11. Integração MFD Marinho por NMEA 2000
11.1. Introdução NMEA 2000
Os nossos dispositivos GX dispõem de uma função de saída NMEA 2000 que, quando está ativada, vai permitir que o dispositivo funcione como uma ponte, disponibilizando todos os monitores de bateria, inversores/carregadores e outros produtos conectados ao GX na rede NMEA 2000.
Com esta função e o dispositivo GX ligado a uma rede NMEA 2000, os MFD Marinhos conseguem ler estes dados e visualizá-los para o utilizador. Frequentemente numa forma altamente configurável.
Utilize o nosso cabo macho VE.Can para NMEA 2000 micro-C para conectar o dispositivo GX à rede NMEA 2000.
Comparação com a integração da rede
Em comparação com a integração do MFD através da aplicação, explicada na capítulo anterior, a integração a partir de N2K oferece uma configuração mais personalizável. A desvantagem da integração por N2K é ser mais trabalhosa, sendo também necessário certificar-se de que todos os PGN e que os respetivos campos são suportados e compatíveis entre o sistema Victron e o MFD.
Mais informação
Para além deste capítulo, certifique-se de que também lê a publicação do blogue, bem como o nosso documento principal Integração MFD Marinho.
Para além deste capítulo, certifique-se de que também lê (1) a publicação do blogue, (2) o nosso documento principal Integração MFD Marinho e o (3) ponto NMEA 2000 no manual da Victron relativo ao MFD que está a utilizar ( Navico/Simrad/Lowrance/B&G, ou Raymarine, ou Garmin, ou Furuno)
Sim, é muita para ler, mas isto é basicamente inerente ao NMEA 2000: por exemplo, alguns destes MFD suportam a exibição de dados CA recebidos pela cablagem NMEA 2000, outros não. Alguns exigem a alteração de instâncias de dados, outros não e assim por diante.
11.2. Dispositivos / PGN suportados
A rede NMEA 2000 define várias mensagens. As mensagens são identificadas pelo número do grupo de parâmetro (PGN). Uma descrição textual da mensagem está disponível publicamente no site NMEA 2000 (http://www.nmea.org/).
A especificação detalhada do protocolo e da definição de mensagem ou de parte da mesma pode ser encomendada online no site NMEA 2000.
A NMEA 2000 baseia-se num SAE J1939 compatível. Todas as mensagens de informação CA estão no formato de mensagem de estado CA conforme definido em J1939-75. A especificação destas mensagens pode ser adquirida no site SAE (http://www.sae.org/).
Para uma lista detalhada de PGN, consulte o nosso livro branco de comunicação de dados.
Inversores/carregadores
Todos os inversores/carregadores ligáveis através de uma porta VE.Bus são suportados. Isto inclui Multi, Quattro, MultiPlus-II e outros (similares) inversores/carregadores Victron.
Os dados são transmitidos, sendo possível definir a corrente de cais, bem como ligar o inversor/carregador, desligá-lo, apenas o inversor e apenas o carregador.
A interface tem duas funções:
A função “153 Inversor” representa a saída CA
A função de monitor “154 Entrada CA” representa a entrada CA
As mensagens do Estado do Carregador serão enviadas pela função Inversor. Ambas as funções têm o seu próprio endereço de rede.
Como ambas as funções transmitem os mesmos PGN, por exemplo um PGN Estado CA que inclui a tensão, a corrente e mais informação, os consumidores de dados NMEA 2000 como monitores genéricos terão de fazer uma distinção com base no endereço da rede.
Dependendo da função que pertence ao endereço da rede, é necessário interpretar se é uma Entrada de Inversor ou uma Saída de Inversor.
Os monitores que não conseguem fazer isto vão considerar os dados como pertencendo à rede elétrica (pública).
A Saída de Inversor é então interpretada como rede pública #0 e a Entrada do Inversor como rede pública #1. Estes números de instância por defeito podem ser alterados por uma ferramenta de configuração de rede, se for necessário.
A temperatura da bateria medida pelo inversor (/carregador) também é transmitida.
Todas as comunicações VREG têm de ser enviadas para o endereço que representa a função do inversor. A outra, a entrada CA, não suporta solicitações VREG: este endereço apenas transmite informações CA relacionadas com a entrada CA.
Inversores
A gama de Inversores com ligação por VE.Bus e a nossa gama de Inversores com ligação por um cabo VE.Direct são compatíveis e a informação respetiva está disponível na rede NMEA 2000.
Monitores de bateria
Suportados. Isto inclui qualquer monitor de bateria suportado pelo dispositivo GX.
