Sonarji z bočnim delovanjem

Po dooolgoletnem študiju, ki je poleg študija vseboval še izredno posvetitev prostega časa v namene podvodnega ribolova (2002-2010) ter kasneje ustvarjanju družine sem svojo pot na fakulteti za pomorstvo in promet smer ladijsko strojništvo zaključil. Tema diplomske naloge so seveda sonarji z bočnim delovanjem. V nadaljevanju si lahko ogledate diplomsko delo.

Sonarji_z_bocnim_delovanjem.pdf

Garmin Echomap 70 - Sidevu - Downwu

Garmin Echomap70

Gre za povsem novo napravo, ki je v osnovi zasnovana kot navigacijski prikazalnik in opremljena z 2D–sonarjem, ki omogoča zajem klasične 2D sonarske slike pod plovilom s frekvenco 50/200 kHz. Posebnost naprave je, da na njej ne zasledimo gumbov za upravljanje, ampak le gumb za vklop
in izklop. Napravo upravljamo s pomočjo zaslona, občutljivega na dotik.
Sama naprava ima zaslon velikosti 7 palcev, ki pa je izredno dobro viden na direktni sončni svetlobi. Poudariti moram, da je Garmin svoje naprave po novem opremil tudi z izredno hitrim GPS-sprejemnikom, saj se pozicija v napravi osvežuje 10-krat na sekundo (v primerjavi s starejšimi napravami se je pozicija osveževala vsaj 1-krat na sekundo). Ta opcija je izredno dobrodošla pri podvodnem ribolovu, saj lahko na zelo enostaven in hiter način določimo natančno pozicijo. Ker so se v zadnjih letih na tržišču pojavili različni proizvajalci s tehnologijo bočnega sondiranja, je v svojih zadnjih napravah tudi Garmin omogočil bočni zajem sonarske slike oziroma SideVu, kot jo imenuje Garmin.
Dražje in večje Garminove naprave imajo modul za bočni zajem slike že vgrajen v samo napravo, medtem ko je za manjše in nekatere starejše modele naprav Garmin izdelal dodatni modul z imenom GCV 10. Modul za bočno sondiranje je opremljen z dodatno ultrazvočno sondo, ki je v osnovi večja kot pri sonarjih konkurenčnih znamk (Humminbird ali Lowrance).
Posebnost Garminove ultrazvočne sonde je zmožnost sočasnega operiranja na dveh frekvenčnih področjih (455 kHz ter 800 kHz) ter boljša ločljivost, ki je razvidna iz pregledovanja sonarskega zapisa.

Testiranje naprave in izkušnje s terena

Modul za bočni zajem slike GCV 10

Omenjeni napravi sem namestil na leseno deščico ter vse skupaj povezal s priloženimi kabli. Pomožni nosilec sem pričvrstil na zrcalo čolna, nanj pa dve ultrazvočni sondi. Prva sonda je del naprave echoMAP 70s in se uporablja za zajem sonarske slike pod plovilom v 2D-tehnologiji (stožec). Druga ultrazvočna sonda je del modula GCV 10, ki skrbi za bočni zajem sonarske slike. Ob zagonu GPS-a oziroma sonarja sem bil prijetno presenečen. Celotni uporabniški vmesnik se nahaja na samem zaslonu, s pomočjo ponujenih opcij pa izbiramo med različnimi funkcijami naprave (nastavitve,navigacija, instrumenti, sonar itd.). Poleg tega je napravo mogoče uporabiti kot brezžični
usmerjevalnik. To pomeni, da se lahko povežemo s pametnim telefonom ali tablico in tako tudi
tam spremljamo podatke (podatke lahko denimo spremljamo na krmi plovila, napravo pa imamo
nameščeno v kabini). Napravo sem med poletnim dopustom testiral za iskanje novih pozicij pri ribolovu. Pohvaliti moram izredno natančno kartografijo (blue chart), ki omogoča več različnih prikazov pomorske karte (karta za navigacijo, ribiška karta ...).

Primer bočnega zajema - sidevu

Med iskanjem pozicij sem večinoma uporabljal bočni zajem sonarske slike. Naprava se krmili s prsti preko zaslona. Izbrani del sonarske slike tako povečamo s pomočjo prstov, kot bi to naredili na pametnem telefonu. V primeru, da smo našli zanimiv podvodni objekt, lahko z daljšim pritiskom omogočimo zajem GPS-pozicije. Sonarsko sliko lahko shranimo na dve mikro SD pomnilniški kartici, zapis pa kasneje pregledujemo v Garminovem programu HomePort.Omeniti moram tudi enostavnost pri samih nastavitvah sonarja.
Večina parametrov se nastavlja s pomočjo tako imenovanega drsnika (sliderja) preko zaslona in to uporabniku omogoča hitrejši pregled nad spremembami v delovanju sonarja.

