| home | boat | crew | contact | translate site
 

voorbereiding

planning

projecten

links/foto's

wensenlijst

de route

logboek/pech

zeilen vertrekkers

  Panoramix wereldreis | projecten

Projecten:

2004 - Autopilot uitbreiden met gyro optie
2004 - Zelfbouw instrument repeater bouwen
2005 - Schroefasgenerator berekenen/testen
2007 - Zonnepanelen en MPPT
2007 - Bliksembeveiliging
2007 - Ombouw gas- naar dieselfornuis
2008 - LED verlichting naast halogeen
2010 - Laadregelaar voor windmolen
2010 - USB wifi antenne

2004 - Autopilot uitbreiden met gyro optie

De Raymarine autopilot 6001+ had geen gyro optie. Tijdens de overtocht van Frankrijk naar Turkije hadden we de eerste nacht gedurende 6 uur windkracht 10 van achteren in de Golf van Lyon. De stuurautomaat had toen problemen met de van achter inkomende golven(brekers). De autopilot reageerde te traag. Met een gyro optie op de autopilot kan de response flink opgevoerd worden, waardoor ook flink gecorrigeerd kan worden indien de kont opzij wordt gezet.
De gyro heb ik in de USA gekocht bij dave marine electronics tegen een gunstige dollarkoers, waardoor de aanschaf gelukkig nog meeviel.
In de zomer van 2005 heb ik deze optie geinstalleerd en uitgeprobeerd. De autopilot houdt het schip nu inderdaad veel strakker op koers, vooral bij ruime windse koersen en wat zeegang.

2004 - Raymarine repeater

Als hobby ben ik met microprocessors bezig. Via internet kwam ik erachter dat het niet zo heel moeilijk was om het Seatalk protocol (Thomas Knauf) van Raymarine te gebruiken. Ik heb nu een microprocessor gebouwd die alle gegevens op de seatalk bus op een LCD schermpje in de navigatiehoek toont.
display 1

De gegevens die getoond kunnen worden zijn Snelheid door het water, diepte, schijnbare windsnelheid en -windhoek, meteowindrichting en -snelheid (uitgerekend met wiskunde), watertemperatuur, trip- en totale logafstand, heading, compas, COG en roeruitslag.
disp 2/3 MW= Meteo wind = true wind plus with heading.

In 2006 uitgebreid met remote control functies voor de stuur-automaat. Ik kan nu vanuit de navigatiehoek de auto pilot bedienen. Commando's zijn; standby, auto, vane, track, +1, +10, -10 en -1.

2005 - schroefasgenerator berekenen/testen

De tijdens het zeilen meedraaiende schroefas kan gebruikt worden om energie mee op te wekken. Afhankelijk van de grootte van de schroef en de vaarsnelheid is er een bepaalde hoeveelheid vermogen aan te ontrekken. Voor mijn schip, een Sun Odyssey 37, reken ik op iets van tussen de 100-150 Watt bij 5-6 knopen snelheid. Dit vertaald zich dan in 8-12 Ampere laadstroom voor een 12 volt accu.

In de zomer van 2005 heb ik het toerental van de vrijdraaiende schroef gemeten. Hiervoor heb ik een eenvoudige fietscomputer van 5 euro gebruikt. Als je de wielmaat instelt op 1667 mm omtrek en je bevestigd het magneetje aan de schroefas, dan toont de fietscomputer als snelheid RPM x10. Dus 42 km/h is 420 RPM. Zo heb ik het toerental, al zeilend, bij verschillende vaarsnelheden gemeten. Bij 5 knopen is dit ongeveer 310 RPM. De schroef is de standaard 2-blads schroef, Eliche Radice 13 x 16, zoals door Jeanneau wordt afgeleverd.

Voor een alternator (auto dynamo) is dit toerental te laag. Een alternator begint, afhankelijk van het merk en type, pas vanaf 1500 RPM te werken (kick-in). Door op de schroefas een grote pulley te zetten kan het toerental opgevoerd worden. Op mijn schip heb ik niet zoveel ruimte voor een grote pulley op de schroefas. Ik kan tot 180mm kwijt (zie foto). Op de autosloop een poelie van 17 cm gekocht voor 5 euro. De poelie op de alternator is 6 cm. Het toerental gaat dus 17/6 = 2,8 x omhoog. 450 RPM wordt dan 1275 RPM.
     
