Hi! Ich bin Elektrotechnik-Student und mein Projekt beschäftig sich mit der Strahlungsmessung an der Sonne. Als Voraussetzung für diese Messung ist es meine Aufgabe ein Gerät zu entwickeln welches die Sonne sehr präzise verfolgt. Im Anhang befindet sich der Algorithmus der am besten geeignet wäre. Ich habe nicht viel Erfahrung im programmieren von mikrocontrollern, deswegen wende ich mich an euch :-) Ich würde gerne einen Atmel AVR ATMega128 mit einem Echtzeitbetriebssystem (ucosII) verwenden. Denkt ihr schafft der Mikrocontroller die ganzen berechnungen, die Steuerung von 2 Motoren und das Auslesen der Sensordaten in sehr kurzen Zeitintervallen? Möglicherweise ist meine Formulierung sehr unexakt, jedoch befinde ich mich komplett am Anfang des Projekts und das sind meine ersten Überlegungen. Der ATMega128 + ucosII kam mir in den Sinn weil ich damit schon erste Erfahrungen hatte. LG, Dave
Wieso willst du die Sonne verfolgen wenn du eh schon weißt wo sie ist? Im Allgemeinen ist es wesentlich robuster und einfacher den Sonnenstand zu berechnen als die Sonne zu suchen.
Der Algorithmus macht genau das. Er berechnet die benötigten Winkel (azimuth, elevation angle) in abhängigkeit von latitude, longitude, zeit, durchschnittstemp, durchschnittsluftdruck und noch 2 zeitaktoren (deltaT und deltaUT1)
Wenn die Anlage stationär ist kannst Du auch einfach die notwendigen Werte vorher ausrechnen und in einer Tabelle ablegen. Welche Art von Sensorik hast Du denn vorgesehen, LEDs in allen vier Ecken der Panele ?
Also mein Betreuer meinte, dass es notwendig ist sehr exakt auf das Zentrum der Sonne zu zielen. Dafür wird mit dem Algorithmus auf die Sonne gezielt und danach eventuell versucht mit Photodioden noch genauer zu werden. Man erreicht mit dem Algorithmus zwar maximale Genauigkeit (0.0003°), jedoch nur unter perfekten Parametern (Position und Zeit) und die exakt genaue Position ist mit herkömmlichen GPS Modulen zwar genau, jedoch nicht sehr genau.
Also GPS-Module sind, wenn Du mittelst, auf ein paar Meter genau. Das ist viel besser als notwendig. Die Zeit kannst Du auch per GPS auf <1µs Messfehler bestimmen. Die Fehler in den Drehwinkelgebern werden wohl größer sein. Wenn Du noch genauer sein willst, bau eine Videokamera um, so dass sie es aushält wenn Du sie direkt in Richtung Sonne hältst, und ein Teleobjektiv, und nimm den Mikrocontroller (oder eine analoge Schaltung) um den Schwerpunkt des runden Flecks zu bestimmen. Das geht zum Beispiel über die Timer, wenn die Sonne wirklich hell ist solltest Du einen sehr sauberen Übergang von Schwarz auf Weiß haben. Anderenfalls tastest Du einfach ein paar Pixel (z.Bsp. 16x16) ab, und bestimmst damit den Schwerpunkt.
Achja ich hab noch vergessen dazuzusage, dass die realisierung ziemlich kostenkünstig sein soll. Also eine Kamera, die Wetter und Witterungsfest ist und 7-8h täglich in die Sonne guckt - dazu braucht man auch eine solide Hardware um Bildmaterial zu verarbeiten. Denke nicht, dass das ganze drinnen ist.
@ Eumel Danke für die Info. Ein µc mit dieser Einheit hat also den Vorteil Gleichkommaberechnungen schneller durchzuführen. Genauer werden diese dadurch aber nicht, oder?
Ne, genauer nicht. Mit einem AVR kannst du natürlich auch Gleitkommaberechnungen ausführen, allerdings nur in Software. Das ist dann langsamer aber nicht weniger genau. Ob dir die Geschwindigkeit reicht kann ich leider nicht sagen.
ich kann mir nicht vorstellen, dass du öfter als 50 mal pro Sekunde die Motoren nachstellen musst. Das sollte doch der µC locker schaffen. Habe einen Quadrokopter, dessen Regelschleife mit 500Hz arbeitet und der jede Menge andere Dinge machen muss, als nebenher noch PID Regler zu machen. Ist auch bloß ein langsamer Atmega drauf.
