Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Tag/Nacht Sync


von Stefan M. (mostefan)


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Einleitungs-blabla:
Hallo zusammen, mein erster Post hier.
Normalerweise würde ich hier nicht fragen, sonder selber erst mal 
wochenlang testen, bis etwas funktioniert. Aufgrund baldig kommenden 
Nachwuchses will ich das Problem aber bald möglichst gelöst haben und 
möchte daher nicht erst 10 Varianten probieren, die nicht funktionieren.


Projekt:
der 1000-te giessomat mit Atmega 328p, Solarbetrieben, jeweils 8s 
Schlaf.. gesamthaft 24h schlafen, erde kontrollieren, Wasser pumpen 
falls nötig. Funktioniert alles soweit einwandfrei.

Da der interne clock für den deep-sleep doch recht ungenau zu sein 
scheint, verschiebt sich das 24h intervall doch recht stark und und wenn 
die Wasserpumpe um 3Uhr nachts losgeht, kriege ich fast einen 
Herzinfarkt.


zu lösendes Problem:
Am liebsten will ich eine interne Uhr integrieren, die zumindest auf ca 
+-2h genau läuft, sodass die Pumpe sicher zwischen 14 und 16 Uhr 
anspringt. Eingänge habe ich noch und wills am liebsten via 
Fotowiderstand lösen.
Ich überlege mir aber noch, wie ich das am stabilsten hinbekomme. nur 
weils grad 4h hell war, heisst das ja nicht, dass es tag ist. Könnte ja 
auch der TV sein. Ausserdem muss ich ja auch irgendwie die Schwelle 
dauernd anpassen. Die Wintertage sind nicht so hell, wie die Sommertage.

Hat jemand die Superidee, die ganz sicher funktioniert?

24 Werte über (ungefähr) 24h aufnehme und einen Sinus fitten wäre mein 
Ansatz. DAs kann man jede 1h neu machen und so vermuten, wo die 
gewünschten 15 Uhr sind.

Gruss
Stefan

von Peter D. (peda)


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Timer T2 mit 32kHz Uhrenquarz, zieht ~1µA.

von Joe F. (easylife)


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Lösungs-blabla:

- Netzfrequenz als "stabile" 50 Hz Quelle nehmen
- oder 32.768 KHz Uhrenquarz als stabile Frequenzquelle nehmen
- oder RTC dazubauen
- oder DCF77 Empfänger dazubauen
- oder GPS Empfänger dazubauen

: Bearbeitet durch User
von georg (Gast)


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Stefan M. schrieb:
> Aufgrund baldig kommenden
> Nachwuchses

Stefan M. schrieb:
> der 1000-te giessomat

Ach, muss dein Nachwuchs gegossen werden?

Georg

Beitrag #5814717 wurde vom Autor gelöscht.
von Walter T. (nicolas)


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Oder ein Uhren-Modul mit DS1307 für 2,95 Euro.

von imkeller (Gast)


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Blumen giessen reduziert den Stress, den Du gerade erlebst.

Zusehen wie die Pflanzen wachsen ist eine Freude !
Hast Du nicht 1 Minute / Tag dafuer übrig ?

Oder geht es etwa um die Pflanzen vom Nachbarn oder noch schlimmer
... um die der Schwiegermutter ;-)

von Bauform B. (bauformb)


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Stefan M. schrieb:
> der 1000-te giessomat mit Atmega 328p, Solarbetrieben,

Dann brauchst du schon mal keinen LDR. Es gibt Leute, die haben eine 
Solaranlage auf dem Dach, zeichnen die Leistungsabgabe auf und stellen 
die Kurven ins Internet. Schau dir solche Tagesverläufe mal an. Für ±1 
Stunde könnte es reichen.

von Stefan F. (Gast)


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Liefert nicht die Solarzelle eine Taktfrequenz von einer Schwingung pro 
Tag?

von Rolf M. (rmagnus)


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Stefanus F. schrieb:
> Liefert nicht die Solarzelle eine Taktfrequenz von einer Schwingung pro
> Tag?