Om een alternator geschikt te maken voor lagere toerentallen moet het aantal windingen op de stator vergroot worden. Om dit te bereiken wil ik een 24 volt alternator met een 12 volt regelaar inzetten. Deze combinatie zou bij een lager toerental al stroom moeten kunnen leveren. De kleinste bosch dynamo van 24 volt/ 35 ampere, met ingebouwde regelaar,kost nieuw zo'n 150 euro.
               
In 2005 heb ik geen Bosch maar een Magneti Marelli alternator van 28 Volt/ 30 Amp gekocht. De verkoper was zo aardig om mij 50% korting te geven, zodat ik slechts 145 euro hoefde te betalen.
De eerste metingen thuis op een zelfgemaakte testbank aan de dynamo zijn hoopvol. De kick-in ligt op 620 toeren. Bij 800 toeren levert deze combinatie al 9 ampere en bij 1000 toeren 16 ampere! Bij volle snelheid van mijn schip, 7.5 - 8.5 knopen, zou ik zelfs met 30 Amp kunnen laden. In theorie althans, als de schroef zijn toeren kan houden en niet te veel slip heeft. (vrijdraaiend is het toerental op de dynamo 2.8 x 600 = 1700 rpm en hij mag dan onder last terugvallen tot 1450 rpm) In november 2007 kan ik de eerste echte resultaten melden.
En nu zijn de eerste resultaten dus bekend. De theorie blijkt aardig te kloppen Er is slechts een slip van 10 - 30 % en bij 8 knopen snelheid wordt er met 18 ampere geladen. Door het lage toerental moet de regelaar wel continue de veldstroom maximaal houden. Mijn regelaar sneuvelde hierdoor al na een week gebruik. Nu zit er een externe Sterling regelaar op.
Amps vs Speed grafiek

 

Om de dynamo te laten starten is een lampje van ca. 2 Watt nodig, dat uitgaat zodra er stroom geleverd wordt. (net als in je auto) Als je een tijdje stil ligt moet je de dynamo wel uitschakelen, anders verbruik je 2 Watt continu (is 170 milli ampere)
Je zou de kick-in nog verder kunnen verlagen door de rotor te vervangen door een 12 volts uitvoering. De kick-in zou dan theoretisch halveren tot 310 RPM. Je hebt dan dus een 24 volts stator en 12 volts regelaar + rotor. Probleem zal echter zijn om de verkoper te laten zitten met een 12 volts huis met 24 volts rotor. Een onverkoopbare combinatie lijkt mij.
Een andere mogelijkheid is nog om de 24 volts rotor zelf van 24 volt te voorzien. Deze optie wil ik in het voorjaar 2008 uitproberen.

Ik heb het nu uitgeprobeerd en het resultaat valt tegen. De schroef wordt nu teveel geremd en er is 2x zoveel vermogen nodig voor het magneetveld. De rotor van mijn alternator heeft een weerstand van 11 ohm en trekt bij 13 volt dus 13/11= 1,2 ampere. Het veld gebruikt dan 13x1,2=16 Watt (je moet dit vermogen dus opwekken met je schroef om alleen al je magneetveld te houden) en alles wat je meer opwekt gaat naar de accu's. Bij 24 volt op het veld verdubbelt dit vermogen en ben je voornamelijk bezig de schroef te remmen. Alleen bij flinke snelheden levert dit winst op. Boven de 7 knopen levert de 24 volt op het veld 20-30% meer stroom op voor de accu's. Onder de 6 knopen 20-30% nadeel!

De snaarspanning kan laag blijven omdat het afgenomen vermogen laag is (vergelijk het maar met de motor alternator die 50-120 ampere kan leveren). Dit is belangrijk omdat de schroefas niet berekend is op een continue zijdelingse belasting. Volgens een technicus van Yanmar is bij een enkele v-snaar de zijdelingse belasting op de keerkoppeling geen probleem. Op mijn schip maakt de meedraaiende schroef nauwelijks geluid. Op andere schepen kan dit een probleem te zijn.
Zie ook artikel op Sailnet.

