Rate Gyro

[Karavoli]

Hvordan ser en RatGyro ut? Er det et annerledes kompass som erstatter "standard" kompasset?

[Larspo]

En rategyro er bygget opp av en gyro. En gyro er ofte to hjul som spinner i hver sin retning og på den måten skaper stabilitet. Disse to spinnende hjulene (som er vinkelrett på hverandre) er så opphengt i en fjæranordning inne i et hus. Når så man beveger dette huset (som er festet i skroget), så vil det være en treghet før de spinnende hjulene flytter seg. Denne forskjellen måles med elektronikk og når signalene er behandlet, så får man ut hvordan båten beveger seg. Dvs. kommer det en krapp bølge som vrir båten, så registreres dette. Kan sammenlignes med om du spinner et sykkelhjul. Prøv så å vri styret på det spinnende hjulet, og du merker tydelig kreftene som retter opp hjulet. En snurrebass er også en slags gyro.

 

En rategyro brukes i kombinasjon med et kompass (ofte posisjoner hentet fra GPS eller tilsvarende). Meningen er å gi en mer presis avlesning av kursen siden kompasset, både magnetisk og via GPS tar litt tid før endringen blir registrert. Med en rategyro, så vil altså du ha en langt raskere oppdatering av kursen og hva den er (sånn kort fortalt).

 

En rategyro brukes ofte i sammenheng med Autopilot for å kompensere for raske endringer og steder hvor en god kompasskurs er vanskelig å oppnå pga. eks. deviasjon

[Blue_Dragon]

Er det noen som har målt forskjellen på Raymarine sin Fluxgate og Gyro løsning mht Autopilot?

[roaldbj]

Er det noen som har målt forskjellen på Raymarine sin Fluxgate og Gyro løsning mht Autopilot?

Ja, det er som "natt og dag" - i alle fall i Oslofjorden hvor jeg har testet dette ganske nøye med å lagre track fra testturer. Belamarin går vel også så pass langt at de bare anbefaler Raymarines autopilot med rategyro. Jeg kjører med den i all slags vær, og jeg har ikke mulighet for å styre så rett som med autopiloten. I moderne rategyroer for våre små fritidsbåter oppnås de raske retningsjusteringene ved ekstremt hurtige svingninger ikke i krystaller.

[koh]

Tja - disse snurrende hjulene er vel en ekte gyro - rategyro er vel en elekronisk greie som gir noe av samme effekten.

 

Har hørt at noen varianter benytter aksiometre (noe ala de som utløser airbager) som registrer båtens krappe bevegelser, systemet "trekker fra"

de raske bevegelsene som skyldes bølger & stamp, slik at det som gjenstår er en støere kurs. En annen tilnærming gikk på at det var snakk om et svingekrystall som hadde en retningsstabilitet. Hva som Raymarine benytter vet jeg ikke, men jeg har erfaring med en Simrad med kun fluxgate, og en Raymarine med rategyro, og det var som natt og dag.

 

-koh

[Isfeldt]

Hei

 

Rategyroer er MEMS accelerometre og ikke snurrende gyrohjul, de måler vinkelaccelerasjonen i 1 to eller tre dimensoner.

Disse består av en krystalloscillator som vibererer en arm med stor hastighet, man måler da kapasitansen mellom den vibererende armen og et punkt man refererer kapasitansen til. Dette gir et modulert signal som nå er referanse signalet.

Hvis du accelererer til styrbord eller babord, vill corriolis kraften påvirke den vibererende armen, dvs den forandrer kapasitansn og derved blir oscillatoren modulert med høyere eller lavere frekvens. Demodulerer du dette signalet vil du få et signal som er proposjonalt med accelerasjonen. Integrerer du dette en gang over tid får du vinkelhastighet, dette putter du inn i autopiloten og vips klarer den og oppdatere raskt nok.