Hätte ich jetzt auch gesagt. Wenn das solarbetrieben ist, läuft es doch 
eh nur tagsüber, wenn man nicht gerade noch eine Batterie einbaut.

von Stefan M. (mostefan)


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Im Bild noch zur veranschaulichung, wie viel Platz noch vorhanden ist 
für allfällige externe Lösungen.

zum Thema solarbetrieben: Das ganze ist natürlich mit 4 NiMH Batterien 
gepuffert.

Stefanus F. schrieb:
> Liefert nicht die Solarzelle eine Taktfrequenz von einer Schwingung pro
> Tag?

das ist mir schon klar ;) nur die Phase wäre noch wichtig.

RTC Module habe ich auch von Ali für 1 Dollar. Aber als ich die mal 
getestet habe, waren die auch nicht übergenau. Die sind locker 1 min 
falsch pro Tag. (für den tausensten wetter-logger stelle ich die jeweils 
mit Zeit vom Internetz nach via ESP8266). Platz wäre aber vorhanden, 
aber eben, ich glaube da nicht so dran. (vielleicht hätte ich welche für 
2$ kaufen sollen..)

50Hz Netz abgreifen kommt nicht in frage. Ausserdem geht das dann nicht 
mehr mit dem 8s deep sleep.

von HildeK (Gast)


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Stefan M. schrieb:
> (vielleicht hätte ich welche für
> 2$ kaufen sollen..)

Ich hab DS3231-Module für <1€ vom Chinesen via Amazon in Verwendung. 
Vielleicht Fake-Bausteine, aber <5ppm haben die auf jeden Fall (gut, 
2ppm sind spezifiziert von Maxim). Das sind max. 2,5 Minuten im Jahr 
(!), damit braucht man für diese Aufgabe locker 10 Jahre nicht dran 
denken ...

von Wolfgang (Gast)


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Stefan M. schrieb:
> das ist mir schon klar ;) nur die Phase wäre noch wichtig.

Wenn es Nacht ist, liefert die Solarzelle keinen Strom. Das sollte sich 
als Indikator für Zwangsruhepause auswerten lassen.

von Jacko (Gast)


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Also, wer keine Idee hat, aus dem Solarbetrieb, also dem
Verlauf der Akkuspannung eine Uhr auf +/-2 h Gangfehler gegenüber
der lokalen Sonnenzeit nachzuführen, sollte sich vom µC-
Basteln doch lieber der Briefmarkensammelei zuwenden.

von Wolfgang (Gast)


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Jacko schrieb:
> Also, wer keine Idee hat, aus dem Solarbetrieb ...
Also wer keine Ahnung vom Wasserbedarf von Pflanzen hat, ...
In unseren Breiten ist es gewöhnlich so, dass die Pflanzen bevorzugt bei 
hoher Sonnenscheindauer viel Wasser verdunsten.

Randbedingungen sind also:
- Der TO möchte nachts seine Ruhe habe
- Die Pflanzen sollen nicht verdursten

Dafür braucht man keine Echtzeituhr, die mit Nanosekundengenauigkeit auf 
Atomuhrzeit synchronisiert ist.
Es reicht völlig, wenn die Pflanzen morgens 1/2h nach Sonnenaufgang oder 
besser noch Abends kurz vor Sonnenuntergang ihr Wasser bekommen. In der 
Natur fällt der Regen auch nicht pünktlich um xx:xx TAI oder yy:yy 
Ortszeit.

von Karl B. (gustav)


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Stefan M. schrieb:
> Aber als ich die mal
> getestet habe, waren die auch nicht übergenau. Die sind locker 1 min
> falsch pro Tag.

Hi,
in der ersten Stunde laufen die üblichen Uhrenquarzoszillatoren 
tatsächlich ungenau, bis sie warm geworden sind. Lässt man die im 
Dauerbetrieb laufen, dann hatte ich in einer Woche eine maximale 
Abweichung von 1 min.

Der Witz ist, dass man die normalen Uhren nicht sekundengenau starten 
kann. Der Fehler ist schon direkt beim ersten Anlaufen da und sollte 
nicht der Ungenauigkeit des Quarzoszillators angelastet werden.

