Diesmal konzentriert sich der Vergleich zwischen ICM42688 und MPU6000 auf Blackbox-Daten und nicht darauf, Schlussfolgerungen ausschließlich auf der Grundlage von Gefühlen zu ziehen: Nach der Anpassung der internen Filterung des getesteten ICM42688 wird das Gyroskopgeräusch vor dem Eintritt in Betaflight deutlich reduziert, und auch das D-Term-Restrauschen ist geringer; Die Ergebnisse stellen jedoch nur den verwendeten Körper, den Firmware-Entwurf und die Flugbedingungen dar und können nicht direkt auf alle Flugsteuerungen übertragen werden.
Warum ICM42688 neu bewertet werden sollte
Viele FPV-Piloten betrachteten MPU6000 lange als besonders rauscharmen Gyrosensor. Seine Produktion wurde jedoch eingestellt, sodass neue Flight Controller zuverlässige Alternativen brauchen. ICM42688 kommt aufgrund seiner Verfügbarkeit und seines Leistungspotenzials infrage. Streit um die Ergebnisse entsteht oft, wenn unterschiedliche Firmware-Standardwerte, Boardlayouts und Filterkonfigurationen miteinander vermischt werden. Der Wert dieses Videos liegt nicht darin, einen Chip unter allen Bedingungen zum Sieger zu erklären. Es zeigt vielmehr, wie interne Filtereinstellungen mit Blackbox-Ergebnissen verknüpft werden können.
Der Test verwendet den damals noch als Entwurf vorliegenden Betaflight-4.6-PR #13351 und eine von Charles Wong vorgeschlagene ICM42688-Konfiguration. Dieser PR macht Einstellungen für interne Chipregister und Filter zugänglich. Die automatische Transkription erkennt diese genauen Namen und Werte nur schlecht. Deshalb errät dieser Artikel keine CLI-Befehle. Wer den Versuch wiederholen möchte, muss den verlinkten PR, die aktuelle Betaflight-Dokumentation und die von der eigenen Firmware unterstützten Parameter direkt prüfen.
Die Konfiguration vorher und nachher an derselben Drohne vergleichen
Das Video legt zunächst die Bedingungen für den Vorher-nachher-Vergleich fest. Danach werden interne ICM42688-Filter, Antialiasing-Filter und ein statischer Gyro-Tiefpass auf Betaflight-Seite eingestellt. Genannt wird ein statischer Gyro-Tiefpass von etwa 250 Hz. Da sich Entwurfsparameter und deren Namen geändert haben können, solltest du diesen einzelnen Wert nicht einfach in die aktuelle Version übertragen und dasselbe Ergebnis erwarten. Für einen aussagekräftigen Vergleich müssen Drohne, Propeller, Motoren, Abtastrate, Fluglinie und Gasbereich möglichst gleich bleiben.
Die subjektiven Flugunterschiede ab etwa 04:15 werden nur als gering beschrieben. Der Tester war zwei Wochen nicht geflogen, und der kleine Hinterhof erlaubte keine längeren Vollgasphasen. Damit waren die Bedingungen nicht ausreichend, um eine spürbare Verbesserung unter Rennbelastung zu belegen. Diese Einschränkung gehört in die Schlussfolgerung: Bei unterschiedlich intensiven Flügen lässt sich allein aus „ruhiger“ oder „direkter“ nicht bestimmen, welcher Anteil auf Chip, Filterung, Tagesform oder Fluglinie zurückgeht.
Warum Blackbox-Daten mehr aussagen als das Steuergefühl
Die Blackbox nach der Änderung zeigt, dass das rohe Gyro-Rauschen bereits vor der Betaflight-Softwarefilterung deutlich geringer ist. Auch das gefilterte D-Term-Rauschen bleibt sehr niedrig. Für die PID-Regelung ist das konkreter als eine bloß glatter aussehende Kurve: Der D-Term verstärkt hochfrequente Änderungen. Zu viel Rest-Rauschen kann das Risiko warmer Motoren, rauer Geräusche oder schwankender Regelausgänge erhöhen.
