Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Richtungsabhängige Lichtsensoren mit Stellmotor


von Der kein Bock mehr A. (Gast)


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Hallo, ich bin der Jörch und ganz frisch als Noob hier angemeldet.
Als IT-ler sind mir die Grundbegriffe der Programmierung nicht fremd, 
und grob komme ich auch als Hobby-Elektroniker einigermassen zurecht.
Allerdings habe ich für folgende Aufgabe noch nicht so das rechte 
Wissen, was mann dafür braucht, bzw. verwenden sollte, gerade die 
Auswahl, welche Art von Mikrocontroller ich bräuchte.

Also, mein Bastelprojekt soll ein Richtungsabhängiger Lichtsensor sein, 
der einen Stellmotor zu Nachführung eines Photovolotaik-Moduls steuern 
soll.
Meine Idee ist ,
in Variante a) drei (oder zwecks besserer räumlicher Auflösung fünf) 
Röhrchen jeweils am unteren Ende mit einem Sensor zu bestücken. Die 
Röhrchen sollen so angeordnet werden, dass diese mit ca. 30° 
Winkelunterschied auf einer horizontalen Ebene das Sonnenlicht einfangen 
und die Helligkeitsunterschiede dann an eine  "Messeinheit" weitergeben 
können.Die Sensoren sollten durch die Röhrchen eine stark gerichtete 
Lichtintensität einfangen.
Wenn wir den Verlauf des Sonnenstandes berücksichtigen und uns 
vorstellen, wir würden hinter dem Modul stehen und Richtung Sonne 
blicken, wäre es so, dass quasi der "vorrauseilende" , also rechte 
Sensor das meiste Licht abbekommen sollte, und damit dann den Impuls 
auslösen sollte, den Stellmotor zu aktivieren, so dass dieser das Modul 
samt Sensoren solange dreht, bis der mittlere Sensor maximal beleuchtet 
wird.
Variante b) hat mir jemand vorgeschlagen und zwar das ganze nur mit zwei 
Sensoren zu bauen, die beide von der Mitte weg gerichtet sind und 
Soll-Stand dann erreicht wäre , wenn beide Sensoren den gleichen Pegel 
haben.

Was meint ihr dazu ? abgesehen von zahllosen anderen Möglichkeiten solch 
eine Nachführung zu bauen, bleiben wir mal bei der o.g. Sensoranordnung.
Kann man das evtl. auch rein Analog lösen ? Welcher MC wäre dafür am 
ehesten geeignet ? Geht das auch mit Arduino ? Welche Photo-Sensoren 
eignen sich am besten für die Messung von Unterschieden zwischen 
normaler Himmelsheligkeit und direkter Sonneneinstrahlung ?
Ideal wäre natürlich eine Sensoren-Kontroller-Motor-Kombination, die mit 
einer Betriebsspannung von 12 bis 18 Volt direkt aus dem System umgehen 
kann, aber ich will da mal nicht zu viel verlangen ;-)

So, ich hoffe, ihr hab ein paar Tipps für einen Noob, der sehr scharf 
darauf ist, mal sowas zu basteln.

Dankeschön und Gruß , de Jörch

von holger (Gast)


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>Als IT-ler sind mir die Grundbegriffe der Programmierung nicht fremd,

Die Astronomie aber scheinbar.

>das Sonnenlicht einfangen

Wo die Sonne zu welcher Zeit auf der Erde an welchem
Ort in welcher Richtung zu sehen ist, ist seit Jahrhunderten
bekannt. Da musst du nicht das Maximum suchen. Eine
einfache zeitgesteuerte Nachführung reicht.

von Der kein Bock mehr A. (Gast)


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holger schrieb:
>>Als IT-ler sind mir die Grundbegriffe der Programmierung nicht fremd,
>
> Die Astronomie aber scheinbar.
>
>>das Sonnenlicht einfangen
>
> Wo die Sonne zu welcher Zeit auf der Erde an welchem
> Ort in welcher Richtung zu sehen ist, ist seit Jahrhunderten
> bekannt. Da musst du nicht das Maximum suchen. Eine
> einfache zeitgesteuerte Nachführung reicht.

