Voile et Electronique : Christian Couderc

La généralisation des cartes numérisées et les progrès de l'électronique du bord amènent à se poser la question de l'utilité d'un PC à bord pour la croisière. En course océanique le problème est tranché depuis longtemps, si les PC tombent en panne, l'équipage abandonne le navire : Quelle horreur, il y encore des canots de survie sans PC, vite, les fusées, heureusement que la balise Argos a eu le temps d'envoyer un "Mayday " en voyant l'écran bleu... L'utilité est plus discutable sur un petit bateau.

A quoi peut bien servir un PC portable à bord ?

Comment résoudre les problèmes posés par l'installation ?

Les inconvénients du PC.

En premier usage, exploiter la cartographie électronique et le GPS (voir le chapitre dédié). Cela permet d'avoir une collection considérable de cartes qu'il serait impossible d'avoir sur papier. Les programmes actuels sont très élaborés, ils intègrent météo et polaires et permettent le routage.
Voir le chapitre cartographie électronique

Décoder (avec un bon récepteur et une interface) toutes les cartes et et les bukketins météorologiques émis en décamétrique. Le problème est que ces émissions disparaissent peu à peu voir le chapitre réception météo

Se connecter à l’Internet en escale.
Il y a maintenant de plus en plus de ports qui s’équipent et offrent une couverture WiFi. Quand la zone est favorable, il est possible de se connecter à l’Internet, c’est plus agréable de la faire de la table à cartes que d’un cybercafé. Hors couverture Wi-Fi, si l’on a un abonnement data, il reste possible de se connecter avec son GSM.
L'avenir s'oriente vers une liaison Internet à bord, lente en décamétrique ou papide par satellite.
L'évolution est très rapide, voir le chapitre Internet mobile

Récupérer, regarder, et trier les photos de votre photoscope, si vous n'en avez pas encore, cela ne tardera pas !
Voir le chapitre photo numérique

Beaucoup d'autres fonctions sont réalisables avec un peu de matériel et de logiciel annexes, entre autres visualiser dans des fenêtres configurables toute l'instrumentation NMEA. Voir le chapitre Interface GPS NMEA

Pour les drogués, continuer à travailler à bord.
Laisser jouer les enfants
Jouer au solitaire (c'est interdit en équipage)…

Comment résoudre les problèmes induits par l'installation ? Si vous n'utilisez le PC qu'au mouillage, aucun problème, il suffit de le ranger après usage, bien calé dans un équipet sec.
Si vous l'utilisez en navigation, c'est un vrai problème par gros temps. Il sera très difficile de le protéger à la table à carte, des coups par un équipier déséquilibré et de l'eau de mer dégoulinant des manches du ciré (j'ai testé, il n'a pas aimé !). Il existe pourtant une très bonne solution :
Il faut cacher le PC fermé dans la table à carte, il est alors très abrité dans un compartiment garni de mousse, mais ventilé car la batterie d'origine devient très chaude en charge.

Pour le clavier, c'est simple, il faut visser un clavier et un trackball supplémentaires sur une planchette qui s'escamote sous la table à cartes par des glissières de tiroirs, si la place l'autorise. Les prix de ces matériels sont très bas, il est possible d'avoir des rechanges à bord. Il existe même des claviers étanches en moulage caoutchouc. Le trackball s'impose, la souris est totalement incompatible avec la gîte. Un combiné clavier + trackball économise un câble, mais pour la facilité de la maintenance, il est préférable de séparer les deux éléments. Il faut choisir une grosse boulle, beaucoup plus facile à manipuler en conditions hostiles que les billes ridicules.

L'autonomie d'un portable sur batterie est faible, deux heures quand elle est neuve, la moitié au bout d'un an, quelques minutes au bout de quelques années. Il faut donc prévoir une bonne alimentation. Le dernier chapitre traitera ce point.

Matériel spécifique : Il existe du matériel durci, résistant aux conditions difficiles, mais il est beaucoup plus cher.

Afin d'éviter l'achat du moniteur externe, il ne reste que la solution d'utiliser le matériel d'origine. L'inconvénient est de réduire sensiblement la surface disponible dans la table pour ranger les ouvrages et cartes papier.
Démonter le dessus actuel de la table à cartes et le conserver comme modèle pour le nouveau et pour la revente.
Poser le PC ouvert dans le fond de la table, dans le coin le plus abrité.
Préparer une tablette ajourée pour le surélever, le caler et assurer l'aération. Le clavier sera à ras de la planche du nouveau plateau.
Faire la maquette en carton du nouveau plateau pour repérer les découpes et positionner la nouvelle charnière. En principe, la charnière devra être déplacée pour laisser une partie mobile plus réduite que d'origine. Il faut dégager la trappe du CD.
Réaliser le nouveau plateau en assurant un maximum d'aération par des ouvertures et grilles. L'ouverture sous le PC, dans le fond de la table à cartes ne devra pas pouvoir être obstruée par les documents.
Protéger l'écran des chocs et de la lumière parasite par panneaux latéraux et une visière. Un filtre de protection sera ajouté sur ces panneaux pour le réduire les reflets parasites et éviter les projections d'eau.
Comme précédemment, clavier et trackballs sont sur tiroir coulissant.

C'est une drogue ! Cela est le vrai danger… Vous finirez aussi à passer trop longtemps devant votre écran sous pilote automatique et oublier dangereusement la veille. La page cartographie évoque les excellents outils de navigation et de routage, intégrant la météo, les polaires, les courants…

Hors navigation solitaire, l'équipage familial va bouder si vous ne décollez pas du clavier, vous ne profiterez plus de ces moments de détente pour lire un bon livre, et il est difficile de faire la rupture avec les problèmes du travail.