Carregadores solares
Suportado. Os valores relacionados com a bateria, bem como a tensão e a corrente do PV, são disponibilizados na rede NMEA 2000.
Dados de nível de tanque
Suportado. Os níveis do depósito medidos pelo dispositivo GX são transmitidos com o Nível de Fluído PGN 127505. A instância do Dispositivo e a instância de Dados, para este PGN denominado como instância de Fluido, são numeradas automaticamente para cada leitura do depósito. O primeiro depósito tem atribuído o número 0, o segundo depósito tem atribuído o número 1 e assim sucessivamente.
Outros dados e tipos de produto
Não suportados. Os tipos mencionados explicitamente acima são os únicos suportados neste momento. Por exemplo, os dados de um carregador (como o carregador Phoenix Smart ligado através do VE.Direct) não são suportados e não se espera que sejam suportados em breve.
11.3. Configuração NMEA 2000
Definição | Defeito | Descrição |
|---|---|---|
Perfil CAN-bus | VE.Can | Define o tipo e a taxa de baud da rede CAN-bus. Para utilizar em combinação com a NMEA 2000, certifique-se de que seleciona um dos perfis que inclui VE.Can e é 250 kbit/s. |
NMEA 2000-saída | Desligado | Ativa e desativa a função de saída da NMEA 2000. |
Seletor de número de identidade único | 1 | Seleciona o bloco de números a ser utilizado para o NOME dos números de identidade únicos no campo PGN 60928 NAME. Para o próprio dispositivo GX e quando a saída NMEA 2000 estiver ativada, também para os dispositivos virtuais Altere-o apenas ao instalar vários Dispositivos GX na mesma rede VE.Can. Não há outros motivos para alterar este número. Para obter mais detalhes sobre o número de identidade único, leia a última secção deste capítulo. |
Verificar os números únicos | Procura outros dispositivos que utilizam o mesmo número único. Quando a pesquisa estiver completa, vai responder com um OK ou com o texto: Existe outro dispositivo ligado com este número único, selecione outro. Normalmente não existe motivo para utilizar esta função: o dispositivo GX automática e continuamente verifica o caráter único dos números usados e alerta quando houver um conflito. Esta definição está disponível para confirmar rapidamente que tudo está correto após a alteração de uma definição. |
11.4. NMEA 2000 Configuração de instâncias de dispositivo
O submenu Dispositivos dá acesso a uma lista que mostra todos os dispositivos detetados na rede VE.Can / NMEA 2000:
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Cada entrada mostra primeiro o nome - o nome do produto como apresentado na nossa base de dados ou, quando configurado, o nome personalizado conforme configurado durante a instalação.
Em seguida, entre parêntesis retos, é apresentado o Número de Identidade Único.
À direita, pode ver a instância do dispositivo VE.Can, que é igual à instância do dispositivo NMEA 2000.
Pressione Enter para editar esta instância do dispositivo. Ou pressione a tecla direita para ir um passo mais abaixo na estrutura do menu, para uma página que apresenta todos os dados genéricos disponíveis para este dispositivo:
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11.5. Dados técnicos da saída NMEA 2000
11.5.1. Glossário NMEA 2000
Apresentamos um glossário para ajudar a interpretar este texto:
Dispositivo Virtual: um Monitor de Bateria, um Inversor ou outro dispositivo Victron que não tenha uma porta de CAN-bus, disponibilizado “virtualmente” no CAN-bus pela função de saída NMEA 2000 do dispositivo GX.
CAN-bus: a porta VE.Can no dispositivo GX que, no contexto deste capítulo, será mais provavelmente ligada a uma rede NMEA 2000.
Função de saída da NMEA 2000: a função de software no dispositivo GX e descrita neste capítulo.
NMEA 2000: Protocolo CAN-bus marinho, baseado em J1939.
Instância: há várias instâncias que serão explicadas em detalhe abaixo.
J1939: Um conjunto de normas que definem um protocolo CAN-bus, definido pela organização SAE.
Procedimento de Reclamação de Endereço (ACL): um mecanismo, especificado pelo J1939 e usado na rede NMEA 2000, com o qual os dispositivos na rede negoceiam e atribuem a cada dispositivo na rede uns endereços de rede únicos. É um número de 0 a 252. Existem três endereços de rede especiais definidos:
0xFD (253) - Reservado
0xFE (254) - Incapaz de reclamar endereço - por exemplo, quando todos os outros estão a ser usados
0xFF (255) - O endereço de transmissão
11.5.2. Dispositivos virtuais NMEA 2000
Quando a função de saída NMEA 2000 estiver ativada, o dispositivo GX atua como uma ponte: vai disponibilizar individualmente cada monitor de bateria, inversor/carregador ou outro dispositivo conectado no CAN-bus.
