ジャイロセンサーと加速度センサーとマグネットメーターセンサーって何が違うの?

CRIUS_MULTIWII_AIOP_SEマルチコプターフライトコントローラー

MultiWiiconfigではACC、GYRO、MAGという項目があります。

え?ジャイロセンサーと加速度センサーマグネットメーターセンサーって何が違うの?
センサーってそんなについてたっけ??

はっきり言ってわかりません!
・・・今から調べようと思います。

とりあえず僕がよく取り扱っているフライトコントローラーにどんなセンサーやマイコンがついているのか調べてみましょう。

CRIUS ALL IN ONE PRO v2.0(以下AIOP)
マイコン:ATMega 2560-16AU
気圧センサー(BARO):MS5611-01BA03
加速度センサー(ACC):MPU6050 6-axis gyro/accel with Motion Processing Unit
ジャイロセンサー(GYRO):MPU6050 6-axis gyro/accel with Motion Processing Unit
マグネットセンサー(MAG):HMC5883L 3-axis

CRIUS_MULTIWII_AIOPマルチコプターフライトコントローラー

CRIUS MultiWii SE v2.5(以下SE)
マイコン:ATMega 328P
気圧センサー(BARO):BMP085
加速度センサー(ACC):MPU6050C 6 axis gyro/accel with Motion Processing Unit
ジャイロセンサー(GYRO):MPU6050C 6 axis gyro/accel with Motion Processing Unit
マグネットセンサー(MAG): HMC5883L 3-axis

調べるとマグネットメーターセンサーは磁気の強さを検出するものなので地磁気を検出して方向がわかるようにする物のようです。
僕は過去に海上自衛官だった頃、電機員という職種だったためその辺はすんなりわかりました。

あとは・・・あれ?加速度センサーとジャイロセンサーは同じモジュールのようですね。
加速度センサーは加速度、ジャイロセンサーは角速度を検出するものです。
では加速度と角速度とは?

加速度(加速度センサー)
⇒単位時間あたりの速度の変化量。1秒毎にどれだけ速度の変化があるか。単位は速度を秒で割るのでm/s^2

角速度(ジャイロセンサー)
⇒単位時間あたりの回転角。つまり1秒に何度回るか。単位は角度を秒で割るので、rad/s

うーん、それはわかるけどなぜ同じモジュール?
1時間くらい調べましたが結局はっきりしたことはわかりませんでした。
⇒教えていただきました!同じような製法でIC上に作れるから。一般的にMEMSって技術で作るそうです。

そこで、僕は
加速度センサーとジャイロセンサーは

1つに2種類のセンサーが入っていて2種類のデータを検出する!

と勝手に解釈します。

詳しい人教えてください。

さてせっかくなので、AIOPとSEのセンサーの性能の差を調べてみましょう。

マイコン対決
AIOP:ATMega 2560-16AU
データ バス幅: 8 bit
最高クロック周波数: 16 MHz
プログラム メモリ サイズ: 256 kB
データ RAM サイズ: 8 kB
SE:ATMega 328P
データ バス幅: 8 bit
最高クロック周波数: 20 MHz
プログラム メモリ サイズ: 32 kB
データ RAM サイズ: 2 kB
⇒どこを比較するかによりますが全体的にはマイコンはAIOPの勝利!?

 

気圧センサー対決
AIOP:MS5611-01BA0310 ㎝単位で高度測定可能
SE:BMP08525㎝単位で高度測定可能
気圧センサーはAIOPの勝利!

 

加速度、ジャイロセンサー対決
AIOP:MPU6050
ジャイロ:
最大感度131LSBs/dps、最大測定範囲±250、±500、±1000、±2000dps
加速度:最大測定範囲±2g、±4g、±8g、±16g
SE:MPU6050C
ジャイロ:最大感度131LSBs/dps、最大測定範囲±250、±500、±1000、±2000dps
加速度:最大測定範囲±2g、±4g、±8g、±16g
加速度、ジャイロセンサーは引き分け!名称が若干違いますが、性能は同じもののようです。

マグネットセンサー対決
AIOP:HMC5883L
SE:HMC5883L
マグネットメーターセンサーは引き分け!まったく同じ

趣旨とずれましたがこんな結果になりました。
他にも色々比較したいですね。DJINAZAとかARdroneとか。

2 comments

  • >僕は過去に海上自衛官だった頃、電機員という職種だったためその辺はすんなりわかりました。
    ありゃ、奇遇。ネット友達のたまさんも、元海自だったはず。今は紆余曲折あって、トラックの運ちゃん。
    http://blogs.yahoo.co.jp/ajvict/

    >マグネットメーターセンサーは磁気の強さを検出するものなので地磁気を検出して方向がわかるようにする物のようです。
    その通りです。GPSでは方位が判らないし、ジャイロでもゆっくりした回転はわからないので、MAGを使います。

    >加速度センサーとジャイロセンサーは同じモジュールのようですね。
    そうです。

    >加速度(加速度センサー)
    >⇒単位時間あたりの速度の変化量。つまり1秒に何m動くか。
    違います。
    1秒に何m動くか、は速度です。
    速度がどれだけ変化するか、が加速度です。
    一定速度でまっすぐ走っている車で、目隠ししていると、体に感じる感覚は静止しているのと変わりありませんよね?でも、走り出しや停車する時は感じますよね?それが加速度。ちなみにカーブを曲がるときは常時外向きに加速度が掛かっています。

    >うーん、それはわかるけどなぜ同じモジュール?
    同じような製法でIC上に作れるからです。一般的にMEMSって技術で作ります。

    >加速度センサーとジャイロセンサーは1つに2種類のセンサーが入っていて2種類のデータを検出する!と勝手に解釈します。
    正しいですよ。
    ただし、各3軸のセンサーが2種類入っているので合計6個のセンサーです。

    >マイコン対決
    >AIOP:ATMega 2560-16AU
    >最高クロック周波数: 16 MHz
    >SE:ATMega 328P
    >最高クロック周波数: 20 MHz
    >⇒どこを比較するかによりますが全体的には>マイコンはAIOPの勝利!?
    判定はあっていますが、ATMega328Pの最高クロック周波数は20MHzでも、購入されたSEでは、16MHzで動作しています。なので、動作速度も一緒で、メモリ容量やI/O点数、シリアルポートの数でATMega2560の勝ちです。

    >DJINAZAとかARdroneとか。
    DJINAZAはコントロール原理がかなり異なるので、比較してもあまり意味が無いですよ。
    NAZAはGPSを基本に動作しています。MultiWiiはGPSはおまけです。
    ARdroneは...知らん!笑

    • >ありゃ、奇遇。ネット友達のたまさんも、元海自だったはず。今は紆余曲折あって、トラックの運ちゃん。
      この方何歳の方ですか??知っている人だったら面白いですね。

      >違います。
      >1秒に何m動くか、は速度です。
      その通りでした。訂正しました。お恥ずかい!

      Y.Mitaさん本当に何でもお詳しいですね!いつもサポートありがとうございます。