 

Bjarne

[roaldbj]

Det er åpenbart at noen her på BP har god teknisk innsikt i rategyro. Det er alltid interessant å bli oppdatert på hvordan endel instrumenter er oppbygd. Derfor vil jeg sette pris på om flere oppdaterer denne tråden med tekniske opplysninger om rategyro. Videre vil det også være av interesse å høre brukererfaringer om autopilot omkring i landet. Jeg har hatt erfaring med tre merker: autohelm, coursemaster (som jeg stadig oppgraderte) og raymarine. Jeg jobbet mye med kalibrering av coursemasteren: instalerte konstantgående hydralikkpunmpe, rategyro, oppdaterte softvare o.a.,, men ble aldri helt fornøyd med Coursemaster. Etter at jeg har begynt å seile med Raymarine ST 6002 Hydraulisk med rategyro, har seilasene blitt "av en annen verden". Jeg er nøye med å lage ruter for hver seilas, og sletter alltid gamle for å huske kartområdene ved ny planlegging. Jeg seilte eksempelvis forrige uke opp Limfjorden fra Hals Barre til Ålbord på autopilot uten å trenge å korrigere manuert en eneste gang. Ulempen med Raymarine systemet er at rutene ikke aksepterer mer enn 50 veipunkter - i alle fall ikke fra Raytech RNS v. 6.0. På lange strekninger - eksempelvis 40 nm har jeg ikke mulighet for å styre manuelt så rett som autopiloten går.

[Hulda]

Etter at jeg har begynt å seile med Raymarine ST 6002 Hydraulisk med rategyro, har seilasene blitt "av en annen verden".

 

På lange strekninger - eksempelvis 40 nm har jeg ikke mulighet for å styre manuelt så rett som autopiloten går.

 

Da blir det Raymarine på Hulda. Ad omveier har jeg fått rede på at roaldbj er en meget nøye og selektiv herre som ikke skal ha noe dritt ombord. Bildene fra båten som han har presentert her på forument er ikke mindre enn heppnadsväckande. Gunga får oversette.

 

Pumpa blir imidlertid fra Simrad. En gammel dings som ligger i en kasse ute i kjelleren. Nokså overdimensjonert i forhold til Hulda. Jeg liker at ting er overdimensjonert. Rategyro er en selvfølge, det har jeg funnet ut helt av meg selv, det gir mye mindre gearing på båten, spesielt god kompensering i tung medsjø.

[roaldbj]

Kjære Hulda - bukker og neier. Enig med deg i at selve pumpeenheten er av mindre viktighet - bare den er sterk nok. Når vi seiler i mer en 5 - 6 knop skal det ikke så mye krefter til på roret for å justere retningen. Det sentrale er hvordan selve hjernen i autopiloten beregner retning. Her synes jeg det er vanskelig å få gode svar fra produsentene/leverandørene. Jeg har sendt mer en ti-talls mailer til pørodusentene uten på få svar. Jeg forstår at seilbåter trenger et eget system for å ta hensyn til vindendringer - dette har jeg ikke noe som helst kunskap om. Når det gjelder autopiloter for motorbåter, er det også mye "sikkerhets-kremeri" mellom produsentene. Det virker for meg som om Raymarine har lagt stor vekt på å utvikle modeller for å redusere XTE i forhold til veipunkt så fort som mulig. Dette innebærer at man meget hurtig erfarer til dels sterke rorutslag for å komme så nær 0.000 nm XTE som mulig. Jeg har seilt over lange områder, eksempelvis fra Hatteberget til Anholt, ca 70 nm uten større variasjon enn 0.004 nm - dette er ikke mindre enn utrolig. Ulempen med å seile mye på ruter og autopilot er kanskje at man ikke tilpasser seg plutselige farvannsendringer - det har jeg forståelse for5 og tilpasser med da en "defansiv" seilerstil.

[Larspo]

...Rategyroer er MEMS accelerometre og ikke snurrende gyrohjul, de måler vinkelaccelerasjonen i 1 to eller tre dimensoner.

Disse består av en krystalloscillator som vibererer en arm med stor hastighet, man måler da kapasitansen mellom den vibererende armen og et punkt man refererer kapasitansen til. ...

Spinnende hjul er nok utgått for lengdt i moderne elektronikk, mens prinsippet vil gi samme resultat. Akeslorameter er mer brukt i dag i flere dimmensjoner (retninger) for å registrere endringer. Disse kommer i dag som IC brikker og er forferdelig enkle å forholde seg til, strømsnåle og veldig så små (relativt).

 

For teknisk interesserte, så er dette et eksempel hentet fra www.elfa.se. Her da med lineær spenningstyrt utgang isteden for frekvens.

 

"Tvåaxlig linjär accelerometer

Fabr ST Microelectronics

En kapacitiv accelerometer med linjär spänningsutgång. Noll-g-nivån är kalibrerad från fabrik och lagrad internt i kretsen och återläses varje gång matningsspänningen kopplas till. Mätområdet för typerna LIS2L02AQ3 och LIS2L06AL är valbart mellan ±2 och ±6 g.

