Датчики среды и движения
Датчики, которые меряют не расстояние, а состояние среды и движение: газ и CO₂, частицы в воздухе, давление, осадки, ветер и солнечную радиацию, а также ускорения, угловые скорости, магнитное поле и наклон. Большая часть — модули DFRobot серий Gravity и Fermion и платы Waveshare с распаянным разъёмом и цифровым выходом.
Для беспилотника из этого набора важнее всего барометр и инерциальный модуль: по барометру держится высота, по гироскопу и акселерометру — ориентация. Их ставят подальше от потока винтов и силовых проводов: барометр иначе плавает от обдува и нагрева, а магнитометр врёт от тока.
Газовые и метеодатчики чаще едут полезной нагрузкой — для мониторинга выбросов, теплиц или наблюдения за погодой. У них смотрят время прогрева, диапазон и способ калибровки: NDIR, электрохимические и лазерные сенсоры работают по-разному, а точность заявлена для определённой температуры и влажности.
Как выбрать
Сверяют по: диапазон измерения, интерфейс, питание, рабочий ток, рабочая температура
Сводная таблица характеристик
Значения приведены по данным производителей. Колонки, не заполненные у большинства позиций раздела, в таблицу не выводятся.
| Модель | Диапазон измерения | Интерфейс | Питание | Рабочий ток | Рабочая температура |
|---|---|---|---|---|---|
| SEN0609DFRobot | расстояние 1,2–25 м; скорость 0,1–10 м/с | UART и цифровой выход высокий/низкий уровень | 3,3 В / 5 В | — | −40…+85 °C |
| SEN0142DFRobot | гироскоп ±250, ±500, ±1000, ±2000 °/с | I2C, вспомогательная шина I2C для внешнего магнитометра | 3–5 В | — | — |
| SEN0536DFRobot | CO₂ 400–5000 ppm | I2C, адрес 0x62, разъём Gravity | 3,3–5 В | — | — |
| SEN0539-ENDFRobot | — | I2C (адрес 0x64) и UART, разъём Gravity | 3,3–5 В | — | 0…+70 °C |
| BMM150 3-axis Magnetometer SensorWaveshare | — | I2C / SPI (I2C шина по умолчанию) | 3,3–5 В | — | −40…+85 °C |
| Sense HAT (C) for Raspberry PiWaveshare | 260–1260 hPa | — | — | — | — |
| Sense HAT (B) for Raspberry PiWaveshare | — | — | — | — | — |
| SEN0019DFRobot | — | — | 5 В | 100 мА | — |
| SEN0409DFRobot | — | I2C (Gravity) | 3,3–5 В | 8–10 мкА(режим низкого потребления и малого шума)/0,12 мА(режим высокой производительности) | −40…+85 °C |
| FIT0658DFRobot | 4 мм | — | 5 В | 30 мА | −20…+65 °C |
| SEN0381DFRobot | 0–200 см (регулируемый) | — | 5 В | — | −10…+60 °C |
| SEN0447DFRobot | 1–10 мм, регулируется (по металлу до 20 мм) | — | 10–30 В | — | −25…+70 °C |
| SEN0556DFRobot | — | — | 5 В | менее 30 мА | −20…+75 °C |
| SEN0531DFRobot | регулируется в пределах 1–400 см | — | DC 5–24 В | 15 мА | −20…+85 °C |
| SEN0419DFRobot | — | — | 3,3 В | — | −40…+85 °C |
| SEN0622DFRobot | ±2000 мкТл | I2C | 3,3–5 В | 200 мкА в обычном режиме при частоте опроса 100 Гц | −40…+85 °C |
| SEN0372DFRobot | — | I2C (допускает 5 В) | 3,3–5,5 В | — | 0…+65 °C |
| SEN0371DFRobot | 300–1250 гПа | I2C (до 5 В) или SPI (3,3 В) | 3,3–5,5 В | 0,5 мА | −40…+80 °C (наибольшая точность в диапазоне 0…+65 °C) |
| SEN0423DFRobot | — | I2C/SPI | 3,3 В | спящий режим режим (54 мкА) / обычный режим (357–650 мкА) | — |
| SEN0667DFRobot | — | 2,54 мм штыревая гребёнка гнездо | DC 3,3 В | 200 мкА | 0…+65 °C |
| SEN0666DFRobot | — | 2,54 мм штыревая гребёнка гнездо | DC 3,3 В | 200 мкА | 0…+65 °C |