Die Russen hatten da eine gute Idee mit der Synchronisation.
Ab Minute 40 wird die Stunde inkrementiert, Minuten auf Null.
Vor Minute 40 bleibt Stunde wie vorher. So kann man auf das Zeitzeichen
von Radio Moskau sekundengenau synchronisieren, ohne extra die Stunden 
noch korrigieren zu müssen.


ciao
gustav

von c-hater (Gast)


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Stefan M. schrieb:

> zu lösendes Problem:
> Am liebsten will ich eine interne Uhr integrieren, die zumindest auf ca
> +-2h genau läuft, sodass die Pumpe sicher zwischen 14 und 16 Uhr
> anspringt. Eingänge habe ich noch und wills am liebsten via
> Fotowiderstand lösen.

Warum? Wenn's solarbetrieben ist, hast du doch bereits einen 
helligkeitsabhängigen Wert: die Spannung von deinen Solarzellen.

> 24 Werte über (ungefähr) 24h aufnehme und einen Sinus fitten wäre mein
> Ansatz.

Warum müssen es 24 sein? Nimm 32 oder (besser) 64. Ansonsten ist das 
schon der richtige Ansatz. Korrelation. Du brauchst noch nichtmal 
irgendeinen künstlichen Sinus als Referenz dafür, statt dessen: 
Auto-Korrelation.

Das funktioniert (bei korrekter Implementierung) dann sogar, wenn du 
nachts mangels Energie garnicht aufwachen kannst und dir dementsprechend 
die nächtlichen Messungen komplett fehlen, du also auch gar keine 
durchgehende Zeitbasis hast. Nur eine Frage der dem Problem angepassten 
Auswertung.

Im Prinzip läuft es darauf hinaus, die Tageslänge zu bestimmen und die 
eigenen Aktionen auf deren ermittelten Mittelpunkt auszurichten. Es ist 
auch kein Problem, dass du für den laufenden Tag die Werte noch garnicht 
komplett hast. Du nimmst einfach die von gestern zur Steuerung deiner 
Aktionen.

von Walter T. (nicolas)


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c-hater schrieb:
> statt dessen:
> Auto-Korrelation.

c-hater schrieb:
> Das funktioniert (bei korrekter Implementierung) dann sogar, wenn du
> nachts mangels Energie garnicht aufwachen kannst

Fairerweise solltest Du aber dann ergänzen, nach wieviel Tagen die 
2-h-Toleranz zum ersten Mal dauerhaft eingehalten wird.

von c-hater (Gast)


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Walter T. schrieb:

> Fairerweise solltest Du aber dann ergänzen, nach wieviel Tagen die
> 2-h-Toleranz zum ersten Mal dauerhaft eingehalten wird.

Das ist einfach: vom 2. Tag an natürlich.

von Norbert S. (norberts)


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Moin,

Das ist eigentlich ganz einfach.
Die Spannung des Solarmoduls messen. Etwa 1/3 der maximalen Spannung ist 
Sonnenauf- bzw. untergang. Der Spannungsteiler zum Messen muss recht 
hochohmig sein, in dem Bereich kommen da nur noch µA raus.
Das ist nahezu wetterunabhängig auf besser als 30 Minuten genau.
Sonnenuntergang erkennen, Zeit zählen bis Sonnenaufgang, die Hälfte 
davon war Mitternacht.

Gruß,
Norbert

von Stefan M. (mostefan)


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Danke für die hilfreichen Antworten:

Ich bleibe also dabei, Fourier des Sonnenzyklus klingt sinnvoll.

1. Statt Fotowiderstand, direkt die Solarzelle abzapfen.
2. 32 oder 64 Werte über 48h Aufnehmen, statt 24 Werte über 24h.

Was nicht geht: Die Spannung der Batterie benutzen. die wird zwar 
überwacht und das Bistabile Relais schaltet alles aus, wenn die 
Batterien zu tief sind, aber da das Wasserpumpen relativ viel Saft 
braucht, wird vermutlich eine zu grosse Störung eingebracht. Ausserdem 
wird bei dunklen Tagen vielleicht gar nicht geladen, wenn die Spannung 
schon zu hoch ist.

von c-hater (Gast)


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Stefan M. schrieb:

> Ich bleibe also dabei, Fourier des Sonnenzyklus klingt sinnvoll.

Nicht Fourier. Autokorrelation.