Primer bočnega zajema slike - sidevu

Garmin omogoča sočasni prikaz več podatkov na enem zaslonu, kot npr. bočni zajem, klasični 2D-zajem (z različnimi frekvencami) ter navigacijsko karto. Seveda moramo v zakup vzeti tudi velikost zaslona, saj bo na majhnem 7-palčnem zaslonu sočasni prikaz več različnih podatkov malce težje berljiv (to velja posebej za sonarski prikaz).





Prednosti naprave: vse na enem mestu

Garminov program za upravljanje z napravo in sonarskim zapisom
Homeport 

Garmin je poskrbel tudi za izredno dober programski paket za upravljanje s samo napravo, kartografijo ter sonarskim zapisom. Imenuje se HomePort in je programski paket za računalnike
PC ter Apple. Z njegovo pomočjo lahko na izredno enostaven način pregledujemo shranjene GPS-pozicije, pregledujemo navigacijsko karto in na njej s pomočjo miške določamo pozicije (waypointe), lahko oblikujemo rute, izvažamo pozicije v zunanje programe, kot je recimo Google Earth. Poleg tega nam omenjeni program omogoča tudi pregled sonarskega zapisa. Kot sem napisal že v prejšnjem prispevu lahko tudi pri Garminu pregledujemo sonarski zapis na večjem zaslonu in tako lažje lociramo za nas pomembne podmorske objekte. Sam program omogoča tudi ažuriranje naprave preko spleta, tako da lahko naprave sproti posodabljamo z zadnjo različico programske opreme.

Zamenjava zavornih ploščic na Toyoti avensis

Zadnji mesec sem opazil, da se pri zaviranju avtomobil oglaša kot bi zaviral vlak (železo na železo). Čas je za menjavo zavornih ploščic.

Postopek je enostaven. Paket zavornih ploščic (40,00 EUR), dvigalka za dvig avtomobila, ključ 14 za vijake zavorne čeljusti, malo večji ploščati izvijač, kladivo (ruski ključ) ter vijačno spono (cvinga)..

Orodje..

Najprej snamemo okrasni pokrov ter delno odvijačimo 5 vijakov s ključem za kolesa (križni ključ). Nato podložimo avto dvigalko ter dvignemo avto toliko, da lahko snamemo kolo.

Ko snamemo kolo zagledamo zavorne diske ter čeljusti. Čeljusti je potrebno odmakniti zato odvijemo s ključem 14 dva vijaka označena s puščico (spodnja slika)

Ko vijake snamemo lahko odmaknemo "čeljust". Ker so zavorne ploščice obrabljene je "bat" kateri potiska zavorne ploščice ob zaviranju premaknjen skoraj v svojo končno lego. 

Bat, ki potiska zavorne ploščice

Iz ležišča odstranimo stare obrabljene zavorne ploščice (pomagamo si s ploščatim izvijačem). Na isto mesto vstavimo nove...

Ker je "bat" v svoji skrajni legi, ga moramo potisniti na drugo stran, da lahko čeljust namestimo preko novih zavornih ploščic, ki so debelejše kot stare (obrabljene). Pomagamo si z vijačno spono (cvingo). Z zapiranjem spone bat potisnemo v notranjost čeljusti..

Skrajna "končna" lega bata

"začetna" lega bata

Ko premaknemo bat v začetno lego lahko spono odvijemo ter čeljusti namestimo preko zavornih ploščic. Privijemo oba vijaka 14, zatisnemo vijaka ter namestimo kolo in zatisnemo vseh pet vijakov.

Celoten postopek traja cca 10-15 minut za eno kolo (nisem avto mehanik). S tem postopkom lahko sami zamenjate zavorne ploščice (seveda če se vam to ljubi in vam ni odveč imeti črne roke in nohte)..

Pa še primer obrabljene in nove ploščice..

Nova ploščica levo ter stara brez obloge desno..