Les méthodes classiques de navigation ne doivent jamais être oubliées, carte papier, crayon, gomme et règle Cras, estime, veille et sens marin. Les gadgets électroniques sont très amusants mais une panne totale, qui se produira à coup sûr ne doit pas générer la panique, tir des fusées abandon du navire et attente des secours dans la survie…

La consommation n'est pas négligeable, pensez à bien gérer votre énergie. Le matériel est onéreux, fragile et se périme très vite.

La consommation électrique est assez importante. Certains modèles portables sont alimentés en moins de 10 volts, sous quelques ampères. Les PC récents utilisent souvent une alimentation 19 volts 3 ampères en pointe, mais 1 A en moyenne. Les nouveaux PC gèrent de mieux en mieux l'énergie, cette consommation autour de 20 W est remarquablement faible, même en tenant compte des pertes de deux convertisseurs en série (12 DC vers 220 AC puis bloc d'origine), le total est inférieur à 30 VA, c'est mieux que le cinquième d'un PC fixe !
De nouveaux cpu sont développés pour économiser l'énergie. Les Crusoe obtiennent à ce jour les meilleurs résultats. Il faut suivre l'évolution rapide de ces matériels pour s'adapter au meilleur modèle du jour. Il existe diverses solutions pour alimenter le PC :

La batterie du portable se dégrade très vite, en particulier si elle est utilisée en tampon avec une alimentation permanente.
Pour le PC du bord, chargez la batterie à bloc et enlevez-la, elle ne sera remise en place que pour une utilisation en vrai portable.
Il existe deux cas. Les matériels modernes marchent sans batterie sur l’alimentation seule (sans perdre l’horloge). Il n’y aura donc aucun problème.
Certains matériels anciens ne fonctionnent pas sans batterie. C’est plus délicat. Regardez bien la tension et capacité et installez sur le boîtier du PC une bonne prise reliée aux connecteurs de la batterie d'origine par de gros fils (en fabriquant une boîte à contacts de taille identique). Il faut protéger contre une inversion de tension malheureuse par une très grosse diode en inverse et fusible sur le fil d'alimentation. Toutes les tensions d'alimentation sont possibles suivant les modèles depuis le 3.6 volts, très rare, le 6 V, le 9 V, plus rarement le 12 V (ancien).
Il faut tester le matériel sur une alimentation de laboratoire et mesurer la consommation réelle en utilisation, disque en marche.
Supposons que nous ayons trouvé 9 volts 7 ampères.
Il faut alors réaliser une alimentation de qualité à partir de la tension batterie (comprise entre 11.5 V et 14.5 V en charge). Il existe maintenant des circuits spécialisés qui réalisent parfaitement ces fonctions avec un très bon rendement, avoisinant les 90%.
Cette solution directe offre le meilleur rendement possible par élimination des intermédiaires.
En reprenant l'exemple du 9 V, 7 A, le courant sera extrêmement élevé. Il faudra prendre toutes les précautions en réalisant l'alimentation 63 W pour ne pas griller le PC, la moindre surtension lui sera fatale !
Si vous voulez conserver la batterie d'origine du PC sans modification, et recharger seulement quand se déclenche l'alarme, il faut alors fournir plus d'énergie. L'utilisation de l'entrée d'origine en gardant la batterie tampon est beaucoup moins risquée.

Si le coup de perceuse dans le boîtier vous fait peur, ou si vous êtes sous garantie, ne modifiez rien, gardez la batterie (qui ne durera pas longtemps) et alimentez comme avec le bloc secteur d'origine. La solution classique est de réaliser un convertisseur, mais avec quelques 5 ampères, il faudra faire attention au rendement et à la dissipation thermique.

Un aparté pour les technoïdes : Les esprits curieux ont remarqué que le montage de chargeur à découpage décrit en page énergie pouvait avoir d'autres utilisations. Rappel du principe :

Il est possible de remplacer la haute tension secteur redressée à l'entrée, par une autre, tension batterie ou piles… Cela est très utilisé et devient une pompe de charge, permettant d'obtenir n'importe qu'elle tension de sortie avec n'importe qu'elle tension d'entrée, avec un rendement en puissance supérieur à 85%. Vous avez cela dans vos appareils modernes à piles.
Autre astuce, la tension de sortie est flottante, car la commande de régulation peut être optique, il suffit de supprimer la masse en sortie.
Si vous cherchez à obtenir une tension à peine supérieure à la tension de bord, par exemple un 19 V pour alimenter un PC portable, il est plus astucieux d'utiliser la tension de sortie en mode flottant, isolée du 12 volts du bord qui sera mise en série. Par exemple batterie de servitude vide à 11,5 volts, le module fournira une tension maximale de 19-11.5=7.5 volts, et avec batterie en charge 19-14.5=4.5 volts.
Cette approche peut sembler compliquée, mais elle a l'avantage d'avoir un rendement maximal, car la partie 12 volts aura évidemment un rendement de 100 %, les pertes n'intervenant que sur le tiers restant de la tension totale, donc réduites globalement d'un facteur trois.

La batterie interne est à base tension (toujours moins de 12 V), alors pourquoi des vicieux ont-il inventé cette curieuse tension ? La raison principale est qu'en alimentant à basse tension, par exemple 5 volts, le courant serait quatre fois plus élevé, entraînant un problème de qualité de connectique et de diamètre de fils (économie de cuivre). Les autres considérations techniques sont moins importantes (tension de polarisation du LCD), les pompes de charge ont fait d'énormes progrès avec un très bon rendement. Il est toutefois plus économique d'abaisser la tension que de l'élever dans le PC, les composants sont plus petits, le 19 volts est donc un bon choix industriel. Cela peut semble curieux avec un CPU et une électronique alimentée en seulement 2 volts (oui c'est bien deux...).

Dans le choix du PC classique à bord, il pourrait sembler logique de vouloir recréer les basses tensions d'alimentation sans passer par le 220 volts alternatif. Ce n'est vraiment pas une bonne idée pour diverses raisons.

