Електрична система

Генератор

У січні 2022-го я забрав генератор додому перевірити. Сподівався, що це лише регулятор. Коли розкрив корпус, побачив згорілі обмотки статора, тож тепер він годиться хіба що як якір. У гаражі лежав автомобільний генератор на 63 А з іншим кріпленням, і ножівкою та власними руками я пристосував його до Yanmar 2QM20. Згодом візьму з нього змінний сигнал для тахометра й додам контроль напруги, щоб довга робота двигуна не перезаряджала акумулятори. ЗГОДОМ.

Того місяця став новий кабель берегового живлення, а старий пішов на пенсію.

І кріплення ходового вогню. Серйозно?

Чому проводка йде довкола всього човна?

Червень 2022-го приніс ще один сюрприз: оригінальна проводка йде по правому борту, розвертається і повертається по лівому. НАВІЩО?

Вересень 2022-го. Я знав, що оригінальній проводці 40 років, вона не лужена, не «морська», а розетки на 110 В поїдені корозією. Але те, що я знайшов під ОРИГІНАЛЬНОЮ ізострічкою, переконало мене, що міняти треба все. Розвага №1: під час будівництва, схоже, дроти в шафці гальюна обрізали закоротко, додали шматок двома слабкими скрутками й обмотали стрічкою. Я майже певен, що це оригінал: та сама стрічка, що й на всіх джгутах. Розвага №2: розетка на 110 В біля штурманського столу взагалі не мала коробки; її просто запхали в отвір в обшивці.

У вересні я ще швидко перевірив побутовий і стартовий акумулятори: в одному лишилося 5–6 А·год, в іншому 10–15. Обидва були на межі смерті, тож я їх замінив.

Потім виявилося, що ВСЯ оригінальна проводка — товста багатожильна мідь, не лужена й окиснена. Навіть усередині оригінального джгута були скрутки. І на моєму човні кожен дріт лівого борту йде від головної панелі до носа й назад. Не розумію навіщо. Під трапом у каюту є ідеальний шлях, і на власній схемі Irwin дроти намальовані саме там, а не довкола всього човна. Справа не лише в довжині: так система ще й вразливіша до блискавки. Ось гарний приклад ОРИГІНАЛЬНОГО силового джгута: схоже, дроти вийшли трохи закороткі, і їх подовжили.

Уся проводка мала 40 років, і я їй більше не довіряв, тож вирішив замінити все. Кілька годин пішло на те, щоб вигребти місце для прокладання. Потім я зібрав джгут, кожен дріт позначений з обох кінців, і кожні 18 дюймів приклеїв до корпусу монтажні бруски, щоб його тримати.

Два спостереження не про проводку. У кутку ліворуч від штурманського столу купа невикористаного місця. Перша думка: ОГО, гарне місце, щоб сховати електроніку. Але дістатися туди для обслуговування буде кошмаром. А шматок клеєної фанери в кутку пілотської койки — водночас і всередині, і назовні: ззовні він не заформований, тож вода легко в нього потрапляє. Коли я його зняв, отримав «гарний» отвір з-під люка моторного відсіку просто в каюту. Там має бути склопластик, а не лише фанера.

Потім з'явилася нова система проводки, за моєю схемою.

Дроти для електричного туалету, холодильника, авторульового й помп, усі акуратно вздовж бортів. Я перевірив оригінальний зарядний пристрій, і, сюрприз, він був зламаний: справжнього струму заряду ніякого, лише трохи пульсації. Новий зарядний 3x5 А став на тимчасове місце.

А в березні 2023-го, вдома, маленький побічний проєкт: в одному з моїх 18-вольтових акумуляторів Bosch для інструмента зламався кулачок засувки. Я зламав його ще роки тому й тримав на малярному скотчі, і зрештою це остогидло. Тож я змоделював і надрукував на 3D-принтері новий кулачок. Коли маєш 3D-принтер, ніщо не буває зламаним надовго.

Інвертори й літій

У жовтні 2022-го я на сухо перевірив інвертор на 3 000 Вт, що живив кондиціонер від одного універсального акумулятора; мої літієві батареї тоді ще будувалися. Кондиціонер працював добре, з максимальним навантаженням 1 200 Вт. Ще я спробував маленький інвертор на 400 Вт з холодильником. Працює добре; на етикетці холодильника 0,8 А, значно нижче межі.

