenterrar los manuales de tus equipos, y mirar qué conexiones tienen.
Si tu piloto tiene conexión de entrada NMEA0183 (no has indicado qué modelo de piloto), seguro que se puede conectar al Etrex, porque todos los GPS de Garmin tienen salida NMEA0183. Falta ver si dispones de cable con conector, porque se vendía como opción.
Los muy antiguos pilotos Autohelm (800 por ejemplo), no tienen ni siquiera conexión Seatalk porque fueron anteriores.

[Tehani]

Otra opción que ofrecen los autopilotos es la del gyrocompas o solo gyro. En los modernos ya lo traen integrado, y como ha comentado Tehani en otro hilo, son además de estado sólido.
Bien hablaré sobre el mio. Tengo uno de raymarine modelo Typ100. Este se le puede añadir opcionalmente un gyro y un joystick.
El gyro es con salida analógica y de sólo un eje para la escora.
El original de raymarine ya no se vende, pero se pueden encontrar otros que pueden funcionar. Importante es que la salida oscile de 0 a 5 V. 2.5V significa que el barco está nivelado.
Si se instala, para que funcione hay que poner la sensibilidad St6000 o ST7000) en nivel 3(maximo). En los otros niveles no funciona.
También hay que realizar una calibracion del autopiloto dando la consabida(s) vueltecita(s).

Gypsy, el giróscopo que tienes en tu piloto es eso, un giróscopo. Por lo tanto no da la escora, para eso se necesita un acelerómetro.
El giróscopo analógico que se conecta a tu piloto y a los smarpilots da una señal proporcional a la velocidad de giro sobre el eje Z.

[Tehani]

Sobre el consumo de los pilotos con embrague:
Siempre es posible reducir el consumo de un piloto, ajustando la zona muerta. De manera que no actúe cuando el error de rumbo es pequeño. En esos casos, es de esperar que el balanceo por oleaje vaya compensando el rumbo, y no haga falta que actúe el piloto contínuamente (TRIM en el setup).
Aún así, hay algo en lo que la gente no piensa y es decisivo en el consumo de un piloto: El embrague electromagnético, y si es hidráulico, la electroválvula de bypass.
Tanto en un caso como en otro, los electroimanes consumen un mínimo de 0,5 amperios contínuos, y están actuando siempre cuando el piloto está en un modo automático.
Es necesario que esos electroimanes reciban la tensión nominal cuando se activan, pero después pueden mantenerse en posición con un 20-25% de la corriente inicial.
Los pilotos más nuevos, a partir de la generación de los smartpilots, tienen un control PWM para reducir el consumo de los embragues, pero los pilotos anteriores no disponen de ese sistema.

Hace unos años, hice un circuito que se intercala entre el piloto y el embrague para hacer esa función. Hice unas cuantas mini PCB's. Si alguien está interesado, que lo diga y publicaré el esquema y fotos de la plaquita.

[Tehani]

Qué es eso del PWM?
"Pulse Width Modulation". Modulación de la anchura de impulsos. Menudos palabros!
Nada grave, eso es trocear la alimentación a alta frecuencia, de manera que la tensión (voltaje) medio que llega al motor sea variable. O sea, que se puede variar la velocidad del motor.
Los antiguos pilotos no usaban esa técnica, y por ello, giraban al máximo de velocidad pero más o menos tiempo. Iban a golpes.
Es equivalente a los sistemas "inverter" de los aires acondicionados.

Inconveniente de esa técnica: genera mucho ruido electromagnético (EMI), y puede afectar (y afecta) a las comunicaciones por radio y cable.
Cómo se soluciona?.
Normalmente, las protecciones internas de los pilotos son suficiente para eliminar en gran medida esas perturbaciones.
Pero si no son suficientes, hay que poner filtros antiparasitarios en las tomas de alimentación de esos cacharros ruidosos, y ferritas en las líneas de datos.
Lo mismo ocurre con algunas luminarias led del tope de palo.

[gaxefer]

gracias por contesta, tienes razón, autohelm 1000 de caña....

[Tehani]

gracias por contesta, tienes razón, autohelm 1000 de caña....

Fíjate si es Autohelm 1000 o ST1000.
Cambia mucho el panorama.
Con un 1000 poca cosa se puede hacer, en cambio el ST1000 tiene conectividad Seatalk y una entrada NMEA0183.
Si tienes instrumentos Seatalk, tales como ST40 o 60, podrás conectarlo al mismo bus. Así, con un sensor de viento, podrás activar el modo VANE. A la vez, puedes conectar el Etrex o un Plotter en la entrada NMEA0183 y navegar en TRACK.

Eso es lo más barato, pero no sacarás el máximo partido.
Si no tienes plotter, puedes usar un portátil con OpenCPN.

[Tehani]

Hablamos sobre ésto?:

Fluxgates, magnetómetros, acelerómetros, giróscopos y girocompases de 9 ejes.
Cuál es su historia?
Qué miden y cómo lo miden?
Qué pilotos llevan unos u otros?
Qué ventajas aportan estos gyros de 9 ejes?
Qué es el filtro Kalman y dónde se aplica?