L'alimentation d'origine du PC a un excellent rendement ainsi que le convertisseur 12 V DC vers 220 V AC en charge. Le rendement de la chaîne 12 V DC, vers 220 V AC, puis 220 vers 5 (ou 3) V DC est globalement bon (c'est le très gros consommateur, à 10 ou 20 A), il sera très difficile de gagner quelques pourcent sur ce rendement total.
Les temps de montées et descentes des tensions sont critiques et le moindre pic de surtension sera fatal aux composants. L'alimentation de base est très élaborée et ne tombe en panne que rarement, sauf si le ventilateur se bloque. Le risque est grand à bord avec des charges selfiques comme le démarreur ou le guindeau qui polluent énormément le 12 V, d'utiliser une alimentation médiocre bricolée hâtivement.
Les alimentations commerciales PC en 12 V sont rares sur le marché, voir liens.
Le bateau à quai, vous pourrez aussi utiliser aussi le convertisseur en branchant le chargeur en tampon, cela a l'avantage d'éviter de planter le PC quand un farceur vous débranchera la prise.
En résumé, ne bricolez jamais une alimentation de PC si vous n'êtes pas un bon spécialiste, c'est beaucoup plus complexe et risqué que ne le pense le débutant.

L'alimentation classique 220 V plus le convertisseur 12/220 sera le couple classique qui posera le moins de problèmes.

Consommation d'un PC portable milieu de gamme (IBM, 2000) : Un convertisseur 150 VA sera préférable

Fonction	Courant en 220 V	Puissance
PC éteint, charge batterie	0.4 A	90 VA
En fonction	0.3 A	66 VA (max 150 VA)
En sommeil (batterie chargée)	0.15 A	33 VA

Consommation d'un PC portable (Sony, 2002) : Un convertiseur 100 VA sera préférable

Fonction	Courant en 220 V	Puissance
PC éteint, charge batterie	0.155 A	34 VA
En fonction disque arrété	0.180 A	40 VA (max 80 VA)
En sommeil (batterie chargée)	0. 03 A	8 VA

Consommation d'un PC portable Celeron 1.4 GHz (Gericom, 2006) : Un convertiseur 75 VA sera préférable

La consommation à zéro signifie qu'elle est inférieure au 1 % de la consommation en exploitation normale, donc négligeable, une fois que la batterie est bien chargée.
Le tableau suivant résume les mesures dans tous les cas pratiques. Nous simplifierons en égalant les VA et les W, ce n'est pas absolument rigoureux car le cosinus phi nest inférieur à 1.

Fonction	Courant en 220 V	Puissance
PC éteint, charge batterie	0 A	0 VA
En fonction sur son bloc secteur 220 V, en moyenne	0.11 A	25 VA
et au maximium, disque sollicité en permanence. en continue, sortie 19.5 V, 2.17 A = 42.3 W Rendement du bloc secteur 42/54 = 78%	0.24 A	54 VA
En sommeil (batterie chargée)	0 A	VA

Regardons maintenant, pour ce matériel, quel est le rendement d'un convertisseur commercial 12 V DC vers 220 V AC pour voir l'ensemble des pertes. Il s'agit d'un modèle soigné, pseudo sinusoïdal de 150 W
La consommation à la charge maximale du PC est de 4.55 A pour 13.5 V en entrée, soit une puissance absorbée de 4.55*13.5 = 61.5 W
La puissance restituée en 220 V étant de 54 VA, le rendement est très acceptable à 54/61.5 = 88 %
J'en testé beaucoup de modèles 12/220, celui ci est assez cher et de loin le meilleur, les modèles bas de gamme ont un rendement très inférieur.

Attention toutefois de ne jamais laisser le convertisseur branché sur le 12 V sans utiliser la sortie, le courant à vide est de 0.4 A, donc la puissance perdue à vide est de 0.4*13.5= soit plus de 5 watts. C'est une valeur très raisonnable pour un convertisseur de 150 W.

Regardons maintenant le bilan total pour cette installation, batterie 12 V > convertisseur 12 V DC / 220 V AC > Bloc d'origine PC, 220 V AC/19 V DC
61.5 W consommé sur la batterie, 19.5 V*2.17 A = 42.3 W restitués sur le PC portable en forte charge.
Rendement total de la chaîne : 42.3/61.5 = 69 %

C'est le meilleur rendement possible, de l'ordre de 2/3 avec cette méthode simple, à la condition de choisir le meilleur convertisseur 12/220 de puissance juste suffisante.
Les pertes à vides seraient plus importantes avec un convertisseur plus puissant sous utilisé.
Un modèle de même classe 75 W aurait eu un rendement légèrement supérieur de 70 %

Un modèle de 50 W pourrait être suffisant en pratique si la batterie du portable est encore bonne, il n'étalerait pas en puissance maximale > 50 W, mais récupérerait en usage normal lors de l'arrêt du disque. Par sécurité nous adopterons un 75 W haut de gamme, qui travaille à fréquence élevée en sortie pseudo sinusoïdale.

Un bas de gamme aura un mauvais rendement, la sortie ne sera pas pseudo sinusoïdale, mais présentera des paliers à fronts raides, ce qui se traduira entre autres par des parasites dans dans tous les appareils du bord, allant de ronflements dans les sorties audio jusquà de forts parasites sur toutes les réceptions radio.

Uous utilisons à bord un 75 W très haut de gamme pour le PC et tous les petits blocs chargeurs, un 150 W de moyenne gamme pour le petit électroménager et un médiocre 1500 W pour le four à micro ondes et la grosse perceuse. Le mauvais rendement du gros convertisseur est peu important, car il n'est utilisé que quelques minutes d'affilées alors que le moteur tourne en fournissant facilement une centaine d'ampères.