Щоб інвертор на 3 кВт працював з літієвою батареєю на 10,8 В, довелося змінити його поріг відсічки за низької напруги, підкрутивши резистор на 20 кОм на маленькій платі керування. Батарейний ящик точно ліг у шафку поруч з оригінальними акумуляторами.

Потім я зробив у тому відсіку рівну підлогу під літієву батарею. Може, туди влізе й п'ятий блок.

Геть від старої панелі

У квітні 2023-го на задню стінку запобіжникової коробки стали клемні колодки, і вся сильнострумова та 110-вольтова проводка отримала кінцівки.

У травні зарядний пристрій переїхав на постійне місце, оригінальні панелі вийшли, а тимчасові з'єднання лишили мені живлення: запобіжник 15 А на постійному струмі, 25 А на змінному. І полиця під інвертор.

Потім розетка на 110 В у носовій каюті, а також розетка на 12 В і USB-зарядка там само. Тимчасовий вимикач для ходових вогнів. Час збирати панель вимикачів.

Далі: чотири розетки на камбузі, нижня пластина, що відділяє відсік розподільчої панелі від моторного відсіку, і проєкт нової електричної панелі.

Нова панель

Липень 2023-го: проєкт нової панелі, виготовлення в гаражі, збирання і перша примірка. Дуже тісно, але влазить.

Потім її встановлено. Уся стара проводка пішла, крім одного з'єднання — носових ходових вогнів. Індикатори мають кольоровий код:

• Червоний: проблема або щось, на що варто звернути увагу (працює трюмна помпа, газ, світло в моторному відсіку, сервісна паливна помпа).
• Жовтий: кола, що працюють, коли хтось на борту або на ходу.
• Зелений: може або мусить лишатися ввімкненим.

Я замінив усі розетки на 110 В і обтиснув як слід кільцеві наконечники. Поки що це звичайні побутові розетки. Було б добре мати щось більш «морське», але нічого розумного я не знайшов. Основне живлення перепідключене до нової проводки, з ПЗВ на 25 А в коробці IP68 між головним вводом і панеллю, за 2 фути від порту берегового живлення. Дуже важко дотриматися правила про відстань від мокрого вихлопного шланга. Не маю уявлення, що з цим робити.

Причал повернули на 90 градусів

Жовтень 2023-го. Зазвичай я приїжджаю в марину рано, і того дня приїхав десь о 7 ранку і... не побачив свого човна. Більше того, я не побачив ПРИЧАЛУ, біля якого стояв мій човен. Подзвонив власнику марини, і, звісно, о 7 ранку в суботу він не відповідає. Коротко: вони розвернули весь причал разом з усіма човнами на 90 градусів. П'ять дуже важких хвилин, а потім я знайшов свій човен.

Другий сюрприз: на причалах не було електрики. Третій: човен тепер стояв там, де зайти й вийти майже неможливо, десь 10 футів від берега до транця і 3 фути від стерна до каміння. Пізніше власник дозволив мені помінятися з човном через причал.

Але електрики все одно не було. Тож я поїхав додому й привіз інвертор і мою літієву батарею на 2,5 кВт·год.

Тоді я вперше запустив інвертор на човні. «Суха» установка: інвертор на картонній коробці, його вихід — на дроти, які я для нього проклав, низьковольтні кабелі — до батареї, і старт. Усе працювало ідеально. На панелі 110 В засвітилася лампа інвертора, і я перемкнув вхід на «інвертор». З однією батареєю я міг брати лише близько 1 кВт, щоб не спрацювала BMS, але цього вистачало на зарядку свинцевого акумулятора, світло, вентилятор і час від часу великий будівельний пилосос та деякий електроінструмент.

Я поставив на панель постійного струму екран монітора батареї, але він показує струм батареї, а не побутове споживання. Коли щось заряджає батарею, бачиш струм батареї, а не те, що споживає човен. Тож я додав ще один вимірювач поруч з термостатом холодильника, щоб бачити справжнє споживання 12 В. Не пишаюся цим рішенням, але краще зараз, ніж потім. Ще я на примірці поставив монітор батареї й шунт на свинцевий акумулятор і залишив на кілька днів, щоб побачити, скільки вони споживають: менше 10 мА, тобто близько 5 000 годин, або приблизно 7 місяців, щоб розрядити акумулятор. Думаю, для «саморозряду» це нормально.