"

Pris: 90,-

 

 

Målsinj: Det er ikke "Gyrokompass" du tenker på vel? Dette i tilfelle er en delvis erstatning for et magnetisk kompass (bare delvis siden et gyrokompass er strømavhengig). Gyrokompasset peker også mot geografisk nord og ikke magnetisk nord og er langt større i presisjon enn magnetisk kompass. Deviasjon og missvisning = 0 for slike kompass. De jeg har sett er både store og dyre, bråker og trekker mye strøm. Er ikke 100 prosent sikker her, men mener dette er et system med en kraftig spinnende gyro som holder en skive stabil uavhengig hvordan båten vrir seg. Altså isteden for en magnetisk nål som retter seg mot nord, så har du et system med et spinndende hjul med høy masse. Dette hjulet vil være stabilt avhengig av hvordan båten ellers måtte vri seg. Altså er selve viseren "fast" i et gyrokompass, mens hele huset vris med båten.

Redigert 22.Juli.2007 av Larspo (see edit history)

[gimi]

Spinnende hjul er nok utgått for lengdt i moderne elektronikk, mens prinsippet vil gi samme resultat. Akeslorameter er mer brukt i dag i flere dimmensjoner (retninger) for å registrere endringer. Disse kommer i dag som IC brikker og er forferdelig enkle å forholde seg til, strømsnåle og veldig så små (relativt).

 

Du får til og med mus til PCn i dag som har gyro og er 3 dimmensjonale.

 

Er enig med KOH og Isfeldt; Ordet gyro kan/bør ikke benyttes uten at man har disse roterende hjulene (og heller ikke om en PC mus) - bruker leverandørene virkelig navnet rate-gyro om disse kopassene?

[Larspo]

Er enig med KOH og Isfeldt; Ordet gyro kan/bør ikke benyttes uten at man har disse roterende hjulene (og heller ikke om en PC mus) - bruker leverandørene virkelig navnet rate-gyro om disse kopassene?

 

Nå hadde jeg redigert litt siden du "kopierte" innlegget mitt :). Hva for et ord musprod. bruker er jeg ukjent med. Vil tippe noe som 3D mus eller noe slikt.

 

For å bringe det på rett vei:

 

Et akselorometer: Måler endring i hastighet i en eller annen retning

Gyro: System som holder noe stabilt. Dvs om du bruke et aksellorometer som inndata, utdata går til en styresylinder, så er dette systemet en gyro. Selve RateGyron til eks. Raymarine er bare et akelerometer, men satt i sammenheng med databehandling og servopumpe, så har du en gyro.

[Isfeldt]

Spinnende hjul er nok utgått for lengdt i moderne elektronikk, mens prinsippet vil gi samme resultat. Akeslorameter er mer brukt i dag i flere dimmensjoner (retninger) for å registrere endringer. Disse kommer i dag som IC brikker og er forferdelig enkle å forholde seg til, strømsnåle og veldig så små (relativt).

 

Hei

 

Roterende gyrohjul er ikke overtatt av moderne elektronikk, disse brukes i høyverdige gyroplattformer.

Det finnes tre typer gyroer i dag.

 

1. Roterende gyroer

2. Laser gyroer

3. Fiberoptiske gyroer

 

De to første er mest nøyaktige over tid "drift" Laser gyroer og Fiber gyroer baseres på interferometri.

Tilfører man høkvalitets aksellerometre kan man ved å integrere akselerasjonen to ganger få avdrift.

Da har man INS (Inertial Navigation System). Problemet med accelerometre er at de av fysiske årsaker

har elektronisk støy. Når man integrerer summerer man støyen, det medfører feil som øker over tid

og begrenser Navigasjonsnøaktigheten. INS systemer basert på acellerometre kan kun brukes sammen med

GPS fordi de ikke har god nok nøyaktighet over tid "minutter" dvs godt nok til leketøy. Rotasjonsgyroer koster fra

noen hundre tusen og oppover. Fibergyro 400-800 tusen, Laser gyro 2 mill og oppover.

 

Isfeldt

[Isfeldt]

Gyro: System som holder noe stabilt. Dvs om du bruke et aksellorometer som inndata, utdata går til en styresylinder, så er dette systemet en gyro. Selve RateGyron til eks. Raymarine er bare et akelerometer, men satt i sammenheng med databehandling og servopumpe, så har du en gyro.