Je développerai ultérieurementune méthode plus subtile à très haut rendement.
Nous nous passerons de l'étape 220 V et fabriquerons un 19.5 V en mettant en série une tension flottante sur la batterie dont la valeur est déjà de 12 à 13.5 V.
Il nous suffit donc de rajouter un complément entre 7.5 et 6 V avec un maximum de 2.2 A, et une moyenne de 1 A.
Nous savons réaliser d'excellents convertisseurs DC/DC isolés de 2A avec des rendements de 88 %.
Toute l'astuce est que ce convertisseur flottant ne fournira que le tiers de la tension finale, le reste étant fourni par la batterie.
Nous aurons donc 100 % de rendement sur les 2/3 de la tension environ et 88% de rendement sur le tiers restant environ.
Le rendement final sera donc de (100% * 2/3) + (88% * 1/3) = 96 %
Nous mesurons effectivement en pratique un extraordinaire rendement global de 95 % avec cette solution très élaborée.

Il existe dans le commerce des convertisseurs 12 V > 19V, j'achète tous les modèles disponibles pour les tester, mais le rendement n'est pas fameux, il tourne entre 70 et 80%, les plus mauvais chauffant dangereusement à 2 A de sortie.

En résumé, lors de votre choix pensez à comparer ces deux solutions, pour un PC moyen :

Convertisseur commercial 12 V > 19V : Rendement 90 % . . . ou . . . 12 V > 220 V AC > alimentation d’origine : Rendement 69 % .

Il faudra mesurer la consommation de votre matériel (incluant l'écran supplémentaire, l'imprimante...) pour choisir la taille du convertisseur, juste supérieure à la puissance totale maximale.
Si vous utilisez des appareils de consommation très différente, par exemple un PC de 150 W et un four à micro ondes de 2000 VA, il faudra utiliser deux convertisseurs différents.
Les convertisseurs ont une consommation à vide proportionnelle au courant maximum, le rendement serait catastrophique en faisant travailler longtemps un convertisseur très en dessous de sa puissance nominale.
Il sera donc préférable d’avoir des matériels adaptés et évidemment ne jamais laisser brancher longtemps un convertisseur à vide qui consomme inutilement. Une coupure de la basse tension et le bon dimensionnement des câbles sont indispensables.

Certains portables bas de gamme ne rechargent quasiment pas la batterie quand ils sont allumés. Cette pratique mesquine permet l'économie d'une alimentation deux fois moins puissante. Sur ces matériels médiocres, il faudra donc toujours laisser brancher l'alimentation, PC éteint quelques heures après utilisation autonome.
Cela est facile à vérifier en utilisant un energiemètre ou un ampèremètre sur le circuit d’alimentation. Voir ici : Consommation des appareils éteints

Utilisez votre portable hors charge et laissez le fonctionner jusqu’au message de batterie basse. Branchez-le alors, tout en le laissant allumé en contrôlant la consommation.
Sur un PC normal, dans les premières minutes l’alimentation sera à pleine puissance, puis décroîtra doucement.
Laissez allumé quelques heures, la puissance demandée va diminuer de moitié.
Coupez le PC en laissant branché. La consommation va décroître très vite et une dizaine de minutes après sera quasi nulle.
Sur un bas de gamme, PC allumé, la consommation sera toujours maximale, avec un bloc très chaud, et après arrêt, l’alimentation continuera à consommer pendant plusieurs dizaines de minutes.
Les bons matériels chargent en marche, il faut s'en assurer au moment de l'achat, mais l'information est très difficile à obtenir ! Le vendeur n'en sait évidement rien et ce n'est pas écrit dans la documentation. Il faut tester chez soi et changer immédiatement de modèle si le défaut est constaté.

Il faut prendre des précautions pour mesurer le rendement d’un convertisseur 12 VDC >220 VAC.
La complication est multiple :
- La tension de sortie d’un quasi sinus n’est pas du tout sinusoïdale et dépend fortement de la charge.
- La charge n’est pas une résistance pure, ce qui entraîne des déphasages courant tension.
- Avec le PC branché, la consommation est très variable.

Notre mesure ne sera donc qu’une approximation
Un ampèremètre, une pince ou un mesureur de consommation ne donneront pas de résultats significatifs sur une forme d’onde imprévisible en entrée d’une alimentation à découpage.
Par exemple si l’on cherche à mesurer le rendement de la chaîne d’alimentations : Convertisseur 12 V DC > 220V AC raccordé à une alimentation de portable 220 V AC 19 V DC.

Méthode acceptable de mesure
Estimer la puissance moyenne consommée par la charge, par exemple 4 A sous 19.5 V soit 78 W.
Remplacer le PC par une résistance chargeant à l’identique soit R=V/I, environ 5 ohms. La puissance dissipée sera P=VI =V2/R = 76 W (il faut une très grosse résistance !)
Dans ces conditions mesurer la consommation de l’alimentation branchée sur le nucléaire parfaitement sinusoïdal, par exemple 0.45 A sous 220 V soit 99 W (= rendement 77 %).
À puissance égale, le rendement trouvé sera meilleur avec résistance pure qu’avec le PC.
Brancher maintenant le convertisseur 12 >220 sur une alimentation de laboratoire de puissance, en raccordant la sortie 220 V sur l’alimentation chargée.
Régler la tension d’entrée pour retrouver en sortie exactement les 19.5 V acvec une charge identique.
Supposons que nous trouvions une consommation de 10 A sous 13.2 V soit 132 W.
Le rendement du convertisseur sera donc de 99/132 soit 75 %.
Le rendement total de la chaîne est évidement ici de 76/132 = 57 %, égal aussi à 77 % * 75 %.

C'est un simple bloc à découpage fournissant de 12 à 25 V et de 1 à 3 A suivant les modèles. La tension est fixe, le courant est limité pour protéger le PC d'un échauffement excessif. Toute la régulation de la charge batterie est effectuée par un circuit spécialisé indépendant à l’intérieur du PC, qui est actif, même PC éteint. Vous pouvez facilement remplacer par un autre bloc différent qui respecte les spécifications, par exemple un convertisseur depuis le 12 ou 24 V, et même directement un panneau solaire, ce n'est qu'une affaire de prise.

