Meten is weten – het Calypso avontuur

//Meten is weten – het Calypso avontuur
Meten is weten – het Calypso avontuur 2019-04-25T21:22:09+01:00

Home Forums Discussies Kennisbank Meten is weten – het Calypso avontuur

6 berichten aan het bekijken - 1 tot 6 (van in totaal 6)
  • Auteur
    Berichten
  • Maarten Rader
    Bijdrager
    Post count: 20

    Ik heb mijzelf een Calypso Ultrasonic portable windmeter cadeau gedaan. Wat begint met de simpele aanschaf eindigt er mee dat ik nu zelf een app aan het bouwen ben. Hoe het zover heeft kunnen komen ga ik voor de geïnteresseerden hier uit de doeken doen. Misschien leidt dat tot nuttige ideeën van functies die ik in de app zou kunnen bouwen.

    Allereerst iets over de behoefte.
    Mijn IF is uitgerust met een dieptemeter (heel fijn op de Kaag) en een snelheidsmeter die niet functioneert en waarvoor geen onderdelen meer verkrijgbaar zijn. Nu heb ik, en jij lezer waarschijnlijk ook, altijd een snelheidsmeter in mijn broekzak zitten genaamd mobiele telefoon. Die is immers uitgerust met een gps. Ik heb bij het (wedstrijd)zeilen niet altijd het juiste gevoel van snelheid in de boot en de snelheidsmeter helpt daarbij. Ik heb voor de gelegenheid een simpele 99 euro kostende Nokia 2.1 gekocht die ik in een waterdicht zakje aan het toegangsluik hang (klittenband). Ik heb na lang zoeken een app gevonden die zonder toeters en bellen alleen de snelheid op het scherm zet. Die eenvoud vind ik belangrijk omdat ik vanachter het roer in 1 oogopslag het scherm moet kunnen aflezen.
    De volgende stap is de behoefte aan wind informatie, zeker op de Kaag waar de wind alle kanten op shift tussen de eilanden. Natuurlijk, mijn ogen zijn gefocust op teltales en windvaan maar ik zou bijvoorbeeld preciezer willen weten of we de optimale koers varen (aan de wind).

    Allertweeds iets over de keuze
    Windmeters, scheepselektronica in het algemeen is duur. Een traditionele windmeter met display kost zomaar 1200 euro. Terwijl, ik heb een display. Weliswaar pas echt waterdicht na kunstgrepen, weliswaar minder goed afleesbaar als de zon er op staat, maar wel met ingebouwde snelheidsmeter, kompas, locatiebepaling en batterij.
    En toen vond ik de Calypso. Recent ontwikkeld met de nieuwste technieken, disruptive innovation zoals ze het zelf zeggen, gefinancierd door een Kickstarter project bla bla bla. In ieder geval aanzienlijk goedkoper dan 1200 euro dus het had mijn aandacht.

    Dan iets iets over de techniek
    De Calypso meet windsnelheid en richting door op 4 punten de verstoring in een ultrasone trilling te meten (als ik het goed begrepen heb). Hij maakt verbinding met een mobiele telefoon (of ander device zoals een tablet als je een groter scherm wenst) m.b.v. bluetooth low energy. Er zit een klein zonnepaneeltje op die de ingebouwde batterij van elektriciteit voorziet, genoeg voor een dag varen. Het ding heeft dus geen bewegende delen en geen vaan die kapot gaat als er een meeuw op landt. De vraag wat er gebeurd als die meeuw zijn flats op het zonnepaneeltje legt zullen we maar niet stellen. Daarnaast meet hij temperatuur, hellingshoek en is uitgerust met een kompas. Calypso levert een simpele app voor zowel Android als Ios maar verschillende andere apps kunnen de Calypso uitlezen en de gegevens gebruiken.

    Dan iets over mijzelf
    Dat, dus… verschillende apps… maar geen die aan mij wensen voldoet. Ik herhaal nog even de essentie: “Die eenvoud vind ik belangrijk omdat ik vanachter het roer in 1 oogopslag het scherm moet kunnen aflezen.” Dus geen fancy grafisch geweld, geen kleurtjes etc. Zal ik zelf die app bouwen?
    Ik kan programmeren. Het was eens mijn vak. Ik vind het nog steeds heerlijk achter een computer weg te kruipen. Voor mij een creatief proces. Maar ik heb nog nooit een app gebouwd, geen idee in welke programmeertaal dat gebeurd maar het zal zeker niet de taal zijn die ik ken. Ik pak die naar mij zelf geworpen handschoen op.