 

Det er ikke riktig, en gyro (Gresk for roterende mener jeg) er et instrument som måler retning mot et eller annet punkt ved ett av de prinsippene jeg nevne før. En gyro på jordkloden vil på grunn av pressesjon orientere seg mot sann Nord.

 

 

 

Isfeldt

[Karavoli]

Målsinj: Det er ikke "Gyrokompass" du tenker på vel?

 

Nei snakker om RateGyro som så mange anbefaler å montere sammen med FluxgateKompass...

Redigert 22.Juli.2007 av måsinj (see edit history)

[Larspo]

Gyro: System som holder noe stabilt. Dvs om du bruke et aksellorometer som inndata, utdata går til en styresylinder, så er dette systemet en gyro. Selve RateGyron til eks. ..Det er ikke riktig, en gyro (Gresk for roterende mener jeg) er et instrument som måler retning mot et eller annet punkt ved ett av de prinsippene jeg nevne før. En gyro på jordkloden vil på grunn av pressesjon orientere seg mot sann Nord.

Jeg skal ikke krangle med deg ang. gyro. Jeg har meget begrenset kunnskap om dette og tror du ligger noen hakk foran meg. Men fra wikipedia:

 

"

Et gyroskop er en innretning som demonstrerer prinsippet om bevaring av bevegelsesmengde innenfor fysikken. Det består av et balansert hjul på en aksel som er opphengt så den fritt kan røre seg i alle retninger. Når hjulet roterer så forsøker akselen å beholde sin innretning og gjør motstand mot retningsendringer. Gyroskopet ble oppfunnet i 1852 av Léon Foucault

"

[Isfeldt]

Helt riktig

Larspo

 

Så hvis gyroskopet motsetter seg retningsendring pga angulært dreiemoment kan man bruke dette som

vinkelmåler dvs selv om fartøyet tørner vill gyroskopet peke mot nord og du hvil kunne måle

den kursendring relativt til gyroskopet.

 

Isfeldt

[Sjøtummel]

Problemet med accelerometre er at de av fysiske årsaker har elektronisk støy. Når man integrerer summerer man støyen, det medfører feil som øker over tid og begrenser Navigasjonsnøaktigheten.

Bare for å presisere litt her så er rategyro-kompassene som er nevnt i starten etter det jeg husker vanlige fluxgatekompass med en rategyro (basert på accelerometere). Fluxgate-kompasset har problemer med bevegelser når de er på høyere breddegrader (på grunn av jordmagnetismens inklinasjon) og rategyroen har som oppgave å rette på dette. Det er litt regnekraft i disse rategyrokompassene, så noen av dem kan også lagre sin egen deviasjonstabell.

Redigert 23.Juli.2007 av Sjøtummel (see edit history)

[Fiskmåsen]

En gyro på jordkloden vil på grunn av pressesjon orientere seg mot sann Nord.

Isfeldt

 

Det er ikke pressesjonen som gjør at en spinnende gyro orienterer seg mot sann Nord. For at det skal skje må der en hel del elektronik til.

En gyro uten noen form for slaving vil tilsynelatende vandre. "Apparent Wander". Total avdrift er summen av pressesjon + apparent wander. Pressesjon forårsakes av friksjon i lagrene og er vanskelig å beregne, apparent wander forårsakes av jordrotasjonen.

En gyro uten slaving som stilles inn mot sann Nord, vil bare peke mot geografisk nordpol så lenge den er på ekvator. Ved nordpolen vil den vandre 15gr i timen.

Alle andre plasser vil den drifte med 15grader x sinus til latituden.

Men den vil peke mot samme punkt ute i verdensrommet hele tiden fordi den er fritthengende, og således ikke reiser med oss andre på kloden. Etter 24 timer vil den så igjen peke mot sann Nord en liten stund.

 

Pressesjon i dette sammenheng må ikke forveksels med pressejonen som virker på jordkloden, som forårsakes av tyngdekraften fra sola og månen. Dette gjør at jordaksen beskriver av kjegle form (wobbling) som det tar ca. 26 tusen år å fullføre. Denne bevegelsen er overlagret nutasjon (mindre cirkulære bevegelser)

som tar ca 18 år å fullføre.