Es gibt zwar naturgemäß eine (sehr entfernte) Verwandschaft zwischen 
beidem, aber in deiner Anwendung ist die Autokorrelation die weitaus 
bessere Wahl. Und zwar unter jedem nur denkbaren Geschichtspunkt...

von Norbert S. (norberts)


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Moin,

Jo, schiesst mal mit Spatzen auf Kanonen - ähhh...
1/3 der Leerlaufspannung ist Sonnenauf- bzw. -untergang. Glaubt mir oder 
probiert es einfach aus.

Die Spannung des Moduls über den Tag ist viel zu wetter- und 
temperaturabhängig, das kannst Du vergessen.

Gruß,
Norbert

von Karl B. (gustav)


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Norbert S. schrieb:
> Die Spannung des Moduls über den Tag ist viel zu wetter- und
> temperaturabhängig, das kannst Du vergessen.

Genau,
deswegen machte ich das mit Anzapfen der Ringsteuerimpulse für die 
Strassenbeleuchtung.

OT
1350 Hz dienen nicht nur dazu, meine HiFi-Anlage zu stören.
/OT

Tabelle muss nur noch dezimal in modulo 60 bzw 12 hinter dem Komma 
umgerechnet werden.(Sonnenuntergang)
Die Sommerzeitumrechnung ist nicht berücksichtigt. Läuft auf Winterzeit.

(Auch ein Argument für Abschaffung der Zeitumstellung.
Das ganze Langzeitmonitoring kommt dann durcheinander, wenn es plötzlich 
einen Sprung gibt.)

ciao
gustav

: Bearbeitet durch User
von Rolf M. (rmagnus)


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Karl B. schrieb:
> (Auch ein Argument für Abschaffung der Zeitumstellung.
> Das ganze Langzeitmonitoring kommt dann durcheinander, wenn es plötzlich
> einen Sprung gibt.)

Dass es abgeschafft wird, ist beschlossen. Es muss jetzt nur noch ein 
paar Jahre darüber diskutiert werden, ob wir bei der Sommer- oder der 
Winterzeit bleiben.
Das ist auch eine prima Gelegenheit, noch ein paar Dutzend Gutachten 
darüber erstellen zu lassen.

von Tim T. (tim_taylor) Benutzerseite


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Karl B. schrieb:
> Norbert S. schrieb:
>> Die Spannung des Moduls über den Tag ist viel zu wetter- und
>> temperaturabhängig, das kannst Du vergessen.
>
> Genau,
> deswegen machte ich das mit Anzapfen der Ringsteuerimpulse für die
> Strassenbeleuchtung.

Ja, das ist extrem Sinnvoll bei einer Solarbetriebenen (Insel-)Anlage.
Gemeint war das die Intensität über den Tag zu ungenau ist, nicht die 
Bestimmung von Sonnenauf- und untergang ansich, was für die Aufgabe 
absolut reichen würde.

> OT
> 1350 Hz dienen nicht nur dazu, meine HiFi-Anlage zu stören.
> /OT
>
> Tabelle muss nur noch dezimal in modulo 60 bzw 12 hinter dem Komma
> umgerechnet werden.(Sonnenuntergang)
> Die Sommerzeitumrechnung ist nicht berücksichtigt. Läuft auf Winterzeit.
>
> (Auch ein Argument für Abschaffung der Zeitumstellung.
> Das ganze Langzeitmonitoring kommt dann durcheinander, wenn es plötzlich
> einen Sprung gibt.)

Und wo war jetzt der Vorteil gegenüber der Netzfrequenz als Taktsignal?

von Stefan F. (Gast)


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Geh mal im Sommer kurz vor Sonnenuntergang auf einen Campingplatz und 
beobachte, wie dort hunderte Solar-Lampen innerhalb einer Stunde an 
gehen.

Die scheinen alle synchronisiert zu sein! Sind sie auch, und zwar durch 
ihre Solarzellen und das Sonnenlicht.

Wie man dort deutlich sehen kann, spielen Materialstreuungen, 
unterschiedliche Bauteile und Aufstellorte kaum eine Rolle. Trotz der 
großen Unterschiede gehen die Lampen alle innerhalb einer Stunde an.

von Karl B. (gustav)


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Hi,
hier noch der Graph vom Einschalten der Straßenlaterne dazu.

ciao
gustav

von Wolfgang (Gast)


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Karl B. schrieb:
> Genau, deswegen machte ich das mit Anzapfen der Ringsteuerimpulse für die
> Strassenbeleuchtung.