Dave schrieb: > Ok - super. Das wollte ich wissen. Vielen Dank :-) Aber ich würde dennoch mal nachgucken welcher maximale Fehlerwinkel erlaubt ist. Dann rechnest du aus wie lange die Sonne braucht um diesen Fehlerwinkel zu überstreichen. Diese Zeit gibt dir dann vor wie schnell die Regelschleife mindestens sein muss. Zu den Rechnungen: Grade Divisionen brauchen viel Zeit. Hier kann man jedoch einige Kniffe anwenden um das Ganze schneller zu machen. Ich habe damals beispielsweise bei Divisionen nach Möglichkeit auf Bitshifts zurückgegriffen (also durch Potenzen von 2 geteilt). Also wie gesagt: Vorgehensweise: - Nachfragen wie groß der Fehlerwinkel sein darf - Nachrechnen wielange die Sonne zum überstreichen dieses Winkels braucht - Die errechnete Zeit hier mal nennen, damit wir das besser abschätzen können
stm schrieb: > > Vorgehensweise: > > - Nachfragen wie groß der Fehlerwinkel sein darf > - Nachrechnen wielange die Sonne zum überstreichen dieses Winkels > braucht > - Die errechnete Zeit hier mal nennen, damit wir das besser abschätzen > können Ich werde darauf zurückkommen. Danke :-)
Dave, wenn Du eine azimutale Montierung verwendest (d.h. eine, bei der eine Achse senkrecht zur Erdoberfläche steht), musst Du Dir darüber klar sein, dass sich die Sonne im Blickfeld des nachgeführten Messgerätes im Laufe des Tages dreht. Ob das einen Einfluss auf Deine Messung hat weiss ich nicht; ich wollte Dich nur darauf hinweisen. Was "Rad_neu_erfinden" und "Eumel" behaupten, ist falsch: Die "Geschwindigkeit" der Sonne entlang der Ekliptik ändert sich übers Jahr - das führt zu der Erscheinung, die Analemma heisst. Deshalb geht's mit einem einfachen Uhrwerk nicht, selbst, wenn es synchron zu Sternzeit liefe. Trotzdem würde es Dir viel Arbeit sparen (und auch die Geschichte mit der Drehung des Sonnenbildes vermeiden), wenn Du Dich bei den Astronomen (z.B. www.astronomie.de) über paralaktische Montierungen informierst. Es würde mich nicht wundern, wenn es die Steuerung (Hard- und Software), die Du bauen willst, bei Firmen wie Meade oder Celestron schon fertig zu kaufen gäbe. Viel Erfolg! mare_crisium
Rad neu erfinden schrieb: > Wie machen es Teleskope mit denen man Sterne beobachtet ? Eumel schrieb: > Mit einem Uhrwerk. Die Technik mit dem Uhrwerk/Synchronmotor stammt wohl eher aus den 70er/80er Jahren des vorigen Jahrhunderts. Übliche Methode im Hobbybereich für Nachführgenauigkeit von deutlich besser als eine Mikrobogensekunde ist heutzutage eine Nachführkamera, die auf einen halbwegs hellen Stern gerichtet ist und als Positionssensor für die Regelung der Teleskopausrichtung dient.
Dave schrieb: > Als Voraussetzung für diese Messung ist es meine Aufgabe ein Gerät zu > entwickeln welches die Sonne sehr präzise verfolgt. Läßt sich das vielleicht einmal quantitativ formulieren. Die Steuerung der Ausrichtung hat, wegen Unsicherheiten bei der Modellierung der Brechungseigenschaften der Atmosphäre, zunehmende Probleme in Horizontnähe, so dass man besser eine Regelung mit Sternpositionssensor verwendet. Eine andere natürliche Grenze ist die Luftunruhe, solange man nicht zu professionellen Methoden wie Adaptiver Optik greift. Eine Adaptive Optik würde einen flexiblen Spiegel erfordern, um die Form des Spiegels mit deutlich schneller als 10 Hz Zykluszeit entsprechend den Daten eines Wellenfrontsensors zu korrigieren. Bei kleinen Teleskopen (<20cm Durchm.) hilft bereits ein schneller Kippspiegel, um ein Objekt sauber auf Position im Telekop zu halten.
