FreieTonne

Installation Raspberry Pi 2/3 als FreieTonne-Kartenplotter mit GPS und AIS

Die Vision:

Jedes ordentliche Schiff hat heutzutage einen Bordcomputer. Die 100 Meter Yacht des inzwischen verstorbenen Steve Jobs wird zum Beispiel von 4 MacPro's gesteuert. Warum habe eigentlich ich nicht sowas feines an Bord? Die Antworten sind vielfältig und einfach: Kein Platz, kein Strom, kein Geld ... Das "kein irgendwas" läßt sich vielfältig erweitern.

Mit dem RaspberryPI ist nun seit ein paar Jahren ein zigarettenschachtelkleiner PC auf dem Markt, der in seinen Designgrundlagen gut an die MacPro's rankommt. Nicht in der Leistung, nein. Aber es ist ein hardwareseitig standardisierter Rechner, der mit Raspbian über ein eigens auf seine Hardware zugeschnittenes Betriebssystem verfügt. Gute Voraussetzungen, die FreieTonne-Navigationssoftware, das Logbuch und andere Funktionen hier zu installieren. Gleichzeitig hat er alle Schnittstellen, die einen modernen PC auszeichnen, kann so in verschiedensten Netzwerkumgebungen leicht die Rolle eines Zentralservers übernehmen, und beliebige Clients mit verschiedensten Daten versorgen.

Beste Voraussetzungen für die von mir schon seit 20 Jahren präferierten webbasierten Softwarelösungen. Sie werden nicht mehr auf jedes Handy installiert, sondern stehen an Bord allen Geräten aller Passagiere problemlos zur Verfügung. Internet eben.

Für den Fall einer Havarie - z.B. könnte der PI bei einem Wassereinbruch ertrinken - hält sich der Schaden in Grenzen. Da der PI seine Daten leicht im Internet sichern kann und hardwareseitig standardisiert ist, ist schneller und vor allem kostengünstiger Ersatz garantiert.

Ich glaube, mein Bordcomputer sollte wie folgt funktionieren:

• Für Passagiere und Mannschaft spannt der Bordcomputer ein eigenes Bord-wLan (freietonne-PI9) auf. So bekommen alle Computer und Handys, die in unserem Bord-wLan angemeldet sind, automatisch Zugang auf die Dienste des Bordcomputers wie Navigationsdaten und Logbuch, zum Internet, gleichen ihre Daten ab, checken Mails und surfen nach Herzenslust.

• Navigationsgeräte wie GPS, Echolot und andere können einfach per USB-Schnittstelle angeschlossen und ausgelesen werden.
   
• Die Navigations- und Kartendaten für den nächsten Törn kann der Bordcomputer ferngesteuert vom Schreibtisch zu Hause schon in der Woche laden. Über das kostenfreie Internet im Hafen. Hier meldet er sich immer automatisch an, sobald wir angelegt haben. So wie in jedem anderen Hafen auch, wenn der Hafenmeister das Passwort nicht seit unserem letzten Besuch geändert hat. (Diese Funktion ist derzeit nicht in der vorliegenden Version freigegeben. Der technische Aufwand übersteigt die Kapazitäten der FreieTonne.)
   
• Nach dem Ablegen wird die Internetverbindung für die Dauer der Fahrt abgeschaltet. Zwar könnte die Internetverbindung automatisch über den Wifi-Hotspot des Handys aufgebaut werden, aber so lange wir unterwegs sind, schwankt die Verbindungsqualität, und schlechte Verbindungen führen zu Aussetzern auf allen angeschlossenen Computern. Das ersparen wir uns. Das Bord-wLan bleibt selbstverständlich uneingeschränkt aktiv.
   
• Über die Internetadresse http://10.10.69.10/seekarte können wir unsere Fahrt auf der Karte verfolgen, Kursparameter ermitteln, das Logbuch schreiben, passierende Schiffe via AIS identifizieren. Natürlich auch Mails beantworten, die aber nicht versendet werden, bis wir wieder still liegen.
   
• Updates für Programme, Betriebssystem und Daten bezieht der Bordcomputer komfortabel per wlan aus dem Internet. Dorthin werden die Daten auch gesichert, so daß im Havariefall schnell ein Ersatzcomputer in Betrieb gehen kann.
   
• Nach Abschalten der Versorgungsspannung fährt der Computer automatisiert herunter, so daß alle Programme und Daten sicher gespeichert werden.