Панель штурманського столу

У січні 2024-го я зібрав панель біля штурманського столу, з покажчиками рівня води й пального і маленьким 2,5-дюймовим термопринтером, раптом захочеться надрукувати «квиток». Світло над столом регулюється від «досить для хірургії» до «майже нічого не видно». Покажчик фекального бака стоїть у гальюні, де ви глянете на нього перед використанням.

Я під'єднав той покажчик фекального бака до індикатора в гальюні, з живленням від автомата «WC», тож коли збираєшся змивати, бачиш, скільки ще місця лишилося для «добра». Увімкнув термопринтер: завжди приємно мати на борту щось, що вміє друкувати. Потім підготувався до холодів з обігрівачем моторного відсіку. А потім ПРИЙШЛИ ХОЛОДИ: −5 °C надворі, причали вкриті льодом, а озеро десь +15 °C і парує, як чай у чашці.

Нові батарейні кабелі

Усю проводку після панелі автоматів я замінив на гнучкий лужений дріт за UL 1426, а батарейну частину лишив як була. Тепер настала її черга. Пішло три дні: один, щоб розібрати стару проводку, один, щоб розібратися з проводкою двигуна й почати нову, і один, щоб закінчити, прибрати, підписати й стягнути стяжками.

Що мені не подобалося в оригінальній батарейній проводці:

• Старі дроти сильно окиснені, з багатьма обірваними жилками.
• Неякісне обтискання, жилки стирчать з наконечників.
• Вимикач батарей за 7 футів від батарей.
• 15 футів плюсового кабелю від батареї до стартера плюс 4 фути мінусового, усе 2 AWG.
• 10 AWG на мінусі від батарей до панелі постійного струму, справді замалий переріз.
• Немає способу заряджати обидві батареї від генератора, не з'єднуючи їх паралельно, а це має бути крайній захід.
• Жодної з додаткових функцій, які я хотів.

Мета: зручно, безпечно, за стандартом, надійно, легко полагодити, якщо щось відмовить, і з усіма бубонцями, які я хочу. Звучить просто. Нова проводка:

• Вимикачі перенесені просто біля батарей. Три штуки: стартовий, побутовий і з'єднувальний (1+2).
• Стартерні кабелі скорочено до 3 футів плюса і 3 футів мінуса, з перерізом збільшеним до 0 AWG, щоб стартер міг за потреби брати все з обох батарей.
• Автомат на 50 А в побутовому колі, одразу після вимикача.
• Подвійний ізолятор батарей, щоб генератор заряджав обидві батареї.
• Модуль «ідеального діода», щоб побутова мережа працювала від 14-вольтового блока живлення з берега, коли він є. Зарядний пристрій плутається, коли на батареї є навантаження, а він намагається заряджати. Більше ніякої плутанини. (Спойлер: він знайшов нові способи заплутатися. Див. «Уроки літію» нижче.)
• Розумний монітор на кожній батареї: два шунти на 400 А з їхньою електронікою.
• Проводка для моєї літій-іонної батареї на 2 480 Вт·год до інвертора на 3 кВт, із запобіжником і вимикачем. Літій не живить 12-вольтову систему напряму, лише інвертор. DC-DC зарядний до побутової батареї буде згодом.
• 4 AWG від батарей до панелі постійного струму, витримує до 130 А.

Спершу ідеї на папері, потім підрахунок кожної довжини й перерізу. Я замовив усі кабелі готовими в Battery Cables USA й отримав їх за три дні, з дуже гарним обтисканням і справжнім морським батарейним кабелем. На те, щоб усе вийшло правильно, пішло багато планування. Я розклав кабелі, щоб перевірити довжини й розміри наконечників, потім розклав компоненти. Вимикачі, діоди й автомати — у моторному відсіку, з лівого боку, просто біля батарей по той бік стінки. У 2D виглядає трохи безладно; у 3D краще. Ось батарейний відсік з моніторами на бічній стінці і вигляд у бік двигуна, де на другий день деякі дроти ще «літають».

Передзаряд інвертора

Коли інвертор на 3 кВт і літієва батарея запрацювали, я захотів вимикач для цієї «солодкої парочки». Але коли я вперше під'єднав батарею до інвертора, BMS її вимкнула: величезний кидок струму на заряд вхідних конденсаторів інвертора. Тож конденсатори треба спершу зарядити. Я додав кнопку і резистор на 100 Ом паралельно головному вимикачу, зі світлодіодом, що показує напругу на резисторі. Тепер я «попередньо заряджаю» інвертор: натискаю кнопку й чекаю, поки світлодіод згасне, потім вмикаю. Ось нова панель вимикача живлення на примірці.