Een schroefasgenerator heeft wel invloed op de snelheid. Een vastgezette schroef heeft de minste weerstand, dan een vrijdraaiende schroef en dan de meedraaiende schroef met generator. Het snelheidsverlies zal tussen de 3-6 procent bedragen. Stel dat mijn boot 10pk (7457 Watt) nodig heeft om 5 knopen snelheid te maken. Dit vermogen moet of uit de motor of uit de zeilen komen. De schroefasgenerator haalt hier ca. 300 Watt vanaf (bij 45% rendement) De accu wordt dan met 13.5 volt en 10 Ampere geladen (is 135 Watt). Er is nu nog maar 7457 - 300 = 7157 Watt beschikbaar voor de voortstuwing, ofwel 96%. Op een zeilreis van 3 weken scheelt dat 20 uur.

2007 - Zonnepanelen

Met een traditionele laadregelaar zal nooit het maximale vermogen van een zonnepaneel aan een accu kunnen worden afgegeven.

Bijvoorbeeld een paneel van 130 Wp levert zijn maximale vermogen bij een stroom van 7.5 A (=Impp) en bij een spanning van 17,3 V (=Vmpp). Vermogen is stroom x spanning, dus 7.5 x 17.3 = 130 Watt. Wordt dit paneel aangesloten op een lege accu, stel 11,5 V dan levert het zonnepaneel op dat moment maar 7.5 x 11.5 = 86 Watt. Dit is slechts 66% van wat het paneel kan leveren! Het overige vermogen wordt voor een deel opgestookt in de regelaar. Een zonnepaneel is namelijk een stroombron (en geen spannings- bron) Het zonnepaneel levert dus stroom van 7.5 ampere ongeacht de spanning. De stroom zal zodoende niet of nauwelijks toenemen bij een lagere spanning.
Een speciale electronische MPPT regelaar kan dit probleem oplossen en levert tussen 93-96% van het beschikbare zonnepaneel vermogen. In bovenstaand voorbeeld wordt de laadstroom dan 10.5 A

Het werkt ook in de praktijk. Op een bewolkte dag in maart leverde mijn paneel 1,3 Ampere en werd er met 1,6 Ampere geladen. De accuspanning was toen 13,1 Volt en de spanning uit het zonnepaneel 16,1 volt.

Een MPPT-regelaar (Maximum Power Point Tracking) bepaalt het optimale werkpunt zodat het maximale vermogen uit het paneel wordt gehaald en zet dit om naar de lagere accuspanning maar met een hogere stroom! Deze regelaar levert dus meer stroom aan de accu dan dat het zonnepaneel normaal zou doen.
Het meeste voordeel wordt bereikt bij lage accuspanning. Als de accu voller raakt neemt het voordeel af.
Deze regelaars halen gemiddeld 30 % meer vermogen uit het zonnepaneel dan een conventionele regelaar. In de ruimtevaart is dit al tijden gebruikelijk. Ook huisinstallaties die zonenergie opwekken en terugleveren aan het net, werken veelal met MPPT omvormers. (te koop bij dbcom en conrad)


2007 - Bliksembeveiliging

Op mijn schip wil ik een goede bliksemafleiding maken. De informatie hiervoor is te vinden op oa. deze website. Het voornaamste is om voor een bliksemschicht een bekende ingang (airterminal) en een bekende uitgang (aarde) te creeeren. De ingang komt aan de masttop. Hier wil ik een ronde aluminium staaf vastschroeven met een lengte van 1 meter en diameter 6 mm. Als je zelf geen airterminal maakt dan kiest de bliksem zelf uit een van de reeds aanwezige airterminals zoals de marifoonantenne of de windmeter. De zelf aangebrachte airterminal vergroot niet de kans op blikseminslag maar bepaalt de plaats van de blikseminslag!

De aluminium mast is de hoofdgeleider naar beneden. Onderaan de mast komt een dikke stroomkabel, langs de RVS maststeun, naar de kielbouten en de schroefas. Om te voorkomen dat de bliksem via de naastgelegen transducers (diepte en snelheid) naar buiten wil, dek ik deze af met een dik stuk isolatie (porselein of glas).
Omdat de verstaging ook de volle lading krijgt, komen er dikke kabels van de stagen naar de kiel (of schroefas bij de achterstag). Alle bliksemkabels moeten zo ver mogelijk vrij blijven van het boordnetwerk en personen.