Hi, naja, die Zeitgesteuerte Lösung habe ich aus diversen Gründen schon 
verworfen, mir gehts ja speziell um diese Art der Problemlösung. Ich 
denke die perfekte Zeitsteuerung, die mir für jeden Ort und jeden Tag 
der mobilen Anlage unter schwankenden Wetterbedingungen den richtigen 
Winkel nachführt ist auch nicht weniger aufwendig zu bauen.
Einfach stur 180° in 12 Stunden abzuarbeiten bringt da wohl nix.

Danke und Gruß Jörch

von holger (Gast)


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>Einfach stur 180° in 12 Stunden abzuarbeiten bringt da wohl nix.

Die meisten Solaranlagen werden gar nicht nachgeführt.
Bringt wohl nichts ausser Verschleiss und zusätzliche Kosten.

von Der kein Bock mehr A. (Gast)


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holger schrieb:
>>Einfach stur 180° in 12 Stunden abzuarbeiten bringt da wohl nix.
>
> Die meisten Solaranlagen werden gar nicht nachgeführt.
> Bringt wohl nichts ausser Verschleiss und zusätzliche Kosten.

Meine wohl hoffentlich schon ;-)
Bemerkung am Rande, es handelt sich um ein 20Wp-Modul für meinen 
Wohnwagen, also überschaubar in der Größe.

von Frank (Gast)


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> Die meisten Solaranlagen werden gar nicht nachgeführt.
> Bringt wohl nichts ausser Verschleiss und zusätzliche Kosten.

Naja, im Duchschnitt 30% mehr Ertrag als nicht nachgeführte. Allerdings 
ist der Aufwand so beträchtlich, dass man meistens darauf verzichtet.

Aber 'was Anderes: Die hellste Stelle am Himmel ist definitiv nicht 
immer die, an der die Sonne steht. Man kann das gut nachvollziehen, wenn 
man sich mal unterschedliche Bewölkungs-Situationen vorstellt.

Das 'Rumgefuchtel einer nur nach Helligkeit gesteuerten Analge kann 
sicher ziemlich lustig aussehen.

von holger (Gast)


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>Aber 'was Anderes: Die hellste Stelle am Himmel ist definitiv nicht
>immer die, an der die Sonne steht. Man kann das gut nachvollziehen, wenn
>man sich mal unterschedliche Bewölkungs-Situationen vorstellt.

Das kann ein IT-ler scheinbar nicht.

>Das 'Rumgefuchtel einer nur nach Helligkeit gesteuerten Analge kann
>sicher ziemlich lustig aussehen.

Du sagst es. Wenn er irgendwas nach Helligkeit ausrichten
möchte nur um es zu tun dann kann er sich ja einfach mal
ein paar Photodioden besorgen. Da kann man dann mit rumspielen.
Zur Not tun es auch ein paar Leuchtdioden als Lichtsensor.

Die Herausforderung ist dieselbe.

von Reinhard Kern (Gast)


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Hallo,

eigentlich braucht man keinen Sensor. Das Solarmodul selber liefert am 
meisten Strom, wenn es in die richtige Richtung blickt, und jede 
Diskussion darüber was die optimale Stellung ist erübrigt sich damit. 
Die Grobe Richtung könnte man aus Datum und Uhrzeit bestimmen und die 
Feinausrichtung durch leichtes Hin- und Her-Bewegen suchen. Machen 
biologische Systeme auch so.

Gruss Reinhard

von Der kein Bock mehr A. (Gast)


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holger schrieb:
>>Aber 'was Anderes: Die hellste Stelle am Himmel ist definitiv nicht
>>immer die, an der die Sonne steht. Man kann das gut nachvollziehen, wenn
>>man sich mal unterschedliche Bewölkungs-Situationen vorstellt.
>
> Das kann ein IT-ler scheinbar nicht.
>
>>Das 'Rumgefuchtel einer nur nach Helligkeit gesteuerten Analge kann
>>sicher ziemlich lustig aussehen.
>
> Du sagst es. Wenn er irgendwas nach Helligkeit ausrichten
> möchte nur um es zu tun dann kann er sich ja einfach mal
> ein paar Photodioden besorgen. Da kann man dann mit rumspielen.
> Zur Not tun es auch ein paar Leuchtdioden als Lichtsensor.
>
> Die Herausforderung ist dieselbe.