Hallo, zur Geschwindigkeit: Die ist meiner Erfahrung nach sehr stark vom Code abhängig. Wir haben in der Uni mit nem ATMega640 und dem 128x64 LCD Display Game of Life programmiert. Ergebnis C-Code: knapp 3 fps (bei 27kB Programmcode) (alle Stufen der Codeoptimierung haben immer auch die Funktion mit wegoptimiert und auf der höchsten Optimierungsstufe waren es immer noch 7kB Code) Ergebnis ASM Code: ca. 25 fps (bei 5kB Programmcode) (der verwendete Algorithmus war identisch zum C-Code) Betriebssystem dürfte den Controller auch nochmal einiges an Leistung kosten und ich hab nicht wirklich den Eindruck, das Multitasking nötig ist (die Motoren nachführen einfach über nen Timer und Interrupt machen). Zum Algorithmus (ich hab ihn mir nicht genau durchgelesen, sondern nur mal grob drüber gescrollt): Der klingt jetzt nicht gerade hochgeradig nichtlinear, also sollte es auch kein wirkliches Problem sein, die Position nicht 50 mal die Sekunde neu zu berechnen, sondern vielleicht nur alle 1 oder 2 Sekunden (vielleicht genügt auch alle 30-60 Sekunden) und dazwischen zu interpolieren (linear oder vielleicht auch quadratisch, oder was auch immer für eine Form den Verlauf am einfachsten beschreibt). Sprich, mit ner guten Software sollte der µC die Aufgabe ohne Probleme lösen können, mit nur zusammencopierten Codes und ohne Hirnschmalz/Optimierung bei der Zusammenstellung wird er es wohl kaum schaffen. Wenn wirklich viele Divisionen benötigt werden kann man sowas auch nochmal auslagern, z.B. auf nen zweiten Controller, der nix anderes macht oder sogar auf nen FPGA. Dann würde ich aber einen ATTiny für die Hauptaufgabe nehmen, der ist mit 20MHz nämlich schneller als der ATMega, und dem Mega das Rechnen überlassen. Gruß Kai
Kai S. schrieb: > Der klingt jetzt nicht gerade hochgeradig nichtlinear, also sollte es > auch kein wirkliches Problem sein, die Position nicht 50 mal die Sekunde > neu zu berechnen Der Algorithmus berücksichtigt nur die Sonnenbahn, aber nicht die Fehler des Antriebs. Um der Sonne präzise (Mikrobogensekunde) zu folgen, muss man sich auch um periodische Fehler des Antriebs kümmern. Tausende von Teleskopsteuerungen im Amateurbereich machen das ohne FPGA.
Was für Motoren werden denn verwendet? Ein Stepper ist einfach auf Position zu halten, ein Drehstrommotor ist schon aufwendiger. Betriebssystem finde ich bei sowas auch total übertrieben und wird dich eher einbremsen. Wenn es von der Leistung des uC etwas mehr sein darf, dann schau Dir mal die LPC11xx-Reihe oder gerade in Verbindung mit Drehstrom das C2000-Launchpad von TI an. Vor allem die Preise ;-) Bei Mouser gibts die LPCs z.B. für nen Euro. Gruß
Kai S. schrieb: > Ergebnis C-Code: knapp 3 fps (bei 27kB Programmcode) (alle Stufen der > Codeoptimierung haben immer auch die Funktion mit wegoptimiert versteh ich das jetzt richtig: der Optimizer/Compiler ist unbenutzbar, weil der Code sonst nicht funktioniert? MfG Klaus
Hallo, Eine GPS Abweichung von 30 m, macht bezogen auf 149x10⁹ Metern Abstand wohl nichts aus. Der Sonnendurchmesser beträgt 31,59 Bogenminuten http://www.astrotreff.de/topic.asp?ARCHIVE=true&TOPIC_ID=74958 >Heißt das, daß die Sonne (Ø 31,59´) .. Ganz grob gerechnet Die Erddrehung sind 360° /24 h = 360*60/86400 = 0,25 Bogenminuten/s ~ 1% des scheinbaren Sonnendurchmessers. Die Updaterate sollte schon höher sein als einmal pro Sekunde. Natürlich könnte man vor dem Ausrichten und Messen eine Tabelle erstellen um dann z.B. quadratisch zu interpolieren. Aber wie hält man die Sonne genau in der Mitte, um mechanische Unzulänglichkeiten auszugleichen? Passende schwarze Scheibe davor und wenn ein Rand heller wird dorthin steuern?
Klaus schrieb: > Kai S. schrieb: >> Ergebnis C-Code: knapp 3 fps (bei 27kB Programmcode) (alle Stufen der >> Codeoptimierung haben immer auch die Funktion mit wegoptimiert > > versteh ich das jetzt richtig: der Optimizer/Compiler ist unbenutzbar, > weil der Code sonst nicht funktioniert? Ja. Der Compiler selbst ging, der Optimizer hat allerdings das Programm unbrauchbar gemacht (wir haben allerdings nie den Fehler gesucht, da es nur ein Anfängerkurs war und die Zeit wie immer sehr knapp). Die Vermutung war, das die Optimierung irgendwo die Timings für die Displayansteuerung verhaut. Gruß Kai PS: Wir haben das AVR Studio 5 verwendet.