Stückliste Hard- und Software der getesteten Geräte

• Gehäuse (fakultativ): Höhenverstellba​res stapelbares Raspberry Pi 2, Raspberry Pi B+ Gehäuse Glasklar Acryl 4 zusätzliche Abstandsbolzen Gratis Dazu! G-RP-BPC Vullers Tech

• RaspberryPI: Raspberry Pi 2 - 900MHz quad-core ARM Cortex-A7 CPU, 1GB LPDDR2 SDRAM, complete compatibility with Raspberry Pi 1 oder neu empfohlen Raspberry Pi 3 (1,2 GHz quad-core, 1 GB Ram, Wifi, Bluetooth)

• 2 x wLan-Sticks: 2 von EDIMAX EW-7811UN Wireless USB Adapter, 150 Mbit/s, IEEE802.11b/g/n (Bei Raspberry PI 3 ist nur einer nötig)

• Akku-Pack (fakultativ): RAVPower® 13400mAh Powerbank Externer Akku Pack Zusatzakku USB Ladegerät für Smartphones und Tablets, weiß

• SDXC-Karte: SanDisk Ultra Android microSDXC 64GB bis zu 80 MB/Sek, Class 10 Speicherkarte + SD-Adapter FFP [Neueste Version]

• AIS-Antenne: Scannerantenne MAxiscan AE 48 cm - USB-Kabel kurz: DELOCK Kabel USB 2.0 Verlaengerung, A/A 15cm S/B

• AIS-Empfänger: http://busse-yachtshop.de/s/2-Kanal-AIS-Empfaenger-GPS-Empfaenger-im-USB-Stick-Gehaeuse-PIA

• 5 Volt auf 12 V Bordspannung USB-Dose: USB Steckdose m. Staubkappe u. Halter, 12V DC 

• USV: Pico-USV (fakultativ, je nach Bordspannung)

• Raspbian Jessie von hier: 
  http://ftdl.de/Raspbian/2017-01-11-raspbian-jessie.zip

• FreieTonne-Installationsdaten: http://ftdl.de/pi.tgz

Sicherheitshinweis:

Die nachfolgende Installationsanleitung sollte nur auf einem RaspberryPI 2 mit einem frischen Raspberian Jessie durchgeführt werden. ALLE KONFIGURATIONS- UND NUTZERDATEN GEHEN VERLOREN! Sollten sich Irgendwelche Daten auf dem Gerät befinden ist es zwingend erforderlich, diese auf einem externen Datenträger zu sichern, oder besser eine leere MicroSD-Karte zu nutzen!

Vorbereitung:

1. dd Image auf MicroSD
    
2. Datei pi.tgz nach Verzeichnis  /boot/ kopieren (genaue Namensgebung /boot/pi.tgz ist wichtig!!!)
    
3. Einbau MicroSD-Karte in PI
    
4. wlan-USB-Stick(s) einstecken
    
5. Tastatur, Maus, Monitor anschließen/ Inbetriebnahme PI
    
6. PI starten
    
7. Netzwerkverbindung per Kabel oder wLan herstellen, mit "sudo ping www.google.de" prüfen
    
8. Menu/Preferences/RaspberryPi Configuration -> System boot nach Desktop + Localisation deutsch /Set Locale, Set Timezone, Set Keyboard) + Expand Filesystem
    
9. Neustart via "sudo reboot"

Installation FreieTonne als User root

1.  "sudo bash"
    
2. "cd /; tar -xvzf /boot/pi.tgz srv/samba/pakete-pi"
    
3. "cd /srv/samba/packete-pi"
    
4. "sh restore-packages.readme"
    
5. automatischer Neustart

... oder ...

• lade dieses Installationsscript auf den Pi (im Terminal: "sudo wget http://www.freietonne.de/downloads/install.PI-FT.sh -O" /usr/local/bin/install.PI-FT.sh)
• starte es (im Terminal: "sudo sh /usr/local/bin/install.PI-FT.sh")

wLan-Anmeldung mit PC/ tablet, Handy

• wLan heißt FreieTonne-PI9, Passwort lautet "my passphrase" (zu ändern in /etc/hostapd/hostapd.conf)

• VNC-Console unter pi2:5901 oder 10.10.69.10:5901

• Seekarte unter http://pi2/ oder http://10.10.69.10/ öffnen und Installation abschließen

Konfiguriere ggf Dein GPS

• im Browser: http://10.10.69.10/gpsdevice.php

Konfiguriere ggf den wLan-Internetanschluß

• im Browser: http://10.10.69.10/wLanLogin.php

und ab jetzt für Tester alle paar Tage:

Aktualisiere die Beta-Version

Natürlich entwickelt sich die aktuelle Beta-Version ständig weiter. Wenn Du das neue entdecken willst gehe wie folgt vor:

1. Sichere Deine geänderten Konfigurationsdaten.
2. Starte wie oben ein Terminal
3. "cd /"
4. "sudo sh /usr/local/bin/update.PI-FT.sh"