Ще я знайшов, що щось тисне на задню стінку великого екрана в кокпіті й навантажує РК-матрицю. Це була коробка USB-подовжувача, затиснута між фанерою і дисплеєм. Я вирізав отвір, щоб зняти напругу. Це було як копати довкола міни: прорізати фанеру й не зачепити адаптер. Трохи подряпав, але він досі працює. Гарна кришка — наступного разу.

Усі антенні кабелі тепер з'єднані роз'ємами N-типу, і можна закривати стелю. Перевірка ручною УКХ-радіостанцією: сигнал з антени на топі щогли значно кращий. На жаль, в Остіні немає служби радіоперевірки; принаймні я не знайшов. А «підсилювальна» батарея, ще 1 200 Вт·год, стала поруч з моєю літій-іонною інверторною батареєю на 2 480 Вт·год. Тонкий дріт живить розумний монітор. Ще треба придумати, як закріпити батареї в шафці.

Кабелі щогли

У лютому 2024-го я загерметизував останній шматок проводки: місце, де кабелі щогли проходять крізь палубу. Поки що там три кабелі: ходові й палубні вогні, антена УКХ і вітровий прилад. Спершу подивімося, що вийшло зі щогли. Просто 40-річний човен: по три з'єднання на кожному дроті, сховані всередині щогли, обмотані шарами ізострічки, одні обтиснуті, інші скручені.

Я вибрав єдину кабельну герметичну коробку на 3+ кабелі, щоб згодом додати ще, у версії з нержавійки з порошковим фарбуванням. Вона добре продумана, але я люблю трохи піднімати палубні прохідники, щоб вода обтікала ущільнення. Тож до палуби заламінована 6-міліметрова монтажна пластина з G10, яка ще й дає гарну рівну поверхню під сальник. 20 хвилин у CAD і 15 хвилин на ЧПК. Пластина посаджена на загущену епоксидку з галтелями довкола.

Кабелі отримали поліестерові плетені чохли, для захисту від ультрафіолету, і виглядають кумедно. Видно піднесену пластину, з приблизно пів дюйма з кожного боку, щоб вода обходила. Латання й фарбування — згодом.

До речі, основа щогли виглядає тріснутою, але коли я свердлив палубу під дроти, стружка заповнювача була зовсім сухою, тож тріщини, мабуть, лише в гелькоуті. Полагоджу, коли щоглу знімуть. Не зараз.

Під палубою я теж упорядкував проводку. Дроти опускаються до нижньої точки перед з'єднанням, як водяна пастка на випадок протікання. Потім перевірка водою: 2-дюймова дамба з малярного скотчу довкола ущільнення, заповнена водою й залишена на 30 хвилин. Усередину не крапнуло, принаймні поки що.

Я провів кабель вітрового приладу до OpenPlotter, тож тепер на панелі в мене і прилад, і зображення з камери. А отвір, який я вирізав, щоб зняти тиск з РК-екрана в кокпіті, закрила пластина-заглушка. Може, згодом це буде одна суцільна пластина.

У лютому 2026-го, на верфі, щогла отримала всі нові кабелі, вісім загалом:

• Топ щогли: антена УКХ/AIS, триколірний/якірний вогонь (16 AWG), вітровий датчик і камера (20 AWG).
• Рівень радара: кабель радара B&G, запасний Ethernet Cat5 для 4G/Wi-Fi-роутера і 4-жильний кабель живлення 18 AWG на майбутнє.
• Ходовий вогонь: 2-жильний 16 AWG.
• Краспиці: палубні вогні, 4-жильний 16 AWG.

З'єднати їх під палубою: легко сказати, але дві години возні. Ще треба було протягнути три дроти до штурманського столу: радар, живлення камери Ring і запасний Ethernet із середини щогли.

Уроки літію

У 2025-му літій-іонну інверторну батарею (2 480 Вт·год плюс «підсилювальна» на 1 200 Вт·год) замінила одна батарея LiFePO4 на 315 А·год.

Березень 2026-го: нова побутова батарея LiFePO4 на 100 А·год уже кілька тижнів стояла без нормального запобіжника. На батарейний кабель став запобіжник класу T. На головну панель — захисні рамки автоматів. А за панеллю під'єднано зарядний Victron на 25 А для інверторної батареї. Ще треба: його живлення 110 В і реле, що блокуватиме заряд, коли система 110 В працює від інвертора.