Individualmente, pois cada um terá um endereço de rede, a sua própria instância de dispositivo, códigos de função e outros.
Por exemplo, um dispositivo GX com dois BMV conectados numa porta VE.Direct e um inversor/carregador conectado com VE.Bus, vai disponibilizar os seguintes dados no CAN-bus:
Endereço | Classe | Função | Descrição |
|---|---|---|---|
0xE1 | 130 (Monitor) | 120 (Monitor) | O próprio dispositivo GX |
0x03 | 35 (Geração elétrica) | 170 (Bateria) | O 1.º BMV |
0xE4 | 35 (Geração elétrica) | 170 (Bateria) | O 2.º BMV |
0xD3 | 35 (Geração elétrica) | 153 | O inversor/carregador (saída CA) |
0xD6 | 35 (Geração elétrica) | 154 | O inversor/carregador (entrada CA) |
11.5.3. Funções e classes de NMEA 2000
Segundo a especificação NMEA 2000, estas definem os emissores e dispositivos ligados ao CAN-bus. As classes são as categorias principais e as funções especificam um maior detalhe.
11.5.4. Instâncias NMEA 2000
A NMEA 2000 define três instâncias diferentes:
Instância de dados
Instância de dispositivo
Instância de sistema
Para todos os monitores de Bateria e outros dispositivos que o dispositivo GX disponibiliza no CAN-bus, cada uma das instâncias anteriores está disponível e pode ser configurada individualmente.
Por dispositivo virtual, existe uma instância de Dispositivo e uma instância de Sistema. E dependendo do tipo de dispositivo virtual, há uma ou várias instâncias de Dados.
Por exemplo, para um BMV-712 existem duas instâncias de dados, uma “Instância CC” para a bateria principal e outra para a tensão da bateria de arranque.
A forma de alterar e usar as instâncias depende do equipamento e do software de leitura a partir do CAN-bus. Os exemplos de equipamento e software indicados são os MFD como Garmin, Raymarine ou Navico, bem como mais soluções orientadas de software de, por exemplo, a Maretron.
A maior parte destas soluções identifica os parâmetros e os produtos mediante o requerimento das instâncias de Dispositivo únicas ou a utilização dos Números de Identidade Únicos PGN60928 NAME e não se baseiam em instâncias de dados únicas. No entanto, existem algumas exceções: para MFD Raymarine e Furuno, a instância de dados tem de ser alterada para mostrar os dados apropriadamente. Consulte a página de integração MFD para obter mais informação.
A especificação NMEA 2000 indica o seguinte: “As instâncias de dados devem ser únicas nos mesmos PGN transmitidos por um dispositivo. As instâncias de dados não devem ser globalmente únicas na rede. A programabilidade do campo deve ser implementada através da utilização do PGN 126208, Escrever Função de Grupo de Campos.”
Por outras palavras, as instâncias de dados devem ser únicas apenas num único dispositivo. Não há nenhum requisito para serem únicas globalmente – a única exceção é “Engine Instance” que por enquanto, para ser compatível com dispositivos “legacy”, tem de ser única globalmente (p. ex., bombordo = 0, estibordo = 1). Por exemplo, alguns dos monitores de bateria BMV conseguem medir duas tensões, uma para a bateria principal e outra para a bateria de arranque, sendo aqui que as instâncias de dados são usadas. Isto é similar nos carregadores de bateria de saída múltipla. Lembre-se de que o instalador não precisa de alterar estas instâncias de dados, pois estes produtos são pré-configurados para transmitir os PGN relevantes com instâncias de dados únicas (instância Bateria e instância CC Detalhado, neste caso).
ADVERTÊNCIA: embora seja possível alterar as instâncias de dados, a sua alteração no dispositivo Victron impedirá que este seja lido corretamente por outros dispositivos Victron.
Uma nota sobre as instâncias de Dispositivo: não é necessário atribuir uma instância de dispositivo única a cada dispositivo no CAN-bus. Não existe problema se um monitor de bateria e um carregador solar forem ambos configurados com a sua instância de Dispositivo 0 (a predefinição). Também com vários monitores de bateria ou carregadores solares, nem sempre é necessário atribuir individualmente uma instância de dispositivo única. Se for necessário, apenas precisam de ser únicos entre os dispositivos que usam a mesma Função.
E a alteração da instância de Dispositivo num dispositivo da Victron pode modificar as suas operações, ver abaixo.