Naja, was ein IT-ler kann und nicht, sollte an anderer Stelle diskutiert 
werden, jedenfalls würde mir die Zeit fehlen, andere Leute mit 
Kommentaren vollzulullen, die wenig Zielführend sind. Ich bin auch in 
(wenigen) anderen Foren unterwegs, wo ich es so kenne, dass man eine 
User-Frage entweder zum Thema beantwortet oder man ignoriert sie, weil 
man entweder dazu nix zu sagen hat oder man die Fragestellung blöd 
findet. Ich frage mich immer wieder, was für Leute sich dafür Zeit 
nehmen, dämliche, besserwisserische Kommentare abzugeben und dabei die 
Disserei von anderen in den Vordergrund zu stellen. Das kommt mir arm 
vor. Zum Thema : Wenn mein Vorhaben scheitern sollte, weil das Modul die 
ganze Zeit darumfuchtelt, ist das doch mein Problem oder ?

Danke Holger und Gruß

von Karl H. (kbuchegg)


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Jörg Bieszczak schrieb:

> vor. Zum Thema : Wenn mein Vorhaben scheitern sollte, weil das Modul die
> ganze Zeit darumfuchtelt, ist das doch mein Problem oder ?

Dann solltest du aber nicht nach der Meinung des Forums fragen :-)

Dein a) ist viel zu kompliziert. Dein b) bauen heutzutage begabte 12 
Jährige als Physik-Semesterarbeit mit Lego auf.

von RS4B5 (Gast)


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@Jörg

Mach Dir nichts draus, sehe ich genauso wie Du... Am besten einfach gar 
nicht antworten

Ich finde es toll wenn Du Dich an so etwas versuchst. Gewisse Leute in 
diesem Forum sind anscheinend schon als Oberstudierte zur Welt gekommen 
und haben sich vermutlich mit 3 Jahren schon mit FET ect. beschäftigt wo 
andere halt noch mit Lego ect. gespielt haben.

Ich bilde Lernende aus. Vor kurzem hat ein Lernender hier im Forum auch 
einen Beitrag verfasst. Absolut korrekt und er wurde nur gedisst. Echt 
schade, am Schluss musste ich ziemlich viel Überzeugungsarbeit leisten 
das er es doch versucht. Und siehe da, es funktionierte am Schluss 
sogar. Ihr hättet mal die Augen sehen sollen wie stolz er war. Also 
zuerst mal überlegen was ihr mit Eurer, ich sag mal Nörgelei und 
Schlechtmacherei alles im Keim erstickt. Nur mal so als Gedanke...

Gruss RS4B5

von Solarkonstante (Gast)


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Hallo!

Also ich würde mir die Nachführerei auch sparen. Bei einem 20Wp-Modul 
könnte die Energiebilanz sonst schnell negativ werden.

Bei locker bewölktem Himmel wird sich die Anlage sonst mehr bewegen als 
Dir lieb ist. Wenn Dein Projekt nicht allein aus dem Spaß an der Freude 
motiviert ist, sondern tatsächlich dafür gedacht ist, etwas mehr Energie 
zu gewinnen, würde ich den Ansatz überdenken.
Es gab mal Untersuchungen meiner ehemaligen Uni, dass die Ausbeute 
deutlich erhöht wurde, wenn rechts und links vom Panel leidlich blanke 
Alubleche in einem 30° (?)-Winkel angebracht wurden. Diese haben 
zusätzliches Licht auf das Panel reflektiert.

