Trong hệ thống điều hướng tích hợp (INS) của một con tàu hiện đại, la bàn sợi quang đóng vai trò là "nguồn dữ liệu gốc" về hướng đi. Mọi sai số từ la bàn sẽ dẫn đến lỗi hệ thống trên Radar (lệch mục tiêu), ECDIS (lệch bản đồ) và Autopilot (tàu đi hình chữ S).

Dòng sản phẩm NGC5050 của NSR Marine, với công nghệ trạng thái rắn không bộ phận chuyển động, mang lại quy trình lắp đặt đơn giản hơn nhiều so với la bàn cơ nhưng lại đòi hỏi sự chuẩn xác tuyệt đối trong cấu hình phần mềm. Bài viết này sẽ hướng dẫn các kỹ sư và sỹ quan cách triển khai hệ thống NGC5050 một cách chuyên nghiệp nhất.

1. Chuẩn bị trước khi lắp đặt hệ thống NGC5050

Hệ thống NGC5050 đầy đủ thường bao gồm các thành phần chính sau:

• Compass Unit (NGC-505): Chứa cảm biến sợi quang (FOG sensor).

• Interface Unit (NGC-512): Trung tâm kết nối I/O.

• Display Unit (NGC-513): Màn hình cảm ứng 7 inch để vận hành.

• Các phụ kiện: Cáp tín hiệu, bệ máy và tài liệu hướng dẫn.

Lưu ý quan trọng: Mặc dù công nghệ FOG chống rung tốt, nhưng để đạt độ chính xác $0.5^{\circ} \times \sec \phi$, vị trí lắp đặt vẫn cần được lựa chọn kỹ lưỡng.

2. Lắp đặt cơ khí Compass Unit (NGC-505)

Đây là bước quan trọng nhất quyết định độ chính xác của hệ thống NGC5050.

Lựa chọn vị trí

• Gần tâm quay của tàu: Nên lắp Compass Unit càng gần trọng tâm (center of gravity) và tâm quay của tàu càng tốt để giảm thiểu tác động của lực gia tốc khi tàu lắc dọc (pitch) và lắc ngang (roll).

• Môi trường ổn định: Tránh các khu vực có thay đổi nhiệt độ đột ngột (gần ống thông gió máy lạnh hoặc nguồn nhiệt lớn). Nhiệt độ hoạt động lý tưởng là từ $-20^{\circ}C$ đến $+55^{\circ}C$.

• Bề mặt phẳng: Đế lắp máy phải được gia công phẳng và chắc chắn, không bị rung động bởi động cơ chính.

Định hướng (Alignment)

• Trục dọc của tàu: Trên vỏ máy NGC-505 có vạch dấu chỉ hướng mũi tàu (Bow mark). Bạn phải lắp đặt sao cho vạch dấu này song song tuyệt đối với trục dọc của tàu.

• Cân bằng: Sử dụng thước nivo để đảm bảo máy được lắp nằm ngang hoàn toàn. Mọi độ nghiêng cơ khí ban đầu sẽ gây ra sai số hướng khi tàu thay đổi vĩ độ.

3. Kết nối điện và truyền thông tín hiệu

Interface Unit (NGC-512) là "trạm điều phối" của toàn hệ thống NGC5050.

• Nguồn điện: Hệ thống sử dụng nguồn AC 220V. Hãy đảm bảo nguồn điện sạch và có bộ lưu điện (UPS) dự phòng để tránh việc la bàn bị khởi động lại khi tàu chuyển nguồn.

• Kết nối nội bộ: Sử dụng cáp chuyên dụng nối từ Compass Unit về Interface Unit và từ Interface Unit lên Display Unit (NGC-513).

• Tiếp địa (Grounding): Việc tiếp địa đúng cách cho vỏ máy và lớp bọc kim của cáp tín hiệu là bắt buộc để triệt tiêu nhiễu điện từ từ các thiết bị cao tần trên tàu.

4. Cấu hình hệ thống trên màn hình cảm ứng 7 inch

Sau khi bật nguồn, màn hình NGC-513 dựa trên hệ điều hành Android sẽ khởi động. Đây là lúc bạn thiết lập các thông số vận hành cho NGC5050.

Bước 1: Thời gian ổn định (Settling Time)

Không giống la bàn cơ mất 3-6 tiếng, NGC5050 chỉ cần khoảng 10 phút để ổn định. Trong thời gian này, máy sẽ thực hiện quá trình "Fine Alignment" để tìm hướng Bắc thực.

Bước 2: Hiệu chỉnh sai số lắp đặt (Heading Offset)

Nếu trong quá trình lắp đặt cơ khí, máy bị lệch 1-2 độ so với trục dọc tàu mà không thể chỉnh lại bằng tay, bạn có thể vào menu: Settings -> Alignment -> Offset để nhập giá trị bù sai số này vào phần mềm.