У квітні 2026-го я від'єднав побутову батарею від генератора: заряджати LiFePO4 від генератора двигуна, не стежачи за його температурою, — не найрозумніша ідея.

Ще в квітні я додав регулятор яскравості для індикаторних світлодіодів на головній панелі.

У мене є трибанковий зарядний NOCO GEN5X3 для стартової, побутової й брашпильної батарей. Він добре працював близько чотирьох років зі свинцево-кислотними. Потім побутова батарея стала LiFePO4, і я перемкнув цей банк у літієвий режим. Спершу все виглядало добре. Ще в мене був блок живлення на 40 А, 14,2 В, що живив 12-вольтову систему від берега, поєднаний з батареєю через модуль ідеального діода на 100 А.

Однієї ночі, коли я ночував на борту, я побачив, що світло час від часу блимає, а навігаційний комп'ютер перезавантажується кожні 10–15 секунд. Загадка. Я перевірив великі навантаження, слабкі контакти, погану проводку. Потім побачив, що NOCO показує «Overvoltage» на літієвій батареї. Несподівано. BMS не показувала нічого підозрілого: батарея просто була на 100%.

Потім я з'ясував, що BMS трохи розумніша, ніж треба. На 100% вона просто розриває шлях заряду. Ніякої помилки, лише режим «тільки розряд». Після відпочинку напруга батареї падала назад до 13,9–14,0 В. Зарядний це бачив і вирішував заряджати знову. Але BMS заряд заблокувала, тож струмові не було куди йти, і він давав короткий сплеск близько 16,5 В. Батарея не могла його поглинути, тож він ішов на модуль ідеального діода. Модуль бачив, що з боку батареї раптом вища напруга, і перемикав джерела, а оскільки імпульс був дуже короткий, це збивало з пантелику всю схему розподілу і давало сплеск, а потім провал на шині 12 В. Захисна розетка мого комп'ютера бачила погану напругу й вимикала комп'ютер. За кілька секунд усе відновлювалося, а потім повторювалося знову. Три розумні пристрої, а разом влаштували одну дурну вечірку.

Саме це підштовхнуло мене спроєктувати власний перемикач живлення на кшталт ДБЖ. Він в історії «Дрібна електроніка».

Справжній ELCI

У травні 2026-го ПЗВ берегового живлення почав вибивати щоразу, коли запускався компресор холодильника. Я раніше перевіряв виводи компресора на корпус і не намірював нічого меншого за кілька мегом, тож був певен, що компресор у порядку. Може, ПЗВ відсирів або став надто чутливим у вологості. Коли він вибив знову, я вирішив, що час для справжнього пристрою захисного вимкнення від струму витоку (ELCI), зробленого для човнів.

Сказати, що ELCI дорогі, — нічого не сказати. Навіть зі знижкою важко знайти щось дешевше за $250. Але мені страшенно не подобається ідея 110 В на човні без захисту від витоку, тож я зціпив зуби: ELCI на 30 А і коробка IP67, щоб замінити промисловий ПЗВ на DIN-рейці.

Він прибув, гарний і блискучий. Я годину ставив нормальні наконечники на дроти й думав, як їх прокласти. А потім, на останньому гвинті, почув «хрусь», і клема розхиталася. Усередині її не закріпили як слід. Отже: ні ПЗВ, ні ELCI до наступного разу.

Walmart повернув гроші за зламаний, і я замовив новий, Blue Sea A-Series на 30 А, двополюсний. Тепер на береговому живленні стоїть справжній ELCI. Я знайшов коробку IP68, наскільки можна малу, і як завжди вона «трохи замала», але наступний розмір уже справді великий. ELCI для панельного монтажу в коробці без передньої панелі — не проста справа: він глибокий і не влазить в основу, тож панель мусить виступати приблизно на 1/4 дюйма. Я спроєктував панель, що виступає, з різьбовими вставками в коробці, і окреме місце для клемної колодки заземлення за маленькою стінкою. Він стоїть за 10 дюймів від вводу берегового живлення, у правій шафці кокпіту, до нього легко дістатися. А ось і справжня етикетка.

Від голої міді, скрученої під ізострічкою, до ELCI, розумного перемикача живлення і кожного дроту, підписаного з обох кінців: електрика — це та частина «Віри», що змінилася найбільше, хоч більшість цього й не видно.