Il y a au moins deux sorties, une à basse tension et fort courant qui se substitue à la batterie, une autre à tension plus élevée et courant plus faible qui sert seulement pour la charge. C'est destiné aux portables travaillant longtemps, pour désactiver la batterie interne qui ne supporte jamais une charge permanente.
Vous ne pouvez pas remplacer ce bloc par n'importe quoi, sauf si vous avez supprimé la batterie hors d'usage, le circuit de charge ne servant alors plus à rien, mais le PC signalerait une panne.

La régulation du courant de charge est faite un microcontrôleur dans le bloc, qui dialogue par un fil série, au travers d'une interface dans le PC commandée par des drivers dans le bios. Il y a aussi un autre microcontrôleur dans le bloc batterie. Le panneau de contrôle sous Windows vous montre le nom, type et numéro de la batterie, sa tension, son énergie….
Si une des liaisons est coupée, le système ne reconnaît plus la correspondance entre la batterie et le bloc de charge et se met en erreur. C'est le PC qui pilote la régulation dans le bloc d'alimentation.

Une petite minorité PC accepte de fonctionner et charger sous 12 V.
La majorité a eu la très mauvaise idée de choisir le 19.5 V pour diminuer le courant, donc la section des fils, donc le poids et le prix du cuivre d'un tiers. L'alimentation en 19.5 V via une batterie 12 V impose une pompe de charge, les problèmes de perte de rendement et les désagréments évoqués.

Le problème le plus compliqué est de trouver une fiche d'alimentation identique à l'original. Attention aux modèles approximatifs, il est facile de contrôler le diamètre extérieur, la longueur et la collerette isolante, mais plus délicat de mesurer le diamètre du picot central.
La meilleure méthode est de trouver un axe (queue de foret) qui corresponde au mieux, en comparant la résistance de pénétration entre la fiche femelle d'origine et celle de substitution et à l'œil en le mettant à coté de la fiche châssis.
Si le trou central est trop grand, mauvais contacts et échauffements pouvant brûler le PC.
Si le trou est trop petit, vous pouvez casser la prise de châssis.
Quand le prise est introuvable, il faut couper le cordon d'origine et monter de bons raccords standards (les contacts doivent être parfaits).

Une fois que l'on dispose du fameux câble de rechange, tester sur une alimentation de laboratoire en commençant par la tension inscrite sur le bloc d'origine (exemple 19.5 V).
Lire le courant qui dépend de l'état de charge est de l'activité du PC. Supposons que vous lisiez 4 A. Descendre progressivement la tension en surveillant le courant, débrancher et rebrancher à chaque volt pour voir si le système ne décroche pas.

Vous allez trouver une augmentation de consommation en baissant la tension, exemples pratiques :
V =19.5 V …. I = 4 A …. P = 19.5*4 = 78 W restera constant par la suite
V =18 V …. I = 4.5 A …. La majorité des PC décrochent en dessous
V =12 V …. I = 6.5 A …. Très peu de PC fonctionnent encore
V =11 V …. I = 7 A …. Je n'en ai jamais vu qui tiennent à cette tension !

Vous connaissez maintenant les limites pour votre machine et la stratégie à adopter.

Les technologies du découpage sont aussi récentes que la disponibilité à faible coût des commutateurs silicium (mosfet) qui sont des interrupteurs très rapides à perte quasi nulle et inusables. Cela a permis de supprimer les transformateurs lourds et chers des alimentations classiques linéaires. Autre économie, les gros condensateurs de filtrage, les dissipateurs…
Pour une capacité donnée, le passage aux technologies de découpage fait gagner un facteur énorme, de l’ordre de 10, sur le poids, la dissipation et le prix de production (sinon celui de vente).
La fiabilité augmente car les composants ne chauffent pas et les gros condensateurs chimiques ne se dessèchent et n’explosent plus.
La fréquence de découpage de l’ordre de la centaine de kHz permet une réaction très rapide aux pics de charge.
Les alimentations linéaires finissent leur vie tout comme les tubes cathodiques, bientôt vous n’en verrez que dans les musées.
Bref rien que du bonheur avec le découpage…

Il y a toutefois une ombre redoutable au tableau !
Les vieilles alimentations, grâce à l’énorme self du transformateur (entre autres), ne renvoyaient pas de parasites vers le secteur d’entrée, même avec une charge bruyante (au sens HF du terme), comme par exemple un moteur avec des charbons en mauvais état.
Le découpage a un effet très pervers. La sinusoïde très lente du secteur à 50 Hz, est interrompue et rétablie des milliers de fois par cycle. La décomposition en série de Fourrier d’une impulsion montre une infinité d’harmoniques. Le spectre est d’autant plus riche que les impulsions sont rapides.
L’alimentation se comporte comme une infinité d’émetteurs générant des parasites sur toutes les bandes radio. La pollution est considérable, il est très facile de s’en rendre compte en balayant les fréquences avec un récepteur radiophonique, à proximité de l’alimentation à découpage. Il y a des parasites partout.
Les chargeurs de quai vendus chez nos shipchandlers sont souvent de réalisation très médiocre et sont de redoutables pollueurs en radiofréquence.
Si à quai votre réception et vos capteurs électroniques sont bloqués, ne soyez pas angoissé, un voisin doit avoir branché son chargeur. Allez en bout de panne et coupez le disjoncteur pour goûter le silence.

Il n’y a aucune solution simple pour éliminer ces parasites, les filtres magiques sont peu efficaces a posteriori. Il faut éliminer le bruit à sa source lors de la conception en utilisant suivant les règles de l’art, les blindages, un design bien adapté aux hautes fréquences et des composants de qualité.
C’est un art complexe hors de portée d’un bricoleur que peu de constructeurs maîtrisent, préférant confier l’étude à un stagiaire pour faire des économies à court terme, en partant du principe que le client basique est incompétent et ne verra pas la différence, seul compte le prix de vente.