Das ursprüngliche Log enthält mehr Rohrauschen. Ein Teil bleibt auch nach der Betaflight-Filterung übrig und wird im D-Term weiter verstärkt. Dieser Vorher-nachher-Vergleich stützt die Aussage, dass die getestete Konfiguration wirksam ist. Er beweist für sich allein jedoch nicht, dass ICM42688 auf jedem Flight Controller besser ist als MPU6000. Rauschen der Stromversorgung, weiche FC-Montage, Rahmenresonanzen sowie Motor- und Propellerzustand verändern das Spektrum. Bei einer anderen Drohne muss deshalb eine neue Ausgangsmessung aufgezeichnet werden.
Risiken von Entwurfsfirmware und heutige Reproduzierbarkeit
Zum Aufnahmezeitpunkt war der PR noch nicht in den Betaflight-Hauptzweig übernommen. Bei etwa 07:30 weist das Video ausdrücklich darauf hin, dass das Flashen dieser Entwurfsfirmware auf eigene Verantwortung erfolgt. Wer den Test heute liest, sollte nicht zuerst nach einem Download der alten Firmware suchen. Prüfe zuerst, ob der PR schließlich übernommen wurde, ob Parameter umbenannt wurden, ob das Zielboard unterstützt wird und ob die aktuelle stabile Version andere Standardwerte verwendet.
Sichere vor Änderungen CLI diff/dump und eine wiederherstellbare Firmwareversion. Führe Flashen, Sensorerkennung sowie Empfänger- und Failsafe-Prüfung ohne Propeller durch. Teste anschließend mit geringem Risiko auf einem sicheren, freien Gelände. Weitere Tests sind erst sinnvoll, wenn Ausgangs- und geänderte Logs bei ähnlichem Gas und ähnlichen Fluglinien wiederholt denselben Trend zeigen. Kehre bei ungewöhnlichen Vibrationen, überhitzten Motoren oder Sensorfehlern sofort zum vorherigen Stand zurück. Fliege nicht weiter, nur um ein bestimmtes Spektrumbild zu erreichen.
Bedienschritte
- Nur dokumentierte Einstellungen verwenden
Konfiguriere interne ICM42688-Filter und Betaflight-Filter nach der aktuellen Dokumentation der verwendeten Firmware. Errate CLI-Befehle und genaue Werte weder aus der Spracherkennung noch aus diesem Artikel. Das Video beginnt die Einstellungserklärung bei etwa 02:41.
- Ein unverändertes Blackbox-Ausgangslog aufzeichnen
Lass Drohne und Filterung unverändert. Zeichne mit einer wiederholbaren Fluglinie und einem wiederholbaren Gasbereich auf und dokumentiere zugleich Propeller, Motoren und FC-Montage. Ab etwa 03:44 erläutert das Video den Vorher-nachher-Test.
- Den Flug wiederholen und rohe Gyrodaten mit dem D-Term vergleichen
Wiederhole auf sicherem Gelände ähnliche Linien und Gasbereiche. Vergleiche anschließend das Gyrospektrum vor der Filterung und das D-Term-Rauschen nach der Filterung. Ab etwa 05:16 zeigt das Video die geänderten Blackbox-Ergebnisse.
- Abschließend den aktuellen PR-Stand und die Firmwaredokumentation prüfen
Bei etwa 07:30 betont das Video, dass damals ein noch nicht übernommener Entwurf verwendet wurde. Prüfe vor dem Übertragen der Ergebnisse den endgültigen Status von PR #13351, aktuelle Parameternamen und Unterstützung des Zielboards. Stelle sicher, dass wiederherstellbare CLI- und Firmware-Sicherungen vorhanden sind.
FAQ
Beweist dieser Test, dass ICM42688 immer besser als MPU6000 ist?
Nein. Der Test zeigt eine deutliche Rauschminderung bei der getesteten Drohne mit einer bestimmten Entwurfsfirmware und Konfiguration. Bei Änderungen an Chip, FC-Layout, Rahmen oder Firmware müssen neue Logs aufgezeichnet werden.
Kann ich die CLI-Befehle aus dem Video direkt übernehmen?