    In mijn volgende post meer over de app en old school wiskunde, sos cas toa, wie weet het nog :-).

    Auke
    Bijdrager
    Post count: 16

    Leuk project!
    Calypso levert zelf toch ook apps waarmee het apparaat uitgelezen kan worden? Met een goedkoop tabletje of een oude telefoon waarop deze app kan installeren ben je dan toch veel sneller klaar?

    Zelf ben ik bezig met een aantal displays in combinatie met een Arduino. Ik heb drie daglicht afleesbare (OLED) displays gekocht van 2,5 inch, waarop ik de GPS heading, snelheid en positie wil weergeven. Elk display krijgt zijn eigen sensoren (eigen GPS, magnetisch fluxgate kompas, etc) Mogelijk werkt de Calypso windsensor via bluetooth ook met een Arduino, dat ga ik eens uitzoeken.
    De bedoeling is dat de displays op een balk komen welke in de gootjes van het toegangsluikje past, waardoor het geheel na gebruik geheel kan worden weggenomen. Geen gaten boren in de boot etc.

    Uiteraard zal de Arduino ook geprogrammeerd moeten worden, maar dit is kinderspel en talloze open-source voorbeelden te vinden op internet.
    En het voordeel is dat een Arduino met alle verschillende sensoren en displays heel weinig kosten, dus erg leuk om er mee te experimenteren.
    Wanneer ik vorderingen maak zal ik het uiteraard hier op het forum delen 🙂

    Maarten Rader
    Bijdrager
    Post count: 20

    Dag Auke, Met Arduino’s aan de slag is het betere knutselwerk 🙂 Mijn zoon dacht ook aan een oplossing met Arduino’s maar ik liep al vast op het vinden van een geschikte windmeter en vaan. Voor positie, cog en sog zou ik toch voor een telefoon gaan, dat is dan toch makkelijk.
    Ik gebruik de gootjes om mijn spizak op te hangen. Ik heb een nieuw luik gemaakt waaraan ik de telefoon hang. Er zit ook een houder op voor de lierhandel en klemmen van een klemboord om de wedstrijdbaan op te hangen (voor de spagettibanen op de Kaag relevant). Luik is simpelweg een plaat watervast verlijmd multiplex waarop ik mijn huidige luik heb overgetrokken, uitgezaagd en gelakt. Na de wedstrijd ene luik er uit, oude luik er in.

    Michiel Veldkamp
    Bijdrager
    Post count: 33

    Hoi Maarten,

    Nav je bericht over een foutmelding, even een testmailtje.

    Michiel

    Maarten Rader
    Bijdrager
    Post count: 20

    Deel 2
    Ik zal niet te uitgebreid vermoeien over hoe je een app bouwt. Daar is dit niet het juiste forum voor. Ik gebruik Adobe Phonegap. Ik kan dan een app maken voor zowel Android als iPhone, mocht ik dat ambiëren (heb zelf een Android telefoon, de app is in beginsel voor eigen gebruik). In grote lijnen is het maken van een app gelijk aan het maken van een website (html, scripts etc). In Phonegap gebruik je modules. Ik gebruik een module om de GPS te kunnen uitlezen en één om de Bluetooth te kunnen uitlezen. De GPS geeft data door op het moment dat gegevens veranderen. Als je beweegt betekent dit feitelijk een continu stroom van data. Voor de Calypso is dit anders. Die geeft, afhankelijk hoe je het instelt 1, 4 of 8x per seconde data door. Hoe hoger de frequentie hoe meer stroom het ding gebruikt en hoe korter hij het doet als de zon niet uitbundig schijnt. Ik heb geen idee hoe dit in de praktijk uitpakt. Ik kies even voor 4x per seconde. Dat wordt dan ook meteen de ‘verversingsfrequentie’ van het scherm m.a.w. 4x per seconde zullen de gegevens op het scherm worden geactualiseerd.