Tretje oko - pogled v globino s pomočjo sonarja

Sonar (Sound navigation and ranging) je naprava, ki uporablja zvočno valovanje
za določanje položaja oziroma lege objektov in predmetov v vodi.”
Najenostavnejši sonarji uporabljajo oddajnik in sprejemnik (sonda). Naprava meri čas, ki ga ultrazvok potrebuje, da prepotuje razdaljo od sonde do ovire in nazaj. Od ovire se odbije kot odmev (podobno kot v
hribih, če glasno vpijemo). Iz časa in hitrosti zvoka v vodi (1464 m/s) računalnik (sonar) izračuna prepotovano razdaljo.

Sonar so razvili v času prve svetovne vojne, in sicer za iskanje podmornic in ledenih gora. Največji napredek, ki je pozneje pripeljal do tega, da so znanstveniki danes prilagodili občutljive naprave za uporabo raziskovanja oceanov, pa je bil narejen med drugo svetovno vojno.

Sonarji so s časom prišli tudi na ribiške ladje, kjer ribiči z njihovo pomočjo locirajo ribje jate. Z razvojem informacijske tehnologije in elektronike so tudi sonarji postali

komercialno dostopnejši. 

2d sonar

Najenostavnejša oblika sonarja je globinomer, s pomočjo katerega na čolnih ali ladjah določamo globino morja (globina morja se izpiše na majhnem LCD zaslonu).

Pri športnih ribičih je najbolj razširjen 2D sonar. Gre za napravo, ki je sestavljena iz LCD zaslona in zvočne sonde za oddajanje in sprejemanje signala, ki se jo namesti na zrcalo čolna in je usmerjena proti morskemu dnu. Na zaslonu lahko ribič spremlja globino morja ter relief in strukturo morskega dna (na muljastem dnu je »absorpcije« zvočnega signala veliko več kot na kamnitem).

Struktura morskega dna je na zaslonu ponazorjena z odtenki sivine, rastrom ali barvami. 

Ribiče pa pri teh napravah zanimajo ribe – ribje jate. 

Del zvočnega signala se odbije tudi od »predmetov«, ki plavajo med gladino in morskim dnom. To velja tako za ribe, morske klobuke in tudi smeti.

Ribje jate so običajno predstavljene s simbolom ribe ali v obliki loka (fish arches).

Tudi samo območje sondiranja je precej omejeno, saj zvočne sonde pod plovilom običajno pokrivajo stožec s kotom 20-60°.

Izris morskega dna na sonarju 

Z razvojem mikroprocesorjev in odprtokodnih operacijskih sistemov so napredovali tudi »komercialni« sonarji. Pred nekaj leti sta ameriški podjetji Humminbird in Lowrance tržišču ponudili komercialne modele sonarjev, ki poleg klasičnega 2D pregleda omogočajo panoramski pregled morskega dna (side immaging). Omenjena tehnologija je v povezavi z GPS-om in zaslonom visoke

ločljivosti zmagovita kombinacija za iskanje potopljenih objektov ali rib.

Ultrazvočna sonda poleg klasične 2D sonde vsebuje še dve »bočni« sondi. Zvočna sonda lahko deluje na frekvencah 455 kHz ali 800 kHz. Večja kot je frekvenca, večja je ločljivost sondiranja, manjša pa je operativna globina. 

Sam uporabljam frekvenco 800kHz do globine 15 metrov, sicer pa frekvenco 455kHz, saj povsem zadostuje za prepoznavo kamna 50x50 centimetrov na globini 18 metrov.

Kaj je »side imaging«?

Primer interpretacije sonarske slike

Gre za prikaz dna, ki se razteza levo in desno pod plovilom. Na napravi določimo širino zajema in s tem posledično »kakovost« izrisa. Širši kot je zajem, manjša je prepoznavnost objektov.

Zajem in obdelava podatkov

HumView, program za pregled sonarskega zapisa

Omenjene naprave so opremljene tudi s priključki za SD kartice, na katere lahko posnamemo sonarski zapis. Zapis lahko naknadno obdelamo in pregledamo z različnimi programi (komercialnimi ali odprtokodnimi).

Omeniti moram, da sonarski zapis vsebuje tudi GPS zapis. Sonar za vsako točko na SD kartico zapiše tudi koordinato »LAT/LON«. Do koordinat nekega potopljenega objekta lahko pridemo tudi med samim

izrisom sonarske slike (kurzor postavitena izrisani objekt in določite GPS točko (waypoint) ali koordinate objekta prepišete z ekrana).

