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Quel PC à bord pour la plaisance ?

Comme indiqué dans l'article sur les systèmes de navigation une des solutions proposées est de bâtir son système sur un ordinateur de type PC, mais encore faut-il choisir l'appareil adapté à son besoin. En effet, il n'y a pas de solution qui soit meilleure dans l'absolu, mais il y a une pour chaque type d'usage. Quels sont les ordinateurs que l'on peut utiliser à bord d'un navire de plaisance ?

• Les mini portables ou "netbook"
• Le portable "à tout faire"
• le mini PC industriel
• Le PC "fixe" en boitier mini tour

On peut bien sûr faire des catégories plus fines ou discuter sur les déclinaisons possibles mais dans une première approche, il est préférable de raisonner sur des catégories bien distinctes.

Quels sont maintenant les principaux critères de choix:

1. La taille du navire avec trois catégories: 8m < ; > 8m et 13m < ; > 13m
2. Le nombre de jours d'utilisation/an: 6 jours <; > 6 jours et 30 jours <; > 30 jours
3. Le type de navigation: côtier proche (5M <); côtier (20M<); hauturier
4. Le type d'usage: loisir ou professionnel

Bien évidemment tous les cas de figures ne sont pas valide car on trouve rarement un professionnel qui navigue moins de 6 jours par an ou du hauturier sur plusieurs mois dans un navire de moins de 8m (quoique ce cas cas là puisse exister quand même). La consommation électrique est aussi à considérer par rapport à l'énergie disponible à bord et il la liste de PC citée plus haut est également présentée par ordre de consommation croissante.

Voici maintenant les grandes lignes de choix

Cas 1: petit bateau, navigation côtière proche

Dans ce cas le "netbook" est probablement la meilleure des solutions. En effet, le PC dans ce cas n'est pas destiné à un autre usage que la navigation. Avantage, on peut tout préparer chez soi et charger sur un ordinateur familial les navigations passées.

Même pour un usage fréquent cela vaut le coup. Autre avantage, la faible consommation.

Cas 2: bateau moyen, navigation côtière à hauturière, usage modéré

C'est le cas typique pour le PC portable avec un écran de 13 à 15 pouces. Tous les logiciels tournent dessus, cela peut également servir de station multimédia pour la musique ou les films à bord et on l'emporte quand on quitte le bateau pour revivre la navigation que l'on vient de terminer et pour préparer la suivante. Le seul point sur lequel il faut vraiment faire attention, c'est la consommation électrique surtout dans un usage hauturier car il faut compter environ 2 ampères soit 48 Ah par jour.

Cas 3: bateau moyen à grand, navigation côtière à hauturière, usage intensif

Dans ce cas, le passage au mini PC industriel peut s'avérer intéressant car il apporte deux avantages:

• Une installation fixe dans un endroit si possible protégé avec des connexions fixes aux instruments et bus de bord
• Une consommation optimisée

Dans certaines unités on peut même trouver un PC portable à la fois en complément pour certains usage et qui peut servir de système de navigation de secours.

Cas 4: grand bateau et utilisation intensive

Si l'unité est vraiment grande et spacieuse et que l'on est bricoleur, le PC standard en mini-tour est probablement une bonne solution. On peut installer une alimentation en 12/24V pour éviter l'onduleur et on a système d'un bon rapport puissance prix que l'on est capable de réparer soi-même. Intéressant pour les tour du mondiste.

Sinon le mini PC industriel est la solution la plus optimisée pour ce genre navire/navigation.

Synthèse

Par défaut, le portable de puissance moyenne avec un écran de 13 à 15 pouces est le meilleur compromis pour une utilisation en plaisance. Voici quelques points à vérifier:

1. La consommation. ce n'est pas si facile car les chiffres donnés indiquent souvent une consommation maxi et pas une consommation moyenne. Faire du relatif et éviter de prendre les processeurs derniers cris mais plutôt une génération plus ancienne que l'on utilise à une fréquence basse.
2. L'écran. Eviter de passer au dessus de 15 pouces. la consommation augmente ainsi que l'encombrement. D'accord on voit plus de cartes, mais c'est rarement utile. L'écran est le principal consommateur quand il est allumé avec une forte luminosité.
3. Le chargeur: privilégier les PC pour lesquels on peut trouver un chargeur 12V, ce qui évite de passer par un convertisseur 12V/220V. Liste des chargeurs 12V disponibles

 Bonne navigation et n'hésitez pas à poser des questions.