Nür blöde, wenn es die Bewässerung für den Schrebergarten ist, der 
vielleicht gar nicht an solcher Infrastruktur dran hängt.

Stefanus F. schrieb:
> Geh mal im Sommer kurz vor Sonnenuntergang auf einen Campingplatz und
> beobachte, wie dort hunderte Solar-Lampen innerhalb einer Stunde an
> gehen.
Solche zeitliche Streuung ist auch gut so und bei Nutzung öffentlicher 
Versorgungsnetze ausgesprochen sinnvoll. Die leben von Lastmittelung. 
Bei atomuhrgenauem Einschalten möchte ich nicht wissen, was mit 
Wasserdruck, Versorgungsspannung o.ä. passieren würden.

von Rolf M. (rmagnus)


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Stefanus F. schrieb:
> Geh mal im Sommer kurz vor Sonnenuntergang auf einen Campingplatz und
> beobachte, wie dort hunderte Solar-Lampen innerhalb einer Stunde an
> gehen.
>
> Die scheinen alle synchronisiert zu sein! Sind sie auch, und zwar durch
> ihre Solarzellen und das Sonnenlicht.
>
> Wie man dort deutlich sehen kann, spielen Materialstreuungen,
> unterschiedliche Bauteile und Aufstellorte kaum eine Rolle. Trotz der
> großen Unterschiede gehen die Lampen alle innerhalb einer Stunde an.

Und jetzt vergleiche das mal mit dem nächsten Tag, an dem es vielleicht 
gewittert statt des strahlenden Sonnenscheins, und schau mal, ob die 
Lampen um die selbe Uhrzeit ausgehen, wie am Vortag. Oder im Winter, 
statt im Sommer.
Es geht ja hier nicht darum, viele solarbetriebene Dinge miteinander zu 
synchronisieren, sondern ein einzelnes über das ganze Jahr hinweg im 
Rahmen von +/- 2 Stunden um die gleiche Uhrzeit zu schalten.

von Stefan F. (Gast)


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Rolf M. schrieb:
> schau mal, ob die
> Lampen um die selbe Uhrzeit ausgehen, wie am Vortag.

Die Zeiten werden sich ändern, aber das kann den Pflanzen egal sein. Es 
gibt sogar Pflanze, für die ist es besser, erst nach Sonnenuntergang 
bewässert zu werden, egal um wie viel Uhr das ist. Die Pflanzen leben 
nicht nach der Uhrzeit.

Dem TO war noch wichtig, dass die Pumpen nicht mitten in der Nacht los 
laufen. Dafür wird die Solar-Methode schon ausreichend genau sein.

von Karl B. (gustav)


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Stefanus F. schrieb:
> Die Pflanzen leben
> nicht nach der Uhrzeit.

Brauchen aber das richtige Licht.
Wachstumsphase und Blütephase


Wolfgang schrieb:
> Die leben von Lastmittelung.
> Bei atomuhrgenauem Einschalten möchte ich nicht wissen, was mit
> Wasserdruck, Versorgungsspannung o.ä. passieren würden.

Hi,
die Ringsteuerimpulse haben mindestens zwei Gruppen für 
Strassenbeleuchtung,
so weit ich das feststellen konnte. Will bedeuten, nicht das gesamte 
Stadtgebiet wird auf einen Knall hin beleuchtungsmäßig eingeschaltet.

ciao
gustav

: Bearbeitet durch User
von Rolf M. (rmagnus)


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Stefanus F. schrieb:
> Rolf M. schrieb:
>> schau mal, ob die
>> Lampen um die selbe Uhrzeit ausgehen, wie am Vortag.
>
> Die Zeiten werden sich ändern, aber das kann den Pflanzen egal sein.

Das stimmt wohl. Ich hatte mich eher auf die anfänglich genannte 
Anforderung bezogen, nach der er eine Uhr wollte, die automatisch immer 
auf +/- 2h genau geht.

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