[onilum]

Hablamos sobre ésto?:

Fluxgates, magnetómetros, acelerómetros, giróscopos y girocompases de 9 ejes.
Cuál es su historia?
Qué miden y cómo lo miden?
Qué pilotos llevan unos u otros?
Qué ventajas aportan estos gyros de 9 ejes?
Qué es el filtro Kalman y dónde se aplica?

 Pues me interesaria saber que es el platillo que lleva mi piloto, supongo que calcula el balanceo y cabeceo del barco, rumbo, declinación y otras cosas que no tengo ni idea...

[Tehani]

Ese "platillo" es un girocompás de 9 ejes.
Consta de un magnetómetro, un acelerómetro y un giróscopo. Los tres midiendo en los ejes X, Y, Z.
- El magnetómetro mide el campo magnético de la tierra, no la declinación. De la misma manera que lo hace un fluxgate. Lo que pasa es que este último, como sólo mide en un eje, tiene que tener un sistema mecánico (cardan) con un contrapeso, para mantener sus bobinas orientadas más o menos con el plano horizontal (X-Y).
Tanto el fluxgate como el magnetómetro tienen una respuesta lenta ante los cambios de orientación.
- El acelerómetro mide la gravedad y las aceleraciones en los tres ejes. Es una base sólida para saber cómo transformar los ejes en las lecturas del magnetómetro. Sirve también para extraer la escora y cabeceo.
Si ese sensor de 3 ejes está inclinado, la aceleración conocida de la gravedad, sufrirá una descomposición en dos o tres ejes. Aplicando trigonometría podemos calcular los ángulos de inclinación en el eje X (escora) e Y (cabeceo).
- El giróscopo mide la velocidad angular (velocidad de rotación), también en los tres ejes. Tiene una respuesta muy rápida, pero es bastante inestable (lee mucho ruido blanco).
Es el complemento ideal al magnetómetro, ya que permite predecir la lectura del magnetómetro que se estabilizará más tarde. Entre uno y otro sensor, es posible tener un heading preciso y rápido. Siendo las lecturas del magnetómetro las encargadas de evaluar el factor ruido del magnetómetro y, de forma matemática (Filtro Kalman), ir afinando automáticamente el resultado. Eso se llama autocalibración.

Es increíble, los tres sensores de tres ejes cada uno, más un procesador de 32 bits con el software del filtro Kalman, caben en un solo chip que mide menos de la cuarta parte de la uña del dedo meñique. El platillo es puro márketing...
Éste es el sensor que yo uso, el BNO055, y también el BNO080 que tiene un software más depurado:

https://tienda.bricogeek.com/medicion-in...no055.html

PD: Bueno, dentro del platillo también hay una fuente de alimentación, otro chip enano que habla nmea2000 y un transceptor para adaptar los niveles de voltaje al estándar ISO 11898-2 de NMEA2000. Nada del otro mundo...

[Tehani]

El filtro Kalman es un procedimiento matemático matricial que se aplicó inicialmente en los viajes espaciales y en predicción de posición por radar.

Este tutorial es buenísimo. Podéis leer hasta que os canséis:
https://www.kalmanfilter.net/ES/default_es.aspx

El filtro Kalman da un resultado en forma de Quaternion (4 valores). Eso es traducible a los ángulos de Euler que conocemos (Roll, Pitch, Yaw):

https://es.m.wikipedia.org/wiki/%C3%81ng...aci%C3%B3n

[Tehani]

Es posible que cuando se dice que el software de un piloto automático aprende y "se adelanta" a los acontecimientos, en realidad se esté haciendo referencia al procesado predictivo y autocalibración del filtro Kalman.

Digo "es posible", no estoy sentenciando...

[gypsylyon]

Si, pienso como tu. Yo creo que sencillamente hacen una promediacion repetitiva y comulativa. De esa manera se filtran ruidos por una parte y por otra se reconoce un patrón constante que es predecible. 
Cuando se utiliza esta técnica al principio los extremos son muy amplios y conforme se realizan más promediaciones se van reduciendo. Esto es lo que se observa con ests autopilotos. Al principio corrigen demasiado y poco a poco van afinando.
Lo del patrón constante en el mar parece difícil de creer , pero seguro que en cada zona donde navegamos en un momento determinado lo hay.
La técnica de promediado es muy simple de programar y no recarga la CPU ya que se basa en sumas y divisiones.
Además no creo que cada bloque de datos a promediar sea muy grande teniendo en cuenta la baja frecuencia de las olas.
Por ejemplo en sonido se trabaja de los 20 Hz hasta los 20kHz. Según la frecuencia de sampler este rango de frecuencias se puede representar con 1024 puntos, 2048 puntos o más.  Para procesar estos datos se utilizan unas tarjetas especializadas llamadas digital signal processing(DSP) module, que se encargan de estos  menesteres. En general montan microprcesadors de Texas Instruments y puede manejar datos de hasta 56bit de resolución para aplicaciones de muy alta calidad para estudios de grabación, por ejemplo.
 En el  caso se los gyro compases usando 24 bit de resolución tendríamos todos lo ejes de gyro en menos de 300 puntos. Es decir un volumen de datos relativamente reducido nada complicado de procesar sin necesidad de usar un DSP. Los microprocesadores de los autopilotos actuales tienen potencia suficiente y también importante, RAM suficiente para procesar y promediar los datos del gyrocompas