Le client confronté à un matériel de qualité et un autre très médiocre optera souvent pour le second vendu 20 % moins cher alors que le rapport des prix de production entre les deux peut dépasser un facteur trois…
De même que vous ne pourrez pas transformer un crincrin en Stradivarius en clouant quelques planches, un dispositif à découpage médiocre le restera toujours.

Utilisez pour résoudre ce problème la poubelle des métaux ferreux afin de protéger l’environnement en respectant le tri sélectif.

Critères de sélection du PC adapté à l'utilisation sur un voilier. Il faudra choisir le PC portable suivant divers critères, sans oublier le prix, les hauts de gamme n'étant pas à la portée de tous les budgets. Un bon produit d'entrée de gamme se trouve autour de 1500 euros, et en étant à l'affût de certaines promotions très agressives des supermarchés autour de 1100 euros.

C'est un critère majeur pour l’utilisation en cartographie, car le PC reste allumé en permanence en navigation

Condition simple, l'équiper de beaucoup de RAM. Pour exploiter les lourds programmes Windows XP, 512 Mo sont un minimum, sous Vista 2 Mo pour faire moins vite la même chose. Acheter la RAM supplémentaire immédiatement, elle peut être d'un modèle qui sera introuvable dans 6 mois. La Ram pour PC portable est plus chère et exotique que la barrette SDRAM pour les fixes.

Les port USB sont indispensable pour la liaison au photoscope et les multiples périphériques. Il est maintenant toujours présent, mais il en faut au moins 2 en USB 2, les extensions peuvent se faire avec un petit hun ensuite.

Le port série sur DB9 est en fin de vie, comme le port parallèle, mais quantité de matériels l'utiliseront encore longtemps (NMEA du GPS, modems pour BLU, etc.). Il n’existe plus sur les matériels sortis après 2004. Voir la page USB pour les possibilités de reconstituer les anciens ports.

Pour le moment il tournera sous Windows XP aux si beaux écrans bleus, et bientôt j'espère sous l'excellent Linux, quand il sera plus accessible pour les débutants et avec plus de choix de programmes. C'est pour le moment encore très pauvre en marine.
Les PC actuels sont toujours vendus avec Vista, il est préférable de tout désinstaller et de repasser sous XP, cela ira plus vite avec moins de bugs. Vista est un intermédiaire provisoire prévu pour durer deux ans, il vaut mieux l’oublier.

Il est maintenant standard, la vitesse importe peu. Il servira pour la cartographie et à réinstaller quand tout sera planté, c'est inévitable. Beaucoup de matériels ont un lecteur DVD pratique pour voir des films, mais qui aura parfois des difficultés à lire certains CD.
Un graveur est certainement plus intéressant, car il n’aura pas ces problèmes de lecture.
Un combo est composé d’un graveur et d’un lecteur dans le même volume. Ils sont très séduisants en théorie, mais extrêmement fragiles et sources de multiples retours en SAV. Une manipulation un peu musclée des cd cassera les fragiles pignons plastiques. Avec des enfants à bord c’est très risqué.
Il est bien préférable d’utiliser un boîtier externe relié en USB2 ou FireWire qui recevra un lecteur ou graveur ordinaire, ce qui simplifie grandement le SAV au bout du monde.

L'option clavier et trackball externes (PS2 ou USB) est intéressante. Cela permet d’utiliser des claviers externes souples et étanches (vendus à vil prix) et de manipuler avec un ciré dégoulinant pour les moments de gros temps.

Le problème de l'alimentation est plus compliqué, pour fournir la bonne tension, souvent autour de 19 volts, mais à fort courant pour les mauvais. Les anciens modèles étaient pires, le bloc était multitension. Vérifiez s'il charge en marche.

Tous les PC ne sont pas égaux, certains ont un mauvais rendement énergétique et chauffent énormément en charge. Cela montre que la batterie est mal gérée et sa durée de vie sera brève. Il faudra alors n'alimenter que le temps strictement nécessaire (avec temporisateur et au moins un capteur thermique sous le PC) et couper quand la batterie chauffe. Vous ne pourrez pas le savoir au moment de l'achat, surprise !

Le choix du CPU : AMD, Pentium, Crusoe ou autre, rapide ou très rapide... Le matériel à la mode du moment évolue vite, n'achetez jamais le plus rapide, il est beaucoup trop cher et consomme trop, de toute manière, il sera périmé l'an prochain. Choisissez le milieu de gamme en promotion au moment de l'achat.

Fonctionner presque fermé : Il devrait fonctionner capot fermé, pour le ranger dans la table à carte par mauvais temps, en désactivant l'écran LCD pour se brancher éventuellement sur un écran externe (mais attention au surcoût). Cette condition est rare en bas de gamme.

Carte Vidéo : Performance maintenant toujours surabondante pour nos applications en SVGA.

Matrice active ou passive : Les actives ont un meilleur contraste mais sont plus chères que les passives qui ont maintenant disparu. Pour l'utilisation avec écran externe cela n'a pas d'importance. Pensez que les écrans LCD vieillissent vite et que leur contraste diminue rapidement. Il faut absolument les protéger de la chaleur et du soleil qui leur seraient fatal.

Sortie son : sans grande importance pour jouer de la musique, mais l'entrée compatible Sound Blaster permet de décoder directement les signaux météo de la BLU sans aucune interface...

Compléments : Le slot PCMCIA recevra une carte additionnelle si vous en avez le besoin, modem (pour le GSM, prévoyons l'avenir) et éventuellement Ethernet (pour la liaison au réseau de la maison).