Om ca 12 tusen år er polsjernen ikke lengre ved nordpolen. Hele stjernehimmelen har endret seg. Hva skal vi gjøre da???????

 

Fa

[Jawik]

Hva skal vi gjøre da???????

 

Vente !!!!!!!!! på bedring.

[Sjøtummel]

Om ca 12 tusen år er polsjernen ikke lengre ved nordpolen. Hele stjernehimmelen har endret seg. Hva skal vi gjøre da?

Det stemmer ikke helt. Om 12 tusen år er det fremdelse en nordstjerne (det du kaller polstjernen) over nordpolen, men det er en annen stjerne enn i dag. (I dag er det Stella Polaris, eller Polaris, i stjernebildet Lillebjørn. I år 14000 er det Vega i stjernebildet Lyren. I mellomtiden vil vi ha noen andre nordstjerner.)

[roaldbj]

Hvordan ser en RatGyro ut? Er det et annerledes kompass som erstatter "standard" kompasset?

Uavhengig av de mange flotte beskrivelsene som hittil har fremkommet i denne tråden håper jeg at måsinj har fått med seg tre sentrale "begreper" eller temaer: 1) det tradisjonelle kompasset hvor man med egne øyne observerer kompassretningen. Her må man i tillegg lage en avvikstabell, som kalles deviasjonstabell, avhengig av i hvilken kurs man seiler. Jeg vet ikke om vi på forumet har gitt anbefalinger om hvordan dette i praksis best utføres på fritidsbåter - men regner med at vi har gjort det.

2) Fluxgate kompass, som er et kompass som har en elektrisk overføring fra en kompassenhet til en autopilot. Dette kompasset kan ikke avleses direkte med ens egne øyne slik som det tradisjonelle kompasset fordi kompasset er lukket og overfører kompassretningene i elektrisk form som en spenning. Dette kompasset vil også ha avvik i forskjellige kompassretninger. Disse avvikene legges gjerne inn i autopiloten automatisk ved å seile i spesielle svingesirkler, eller i spesielle kompassretninger, eller ved at autopiloten har et "autolearn" opplegg hvor autopiloten lærer forholdet mellom kompasskurs og avvik i forhold til det farvann man seiler i (eksempelvis nær ekvator eller nær polarsirkelen). Det er også mulig å legge inn avviket (misvisningen) manuelt i flere autopiloter.

3) Rategyro, som er et godt hjelpemiddel særlig for oss i nordlige områder for å opprettholde god kompassretning trass i at vi er nær den nordlige magnetpol og derfor har dårlig "styrke" på kompassretningen. Sterkt popularisert kan man kanskje si det slik at kompasset viser den langsiktige veien, mens rategyroen opprettholder de kortsiktige stegene.

 

I praksis innebærer dette at en autopilot må ha signaler fra et fluxgatekompass. Det er viktig at dette kompasset monteres omtrent midtskips og i god avstand fra magnetiske felter - eksempelvis innebærer en mobiltelefon et uønsket magnetisk felt. Dernest vil en rategyro hindre at båten danser fra side til side på seilasen. Jeg har i løpet av syv sesonger i tildels "grov" sjø (2 - 3 meter bølger) opplevd at rategyro kan gi relativt god kursstabilitet - i alle fall atskillig bedre enn hva jeg klarer med håndstyring. Samtidig er erfaringen min at autopiloten til Raymarine klarer dette atskillig bedre enn autopiloter fra Cousemaster - men det er min erfaring. Jeg har brukt lang tid på kalibreringsrutiner og det virker som Raymarine benytter andre algoritmer enn Coursemaster. Kjenner ikke til utviklingen hos konkurrentene - men den er sikkert like bra og vel så det.

[lano2]

Ser at det finnes 2 varianter av Raymarine rategyro: En innebygget i kurs computeren ( loddet rett på hovedkortet) eller en ekstern boks....

 

Betyr det at rategyro kan plasseres hvor som helst i båten ? ( Fluxgate kompasset bør jo stå midt i båten...)

[regina_nei_takk]

...er det disse to du mener ?

 

E12101

E12102

 

Ask Jack Rabbit

 

• an external GyroPlus (part number: M81162)

• or a dealer-fitted internal GyroPlus (part number: A18069)

Redigert 16.August.2007 av regina_nei_takk (see edit history)

[lano2]

Nei, ikke fluxgate'en, men artikkel A18069 .