Instância de sistema
Segundo a especificação NMEA 2000, esta instância é um campo de 4 bit com um intervalo válido de 0 a 15 que indica a ocorrência de dispositivos para além de segmentos de rede adicionais, redes redundantes ou paralelas ou subredes.
O Campo de Instância de Sistema pode ser utilizado para facilitar várias redes NMEA 2000 nestas plataformas marinhas de maior dimensão. Os dispositivos NMEA 2000 detrás de uma ponte, router, gateway que integram algum segmento de rede podem indicar esta situação mediante a utilização e aplicação do Campo de Instância do Sistema.
A instância ECU e a instância Função
Alguma documentação e ferramentas de software utilizam ainda outra terminologia:
Instância ECU
Instância Função
Instância de Dispositivo Superior
Instância de Dispositivo Inferior
Veja aqui como se relacionam: a terminologia da Instância ECU e da Instância Função tem origem na especificação SAE J1939 e ISO 11783-5. E não existem na definição NMEA 2000. No entanto, todos definem os mesmos campos nas mesmas mensagens CAN-bus que a NMEA 2000 define como Instância de dispositivo.
Em maior detalhe: o campo que a J1939 define como Instância ECU na especificação NMEA 2000 é renomeado como Instância de Dispositivo Inferior. A Instância de Função é renomeada como Instância de Dispositivo Superior. E em conjunto formam Instância de Dispositivo, uma definição NMEA 2000.
Embora utilizem termos diferentes, estes campos são iguais nas duas normas. A Instância de Dispositivo Inferior tem três “bits” de comprimento e a Instância de Dispositivo Superior cinco “bits”, em conjunto oito “bits”. Que é o “byte” da Instância de Dispositivo NMEA 2000.
A Instância Única
A Instância Única é mais uma expressão para descrever quase a mesma informação. É utilizada pela Maretron e pode ser visualizada no seu “software” ao ativar a coluna. O próprio “software” Maretron escolhe entre a Instância de Dispositivo e a Instância de Dados.
11.5.5. Alteração de Instâncias NMEA 2000
Instância de dados
Embora recomendemos não alterar as instâncias de dados (consulte a explicação e o AVISO acima), é possível alterá-los.
Não há opção no Venus OS para alterá-los - uma ferramenta de terceiros é necessária e a única ferramenta que sabemos que pode fazer isto é o leitor Actisense NMEA 2000.
Para alterar as instâncias de dados, consultar este documento.
Instância de dispositivo
Para alterar as instâncias de Dispositivo, consulte este documento.
ADVERTÊNCIA: estas funções da Victron dependem da Instância do Dispositivo:
Para um sistema ESS com carregadores solares numa rede VE.Can, estes Carregadores solares devem permanecer configurados com a sua instância de Dispositivo predefinida (0) para um funcionamento correto. Isto não se aplica aos carregadores solares VE.Direct disponibilizados na CAN-bus como dispositivo virtual, usando a função de saída da NMEA 2000. Exceto se a instância de Dispositivo do dispositivo GX for reconfigurada para outra Instância de Dispositivo. O que é tecnicamente possível, mas não recomendado ou sequer necessário. Mas nesta situação os carregadores devem ser configurados com a mesma instância do dispositivo GX.
O mesmo se aplica aos sistemas com baterias geridas.
Os carregadores solares, como os carregadores de bateria ligados CA, quando estiverem numa rede VE.Can, vão sincronizar o seu funcionamento. Estado da carga e similares. Para que esta função esteja operacional, todos os carregadores devem ser configurados com a mesma instância de dispositivo.
Em suma, para a maioria dos sistemas recomendamos manter a instância de Dispositivo na predefinição, =.
11.5.6. Números de Identidade Únicos PGN 60928 NAME
O dispositivo GX vai atribuir um Número de Identidade Único a cada dispositivo virtual. O número atribuído é uma função do bloco Número de Identidade Único PGN 60928 NAME também conhecido como número de dispositivo único para VE.Can segundo a captura de ecrã anterior, conforme configurado nas definições do Dispositivo GX.
Esta tabela mostra como alterar a definição se traduz em dispositivos virtuais disponibilizados na CAN-bus.
Bloco de Identidade Única configurado: | 1 | 2 | 3 | 4 |
|---|---|---|---|---|
Dispositivo GX | 500 | 1000 | 1500 | 2000 |
1.º dispositivo virtual (por exemplo, um BMV) | 501 | 1001 | 1501 | 2001 |
2.º dispositivo virtual (por exemplo, outro BMV) | 502 | 1002 | 1502 | 2002 |
3.º dispositivo virtual (por exemplo, um terceiro BMV) | 503 | 1003 | 1503 | 2003 |