Das ist nicht empfehlenswert. Die Aufnahme verwendet einen Entwurfs-PR, und die Transkription gibt Parameternamen nicht zuverlässig wieder. Prüfe den endgültigen Status von PR #13351 sowie die aktuelle Betaflight-Dokumentation. Verwende nur Befehle, die deine Firmware ausdrücklich unterstützt.
Warum sollte ich sowohl rohe Gyrodaten als auch den D-Term betrachten?
Rohe Gyrodaten zeigen Sensor- und Drohnenrauschen vor der Betaflight-Filterung. Der D-Term verstärkt hochfrequente Änderungen. Ob Rest-Rauschen nach dem Filtern in den D-Term gelangt, sagt daher mehr über die Belastung von Regelung und Motoren aus.
Bedeutet ein kaum spürbarer Unterschied, dass die Einstellung wirkungslos ist?
Nicht unbedingt. Ort und Flugzustand begrenzen im Video den subjektiven Vergleich, während die Blackbox trotzdem eine Rauschminderung zeigt. Wiederhole den Test mehrfach unter vergleichbaren Bedingungen und prüfe zugleich Motortemperatur und Flugverhalten.
Vollständiges Timeline-Transkript
Die Transkripte sind nach Videozeit geordnet, sodass der Erklärungsinhalt schnell gefunden werden kann. Transkriptsprache: Vereinfachtes Chinesisch.
Okay, zuerst möchte ich erklären, warum ich das ausprobieren wollte. Der Anlass war ein Beitrag von Charles, Charles Wong. Ich glaube, er ist ein Pilot aus Texas und außerdem sehr schnell. Er schrieb über ICM42688: „New Champion over MPU6000“. Also ein neuer Champion, ein Gyrosensor, der besser als MPU6000 sein soll.
Wer viel Rennen fliegt, vermutlich auch Huafei, weiß: MPU6000 galt in den letzten zehn Jahren bei Flight Controllern allgemein als der rauschärmste Gyrosensor. Er wird aber wohl nicht mehr hergestellt. Künftig wird man also kaum noch viele neue MPU6000 bekommen. Wir müssen deshalb auf andere Gyrosensoren umsteigen. Diesen hier als „SEM4288“ transkribierten Sensor verwende ich seit ungefähr …
… mehr als einem Jahr. Seit meinem Wechsel zu iFlight-Flight-Controllern, denn die iFlight-Boards verwenden diesen hier als „ICM-4268“ bezeichneten Sensor. Deshalb interessierte mich der Beitrag. Er sagt zunächst, dass man diesen PR flashen muss, einen PR für Betaflight 4.6. Betaflight ist derzeit noch bei 4.5. Für 4.6 ist das eine neue Funktion, die in 4.6 eingehen soll.
Wir können den PR öffnen und sehen, was er macht. Er stammt von Karate Broad, einem sehr erfahrenen Betaflight-Entwickler. Schauen wir: Configure AA, und offenbar wurde der UI Filter hinzugefügt. Hier steht „Expose SCM-388 register in the CLI“. Das bedeutet, einige interne Register von „SCM-388“ werden zugänglich gemacht, sodass man diesen „SCM-388“ direkt konfigurieren kann.
Hier wurden einige neue Parameter hinzugefügt, im Transkript „GeraldDoubt“, „GeraldDoubtSquare“ und „GeraldBiftShift“. Zusammen scheinen sie verschiedene Filterfrequenzen einzustellen. Ihr könnt euch das selbst genauer ansehen. Dann gibt es einige UI-Filterparameter. Charles schreibt in seinem Beitrag, dass er diese Werte ändern möchte. Ich habe sie mir auch nicht im Detail angesehen; wer Interesse hat, kann das selbst tun.
Zurück zum Beitrag: Zuerst den hier als „AFF filter“ transkribierten Filter auf 2029Hz stellen, dann den UI-Filter etwas erhöhen, „Ui15, OR-VanRing“, und einen statischen Gyro-Tiefpass mit 250Hz konfigurieren. Dann soll es ähnlich wie MPU6000 sein.
