Un autopilota che mantiene la rotta in mare calmo ma che con le prime onde inizia a ritardare, correggere eccessivamente o sovraccaricare inutilmente il motore, non è necessariamente guasto. Molto spesso il problema risiede nella configurazione, nella fonte dei dati o in una procedura di messa in funzione incompleta.
La calibrazione dell'autopilota su una barca a vela non consiste nel premere poche volte dei tasti. È necessario verificare l'intera catena di controllo – dalla bussola, sensori di velocità, vento e angolo del timone, fino alla meccanica del sistema di governo, al motore elettrico o idraulico e al reale comportamento dell'imbarcazione in mare.
Un autopilota ben regolato non sostituisce il timoniere, la valutazione delle condizioni meteo né il controllo costante della navigazione. Può però ridurre significativamente il carico dell'equipaggio durante le lunghe traversate, aiutare a mantenere una rotta prevedibile e ridurre consumi energetici inutili.
Questo è particolarmente importante sulle barche a vela che navigano su rotte più lunghe, hanno risorse energetiche limitate o utilizzano l'autopilota come parte importante di un sistema di navigazione integrato.
Perché l'autopilota non deve essere calibrato a occhi chiusi?
L'autopilota prende decisioni basate sui dati che riceve. Se la bussola elettronica è influenzata da interferenze magnetiche, il sensore dell'angolo del timone è posizionato in modo errato o la rete di navigazione invia dati contrastanti su direzione e velocità, il sistema controllerà basandosi su un riferimento errato.
Tentativi di compensazione aumentando la sensibilità o la velocità di reazione di solito peggiorano il funzionamento della barca. L'attuatore inizia a lavorare più frequentemente, il timone cambia direzione inutilmente e l'imbarcazione non riesce a mantenere una rotta stabile.
La barca a vela introduce variabili aggiuntive meno evidenti nelle imbarcazioni a motore. L'inclinazione, il bilanciamento delle vele, le raffiche di vento, le onde, la deriva laterale e le variazioni di velocità influenzano la velocità con cui l'imbarcazione risponde ai comandi del timone.
Una regolazione che funziona bene in navigazione a motore su mare calmo può essere troppo lenta sotto vela o troppo aggressiva in navigazione con onda di poppa.
Per questo non esiste un'impostazione universale per tutte le barche a vela. La regolazione dipende da:
- tipo e forma dello scafo
- lunghezza linea di galleggiamento e dislocamento
- superficie e forma della pala del timone
- tipo di trasmissione e motore del governo
- distribuzione dei pesi a bordo
- configurazione delle vele
- zona e stile di navigazione abituale.
Una crociera familiare, una leggera barca da regata e una barca blu più pesante non richiedono la stessa risposta dell'autopilota.
La calibrazione dell'autopilota inizia con un controllo del sistema
Prima della prova in mare è necessario stabilire se l'autopilota riceve dati di ingresso corretti e stabili.
A seconda dell'attrezzatura installata e delle funzioni utilizzate si verifica:
- fonte della rotta magnetica o vera
- posizione GPS e velocità sulla superficie
- velocità dell'imbarcazione nell'acqua
- dati sul vento apparente e reale
- posizione del timone
- comunicazione tra unità di controllo, attuatore e dispositivi di navigazione.
Il dato mostrato sullo schermo non è necessariamente quello che l'autopilota usa realmente. Perciò è necessario verificare quale dispositivo sia selezionato come fonte attiva per ogni dato.
Bussola e posizione del sensore di rotta
La bussola elettronica o il sensore di rotta devono essere posizionati in un luogo con interferenze magnetiche ed elettriche minime.
Il loro funzionamento può essere influenzato da:
- cavi della batteria e di alimentazione
- alternatori, motori elettrici e pompe
- caricatori e inverter
- altoparlanti
- elementi strutturali metallici
- serbatoi, attrezzi e ricambi
- equipaggiamenti riposti temporaneamente vicino al sensore.
