Введение
Со времени последнего моего обзора акселерометров прошло 13 лет. И как ни странно, мало что поменялось: adxl345 всё ещё в продаже, и пользуется большой популярностью. Но появилось ли что-то новое? Лучше, и дешевле?
ADXL345 я решил поставить первой строкой в таблице, чтобы было видно, что за эти 13 лет изменилось.
Курс рубля скачет, поэтому цену будем писать в долларах.
Общие характеристики акселерометров
| Модель | Наличие гироскопа |
Наличие датчика магнитного поля |
Напряжение питания, В |
Интерфейсы | Пределы измерений |
Частота выборки, (samples/s) |
Цена, USD (2023 г) |
| ADXL345 | - | - | 2.0-3.6 | I2C, SPI | ±2g, ±4g, ±8g,±16g | 0.1-3200 | $1.8 |
| QMI8658C | + | - | 1.71-3.6 | I2C, SPI, I3C, MIPI | ±2g, ±4g, ±8g,±16g | 1-1000 | $1.6 |
| LSM6DS3 | + | - | 1.71-3.6 | I2C, SPI | ±2g, ±4g, ±8g,±16g | 1-6667 | $0.7 |
| LSM6DSR | + | - | 1.71-3.6 | I2C, SPI, I3C, MIPI | ±2g, ±4g, ±8g,±16g | 1.6-6667 | $1.7 |
| STK8321 | - | - | 1.71-3.6 | I2C, SPI | ±2g, ±4g, ±8g | 7.8-1000 | $0.6 |
| BMI160 | + | - | 1.71-3.6 | I2C, SPI | ±2g, ±4g, ±8g,±16g | 12.5-1600 | $2.6 |
| LIS2DW12TR | - | - | 1.62-3.6 | I2C, SPI | ±2g, ±4g, ±8g,±16g | 12.5-1600 | $0.8 |
| QMI8610 | + | - | 2.7-3.47 | I2C, SPI | ±2g, ±4g, ±8g,±16g | 8-1000 | $1.6 |
| LIS3DHTR | - | - | 1.71-3.6 | I2C, SPI | ±2g, ±4g, ±8g,±16g | 1-5000 | $0.7 |
| ADXL355 | - | - | 2.25 - 3.6 | I2C, SPI | ±2g, ±4g, ±8g | 1-1000 | $26.5 |
Метрологические характеристики
Погрешности, устраняемые калибровкой
В теории погрешность нуля и погрешность чувствительности можно устранить калибровкой. На практике всё сложнее. Для калибровки погрешности нуля нужно располагать акселерометр строго перпендикулярно одной из осей, и калибровать две другие оси при условии полной неподвижности, затем калибровать. Как обеспечить строгую перпендикулярность, чтобы проекция вектора G не попадала на другие две оси в домашних условиях - не очень понятно. Калибровку чувствительности калибровать ещё сложнее: можно калибровать по значению G, но это не константа, значение G разное в разных точках нашей планеты.
| Модель | Погрешность нуля, mg | Приведённая погрешность нуля, % (приведённая к концу наименьшего диапазона) |
Погрешность чувствительности |
| ADXL345 | 150 | 7.5 | 10 |
| QMI8658C | 100 | 5 | 6 |
| LSM6DS3 | 40 | - | |
| LSM6DSR | 10 | 0.5 | 1 |
| STK8321 | 50 | 2.5 | - |
| BMI160 | 150 | 7.5 | - |
| LIS2DW12TR | 20 | 1 | - |
| QMI8610 | 150 | 7.5 | 1 |
| LIS3DHTR | 40 | 2 | - |
| ADXL355 | 75 | 3.75 | - |
Температурные погрешности
| Модель | Температурный дрейф нуля, mg/°C |
Температурная нестабильность коэффициента преобразования, %/°C |
| ADXL345 | 1 | 0.02 |
| QMI8658C | 0.5 | 0.04 |
| LSM6DS3 | 0.5 | 0.03 |
| LSM6DSR | 0.1 | 0.01 |
| STK8321 | 1 | 0.02 |
| BMI160 | 1 | 0.03 |
| LIS2DW12TR | 0.2 | 0.01 |
| QMI8610 | 0.5 | 0.01 |
| LIS3DHTR | 0.5 | 0.01 |
| ADXL355 | 0.02 | 0.01 |
Другие метрологические характеристики
| Модель | Разрешение, mg/LSB | межосевая чувствительность, % |
Нелинейность, % от максимума |
Выходной шум |
| ADXL345 | 3.9 | 1 | 0.5 | 1.1 LSB |
| QMI8658C | 0.061 | 2 | 0.75 | 0.2 mg/√Hz |
| LSM6DS3 | 0.061 | - | - | 0.09 mg/√Hz |
| LSM6DSR | 0.061 | - | - | 0.06 mg/√Hz |
| STK8321 | 0.98 | 1 | 0.5 | 0.2 mg/√Hz |
| BMI160 | 0.061 | 1 | 0.5 | 0.3 mg/√Hz |
| LIS2DW12TR | 0.244 | - | - | 0.09 mg/√Hz |
| QMI8610 | 0.061 | 1 | 1 | 50 g√Hz (ошибка в даташите?) |
| LIS3DHTR | 1 | - | - | 0.22 mg/√Hz |
| ADXL355 | 0.004 | 1 | 0.1 | 0.022 mg/√Hz |
Выводы
Хотя, в продаже появились и акселерометры хуже ADXL345 13 летней давности, есть и акселерометры с весьма впечатляющими характеристиками.
Если не брать дорогой и не всегда доступный ADXL355, то явный лидер обзора LSM6DSR. Если правда всё то, что написано в даташите, то у него невероятно низкие шумы, очень низкая погрешность нуля и довольно низкий температурный дрейф. Настораживает то, что в даташите не указана межосевая чувствительность, очень надеюсь, что она стандартно 1% (маловероятно, что со всеми остальными отличными характеристиками межосевая чувствительность огромная, и производитель её скрывает)