Kai S. schrieb: > Vermutung war, das die Optimierung irgendwo die Timings für die > Displayansteuerung verhaut. Die Vermutung ist eher, dass euer C derart mies war. Nichts für ungut.
> Dafür wird mit dem Algorithmus auf die Sonne gezielt und danach > eventuell versucht mit Photodioden noch genauer zu werden. Wenn du damit die Technik meinst, mit der manchmal Solarpaneele nachgeführt werden, dann vergiss das gleich wieder. Da treibst du den Teufel mit dem Belzebub aus. Was eventuell noch gehen könnte. Ein richtiges Fernrohr mit einem Sonnenfilter exakt parallel zur Messapperatur, da drann eine Web-Cam und per Bildauswertung die Nachführung ansteuern. Problem: Geht natürlich nur bei wolkenlosem Himmel. keine durchziehenden Vogelschwärme in Horizontnähe ist das Sonnenbild deutlich oval und natürlich das das Sonnebild im Jahreslauf nicht ganz gleich groß ist.
Kai S. schrieb: > Die > Vermutung war, das die Optimierung irgendwo die Timings für die > Displayansteuerung verhaut. Das schreit ja gerade nach irgendwelchen selbstgebastelten Delay-Funktionen.
Fangen wir mal von vorne an: Du hast einen Sensor für Licht. Ob das nun ein Solarpaneel ist, ein Fernrohr mit Kamera oder sonstetwas, ist erstmal egal. Der Öffnungswinkel dieses Sensors und sein Verhalten bei schräger Einstrahlung sind entweder spezifiziert oder Du darfst jetzt ran und entweder schätzen oder messen. Bei der Gelegenheit schaust Du gleich noch nach Temperaturgang und Alterungsverhalten. An diesem Punkt weisst Du welche Messgenauigkeit Du erwarten kannst und darfst etwa abschätzen welche Genauigkeitsanforderungen an die Mechanik bestehen. Diese gelten dann für Positionsmessung, Stellmotoren, Steifigkeit,Schwingungsverhalten und allen anderen mechanischen Kenngrössen. Zu Deinem kleinen Atmel: Ich würde als Hardwarebasis für einen Prototpen ein Arduino Mega nehmen, dieses aber direkt in C programmieren. Auf ein Betriebssystem würde ich verzichten, da es in dieser Anwendung keinen mir ersichtlichen Vorteil bietet. Vorteil: Die Hardware läuft und ist überschaubar. Wenn man mehr davon braucht kann man das ja sobald es läuft in eine eigene Leiterplatte kippen, die alles was man sonst noch braucht auch enthält. Du könntest Deine Algorithmen in kürzester Zeit auf dem Labortisch laufen haben und die erreichbaren Zykluszeiten selbst messen. viel Erfolg Hauspapa
Die Nachführung per Kamerabild ist meiner Meinung nach overkill, vor allem was die erforderliche Rechenleistung anbelangt. Viel einfacher und recht genau kann man das mit einem 2D-PSD (position sensitive detector) machen. Im Prinzip ist das eine großflächige Photodiode mit jeweils eine Kathode an jeder Kante. Aus dem Verhältniss der Photoströme kann der Schwerpunkt des Lichtflecks ermittelt werden. Eine einzelne kleine Linse reicht vermutlich zur Abbildung der Sonne auf dem PSD.
Hallo, Dave schrieb: > Also mein Betreuer meinte, dass es notwendig ist sehr exakt auf das > Zentrum der Sonne zu zielen. Stimmt denn das überhaupt? Direktstrahlungsmesser arbeiten mit einem Öffnungswinkel von 5° ( wahrscheinlich genormt, um auch die Corana zu erfassen ) http://www.rg-messtechnik.de/shp1.php die auf Solartrackern der Sonne nachgeführt werden. Diese benutzen http://www.rg-messtechnik.de/track-system-solys2.php wie genau soll denn gemessen werden. Selbst wenn man 1 Grad daneben liegt wäre die beschienene Fläche cos(0,5°) = 0,99996, also 3,8078e-5 daneben. Gibt es eine Strahlungquelle direkt neben der Sonne, die dabei irgendwie messtechnischen Einfluß nehmen könnte. Was ich damit sagen will, wie macht es sich bemerkbar,wenn man dafür sorgt das durch eine 1 Grad große öffnung/Blende gemessen wird. Das wäre eine Öffnung, deren Durchmesser 13,2825 mal kleiner wäre, als der Abstand Blende..Messfläche.
