Quel altimètre utiliser ?

Quel altimètre utiliser ?

Nous avons deux modules qui permettent de calculer l'altitude : le Yocto-GPS et le Yocto-Altimeter. Ces deux modules déterminent l'altitude selon deux méthodes radicalement différentes. Examinons les avantages et les inconvénients de chacun.





Le Yocto-GPS est un récepteur de signal GNSS (satellites GPS et GLONASS), il calcule l'altitude courante en fonction des signaux GPS que l'antenne reçoit. Évidemment, ce module permet aussi de connaître la latitude, la longitude, la vitesse au sol, l'orientation et l'heure courante.

Le Yocto-Altimeter est un altimètre barométrique, c'est-à-dire qu'il utilise la pression atmosphérique pour calculer l'altitude du capteur. En plus de l'altitude, le Yocto-Altimeter peut mesurer la température ambiante.

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D'un point de vu logiciel, les deux modules fournissent une fonction "altitude" qui est utilisable avec la classe "YAltitude" ou avec l'utilitaire YAltitude.exe. Cela veut dire que si votre programme fonctionne avec un Yocto-Altimeter, il fonctionnera aussi avec un Yocto-GPS (et vice versa).

Ils possèdent un datalogger intégré qui permet de sauvegarder environ 500'000 valeurs. Le datalogger permet de s'assurer que l'on ne perd pas de mesures même si l'application est stoppée (par exemple lors d'un redémarrage de l'ordinateur). Là aussi, les deux modules sont compatibles car ils utilisent la même interface logicielle pour communiquer avec le datalogger.

Sur le papier, le Yocto-GPS semble alléchant, en plus de l'altitude le module permet de situer sa position dans les 3 dimensions. Et dans la plupart des scénarios, on veut avoir un positionnement complet (latitude, longitude, et altitude). Mais le Yocto-Altimeter possède un certain nombre d'avantages.

La précision


Le calcul de l'altitude par les signaux GPS est très peu précis. Si le Yocto-GPS est capable de vous situer sur une carte avec une précision d'un mètres et demi en plaine avec un ciel dégagé, attendez-vous à des erreurs de plusieurs dizaines de mètres pour l'altitude. Le GPS a besoin d'une vue directe avec les satellites pour déterminer sa position. Plus il voit de satellites, plus sa mesure est précise. Si vous êtes au pied d'une falaise ou entre des immeubles, le nombre de satellites visibles sera grandement diminué et la précision en sera altérée. Évidemment, si vous n'avez pas de vue directe avec le ciel (par exemple dans un bâtiment), le GPS ne pourra tout simplement pas déterminer sa position.

Pour illustrer la différence de précision entre altimètre baromètrique et altimètre GPS, on a réalisé une petite expérience: on a enregistré l'altitude avec un Yocto-GPS et un Yocto-Altimeter sur un trajet entre Bernex, un village de la banlieue de Genève et le Salève, une montagne toute proche. On voit que dans certains cas, la différence peut atteindre plusieurs dizaines de mètres.

Altitude mesurée lors d'un trajet Bernex - Salève
Altitude mesurée lors d'un trajet Bernex - Salève



Le Yocto-Altimeter utilise la pression atmosphérique pour déterminer l’altitude, par conséquent ne souffre dans de ces limitations satellitaires . Le capteur est capable de détecter des changements d'altitude de 25 cm dans tous les lieux (même au fond d'un parking). Pour calculer l'altitude avec la pression atmosphérique, on utilise la différence de pression entre le niveau de la mer et la pression atmosphérique mesurée. Mais, comme le Yocto-Altimeter ne peut pas mesurer en même temps la pression atmosphérique au niveau de la mer et dans les Alpes, il utilise une valeur de référence pour le niveau de la mer. Cette pression de référence est appelée le QNH et doit être mise à jour régulièrement car la pression atmosphérique change avec la météo.

Pour régler la pression de référence, on peut soit entrer la bonne valeur de QNH, soit utiliser l'altitude réelle courante, dans ce cas le Yocto-Altimeter calcule lui-même la pression de référence. En général, les stations de météo et les aéroports publient cette pression de référence. Pour plus de détails sur comment fonctionne un altimètre barométrique vous pouvez consulter la documentation du Yocto-Altimeter.

Le Yocto-Altimeter travail en relatif, ce qui veux dire que les variations d'altitude sont toujours correcte même si la valeur de référence (QNH) est fausse. En d'autres termes, si vous avez une erreur de +12 m en bas de la montagne, vous aurez aussi une erreur de +12 m en haut de la montagne. Pour les scénarios où seul le changement d’altitude importe, vous n'avez pas besoin de mettre à jour le QNH.

  
Exemple d'utilisation du Yocto-Altimeter en interieur



Utilisation comme datalogger embarqué


Le Yocto-Altimeter ne pèse que 4 g contre 21 g pour le Yocto-GPS. Cela peut sembler anodin, mais si l'on cherche à mesurer le dénivelé que l'on a fait en escalade ou à mesurer l'altitude d'un ballon sonde, c'est une information à prendre en compte. Un autre avantage du Yocto-Altimeter est qu'il ne consomme que 25 mA contre 115 mA pour le Yocto-GPS. A ce sujet, on a pensé envoyer un ballon sonde avec un Yocto-Altimeter dans la stratosphère pour voir comment se comporte le capteur au delà des spécifications, mais le manque de temps et d'expérience nous ont fait abandonner. Si parmi vous il y a des amateurs de ballon sonde qui ont 4 g de charge utile et quelques dizaines milliampères heure de disponibles, n'hésitez pas à nous contacter :-)

Divers


Le tableau suivant résume les différences entre les deux modules:

Yocto-GPSYocto-Altimeter
Poids21 g4 g
Prix 107.14 CHF31.16 CHF
Fréquence de rafraîchissement10 Hz5 Hz
Précision25 m (absolue)1 m (relative)
Altitude maximum100'000 m11'500 m
Altitude minimum-1'500 m-70 m
AntenneObligatoirenon
Fonctionne dans un bâtimentnonoui
QNHnonRecommandé
Datalogger intégréouioui
Autre fonctionLatitude, longitude,
vitesse au sol, orientation,
heure
température



Conclusion


Le Yocto-GPS est très pratique pour déterminer sa position. la mesure d'altitude est suffisamment précise pour de la navigation automobile mais guère plus. Si l'on a besoin d'une mesure précise de l’altitude, il faut passer par le Yocto-Altimeter.

Les deux modules sont complémentaires. Si on n'est limité ni par la place, ni par le poids, ni par l'argent, le mieux est d'utiliser les deux. Dans cette configuration, on a un "super GPS" qui est capable fournir de manière absolue une position dans les trois dimensions, et le Yocto-Altimeter permet de palier les faiblesses du Yocto-GPS.


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