Какой датчик лучше для Авиагоризонта ICM-42688P или MPU-9250

Moreman2008

Я люблю строить самолеты!
Откуда
Москва

Характеристики и отличие​

Вот ключевые спецификации обоих датчиков:
ПараметрICM-42688PMPU-9250
Осей6-ось: гироскоп + акселерометр. TDK InvenSense+19-ось: гироскоп + акселерометр + магнитометр. TDK InvenSense+1
Разрешение / диапазоны гироскопа±15.6 до ±2000 °/с, очень низкий шум (≈2.8 mdps/√Hz) TDK InvenSense+2TDK InvenSense+2±250 до ±2000 °/с, шум порядка 0.01 °/с/√Hz (в зависимости от фильтра) TDK InvenSense
Шум акселерометра≈70 µg/√Hz TDK InvenSense≈300 µg/√Hz TDK InvenSense
Точность по температуре / стабильностьПоддержка внешнего тактового сигнала, более высокая устойчивость к температурным дрейфам, фильтры, цифровые фильтры. TDK InvenSense+2eejournal.com+2Имеет нормальную температурную стабильность, но по характеристикам шумов и дрейфов чуть хуже, чем у более современных моделей. TDK InvenSense+1
Потребление, интерфейсыПоддержка I3C, I²C, SPI; в режиме Low-Noise/Gyro & Acc Low-Noise потребление ≈0.88 mA TDK InvenSense+1Потребление выше, особенно когда включены все оси, гироскоп, акселерометр и магнитометр. TDK InvenSense+1
Магнитометрнет встроенного магнитометра — может быть нужен внешний источник ориентирования по магнитному полю для направления (курса) или компенсации дрейфа.Магнитометр встроен (3-осевой) — даёт возможность определять направление (yaw) относительно магнитного поля. TDK InvenSense+1
Наличие / устареваниеНовый более современный, с лучшими шумовыми характеристиками; более устойчив к температурному дрейфу. eejournal.com+1Устаревающий / EOL (конец жизненного цикла) по документации. DigiKey+1

Что важно для авиа-горизонта​

Для авиа-горизонта главное:
  • Точность в наклонах (roll/pitch) — низкий дрейф гироскопов, хороший акселерометр, фильтрация вибраций.
  • Курсовая составляющая (yaw) — либо магнитометр, либо другое внешнее ориентирование (магнитное поле, GPS курс и т.п.).
  • Стабильность температур — на больших высотах / разной температуре важна устойчивость характеристик.
  • Надёжность / отказоустойчивость, устойчивость к вибрациям, шоку.

Сравнение применительно к авиа-горизонту​

  • ICM-42688P будет давать более чистый, менее шумный сигнал по угловым скоростям и ускорениям, особенно для roll/pitch, поскольку у него более низкий шум и лучшая температурная стабильность. Это значит, что горизонт будет «держать» наклоны без сильного дрейфа, особенно при хорошей фильтрации и стабилизации вибраций.
  • MPU-9250 имеет преимущество в том, что в нём уже есть магнитометр для определения yaw (курса) без внешних датчиков. Но магнитометр часто проблемный: магнитные искажения в самолёте (металл, проводка, магнитные материалы) сильно влияют; часто надо делать тщательную калибровку и возможно фильтрацию.
  • Однако MPU-9250 является устаревшим, что может означать, что запас его надёжности, поддержки, устойчивость к изготовлению хуже, возможно вариации между партиями.
  • В ситуации, где можно отказаться от магнитометра (например, курс берётся из GPS/компас/полётного контроля), ICM-42688P даст более качественные показания.

Минусы​

ICM-42688P:
  • Нет встроенного магнитометра → нужно дополнительное устройство, если нужен yaw.
  • Стоимость может быть выше, сложность более высокой точности требует более тщательной настройки и фильтрации.
MPU-9250:
  • Большее дрейф / шум, особенно в акселерометре, хуже температурно-шумовая стабильность.
  • Зависимость от магнитометра: может быть подвержен помехам, искажением магнитного поля.
  • Устаревший чип — может встречаться менее качественная партия, сложности с запасными.

Моё заключение​

Если бы я делал авиа-горизонт для лёгкого самолёта и мог выбирать, я бы предпочёл ICM-42688P с добавлением внешнего магнитометра или внешнего источника направления (или комбинировал с GPS/компас). Основная задача горизонта — roll/pitch стабильно держать — и здесь ICM-42688P выигрывает по шума, температурной стабильности и современным характеристикам.

Если же важна интеграция курса внутри сенсора и не хочется добавлять другие датчики, и если магнитометр скорее всего можно нормально калибровать и условия не экстремальные, MPU-9250 может быть приемлем, особенно если бюджет ограничен или уже есть модуль с ним.


Это все выдал известный чат. Поделитесь пожалуйста практическим опытом, какой датчик будет более менее нормально работать в координированных поворотах (шарик в центре)? Магнитометр не интересен так как есть отдельный компас
Спасибо
 
Без алгоритмической привязки к воздушной скорости +вариометру+ магнетометру или GPS ни один ни другой более пары минут достоверно авиагоризонт рисовать не сможет.
Т.е. на прямолинейных участках полета нужно постоянно перекалибровываться, приводя авиагоризонт в вектору силы тяжести.
 
Без алгоритмической привязки к воздушной скорости +вариометру+ магнетометру или GPS ни один ни другой более пары минут достоверно авиагоризонт рисовать не сможет.
Т.е. на прямолинейных участках полета нужно постоянно перекалибровываться, приводя авиагоризонт в вектору силы тяжести.
Вроде как можно кодом в ардуино это исправить Madgwick/Mahony ,Фильтр Калмана
 
+- одинаково. Betaflight -совместимые флайтконтроллеры делают и с тем и другим.
Нa выхаде одинаковая какашка получится.

Нормальная инерциалка, стабильная в течении нескольких часов , в наше время делается на лазерных гироскопах .
Их на aliexpress и авито не продают.

Но , если есть жедание рукоблудить, можно сделать своими руками.
 
G5 , судя по мануалу , перейдет в Aligning моде - будет рисовать

и подтягивать авиагоризот при горизонтальном полете.
Если горизонтальность вашего полета ему не понравиться- нарисует черный экран и
попросит лететь горизонтально.
При интервалы ничего не написано.
Dynon D2 и D3 живут без gps 2 минуты или около того.

Как себя поведет G5 без GPS при горизонтальном полете с педалью и креном - было бы затятно проверить.

ddddd.jpg
 
Назад
Вверх