    Hoe gaat het hoofdscherm er eigenlijk uitzien? Ik heb bedacht dat ik op de onderste helft van het scherm de bootsnelheid wil tonen en in de bovenste helft de windsnelheid en -richting (t.o.v. de boot) en een grafische weergave welke koers wordt gevaren t.o.v. de wind. Ter controle heb ik een 2e scherm gebouwd dat wat meer cijfers toont. Er kan simpelweg geswipt worden tussen de schermen.

    Voor de grafische weergave heb ik internet afgespeurd naar afbeeldingen van displays. Natuurlijk moet de weergave zo simpel en duidelijk mogelijk zijn. Ik heb daarin een keuze gemaakt maar kan er later eenvoudig een andere afbeelding in plakken of misschien wel de keuze aan de gebruiker laten als het echt een serieuze app moet worden. Ik heb van de afbeelding 2 afbeeldingen gemaakt. Een deel wat gewoon statisch op zijn plek staat en een tweede afbeelding voor het draaiende gedeelte. In de app plaats ik die over elkaar heen. De draaiende afbeelding kan ik de instructie geven te draaien door een hoek mee te geven (aantal graden).

    Maar nu…
    De windmeter meet de wind zoals deze op de boot ‘binnen valt’. Dit wordt de schijnbare wind genoemd. De gemeten windsnelheid en -richting worden namelijk beïnvloed door de snelheid van de boot. Ter illustratie: als je fietst met windstil weer voel je toch wind. Dat is wind die je opwekt door je eigen snelheid. Die windsnelheid is dan ook net zo hoog als de snelheid waarmee je fietst maar in tegengestelde richting, de wind komt recht van voor. Je kunt je dan ook voorstellen dat als je de wind precies mee hebt (recht van achter) en je fietst net zo hard als de wind, je geen wind voelt. Valt de wind dwars in dan komt de wind schijnbaar meer van voren. Afhankelijk van je eigen snelheid en de windsnelheid lijkt de wind meer of minder van voren te komen. Deze schijnbare windsnelheid en windhoek (t.o.v. de boot) worden in het Engels apparent wind speed en apparent wind angle genoemd, afgekort aws en awa.
    De apparent wind is echter niet de wind die we nodig hebben. Dat is de werkelijke/ware wind of te wel true wind speed (tws) en true wind angle (twa) en die kan worden berekend. De apparent wind kan worden ontbonden in vectoren, een lengte component en een dwarscomponent. Van de lengte component (in de lengte richting van de boot) trek je de bootsnelheid af waarna je de vectoren weer terug rekent. Hoe? Goniometrie, wie weet het nog van school? Sinus, cosinus, tangens. Bij moest het van ver komen om niet te zeggen dat het uit mijn geheugen gewist was. Alleen het ezelsbruggetje sos cas toa is blijven hangen, SOS: sinus overstaande zijde / schuine zijde, CAS: cosinus aanliggende zijde / schuine zijde, TOA: tangens overstaande zijde / aanliggende zijde. Nog een beetje Pythagoras (a2+b2=c2) om de lengte van een schuine zijde uit te rekenen en je komt een heel eind.

    Klein detail nog maar onder sommige omstandigheden van significant belang. Voor de juiste berekening hebben we de bootsnelheid nodig, de snelheid zoals die van een snelheidsmeter/log komt, in de lengterichting van de boot. We hebben echter alleen de snelheid van de GPS, de zogenaamde speed over ground (sog). Deze ligt niet perse in de lengterichting van de boot. Op stromend water wijkt deze af. Ook als de boot verlijert (dwars opzij gezet wordt) is deze anders. De Calypso heeft een kompas. Wellicht dat als we de kompaskoers vergelijken met de koers volgens de GPS (course over ground, cog) dat we bootspeed kunnen afleiden maar voor nu ga ik uit van de sog.

    So far so good. De app test ik door rond te fietsen met de Calypo op een staaf in een rugzak zodat deze boven mijn hoofd uitsteekt, en de telefoon in een houder. Nu het werkt kan die de mast in als ik iemand kan vinden die het lef heeft de mast in te klimmen :-). De volgende functie moet een eenvoudige worden, een starttimer. Dan nog de moeilijkste, een performance indicatie aan de hand polartabellen.

    To be continued…

    Maarten Rader
    Bijdrager
    Post count: 20

    Ter illustratie

6 berichten aan het bekijken - 1 tot 6 (van in totaal 6)

Je moet ingelogd zijn om een reactie op dit onderwerp te kunnen geven.

Spring naar toolbar