Izris sonarske slike je bistveno natančnejši,v višji ločljivosti in bolj kontrasten, če ga prenesemo na računalnik. Omogočeno je merjenje velikosti potopljenega objekta, določanje višine objekta glede na senco potopljenega objekta ter izvoz točk v program »Google Earth« za nadaljnjo obdelavo ali arhiv pozicij.

Urejanje in prenos pozicij v Google Earth

Urejanje podatkov v Google Earth programu

Programsko orodje HumView omogoča določanje GPS točk. Seznam teh točk lahko prenesemo v program Google Earth, kjer imamo svojo bazo pozicij. 

Google Earth nam omogoča tudi urejanje točk v svoje podmape, dodajanje dodatnih podatkov in informacij, kot so globina, opis, ikona objekta. 

Programsko orodje omogoča tudi izvoz le določenega segmenta pozicij v poljubne GPS naprave (ročni GPS-i, ploterji, sonarji).

Poleg samega pregleda sonarskega zapisa je mogoče posnetke dna prenesti tudi v program Google Earth. 

Na ta način lahko preko satelitskega posnetka prilepimo posnetke sondiranega dna in si izoblikujemo svoje posnetke.

Na internetu obstaja veliko programov za obdelavo podatkov, med katerimi so tudi takšni za izris 3D oblike dna in objektov (Lake Master, Contour Elite, …), vendar s temi programi nimam izkušenj.

Kako se naprava obnese v praksi?

Potopljene jadrnice v Fiesi

Sam uporabljam sonar Humminbird 998c,ki omogoča bočni zajem slike. V nekaj mesecih sem odkril veliko novih predmetov,za katere sploh nisem vedel, da ležijo na dnu našega morja (cevi, potopljene konstrukcije,

potopljena plovila, splavi, ...).

Uporaba bočnega sonarja je izjemno občutljiva na motnje, kot so kavitacija morja v okolici sonde, valovanje, motnje izvenkrmnega motorja, motnje elise itd.

Za optimalno delovanje naprave je potrebno ločeno napajanje naprave (lastni akumulator), sonda mora biti oddaljena in postavljena na točno določeno pozicijo na zrcalu čolna (sicer sonar določeno stran slike izrisuje nepopolno), ki jo določimo s preizkušanjem, kar pa zna biti neprijetno in naporno. 

Potopljeni splav na Bernardinu

Zanemariti ne smemo vpliva izvenkrmnega motorja (pete motorja). V kolikor se ta nahaja v območju sonde, se na izrisu zaradi mehurčkov pojavljajo bele pike. Optimalna hitrost med bočnim sondiranjem je med 4 in 5 milj na uro (pri večjih hitrostih slika postaja vse manj ostra in neuporabna), vožnja pa naj bo čim bolj ravna in umirjena,

saj smer vožnje vpliva na sam izris morskega dna.

Kaj pa ribe?

Namen sonarja ni le iskanje potopljenih objektov (cevi, potopljena plovila, kamenje,konstrukcije), ampak tudi lociranje rib. V praksi je veliko lažje ribe locirati preko 2D pregleda kot preko bočnega sonarja. Bočni sonar je uporaben za iskanje rib do globine 10-15 metrov. Globlje ni več uporaben, saj se z globino poslabša tudi signal (odboj).

Kljub temu lahko preko bočnega sonarja lociramo potopljeni objekt in prikažemo še sliko nad potopljenim objektom v 2D obliki, kjer so jate rib razvidne iz senc nad objektom (slika spodaj).Bočni pogled (side scan, side imaging) je v uporabi že nekaj let. 

Sonarji in programska oprema se neprestano izpopolnjujejo ter uporabnikom omogočajo učinkovitejše in lažje raziskovanje morskega dna ter konec koncev tudi lažji izlov, kar po eni strani ni pohvalno. Komercialni sonarji (za ribiče) so cenovno dostopni od 1000 EUR naprej za osnovni model, 1500-2000 EUR za model z diagonalo do 10 palcev, nad 2000 EUR pa so

sonarji in tehnologija »touch screen«, kar pa ni primerno za podvodne lovce, saj z mokro roko ne moremo tipkati po ekranu (zato pozor pri izbiri!).

Priporočam sonarje, ki že imajo vgrajen modul za bočno sondiranje. Tako se izognete dodatnim napravam in žicam po plovilu, pa tudi stroškom. Ti sonarji so namenjeni »zabavi«, vendar jih z nekoliko truda lahko uporabimo tudi za kaj drugega kot le za ribolov in iskanja »podvodnih objektov«. 

