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NMEA 2000: Cos’é e come funziona

Il Protocollo NMEA 2000

Il protocollo NMEA 2000, conosciuto anche con le abbreviazioni NMEA2k o N2K permette di definire uno standard per la comunicazione seriale, plug and play e bidirezionale tra dispositivi di tipo marino che sfruttano lo stesso protocollo come ad esempio alcuni sensori di temperatura, rilevatori di intensità e direzione del vento, ma anche motori, plotter cartografici, display e cosi via.

Principali caratteristiche elettriche del protocollo NMEA 2000

Dal punto di vista elettrico, il protocollo NMEA 2000, è compatibile con il bus CAN (chiamato “CAN bus”). Il CAN bus è utilizzato anche negli autoveicoli comuni. Le auto infatti hanno un sistema di autodiagnostica chiamato OBD-II (On-Board Diagnostic 2) o EOBD (European On-Board Diagnostics) che permette al motore,alle centraline e i dispositivi compatibili di scambiarsi informazioni.

Grazie all’adozione del CAN bus, il nuovo protocollo NMEA 2000 permette una connessione multi-trasmettitore e multi-ricevitore. Con il vecchio protocollo NMEA 0183 invece la rete di dispositivi poteva essere composta da un solo talker (trasmettitore di messaggi) e diversi listeners (ricevitori). Per ampliare questa rete bisognava passare attraverso dei multiplexer che si occupavano di instradare in modo corretto i pacchetti, evitando che più di un talker trasmettesse contemporaneamente creando una “collisione” di messaggi.

Anche il protocollo NMEA 2000, come il precedente 0183, si avvale di una comunicazione seriale di tipo differenziale, questa tecnica permette di ottenere un’alta immunità alle interferenze e questo si traduce non solo in affidabilità ma anche nell’opportunità di aumentare la lunghezza massima del bus di comunicazione pur mantenendo una discreta velocità di trasmissione.

Infatti, il protocollo NMEA 2000, ha una velocità di comunicazione seriale fissa a 250Kbps (50 volte più veloce del protocollo NMEA 0183). La lunghezza massima del bus si attesta a 200 metri.

Nomi e connettori diversi

Diverse case costruttrici hanno creato degli standard proprietari che sono compatibili con il protocollo NMEA 2000 in quanto sono praticamente la stessa cosa ma con un nome e connettore diverso. Qualche esempio trovato in rete: Simrad Simnet, Raymarine SeaTalk 2 e SeaTalkNG, Furuno CAN.

Il connettore “originale” adottato per i collegamenti NMEA 2000 è il DeviceNet Micro-C M12 5-pin

Il Pinout NNEA 2000

Il connettore ha 5 pin:

  • Due sono riservati alla linea dati seriale NET-H (o CAN-H) e NET-L (o CAN-L)
  • Due sono utilizzati per l’alimentazione VCC (12V) e GND
  • Uno è la calza che avvolge gli altri fili.
Pin Colore Descrizione
1 metallo Calza
2 Rosso NET-S
3 Nero NET-C
4 Bianco NET-H
5 Blu NET-L

 

 

 

Come precedentemente accennato la dorsale mette a disposizione due fili per l’alimentazione e quindi può alimentare direttamente i dispositivi. Un pò come la POE in una rete ethernet cablata. Ci sono due versioni di spessore del cavo, quella fina () supporta una corrente masima di 3A, mentre quella con i fili più spessi () supporta 8A

La Backbone

Tutti i dispositivi certificati NMEA2000 sono collegati assieme attraverso una backbone (dorsale).

I resistori di terminazione

Ai capi della backbone, vanno messi dei terminatori. I terminatori contengono al loro interno una resistenza da 120Ω.

Messaggi

Salendo a livello di messaggistica, sappiamo che l’NMEA 2000 si basa a sua volta sul protocollo SAE J1939 e ISO 11783 che descrivono la sintassi dei messaggi. Ancora una volta abbiamo uno standard in comune con il comparto automobilistico.

Riguardo Matteo Dalle Feste

Web Designer e Developer presso una nota testata giornalistica sul turismo. Appassionato di domotica, nel tempo libero, cura la realizzazione sia hardware che software di piccoli progetti domotici fai da te.

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