L'imprimante est un problème à bord à cause de l'approvisionnement en consommables (encre) dans les coins perdus. En réception météo, il est agréable de sortir sa carte sur papier. Le problème est qu’il n’existe plus maintenant que des imprimantes photo couleur alors que le besoin est d’une petite monochrome simple.
J’utilise toujours de vieilles Canon BJ10SX, disponibles en occasion pour quelques dizaines d’Euros avec un convertisseur Centronics-USB (10€ rendu).
J’en ai toujours deux en état de marche dont une en secours sans un sas soudé avec déssicant et quelques cartouches neuves
En rechargeant les cartouches à la seringue, le prix de revient de la page imprimée est quasi nul.

Complément sur le choix du système d'exploitation évoqué au-dessus. Les diverses versions de Windows sont toutes buggées, mais différemment, les nouvelles versions apportent très peu d'améliorations mais demandent un disque beaucoup plus gros.
La moins mauvaise version est XP, la pire Vista.
Pensez aussi à Linux, remarquable pour sa stabilité, si vous le connaissez, mais il y a pour le moment beaucoup moins de logiciels. Linux est délicat à installer pour un débutant qui aura des problèmes de drivers.

Il ne faut pas prendre un modèle trop petit, et encore moins un palmtop qui ne sait pas gérer un affichage d'au moins 800*600 sur écran supplémentaire, il faut au moins 1024*768.

Remarque sur Windows : Ce n'est pas spécifique au bateau, mais Windows gaspille beaucoup la mémoire et chaque ouverture et fermeture d'un programme diminue le niveau de ressources, le "garbage collector " ne marche pas comme chez Linux, la mémoire se "mite ". Il faut rebooter sous Windows le plus souvent possible, mais heureusement il plante souvent ce qui simplifie le problème.

Configuration des modes d'économie d'énergie. Le réglage des modes d'économie d'énergie sera le plus agressif possible, le gain en énergie est très sensible.

Dans toute cette page, je parle des portables. Mais ce n'est pas la seule solution. Sur un gros bateau, il est possible d'aménager un équipet sous la table à cartes qui recevra un PC classique "tower ".

Cette solution fixe a divers avantages :
La maintenance est beaucoup plus facile car un portable est généralement impossible à dépanner en croisière alors que les pièces détachées d'un PC classique se trouvent dans le monde entier.
Ce matériel classique est moins cher, avec un petit moniteur LCD, un bel ensemble se retrouve au prix d'un portable moyen.
Il n'y a pas de batterie qui se dégradera très vite.

Mais elle a aussi des inconvénients :
Matériel plus encombrant. Il faudra bien ventiler l'équipet en branchant la sortie du ventilateur de l'alimentation sur une gaine débouchant dans le carré, l'air étant aspiré par une grille à la base.
Consommation importante, il faut tirer au moins 150 VA sur le convertisseur 12/220 soit une quinzaine d'ampères. Pour fixer les idées, un réfrigérateur ou les feux de navigation consomment en moyenne 3 A...

La consommation des PC fixes est très variable, suivant les matériels. Il faut mesurer la consommation moyenne réelle de sa configuration particulière pour avoir une idée.
Pour les débutants : Réaliser un petit bricolage en branchant en série, une prise mâle et deux femelles. La mâle sera branchée au secteur, une femelle à un bloc de prises (pc, moniteur, blocs d'alimentation), la deuxième femelle à un contrôleur universel, calibre intensité 5 A alternatif, de préférence à aiguille pour intégrer les pics de courant. Les règles sont simples, toutes choses étant égales par ailleurs, en simplifiant :

Plus le matériel est récent, moins il consomme. Le rendement s'améliore, la tension de service diminue avec des gravures plus fines, les modes d'économies d'énergie par mise en sommeil et le ralentissement de l'horloge sont plus agressifs...

Plus le système d’exploitation est récent (Vista), plus il consomme des ressources système et de l’énergie en rajoutant des gadgets inutiles et voraces.

Le courant variera beaucoup, au maximum pendant le boot, moins du quart quand il passe en sommeil profond, disque et lecteur de cd arrêtés avec écran noir.
Rappel des ordres de grandeur : Si le PC consomme un peu plus d'un ampère sous 220 V, la petite alimentation classique 250 VA pourra se contenter d'un convertisseur 250 W qui sera en limite de puissance pendant le boot mais qui refroidira ensuite en fonctionnement normal. Avec un bon rendement (80%) le convertisseur consommera en moyenne 250 W soit 20 ampères sous 12 volts. C'est énorme, une batterie de 75 A*h chargée à bloc ne tiendra pas quatre heures à ce courant en tenant compte des creux de consommation.
Vous comprendrez l'intérêt des modes d'économie agressifs. Il peut être utile de prendre un CPU récent et de "l'under-clocker " en réduisant sa fréquence, mais un portable équivalent consommera toujours beaucoup moins.
Les modèles récents savent très bien gérer l’énergie, et en réglant la configuration sur « économie de batterie », la vitesse du CPU s’adapte automatiquement, le ralentissement de l’horloge en phase de faible sollicitation diminue considérablement la consommation.

Les Mini PC comportent une carte mère bien plus petite qu'une ATX classique et comprenant d'origine tous les périphériques. En utilisant un CPU pas trop rapide, cela donne un très petit PC, silencieux et économique qui s'avère parfait pour notre utilisation à bord. Il suffit d'ajouter les moniteur lcd, clavier et souris.
Un des autres avantages de cette petite boîte discrète boulonnée sous la table à cartes est qu'elle n'attire pas l'œil des voleurs qui ne partiront qu'avec le PC portable facile à négocier.
Il existe de nouveaux formats en mini-PC, IPX ou plus petits encore, consommant peu et allant très vite, avec tous les périphériques intégrés. Il faut toujours privilégier ces nouvelles solutions, parfaites sur nos petits bateaux.
Pour la maison, ce format est aussi idéal en serveur de réseau ADSL et en client peer to peer tournant 24h sur 24 sous Linux. L'offre est abondante en très bons produits qui s'avèrent nettement moins chers qu'un portable.
Autre avantage sur les PC portables qui seront détruits s’ils prennent malencontreusement une giclée d’eau de mer, le matériel est bien abrité, et si le clavier et la souris viennent à prendre un bain ou s’écraser au sol sur un coup de gîte, la dépense sera minime pour remettre le matériel en état.