Viele Grüße
Solarkonstante

von Der kein Bock mehr A. (Gast)


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Karl Heinz Buchegger schrieb:
> Jörg Bieszczak schrieb:
>
>> vor. Zum Thema : Wenn mein Vorhaben scheitern sollte, weil das Modul die
>> ganze Zeit darumfuchtelt, ist das doch mein Problem oder ?
>
> Dann solltest du aber nicht nach der Meinung des Forums fragen :-)


Hallo, ich habe ja nur nach den Elektrotechnischen 
Umsetzungsmöglichkeiten gefragt, vielleicht hätte ich den konkreten 
Anwendungsfall gar nicht angeben dürfen. Sorry.
Ich meine, das experimentelle Gebastel, ist doch das was Spass machen 
soll und wenns nachher net funzt, ist es zwar doof gelaufen, aber ich 
hab zumindest was dabei gelernt. Hier werden ja wohl nicht nur perfekte 
Ingenieursleistungen für Menschheitrettende Groß-Projekte 
durchdiskutiert oder ?

>
> Dein a) ist viel zu kompliziert. Dein b) bauen heutzutage begabte 12
> Jährige als Physik-Semesterarbeit mit Lego auf.

OK, a) ist zu kompliziert ... das kann ich mir zwar pauschal nicht so 
vorstellen, aber wenn das Deine Meinung ist respektiere ich das.
b) Ja, schön ... aber wie ich das ohne Lego etwas professioneller lösen 
könnte, das war der Kern meiner Frage.


Gutgut, ich habe mal wieder aus dem Forengeist gelernt ...

Viel Spass noch

von HerrUmbrarum (Gast)


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"hat mir jemand vorgeschlagen und zwar das ganze nur mit zwei
Sensoren zu bauen, die beide von der Mitte weg gerichtet sind und
Soll-Stand dann erreicht wäre , wenn beide Sensoren den gleichen Pegel
haben."

Hmm ich bin mir nicht sicher aber für diesen Fall könnte es vorkommen 
das die Solarzelle dann genau in die flasche Richtung ausgerichtet wird, 
oder?

Weil sich sozusagen zwei Punkte ergeben auf denen der Lichteinfall der 
Sensoren abgeglichen ist O.o

Grüße
HerrUmbrarum

von Klaus Kaiser (Gast)


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Ein grosser Nachteil der Lösung mit Sensorik ist die Anfälligkeit. 
Stichwort Vogelschiss, Stichwort Witterung.

Für eine atonom arbeitende Anlage fällt Sensorik aus. Mit Sensorik musst 
Du zusätzlichen Wartungsaufwand (Kosten) einplanen.

von Düsendieb (Gast)


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"Sonnenfolger" bringt 6600 Treffer bei Google und 350 Fotos, sicht das 
erst mal

von Der kein Bock mehr A. (Gast)


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RS4B5 schrieb:
> @Jörg
>
> Mach Dir nichts draus, sehe ich genauso wie Du... Am besten einfach gar
> nicht antworten
>
> Ich finde es toll wenn Du Dich an so etwas versuchst. Gewisse Leute in
> diesem Forum sind anscheinend schon als Oberstudierte zur Welt gekommen
> und haben sich vermutlich mit 3 Jahren schon mit FET ect. beschäftigt wo
> andere halt noch mit Lego ect. gespielt haben.
>
> Ich bilde Lernende aus. Vor kurzem hat ein Lernender hier im Forum auch
> einen Beitrag verfasst. Absolut korrekt und er wurde nur gedisst. Echt
> schade, am Schluss musste ich ziemlich viel Überzeugungsarbeit leisten
> das er es doch versucht. Und siehe da, es funktionierte am Schluss
> sogar. Ihr hättet mal die Augen sehen sollen wie stolz er war. Also
> zuerst mal überlegen was ihr mit Eurer, ich sag mal Nörgelei und
> Schlechtmacherei alles im Keim erstickt. Nur mal so als Gedanke...
>
> Gruss RS4B5

Oh, Hallo, Danke für deinen Post, habe ich grad erst gelesen.
OK, ich dachte mir grad schon, hups, wo bin ich denn hier gelandet ?
Gruß Jörch

von Der kein Bock mehr A. (Gast)


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HerrUmbrarum schrieb:
> "hat mir jemand vorgeschlagen und zwar das ganze nur mit zwei
> Sensoren zu bauen, die beide von der Mitte weg gerichtet sind und
> Soll-Stand dann erreicht wäre , wenn beide Sensoren den gleichen Pegel
> haben."
>
> Hmm ich bin mir nicht sicher aber für diesen Fall könnte es vorkommen
> das die Solarzelle dann genau in die flasche Richtung ausgerichtet wird,
> oder?
>
> Weil sich sozusagen zwei Punkte ergeben auf denen der Lichteinfall der
> Sensoren abgeglichen ist O.o
>
> Grüße
> HerrUmbrarum

Hi, ja sowas habe ich mir auch schon gedacht, mit etwas besserer 
Räumlicher Auflösung durch mehrere Sensoren sollte das schon etwas 
besser gehen.