Achtet im Filterbereich darauf, den Tiefpass auf 250 zu setzen; die genannten Befehle müssen natürlich ebenfalls ausgeführt werden. Okay, als Nächstes fliegen wir zuerst ohne diese Firmwareänderung und vergleichen danach mit der geänderten Version. Wir betrachten sowohl das Steuergefühl als auch die Blackbox-Daten: Gibt es Fortschritte, ist es wirklich besser und hat das Flashen funktioniert? Ich habe gerade sowohl vor als auch nach dem Flashen mehrere Akkus geflogen.
Bevor wir auf die Daten schauen, sprechen wir über das Steuergefühl. Ich persönlich habe keine besonders große Verbesserung gespürt. Gibt es einen Unterschied? Sicher, aber er war für mich nicht sehr deutlich. Dafür könnte es zwei Gründe geben. Einer ist, dass ich seit über zwei Wochen kein Rennen geflogen bin. Mein Gefühl dafür ist vielleicht noch nicht ganz zurück, sodass ich kleine Unterschiede weniger deutlich wahrnehme.
Ein weiterer möglicher Grund ist der kleine Hinterhof, in dem ich geflogen bin. Dort kann ich nicht oft Vollgas geben. Rauschen macht sich aber häufig gerade bei Vollgas deutlicher bemerkbar. Wegen dieser beiden Gründe habe ich vielleicht keinen großen Unterschied gespürt. Daten können uns oft eine genauere Antwort geben. Ich verbinde hier meine Drohne und schaue auf die Blackbox. Die neue Firmware ist bereits drauf, also betrachten wir direkt die Daten nach dem Flashen.
Weil dieser PR vor allem das Rauschen verbessern soll, schauen wir direkt auf das Rauschspektrum. Hier seht ihr die Daten vor der Filterung, also vor der Betaflight-Filterung, die Rohdaten vom Gyrosensor. Der PR kann nämlich direkt dessen interne Register ändern, also die eigenen …
… Filtereinstellungen des Gyrosensors. Wenn Betaflight das Signal erhält, ist es bereits durch den internen Filter gelaufen. Hier seht ihr, dass das Rauschen schon vor der Betaflight-Filterung sehr klein ist. Nach der anschließenden Betaflight-Filterung bleibt fast kein Rauschen übrig. Auch das D-Term-Rauschen ist sehr gering. Schaut euch das zunächst an: Das ist das Rauschspektrum nach dem Flashen mit der Verbesserung.
Sehen wir uns nun an, wie das Rauschen ohne diese Verbesserung aussieht. Ich suche wieder einen größeren Abschnitt. Der Unterschied ist schon deutlich, oder? Ist das Rauschen im ursprünglichen Gyrosignal nicht viel stärker als eben? Die Betaflight-Filterung entfernt viel davon, aber ein Teil bleibt übrig. Dieser Rest wird im D-Term verstärkt. Seht ihr dort diese beiden deutlichen Erhebungen? Sie sind im Vergleich zu dem gerade betrachteten …
… Zustand mit diesem PR im D-Term deutlich stärker, oder? Dabei habe ich hier kaum Vollgasmanöver gemacht, praktisch gar keine. Ich habe mit 6S getestet und konnte fast nicht Vollgas geben. Auf einer echten Rennstrecke mit mehr Vollgas dürfte der Unterschied meiner Einschätzung nach noch deutlicher sein. Ich habe deshalb vor, alle meine Drohnen auf diese neue Version zu flashen.
Beim Flashen müsst ihr aber unbedingt aufpassen: Dieser PR ist noch nicht im Hauptzweig, sondern nur ein Entwurf. Achtet also auf die Sicherheit; dafür seid ihr selbst verantwortlich. Okay, das war es für heute. Wenn euch dieses Video hilft, vergesst bitte eure dreifache Unterstützung nicht. Ich habe lange nichts mehr über PID und die Analyse von Blackbox-Daten erzählt. Falls dieses Video gut ankommt, …
… teile ich gern kostenlos die Erfahrungen beim Abstimmen, die ich in den vergangenen zwei bis drei Jahren gesammelt habe. Wenn ihr mehr darüber erfahren möchtet, helft mir bitte mit Likes und Teilen. Danke. Hier ist QDRK, bis zum nächsten Mal.
