FlyingRC L4CAN RM3100 CAN-Kompass

FlyingRC L4CAN RM3100 ist ein externer Kompass mit dreiachsigem Magnetometer PNI RM3100 und Kommunikation über CAN-Bus, geeignet für Drohnen, Flugzeuge und VTOL-Systeme mit Firmware ArduPilot oder PX4. Das Modul meldet sich beim Autopiloten als eigenständige DroneCAN-Peripherie und belegt daher weder einen UART noch einen I2C-Bus auf dem Steuergerät.

Das Magnetometer erfasst das Magnetfeld der Erde, das sehr schwach ist und leicht von umliegender Elektronik beeinflusst wird, insbesondere von Stromkabeln der Batterie und Reglern. Der Kompass wird deshalb möglichst weit von der übrigen Elektronik entfernt platziert, was bei einem kombinierten GPS- und Kompassmodul nicht immer möglich ist. Der Hersteller empfiehlt einen Abstand von mindestens 10cm zu Stromkabeln, Reglern, Motoren und eisenhaltigen Metallteilen. Die Kommunikation über den CAN-Bus ist gegenüber I2C deutlich unempfindlicher gegen Störungen und verträgt längere Verkabelung, sodass der Kompass auch am Arm oder Fahrwerk der Drohne montiert werden kann, ohne dass die Datenübertragung ausfällt.

Das RM3100-Magnetometer besteht aus zwei Sensorspulen Sen-XY-f für die Achsen X und Y, einer Spule Sen-Z-f für die Z-Achse und dem Controller MagI2C. Es arbeitet nach dem magneto-induktiven Prinzip, bei dem die Frequenz eines Oszillators gemessen wird, dessen Induktivität sich mit dem äußeren Magnetfeld ändert. Gegenüber herkömmlichen Hall-Sensoren bietet es laut Hersteller etwa die zehnfache Auflösung und mehr als zwanzigmal geringeres Rauschen, zeigt keine magnetische Hysterese und benötigt keine Temperaturkalibrierung. Der Messbereich beträgt ±400µT bei einer Empfindlichkeit von 13nT und einem Rauschen von 15nT; die Daten können mit einer Frequenz von bis zu 550Hz für alle drei Achsen geliefert werden. Ein so präzises Magnetometer wird dort gewählt, wo übliche Chips wie QMC5883L oder IST8310 keine ausreichend stabile Kursanzeige liefern — typischerweise bei großen Long-Range-Systemen, VTOL und autonomen Missionen.

Die Daten werden von einem STM32L431RCT6-Mikrocontroller mit 80MHz Takt und der Peripherie-Firmware ArduPilot AP_Periph verarbeitet; ab Werk ist der Target MatekL431-GPS installiert. Das Modul wird über einen von zwei GH1.25 4pin-Anschlüssen mit den Pins 5V, H, L und G verbunden, der zweite Anschluss dient zum Durchschleifen einer weiteren Peripherie auf demselben Bus. Bei längerer Verkabelung wird auf der Platine der Jumper für den 120Ω-Terminationswiderstand verlötet. Zusätzlich zu CAN sind Lötpads für UART2 mit MSP-Ausgang und UART3 zum Anschluss eines externen GNSS-Moduls herausgeführt, außerdem ist eine SWD-Schnittstelle zum Programmieren vorhanden. Den Status zeigen zwei LEDs an — die blaue blinkt beim Start schnell und im Normalbetrieb langsam, die rote zeigt die Versorgung der internen 3,3V-Schiene an.

Im Autopiloten wird der Bus mit dem Parameter CAN_P1_DRIVER = 1 bzw. CAN_P2_DRIVER = 1 je nach verwendetem Port aktiviert. Wir empfehlen außerdem die automatische Korrektur der magnetischen Deklination mit dem Parameter COMPASS_AUTODEC = 1 zu aktivieren, dann muss für den jeweiligen Standort keine Deklination manuell eingetragen werden. Nach der Installation ist immer eine Kompasskalibrierung erforderlich.

Die vierlagige Platine mit einer Dicke von 1,64mm und vergoldeten Pads misst 29,3x29,3x9mm und wiegt 4,5g. Die Montagebohrungen für M2-Schrauben haben einen Abstand von 25,5x25,5mm. Im Lieferumfang enthalten sind eine 3D-gedruckte Basis, mit der das Modul 10,5g wiegt, vier selbstschneidende M2x4-Schrauben und ein doppelseitiges GH1.25-Silikonkabel mit 20cm Länge.

Wichtiger Hinweis: Der Kompass kommuniziert ausschließlich über den CAN-Bus. Unterstützt werden die Firmwares ArduPilot und PX4, die Firmwares Betaflight und iNav unterstützen keine DroneCAN-Peripherie.

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