Danke und Gruß Jörg

von Der kein Bock mehr A. (Gast)


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Düsendieb schrieb:
> "Sonnenfolger" bringt 6600 Treffer bei Google und 350 Fotos, sicht das
> erst mal

Ahh, YESSS, Danke , das war ein richtig guter Tipp !!! Mir war der 
Begriff Sonnenfolger auch gar nicht geläufig.

Besonders interessant :
Beitrag "Mikrocontroller für Sonnenfolger?"
http://www.mikrocontroller.net/articles/Sonnenfolger_/_Heliostat
http://www.solar.gch.de/Solartechnik-14.htm
http://www.elektor.de/jahrgang/2006/juli/lichtfolger.64395.lynk


Vielen Dank und Gruß

von Der kein Bock mehr A. (Gast)


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Jörg Bieszczak schrieb:
> Düsendieb schrieb:
>> "Sonnenfolger" bringt 6600 Treffer bei Google und 350 Fotos, sicht das
>> erst mal
>
> Ahh, YESSS, Danke , das war ein richtig guter Tipp !!! Mir war der
> Begriff Sonnenfolger auch gar nicht geläufig.
>
> Besonders interessant :
> Beitrag "Mikrocontroller für Sonnenfolger?"
> http://www.mikrocontroller.net/articles/Sonnenfolger_/_Heliostat
> http://www.solar.gch.de/Solartechnik-14.htm
> http://www.elektor.de/jahrgang/2006/juli/lichtfolger.64395.lynk
>
>
> Vielen Dank und Gruß

Oder hier:
http://dl3jin.de/solarnachfuehrung.htm

von pompete (Gast)


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Karl Heinz Buchegger schrieb:
> Dann solltest du aber nicht nach der Meinung des Forums fragen :-)

....hmmm ein "Gast" namens Holger (besser wäre pöpelholger) 
repräsentiert also dieses forum?

es ist zwar nicht nötig,aber eine schöne form des anstandes sich so 
vorzustellen wie es jörg gemacht hat.
warum sich holger an jörgs berufsausrichtung so stört muss man nicht 
verstehen, vielleicht rührt sein frust aus seinem sehnlichsten wunsch 
diesen für ihn nicht erreichbaren abschluß zu erlangen?
an seinem niveau merkt man ja das es ein paar lücken in seinem leben 
gibt, es ist aber nie zu spät diese zu schließen ;-)

von Frank S. (mangiari)


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Falls noch jemand vorbei schaut und einem das komplizierte 
Elektronik-Zeug zu viel ist, geht's auch ganz einfach, hat ein bekannter 
Schrottbastler so mal erfolgreich praktiziert:

Einfach zwei super billige Spielzeug-Solarpanel nebeneinander auf der 
drehbaren Konsole installiert, die auch das geneigte Panel beherbergt. 
Zwischen den kleinen Paneln ist eine senkrechte Platte. Die beiden 
kleinen Panel sind mit entgegengesetzter Polung an einem Motor 
angeschlossen, der den ganzen Aufbau über ein Getriebe dreht.

Bei optimaler Ausrichtung sind die zwei kleinen Panels gleich stark 
beleuchtet und der Strom hebt sich gegenseitig auf. Sobald die Sonne 
weiter zieht, wird eins der kleinen Panel verschattet und das andere 
überwiegt, wodurch der Motor nachführt.

Muss man dann im konkreten Aufbau noch optimieren, dass die Panels durch 
den angelegten Strom keinen Schaden nehmen, aber es handelt sich hier um 
Bastelzeug im einstelligen Eurobereich, da kann man schon mal 
rumprobieren. Soll angeblich astrein funktionieren!

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