| SEN0697DFRobot | ±2000 мкТл (магнитометр) | I²C | 3,3 В | 1,12 мА | — |
| SEN0695DFRobot | ±2000 мкТл (магнитометр) | I²C | 3,3 В | 0,92 мА | — |
| SEN0693DFRobot | — | I²C | DC 3,3 В | 720 мкА | — |
Трёхосевой магнитометр Waveshare BMM150, I2C/SPI, 0,3 мкТл
Плата датчиков Waveshare Sense HAT (C) для Raspberry Pi, АЦП 16 бит
Плата датчиков Waveshare Sense HAT (B) для Raspberry Pi, АЦП 16 бит
Что проверить перед покупкой
- Проверьте интерфейс и уровень логики: I2C, SPI, UART или аналоговый выход и питание 3,3 или 5 В должны совпадать с контроллером.
- Барометр на борту закройте от обдува винтами и от солнца: иначе показания высоты плавают вместе с потоком и нагревом корпуса.
- Магнитометр и инерциальный модуль ставьте подальше от силовых проводов и регуляторов и калибруйте на месте установки, а не на столе.
- У газовых датчиков сверьте время прогрева и диапазон: многие выходят на режим через минуты после включения, а точность указана для определённой температуры и влажности.
- Сверьте рабочую температуру и степень защиты: метео- и газовые датчики снаружи работают в росе, пыли и на морозе.
Производители в разделе
О позициях раздела
Измерительный модуль DFRobot: датчик с готовой обвязкой и цифровым выходом, подключается к контроллеру напрямую.
Смотрите, для каких условий заявлена точность: у барометров и газовых датчиков она зависит от температуры и влажности, у магнитометров — от калибровки на месте установки.
Датчик серии Gravity или Fermion: плата с распаянным разъёмом, которую не нужно паять и обвязывать — сразу в работу.
Вопросы по разделу
- Почему барометр на дроне показывает неверную высоту?
- На него дует поток от винтов, а солнце и регуляторы греют корпус: давление и температура в отсеке отличаются от наружных. Барометр закрывают поролоном от обдува и света и не ставят рядом с горячими узлами.
- Нужен ли отдельный инерциальный модуль, если он есть в полётном контроллере?
- Для полёта — нет: контроллер уже содержит IMU и фильтр. Отдельный модуль берут для подвеса, антенного трекера, наземного робота или как независимый второй источник ориентации.
- Как ставить газовый датчик на дрон?
- Вне потока от винтов или с заборной трубкой: нисходящая струя разбавляет пробу. Перед замером датчик прогревают столько, сколько требует паспорт, — у многих сенсоров это минуты.
- Производители каких марок собраны в разделе «Датчики среды и движения»?
- Waveshare, DFRobot. Характеристики в карточках приведены по странице модели или даташиту производителя, без пересказов посредников.
- По каким характеристикам сравнивают позиции раздела «Датчики среды и движения»?
- Чаще всего в карточках этого раздела заполнены: питание, рабочий ток, рабочая температура, габариты, диапазон измерения, интерфейс, протокол обмена, выход. Значения разобраны по единым полям, поэтому позиции разных производителей сравнимы строка в строку.
- Откуда взяты характеристики позиций раздела?
- Со страницы модели у производителя. Ссылка на первоисточник стоит в самом низу карточки, чтобы значение можно было сверить.
- Почему в карточке пустое поле характеристики?
- Значит, производитель этот параметр не публикует. Мы не переносим цифры из чужих каталогов и не достраиваем их по соседним моделям: пустая строка честнее правдоподобной.