De volle spanning en stroom komt op de bliksem bekabeling te staan en het valt nauwelijks te voorkomen dat dit een hoge spanning in het boordnetwerk induceert.
Hiervoor wordt alle apparatuur individueel beveiligd tegen overspanning door middel van suppressor diodes(te koop bij conrad bestnr. 168009-12) tussen de + en de – (en eventuele signaal draden).

Voor de handheld apparatuur (gps, gsm, marifoon etc..) gebruik ik de oven als kooi van Faraday. Binnen een kooi van Faraday kan geen elektrisch veld worden opgewekt en zo kan de apparatuur niet stuk gaan bij blikseminslag.

      Bliksembekabeling bij de kiel.
Door de boot zijn nu een aantal flinke dikke stroomkabels gelegd van 80 mm2. Deze kabels komen samen op een punt bij de kiel. Hier kan ik bij onweer de kabels met een akkuklem op de kielbouten zetten. Deze verbinding kan niet permanent, want er staat zo'n 0,5 volt spanning tussen de verstaging (rvs) en de kiel(ijzer). Door het spanningsverschil zou mijn kiel, de laagste in de galvanische rangorde, langzaam maar zeker wegroesten.

In 2013 blikseminslag gehad op de Panoramix. De schade bleef beperkt tot de windmeter en de raymarine ST80 masterview repeater.


2007 - Ombouw gas- naar dieselfornuis

Het bestaande gasfornuis wordt omgebouwd naar diesel. Geen problemen meer met gasflessen vullen en de gevaren van gas. De Wallas 95D kookplaat past precies op het ENO gasfornuis. Waar de gaspitten zaten wordt een gat ter grootte van de 95D uitgezaagd. Vervolgens moet de gasplaat 11,5 cm omhoog om ruimte te maken voor de onderbouw. Hiervoor laat ik een rvs rand maken bij een constructie bedrijf. Een bijkomend voordeel is dat de kookplaat nu op gelijke hoogte met het aanrechtblad komt. De 95D heeft natuurlijk wel een dieselleiding nodig. Jeanneau heeft gelukkig al een extra gat voorzien op de dieseltank.
  Dieseltank met extra leiding voor de Wallas 95D 
Alleen moest ik nog een rvs invoerplaatje laten maken. Op de foto zie je van boven naar beneden; retour motor, fornuis, toevoer motor en links onder is de brandstof meter. Voor de uitlaat heb ik zelf een schoorsteentje ontworpen die door het schuine gedeelte van het kajuitdak gaat. Het stukje door het polyester is dubbelwandig uitgevoerd voor de isolatie.
    
Hierboven zie je het fornuis met de gaskoppen eraf en de nieuwe rand er al op. Op de foto links is de kookplaat gemonteerd en is de uitlaat aangesloten op de schoorsteen. De flexibele uitlaatslang van 32 mm rond schuift in de rvs schoorsteenpijp van 38 mm rond. Dit is nodig om de cardanische ophanging te laten werken. Als we over stuurboord zeilen schuift de uitlaat erin en over bakboord eruit. Voor de elektra is een aparte voedingsdraad getrokken. Samen met de koelkast zit de belasting net aan het maximum van de automatische zekering van 15 Ampere. Als bonus kon de gasoven aangesloten blijven zodat de oven nog steeds gebruikt kan worden. De twee leidingen van de weggenomen gaskoppen zijn afgedopt.

Update 2014: We kopen een nieuw gasfornuis. De grootste problemen met het Wallas fornuis zijn het onderhoud en de storingen. Onderhoud is duur en storingen zijn erg vervelend. Achteraf gezien dus geen goed idee.