Les formats mini PC (barebone) sont aujourd'hui les meilleurs choix possibles pour le bourlingueur.

Après une étude soignée, la solution de deux PC portables, les derniers encore disponibles avec un port série avait été choisie pour équiper Itzamma.
Attention, il n’existe plus maintenant sur le marché de PC portables avec port série (voir la page USB > Série) , ni d’imprimante jet d’encre monochrome très légère, pourtant si pratique et économique, il n’y a que des couleurs plus encombrantes.
Un des PC est dédié à la navigation, cartographie, météo, courriel.
Le deuxième sert pour les multiples autres activités du bord, le développement, la gestion, la rédaction de documents et même pour les jeux des petits et des grands. Un des PC a un graveur, l’autre un DVD.
En cas de panne l’autre portable peut remplir les deux fonctions. Cela a parfaitement fonctionné pendant deux saisons, mais s’est arrêté très brutalement.
Aux Antilles l’insécurité est de plus en plus élevée, tous les bateaux sont cambriolés en moyenne une fois par an. Tous les copains et navigateurs de rencontre en sont régulièrement victimes, soit par visite armée nocturne avec des conséquences parfois dramatiques pour l’équipage, soit le temps de prendre l’apéritif sur un bateau ami mouillé à 100 mètres par des nageurs qui montent à bord, cassent un hublot avec un levier et repartent en poussant les coussins du carré comme flotteurs avec leur butin. Tous les mouillages des Antilles sont touchés, Français ou Anglais et les voleurs et le matériel ne sont jamais retrouvés. Il y a des cambriolages en permanence et aucun des moyens de prévention connus ne semble efficace. Les hublots et portes de nos bateaux ne résistent pas une dizaine de secondes quand un visiteur à décidé de rentrer sans invitation.
Suite à la dernière classique effraction, le bateau a été délesté de ses PC, blu, argent et bien d’autres choses. La visite précédente n’avait concerné que le moteur hors bord, parti alors que l’annexe était remontée, moteur cadenassé et huit personnes à bord dormant tranquillement.
Partant du principe que statistiquement la même chose se reproduira dans l’année suivante, le remplacement du matériel demande un palier de réflexion supplémentaire en accordant moins d’importance au côté technique et en privilégiant le côté sécurité.
Il semble donc plus rationnel d’abandonner l’idée du portable si facilement volé et de choisir à la place un mini PC comme évoqué au dessus.

Le mini PC est boulonné dans un équipet ce qui rend le vol beaucoup plus compliqué car les voleurs ne s’éternisent pas à bord. En quelques minutes, toutes les caches sont visitées et le butin léger et facile à négocier est évacué.

Aujourd’hui, les liaisons Wi-Fi sont très répandues et économiques.
L’idée simple et évidente est d’utiliser à la barre une ardoise électronique, constituée par un Palmtop en liaison Wi-Fi avec le PC dans la cabine qui contient la cartographie, les interfaces NMEA vers le GPS et les instruments. C’est un vrai régal de disposer à la barre, sans fil à la patte, de toute la puissance de l’électronique du bord. Cela marche très bien, mais présente un énorme défaut.
Nous n’avons pas à ce jour d’ardoise blindée disponible, qui puisse se ranger mouillée dans la poche du ciré, tomber au virement de bord sans éclater, bref survivre à une petite navigation tranquille.
Un Palmtop actuel est cher et extrêmement fragile, un tel bijou ne peut prendre l’air dans le cockpit que dans un moment de grand calme, hors toute manœuvre, en gros il est donc inutilisable.
Nous attendrons donc que sorte pour un prix acceptable une ardoise Wi-Fi marinisée qui aura un gros succès sur nos bateaux.

Le GSM s'est développé à grande vitesse, il est utilisable en côtière et permet, sous certaines conditions d'accéder à l'Internet.

En avoir ou pas… That is the question… D'après les études les plus récentes, Christophe Colomb aurait découvert les Indes (enfin, presque...), sans avoir de PC portable à bord. Cela tendrait à prouver qu'un bateau pourrait naviguer sans quelques PC ! Ne vous précipitez pas sur un achat impulsionnel, si vous n'être pas motivé ou intellectuellement prêt, ce ne sera qu'un gadget inutile… Ne jetez surtout pas vos cartes papier.

Je ne donne pas de liens vers les matériels, il y en a trop et les produits changent tous les jours. Les promotions ne sont décrites nulle part auparavant. Explorer les offres pendant quelques jours avant l'achat.

Il y a maintenant un très grand choix sur les petites cartes de 17 cm de côté à faible consommation et dissipation, pour faire un bon PC exploitant les logiciels de navigation. Cherchez sous Google, "mini pc ", 200.000 réponses..

Nauticom, distributeur de matériel électronique pour la plaisance : nauticom.fr

Les alimentations en basse tension pour PC sont rares :
12 volts PC supply (DC DC power) : keypower.com

Les fournisseurs de circuits de découpage pour les alimentations en basse tension

Maxim, le leader incontournable au catalogue énorme : maximic.com
ensuite, Linear Technology : linear.com
Analog Devices, mais ce n'est pas leur produit principal : analog.com
Supertex (peu de produits, voir HV9606): siliconfoundry.com

Merci aux journalistes qui pillent sans vergogne mon site,
d’avoir au moins la courtoisie de citer leurs sources…

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Dernière retouche le 04 Janvier 2008 à 13 h