Za profesionalne stvari pa se cena začne pri 5000 EUR.

Čiščenje uplinjača (karburatorja) na izvenkrmnem motorju Yamaha 4ks

Poletje čas za oddih...poletje čas za sonce, plažo in ribolov. Na otok se rad vračam in vedno gledam na morje kje so ribiči, kje kdo lovi ribe.. Kmalu za tem, ko prispem na otok me domačin pokliče na pijačo. Seveda že vem kaj me čaka... Ponavadi je to "štelanje" interneta, servisiranje kakšnega izvenkrmnega motorja, preklop klime iz zimskega v poletni režim itd itd.. Skratka enostavne reči vendar nekaterim komplicirane..

Tokrat me je domačin pričakal s štiri konjskim izvenkrmnim motorjem Yamaha 4..
Kaj je narobe?
"Ne pali.. neće da pali"...
ok.. vzamem motor in ga odpeljem v malo delavnico ki jo imam zraven hiške.

Takoj ko sem dvignil "pokrov" motroja sem videl, da je v velikih količinah prisoten pesek ter sol.
Najprej sem snel cevko goriva ter preveril če po njej prihaja gorivo. Nato sem odvil vijak na šalčki (slika levo), ki je namenjen drenaži "vode". Takoj sem opazil, da je uplinjač "umazan".

Ko sem to prekontroliral sem se lotil uplinjača..
Uplinjač ali po domače "karburator" je na motor pritrjen z dvema vijakoma.
Ta dva vijaka se nahajata pod plastičnim pokrovčkom.
Ko sem vijake odstranil sem odstranil tudi pletenico (zajlo) za dodajanje plina (gas).
Na uplinjaču sem najprej odstranil spodnji del (šalčko) v kateri je bilo kup usedlin (soli in peska).
Z nitro razredčilom in čopičem sem očistil kovinske dele.
Nato sem z izvijačem odvil tudi mešalne igle (šobe) po katerih doteka gorivo v prostor kjer se gorivo zmeša z zrakom in nastane "meglica".

Vse šobe sem spihal "na usta" ter jih očistil v nitro razredčilu. Šobe se nahajajo (slika levo) v tisti sredinjski luknjici ter pod gumijastim pokrovčkom zraven.

Uplinjač sem nato ponovno sestavil in namestil na samo ohišje motorja.
Dvakrat sem "napumpal" gorivo in motor je takoj vžgal.

Gotof je...

"Stari znanci in novi obrazi" bi lahko poimenoval igro "Gotof je", original  so leta 1978 razvili na Japonskem pod imenom "Space invaders"..
Cilj igre je zelo enostaven..
V vlogi "osvoboditelja" moramo "eliminirati" nasprotnike, ki nas ogrožajo. Ker je trenutno stanje v Sloveniji "rožnato - posejano s cvetlicami, ki nikoli ne zacvetijo" in ker je kapljico čez rob sprožil g.Kangler sem se pač odločil, da v ta namen priredim igro in jo preimenujem v "gotof je"..
V tej igri nastopajo nekateri "posebneži", ki v veliki meri grenijo, otežujejo, korumpirajo, zavajajo, nategujejo, zlorabljajo slovensko ljudstvo..





Sama igra je narejena za aparate - telefone s operacijskim sistemom Android. Dosegljiva je preko googlove trgovine "http://play.google.com" ali preko direknte povezave "GOTOF JE"..

Novica o igri je bila objavljena tudi na slovenskem radiju 1  , spletnem portalu zurnal24.si  , spletni strani Regional Obala ter lokalnem časopisu "Mandrač" za kar se jim seveda zahvaljujem...

Še nekaj zaslonskih posnetkov prirejene igre "Gotof je"...

Oceanographic buoy Vida on mobile devices

Due to the broad interest of many users of Java ME applications for displaying the data of Oceanographic buoy Vida (OceanBuoyPiran) and tides (TideKP) and also in text format (WAP), which were released in 2007, I have recently prepared an application for mobile devices running Android.
 Application MBP can be obtained on the Android Market by searching the keywords "mbp" or "mbp vida" or directly on this link: https://play.google.com/store/apps/details?id=org.mbp&feature=search_result#?t=W251bGwsMSwyLDEsIm9yZy5tYnAiXQ
Special thanks also go to Mr. Mavricij Bizjak and the colleagues from Marine Biology Station Piran of the National Institute of Biology for the comments that have been welcomed in the development of the application.