L'interferenza non deve essere costante. L'accensione di un inverter, di un caricabatterie potente, di un thruster di prua o di un altro utilizzatore forte può modificare le condizioni elettromagnetiche vicino al sensore e influenzare temporaneamente la visualizzazione della rotta.
Durante la verifica si controlla anche l'allineamento del sensore con l'asse longitudinale della barca. Se il sensore è fisicamente ruotato rispetto all'asse della barca, il sistema può avere uno scostamento costante anche se la compensazione della deviazione è stata completata con successo.
La calibrazione della bussola può compensare una parte degli effetti magnetici locali, ma non può correggere una cattiva posizione del sensore, un montaggio errato o interferenze che superano i limiti del produttore.
Sensore dell'angolo di timone e sistema di governo
Se installato, il sensore dell'angolo di timone fornisce all'autopilota informazioni sulla reale posizione della pala del timone. Se questo dato è errato, il sistema non sa quanta correzione sia stata applicata realmente.
Le possibili conseguenze sono:
- correzioni tardive
- rapidi ritorni del timone
- continua "ricerca" del corso
- visualizzazione errata della posizione centrale
- avvicinamento o urto contro i limiti estremi del timone
- attivazione inutile prolungata dell'attuatore.
Si verifica la posizione zero del sensore, la direzione della visualizzazione, tutta la corsa e il collegamento meccanico tra sensore e sistema di governo. La leva del sensore non deve bloccarsi, raggiungere il limite meccanico prima del timone né avere giochi eccessivi.
Il controllo meccanico deve includere anche:
- gioco nelle leve e nel sistema di trasmissione
- condizioni di cavi, catene e quadrante
- libero movimento della pala del timone
- condizione delle tubazioni idrauliche e dei cilindri
- livello olio e possibile presenza di aria nel sistema idraulico
- finecorsa correttamente definiti
- movimento manuale del timone su tutta la corsa.
La calibrazione non può rimuovere blocchi, giochi, aria nell'idraulica o resistenze eccessive nel sistema di governo.
Attuatore dell'autopilota
L'attuatore deve essere dimensionato correttamente per lo spostamento della barca, il tipo di sistema di governo e i carichi previsti in navigazione.
Un attuatore troppo debole può funzionare adeguatamente in mare calmo, ma non avrà potenza o velocità sufficienti con carichi maggiori. Un attuatore configurato erroneamente può reagire troppo aggressivamente, causando continue correzioni e aumentando il consumo di energia.
È necessario controllare:
- direzione di funzionamento dell'attuatore
- tempo necessario per muovere il timone
- alimentazione elettrica e caduta di tensione
- fusibili e sezione cavi
- connessioni, relè ed elettronica di controllo
- eventuale surriscaldamento
- carico meccanico e fissaggio dell'attuatore.
Un attuatore che sotto carico non riceve un'alimentazione stabile può reagire più lentamente di quanto si aspetti l'unità di controllo. Questo comportamento spesso appare come problema di calibrazione, anche se la vera causa è caduta di tensione, collegamento difettoso o sezione cavo insufficiente.
Rete di navigazione e priorità delle fonti dati
Sulle imbarcazioni moderne l'autopilota spesso condivide la rete con plotter, strumenti del vento, radar, AIS, VHF e altri componenti della navigazione.
In questi sistemi non basta confermare che i dati vengano visualizzati su uno dei display. È necessario verificare quale dispositivo abbia effettivamente priorità come sorgente per:
- rotta
- posizione
- velocità sul fondo
- velocità sull'acqua
- angolo e velocità del vento
- rotte di navigazione.
Fonti dati doppie, priorità assegnate in modo errato, interruzioni di rete o standard comunicativi non compatibili possono causare comportamenti simili a guasti dell'autopilota.
Particolare attenzione va posta dopo:
- sostituzione del plotter
- aggiunta di un nuovo sensore di rotta
- installazione di strumenti per il vento
- collegamento di elettronica più vecchia e nuova
- modifica della configurazione di rete
- aggiornamento software dei dispositivi.