La norme NMEA 2000, faut-il l'adopter ?

Un article sur la norme NMEA 2000 dans le Voiles & Voiliers du mois de mars,  m'a fait ressortir les notes et la documentation que j'avais rassemblée sur le sujet. Sans vouloir paraphraser l'article, très bon au demeurant, il y a un certain nombre de points que je souhaite développer ici.

Avons nous vraiment besoin d'une nouvelle norme pour l'interconnexion des instruments de bord ?

La diffusion de l'électronique de marine dans les années 80-90 avait amener la création du standard de communication NMEA-180 puis NMEA-183. Ce dernier reste la référence pour connecter les instruments du plaisancier entre eux ainsi qu'à l'ordinateur de bord quand il est présent. Ce standard complémente en général les réseaux bus propriétaires tel que Seatalk (Raymarine) ou NKE. le standard NMEA-183 est bâti sur une technologie rudimentaire qui date des années 70 mais à l'avantage d'être facile à mettre en œuvre. Quels sont les points faibles du standard:

1. Il ne permet qu'une connexion point à point avec éventuellement la possibilité d'avoir plusieurs appareils qui écoutent (listeners) simultanément mais dans tous les cas un seul émetteur (talker). Il faut utiliser des montages plus complexes si plusieurs appareils peuvent émettre (voir note).
2. La bande passante totale (4800bd) est très faible, surtout si on la compare aux standards actuels, et ne permet le transit que d'une dizaine de phrases NMEA par seconde. Ce qui limite en définitive le nombre de données gérés à bord ainsi que leur vitesse de rafraichissement.
3. La connectique n'est pas normalisée et nécessite pas mal de bricolage.

C'est donc pour surmonter ses faiblesses que les fabricants d'électronique de marine ont planché sur un nouveau standard, le NMEA-2000, sensé résoudre les problèmes de protocole, de vitesse de transfert et de connectique. Toutefois, le NMEA-2000 est basé sur une technologie développée dans les année 80 pour l'automobile et les utilitaires, le BUS SAE J1839, et dont l'usage c'est répandu dans l'automatisation industrielle (les CAN) . C'est un réseau décentralisé multi-maîtres parfaitement adapté à la mesure et au contrôle dans les véhicules.

D'un autre côté, le NMEA 183 peu suffire parfaitement pour un voilier de 10 à 20m, surtout s'il est doublé par un réseau propriétaire. C'est donc pour cela que l'offre de produits avec des interfaces NMEA-2000 reste limitée et plutôt réservé au haut de gamme, même s'il y une tendance à la l'extension des gammes. Il faut noter que les grands constructeurs commencent à introduire du NMEA 2000 dans leur offre même si ce n'est pas toujours clairement affiché.

Le NMEA-2000 est-il inévitable ?

Ce qui est certain c'est que la tendance est à l'augmentation des points de mesures sur les bateaux. Cette augmentation fait que la solution bus de donnée qui évite une araignée de fils vers un point central est indispensable. C'est de toute façon la solution proposée par les fabricants d'électronique tels que Furuno, NKE, Raymarine et autres. Le NMEA-2000 permet dans la plupart des cas de passer d'un réseau à protocole propriétaire à un réseau normalisé permettant donc la connexion d'appareils de plusieurs constructeurs différents sur le même bus. Ce devrait être, à terme, une source de baisse de prix sur les capteurs en créant une véritable concurrence sur ce marché. En effet aujourd'hui, si on fait son installation d'origine avec un fabricant, on est plus ou moins coincé avec lui sur son bus propriétaire, avec le NMEA 2000 on peut choisir le meilleur capteur en fonction de son besoin. A moyen terme le NMEA-2000 semble être la bonne solution pour connecter l'instrumentation du bord.