2008 - LED verlichting naast halogeen

In de kajuit zijn naast alle halogeen lampjes ook LED lampjes ingebouwd. Aan de zijkanten kunnen de halogeenspotjes individueel aangeschakeld worden. Hier heb ik een extra schakelaar voor de LED lampjes ingebouwd, gewoon op de reeds aanwezige spanningsdraden. Helaas had ik het eerste gat er lukraak ingezaagd zonder eerst te kijken of er voldoende ruimte achter aanwezig was met als gevolg dat ik vervolgens ruimte moest maken door van alles weg te zagen. Ook al zijn de lampjes slechts 20 mm diep moet die ruimte er natuurlijk wel zijn. In het plafond is voldoende ruimte, maar is er echter geen boordspanning aanwezig. Deze lampjes worden door twee wisselschakelaars (hotel schakeling) bediend.
 LED in serie met halogeen uitproberen  LED en halogeen omschakelbaar. Hier heb ik de LED lampjes in serie gezet met het bestaande halogeen lampje. In de ene stand wordt het LED lampje kortgesloten waardoor de halogeenlamp brand. In de open stand staat het LED lampje in serie. De LED lamp brandt dan en de halogeen is uit want er loopt slechts 200 mA door de halogeen. Deze 200 mA is onvoldoende voor de halogeen om op te lichten die normaal 900 mA nodig heeft. De LED krijgt nu slechts 700/900*12 = 9,3 Volt wat gelukkig nog steeds boven het minimum van 8 Volt is. De schakelaars zijn simpele lampsnoer schakelaars waarvan het kapje verwijderd is. Het overgebleven gedeelte met de schakelaar steekt dan net door het plafond heen. Het plafonddoek is van stretch materiaal en zo kon ik de stof bij de schakelaar naar binnen trekken zodat het mooi afgewerkt is.

Update 2014: Met de huidige generatie LED spots kun je de halogeen spotjes gewoon vervangen. Die nieuwe LED's zijn goed van kleur en fel genoeg.

2010 - Laadregelaar voor windmolen

Voor mijn windmolen wil ik zelf een laadregelaar bouwen. Een regelaar voor een windmolen moet een mogelijkheid hebben om eventueel surplus vermogen te dumpen in een grote weerstand. Je mag niet zomaar de belasting van je molen afhalen, want dan gaat hij naar zijn maximum toerental. Regelen doe je door vermogen weg te dumpen.
Op internet zijn diverse schema's te vinden hoe je dat kunt doen. Google maar op "Charge shunt solar/wind controller". Op deze site vond ik een mooi overzichts artikel over dit onderwerp. Ik heb voor dit ontwerp gekozen en de onderdelen bij Conrad besteld. Omdat mijn windmolen 30 ampere kan leveren, heb ik wat zwaardere onderdelen genomen. Een zwaardere mosfet IRFZ44N 45 amp en een MBR4060 schottky diode 40 amp/ 60 volt.
De onderdelen zijn geleverd, en de bouw is klaar. De regelaar is klein en past in een luciferdoosje. De schottky en de mosfet zitten samen op een koellichaam. Voor de dumpload heb ik negen 25 watt weerstanden van 0,68 ohm op een koelplaat gemonteerd. Hiemee kan ik 225 Watt vermogen dumpen.

De windmolen kan echter 350 Watt leveren, dit zal de windmolen slechts zelden doen verwacht ik. Mocht er toch meer vermogen geleverd worden dan dat ik kan dissiperen, dan schakel ik de windmolen een tijdje af met een overspannings relais. Na enkele minuten wordt de molen dan weer vrijgegeven.

Update 2015: De zelfgemaakte regelaar is nu vervangen door een zonneregelaar. Deze heeft als nadeel dat als de accu's vol zijn de windmolen onbelast vrij draait. Het vrij draaien van de molen is geen probleem bij de superwind, omdat hier de wieken versteld worden als de snelheid te hoog wordt.
Ik heb wel een AAN/UIT schakelaar voor de molen gemaakt, zodat ik bij afwezigheid of tijdens stalling de windmolen kan kortsluiten. Hierdoor draait de molen zeer langzaam bij flinke wind.

2010 - USB wifi antenne

Op internet zijn ook een aantal zelfbouw USB Wifi antenne's te vinden. Ook is er een Nieuw Zeelandse site met foto's van mensen die met behulp van een USB wifi stick in combinatie met een schotel (wok, vergiet, grote schuimspaan) heel goede resultaten halen.
  
Dit zijn dan wel richtings- gevoelige antenne's die je op het wifi accesspoint gericht moet houden. Ik heb zelf een 1000 mW Alfa Network USB wifi antenne gekocht via marktplaats.
  
Met deze antenne bereik ik nu in de Carib de beste resultaten. Andere yachties met van de mooie speciale marine wifi sticks krijgen vaak geen contact.

 



Stempel Panoramix.