L'installazione e integrazione professionale dell'elettronica marina include un controllo funzionale completo del sistema e non solo il collegamento fisico dei connettori.
Come si svolge la corretta messa in funzione dell'autopilota?
Dopo l'ispezione tecnica segue la configurazione di base del sistema in banchina, quindi la calibrazione e il controllo della funzionalità in mare aperto.
L'ordine è importante perché i problemi di configurazione di base non vanno corretti con modifiche casuali delle impostazioni in navigazione.
Controllo in banchina
Prima della partenza si verificano di norma:
- tipo di attuatore selezionato
- direzione di marcia dell'attuatore
- posizione zero del timone
- visualizzazione dell'angolo del timone
- corsa e posizioni finali
- dati base sulla barca
- tempo di movimento del timone
- comunicazione tra unità di controllo e attuatore.
Se l'autopilota, al comando di correggere a dritta, ruota il timone a sinistra, il test va interrotto immediatamente e la configurazione corretta. Una direzione errata dell'attuatore nella pratica potrebbe causare virate improvvise e perdita del controllo.
Calibrazione della bussola in mare aperto
La calibrazione della bussola generalmente prevede una rotazione controllata della barca seguendo la procedura fornita dal produttore dell'apparecchiatura.
Si deve scegliere un'area:
- con spazio sufficiente per le manovre
- senza traffico marittimo intenso
- priva di grossi oggetti metallici nelle vicinanze
- con condizioni meteorologiche stabili
- con sufficiente profondità e distanza sicura dalla costa.
La procedura non è raccomandata all'interno di marina, vicino a banchine metalliche, grandi navi, gru o altre possibili fonti di disturbi magnetici.
Durante la calibrazione è necessario mantenere la velocità e il raggio di virata richiesti dal sistema specifico. Al termine si valuta la qualità del risultato e il livello di deviazione magnetica rilevato. Un risultato scadente non va semplicemente accettato – è necessario trovare la causa e, se serve, modificare la posizione del sensore.
Allineamento della rotta e prova in mare
Dopo la calibrazione si verifica l'allineamento della rotta mostrata rispetto a un riferimento affidabile, poi si procede a un test di mantenimento della rotta a diverse velocit e0 e condizioni.
Durante la prova si osserva:
- deviazione dalla rotta impostata
- frequenza di lavoro del motore
- comportamento dopo onda o raffica di vento
- ritorno alla direzione impostata
- comportamento al variare della velocit e0
- reazione in direzioni diverse rispetto a onda e vento.
L'obiettivo non e8 eliminare ogni movimento del timone. L'autopilota deve reagire ai cambiamenti di condizioni. Lo scopo e8 ottenere un funzionamento stabile e prevedibile senza correzioni eccessive, oscillazioni ampie o carichi inutili sul motore.
La prova in mare deve essere condotta con supervisione continua e con una persona pronta a prendere subito il controllo manuale.
Le impostazioni per la navigazione a motore e a vela non sono sempre le stesse
La maggior parte dei sistemi di qualit e0 consente adattamenti automatici o livelli di risposta separati. Il risultato reale dipende comunque dalla qualit e0 dell'installazione e della configurazione.
Durante la navigazione a motore l'imbarcazione ha generalmente una velocit e0 pi f9 uniforme e meno variazioni di inclinazione. Sotto vela la relazione tra potenza delle vele, posizione del baricentro, inclinazione e stato del mare varia continuamente.
Se la barca a vela in navigazione con onda di poppa inizia a oscillare ampiamente, la causa pu f2 essere una risposta dell'autopilota troppo bassa. Altre cause possibili sono:
- trim inefficace delle vele
- velocit e0 troppo bassa
- eccessivo carico sul timone
- poppa sovraccarica
- motore di guida non adeguato
- gioco nel sistema di governo
- dati di rotta errati o instabili.
Aumentare la sensibilit e0 a volte pu f2 aiutare, ma pu f2 anche causare correzioni continue, aumento dell'usura del motore e maggiore consumo energetico della batteria.