Mais ce n'est pas la seule! Certains comme Garmin proposent une solution basée sur Ethernet. C'est sûr ce n'est pas non plus une solution toute jeune, mais c'est maintenant la plus répandue pour les réseaux informatiques et moyennement des adaptations au niveau des connecteurs il peut parfaitement s'insérer sur un bateau. La solution Garmin en est la preuve. Quels sont les principaux avantages du réseau Ethernet ? En premier, c'est sa bande passante, car un arrive tout de suite à 10 Mbps soit grosso modo 40 plus que NMEA-2000. En deuxième c'est sa facilité de connexion à un ordinateur, car tous sont maintenant doté en standard d'une connexion Ethernet qui même aller jusqu'à 1 Gbps. Si la connexion à l'ordinateur ne pose pas de question pourquoi avoir une bande passante supérieure ? Essentiellement pour pouvoir véhiculer des images pour distribuer la cartographie par exemple ou alors pour gérer l'interface avec un radar. Et qui peut le plus, peut le moins.

La solution est peut être dans la cohabitation entre les deux réseaux. C'est ce qui est mis en avant par Furuno avec son système Navnet qui permet la cohabitation du NMEA-2000 (et NMEA-183) pour relier les instruments tandis que les écrans et le radar sont reliés via Ethernet.

Conclusion

Si on doit complètement équiper (ou ré-équiper) un bateau 15m et plus, je pense que la solution NMEA-2000 (+ Ethernet) est probablement la bonne, surtout si on veut une installation très complète. Mais attention à la note finale. Pour connecter le jeu d'instrument classique si l'on à déjà un un bus à bord, on doit pouvoir rester sur du NMEA-183 pour encore quelques temps. Au moins en attendant que le NMEA-2000 devienne le standard de connexion même sur les instruments d'entrée de gamme et si les fournisseurs basculent tous sur le bus normalisé.

Connexions NMEA multiples vers PC

Le problème de la connexion de plusieurs appareils de navigation avec des interfaces NMEA vers un PC se pose dans la plupart des cas. En effet les PC on en général au mieux une interface série (RS-232) et aucune en règle générale sur les portables récents. Pour résoudre ce problème il y a deux solutions techniques: les multiplexeurs NMEA ou les convertisseurs RS232-USB multiports. Chacune des solutions à ses avantages et inconvénients et le choix doit se faire en fonction de la configuration propre à chaque système installé.

Le multiplexeur NMEA

Le multiplexeur comme son nom l'indique multiplexe les phrases NMEA en provenance d'instruments connectés via des liaisons séparées sur une seule liaison série NMEA. De manière optionnelle, cette liaison peut être convertie en USB. De ce fait, l'application sur le PC ne voie qu'un seul port série (COM) sur lequel toutes les phrases NMEA lui sont transmises.

Le boitier multiplexeur doit disposer de sa propre alimentation 12V fournie directement par l'énergie du bord.

C'est une solution avantageuse quant on dispose de plusieurs instruments ayant une interface indépendante. Il offre également la possibilité de fonctionner indépendamment du PC, ce qui peut permettre l'interfonctionnement d'instruments comme un pilote sans que le PC soit en route.

Produits (liste non exhaustive): Brookhouse ; Shipmodul

Le convertisseur série USB multiports

Chaque port série du convertisseur (ou multiplexeur) revient au PC de manière indépendante sur forme d'un port série (COM) virtuel. Chacune d'elle est bidirectionnelle et indépendante. L'application sur le PC doit donc gérer plusieurs ports COM (virtuels) indépendants pour acquérir les phrases NMEA.

Cette fonctionnalité n'est pas supportée par tous les logiciels mais Scannav par exemple le supporte parfaitement.

Le boitier convertisseur tire son énergie de la liaison USB, il n'est donc actif que s'il le PC est branché.

Cette solution s'applique donc en préférence lorsqu'il y a peu de liaisons à gérer vers un PC ce qui est la cas lorsque tous les instruments sont reliés entre eux via un bus (Seatalk, NKE, Navnet, ...)

Produits (liste non exhaustive): Convertisseurs USB ; Convertisseurs USB 2