Bước 3: Thiết lập bù vĩ độ và tốc độ (Speed & Latitude Compensation)

Độ chính xác của la bàn sợi quang phụ thuộc vào vĩ độ và tốc độ tàu.

• Manual Mode: Nhập thủ công vĩ độ hiện tại.

• Auto Mode (Khuyến nghị): Kết nối dữ liệu NMEA 0183 từ máy định vị GPS (câu lệnh GGA/GLL) và máy đo tốc độ (câu lệnh VHW) vào NGC-512. NGC5050 sẽ tự động tính toán bù sai số động, đảm bảo hướng luôn chính xác nhất.

5. Tích hợp NGC5050 với Radar và Autopilot

Khả năng kết nối đa dạng (Multi-outputs) là ưu điểm lớn của NGC5050. Hệ thống xuất dữ liệu theo chuẩn NMEA 0183 qua các cổng RS422.

Tích hợp với Radar

• Mục đích: Để Radar hiển thị chế độ "North Up" hoặc "Course Up", giúp ổn định hình ảnh quét và tính toán thông số tránh va CPA/TCPA.

• Kết nối: Nối cổng Output từ NGC-512 tới cổng Gyro Input trên Radar.

• Cấu hình: Chọn câu lệnh $--HDT (Heading True) và $--ROT (Rate of Turn). Thiết lập Baud rate thường là 4800 hoặc 38400 bps tùy loại Radar.

Tích hợp với hệ thống lái Autopilot

• Mục đích: Cung cấp hướng thực và tốc độ quay (ROT) để Autopilot điều khiển lái tàu giữ đúng hướng đi dự định.

• Yêu cầu: Autopilot đòi hỏi dữ liệu hướng cực kỳ nhanh và ổn định. NGC5050 với tốc độ cập nhật dữ liệu cao (high update rate) đáp ứng hoàn hảo yêu cầu này.

• Kết nối: Sử dụng cổng Output chuyên dụng cho lái (thường là RS422 tốc độ cao). Dữ liệu ROT giúp Autopilot tính toán góc bẻ lái mượt mà, giảm thiểu việc rung giật bánh lái, từ đó tiết kiệm nhiên liệu cho tàu.

6. Kiểm tra và Nghiệm thu hệ thống

Sau khi tích hợp xong, cần thực hiện quy trình kiểm tra cuối cùng:

1. So sánh hướng: Đối chiếu hướng hiển thị trên NGC5050 với la bàn từ (Magnetic Compass) và la bàn vệ tinh (nếu có). Lưu ý các sai số biến thiên địa từ khi đối chiếu.

2. Kiểm tra truyền tin: Xác nhận dữ liệu hướng đã xuất hiện chính xác trên tất cả các màn hình lặp (Repeater), Radar và Autopilot.

3. Thử nghiệm báo động (BAM): Thử ngắt nguồn hoặc ngắt tín hiệu cảm biến để xem hệ thống Quản lý báo động buồng lái (BAM) có nhận được cảnh báo từ NGC5050 theo tiêu chuẩn IMO MSC.302 (87) hay không.

7. Các lỗi thường gặp khi lắp đặt NGC5050 và cách xử lý

• Lỗi "Heading Data Lost": Thường do cáp kết nối giữa NGC-505 và Interface Unit bị lỏng hoặc đứt. Kiểm tra lại các đầu bấm Terminal bên trong máy.

• Sai số hướng khi tàu quay vòng: Thường do chưa kết nối dữ liệu tốc độ (Speed) hoặc vĩ độ (Lat) vào hệ thống. Hãy đảm bảo chế độ bù tự động đang hoạt động (Auto Compensation ON).

• Nhiễu dữ liệu trên Autopilot: Do dây tín hiệu đi chung máng với cáp nguồn AC công suất lớn. Cần tách biệt dây tín hiệu NMEA 0183 ra khỏi các nguồn nhiễu.

Kết luận

Hệ thống la bàn sợi quang NGC5050 không chỉ mang lại độ chính xác vượt trội mà còn đơn giản hóa tối đa công tác vận hành nhờ thiết kế không cần bảo trì. Tuy nhiên, hiệu quả của nó phụ thuộc 100% vào việc lắp đặt và tích hợp đúng kỹ thuật.

Bằng cách tuân thủ hướng dẫn về vị trí lắp đặt, kết nối NMEA 0183 chuẩn xác và cấu hình bù sai số tự động, bạn sẽ biến NGC5050 thành một "kim chỉ nam" laser tin cậy, bảo vệ an toàn cho mỗi hải trình của con tàu.

Tác Động Của Môi Trường Đến Độ Chính Xác Hướn

Vì sao la bàn quang FOG phải có Type Approval của DNV, ABS, NK

Khả Năng Chịu Rung Động (Vibration) và Va Đập (Shock) của La Bàn Quang (FOG)

Nguyên Lý Hoạt Động và Cấu Trúc Của La Bàn Quang ( FOG)

LA BÀN QUANG FOG NGC-5050:  Chính Xác Cao và Bền Bỉ