La regolazione corretta rappresenta sempre un compromesso tra precisione della rotta, carico sul timone, comfort di navigazione e consumo di energia elettrica.
Controllo in base al vento
Durante l'utilizzo delle modalit e0 di funzionamento con vento apparente o reale e8 necessario verificare inoltre:
- allineamento del sensore vento
- visualizzazione dell'angolo del vento
- velocit e0 del vento
- fonte dati della velocit e0 dell'imbarcazione
- stabilit e0 dei dati in rete
- modalit e0 con cui il sistema calcola il vento reale.
L'autopilota in questa modalit e0 non mantiene un corso di bussola fisso ma cerca di mantenere un angolo impostato rispetto al vento. Dati errati o instabili dell'anemometro possono quindi portare il sistema a cambiare rotta inutilmente anche se sul display i valori impostati appaiono corretti.
Con il vento reale il risultato dipende anche dalla qualit e0 dei dati di velocit e0 dell'imbarcazione. Dati errati del log o l'uso di una fonte di velocit e0 inadeguata possono influenzare il calcolo della direzione del vento reale.
Segnali che indicano la necessit e0 di una diagnostica, non di una nuova regolazione
Un autopilota che a volte funziona bene non e8 necessariamente calibrato correttamente. La diagnostica e8 consigliata se compaiono uno o pi f9 dei seguenti sintomi:
- l'imbarcazione si sposta ripetutamente sempre verso una direzione
- la rotta indicata si discosta dalla direzione reale
- l'attuatore lavora costantemente anche in mare calmo
- il timone fa correzioni rapide e inutili
- il sistema e8 lento a reagire
- l'indicazione dell'angolo del timone non e8 logica
- l'autopilota perde occasionalmente i dati di rotta
- si verificano interruzioni dati sulla rete
- il comportamento varia quando si accende un carico elettrico maggiore
- dopo un aggiornamento dell'elettronica viene usata una fonte dati errata.
Una verifica e8 raccomandata anche dopo importanti interventi elettrici, sostituzione batterie, installazione inverter, spostamento apparecchiature o riparazione del sistema di governo.
Ad esempio, un nuovo inverter o un cavo batteria posizionati vicino al sensore di rotta possono alterare le condizioni magnetiche. Una riparazione idraulica pu f2 modificare i tempi di risposta del timone, mentre un aggiornamento del plotter pu f2 introdurre automaticamente nuove fonti di dati di navigazione.
Quando effettuare un controllo preventivo dell'autopilota?
Il controllo preventivo e8 consigliato particolarmente:
- prima dell'inizio della stagione
- prima di traversate oceaniche
- dopo il periodo di svernamento
- dopo l'acquisto di una barca usata
- dopo un refit
- dopo modifiche alle apparecchiature di navigazione
- dopo interventi sul sistema di governo o elettrico
- quando non si conosce la data dell'ultima calibrazione marina corretta.
L'autopilota e8 collegato con la navigazione, l'impianto elettrico e la meccanica del timone. La sua affidabilit e0 va quindi considerata parte dell'efficienza tecnica complessiva dell'imbarcazione, non come una funzione isolata di un singolo dispositivo.
Diagnostica e calibrazione dell'autopilota
Se il vostro autopilota non mantiene il corso come previsto, non risolvete il problema modificando casualmente le impostazioni. Questo approccio pu f2 nascondere la causa reale, aumentare il carico sull'attuatore e creare una falsa impressione di funzionalit e0 del sistema.
Inviare una richiesta a UnLucky per:
- ispezione del sistema esistente
- verifica della compatibilit e0 dei componenti
- diagnostica di problemi di rete ed elettricit e0
- controllo dell'attuatore e del sensore dell'angolo di timone
- configurazione delle fonti dati
- calibrazione della bussola
- regolazione della risposta
- messa in funzione e prova in mare.
In mare la fortuna non dovrebbe decidere se la vostra barca obbedir e0 ai vostri comandi.
Because Luck Has Nothing to Do With It.