Dave schrieb: > maximale Genauigkeit > (0.0003°), jedoch nur unter perfekten Parametern Hi, äh, hat mal einer überschlagen was das alles mechanisch bedeutet? 0,0003° sind bei einem Hebel von 500mm etwa 2,6/1000mm. Wenn schon eine Outdoorkamera zu teuer ist, brauchst Du über solche Genauigkeiten nichtmal nachdenken. Horst Hahn schrieb: > Der Sonnendurchmesser beträgt 31,59 Bogenminuten Mit normalen Mitteln wird es schon nicht ganz einfach, es deutlich genauer als 0,5° hinzukriegen. Gruß, Norbert
Horst Hahn schrieb: > Passende schwarze Scheibe davor und wenn ein Rand heller wird dorthin > steuern? Und alle paar Wochen muss man dann die Scheibe - praktischerweise nimmt man einen Kegel - wechseln, um den Durchmesser der sich ändernden Entfernung der Sonne anzupassen. Koronograph nennt sich das dann ... http://en.wikipedia.org/wiki/Coronagraph (sorry für den engl. Link, aber der deutsche Artikel ist "etwas" schwach)
butsu schrieb: > Viel einfacher und recht genau kann man das mit einem 2D-PSD (position > sensitive detector) machen. Die Eierei möchte ich nicht sehen, wenn Wolken durchziehen und der Positiondetektor das Teleskop irgendwo ins Nirwana schickt.
Hauspapa schrieb: > Fangen wir mal von vorne an: Du hast einen Sensor für Licht. Ob das nun > ein Solarpaneel ist, ein Fernrohr mit Kamera oder sonstetwas, ist > erstmal egal. Der Öffnungswinkel dieses Sensors und sein Verhalten bei > schräger Einstrahlung sind entweder spezifiziert oder Du darfst jetzt > ran und entweder schätzen oder messen. Also dein Prinzip bezieht sich auf eine aktive Nachführung, also die Sonne mit Sensoren lokalisieren und dann verfolgen, verstehe ich das richtig? Meine Idee ist mit Hilfe des Algorithmus die Sonne zu finden und dann mit einer einfacheren Sensorik genauer zu justieren. Horst Hahn schrieb: > Stimmt denn das überhaupt? > Direktstrahlungsmesser arbeiten mit einem Öffnungswinkel von 5° ( > wahrscheinlich genormt, um auch die Corana zu erfassen ) Kannst du mir das mit Öffnungswinkel genauer erkären, ich verstehe es nicht richtig. Horst Hahn schrieb: > die auf Solartrackern der Sonne nachgeführt werden. > Diese benutzen > http://www.rg-messtechnik.de/track-system-solys2.php Auch dieser Solartracker verwendet zB eine aktive und passive Nachführung. Verstehe ich es richtig, wenn ich denke dass passive Nachführung bedeutet, dass die Sonne durch einen berechneten Algorithmus lokalisiert wird und bei der aktiven wird es mit Sensoren bewerkstelligt? Besonderes interessant ist die erreichte Genauigkeit (0.02°) bei aktiver Nachführung. Norbert S. schrieb: > Hi, > > äh, hat mal einer überschlagen was das alles mechanisch bedeutet? > 0,0003° sind bei einem Hebel von 500mm etwa 2,6/1000mm. > Wenn schon eine Outdoorkamera zu teuer ist, brauchst Du über solche > Genauigkeiten nichtmal nachdenken. Meine Aussage hat sich auf den Algorithmus bezogen. Es ist so, dass mein Projekt auf eine bestehendes Projekt eines Studenten aus dem Vorjahr aufbaut. Die Konstruktion und Mechanik steht bereits. Die Motoren für die 2 Winkel (azimut und steigungswinkel) sind Nanotec Nema 23 ST5918L3008. Dazu ist auch eine Schrittmotorsteuerung SMCI33 vorhanden. Danke für die Inputs!
Hi, mich würde mal interessieren, warum das so verdammt genau ausgerichtet werden soll. Nicht falsch verstehen, ich würde es gerne wissen und nicht in Frage stellen. Für alles was mit Energiegewinnung aus Sonnenlicht mit bekannter Technik zu tun hat, wäre das mehrere Dimensionen zu genau. Für normale Solarmodule ist ja die zweite Achse inzwischen schon rausgeschmissenes Geld. Auch wenn es was Neues sein sollte, keine kommerzielle Apparatur die sich auch mal rechnen soll, kommt auch nur in die Nähe dieser Genauigkeiten. Also worum geht's? Gruß, Norbert
Wie schon am Anfang erwähnt. Es soll irgendwann zur Strahlungsmessung dienen. Es wird ein Pyrheliometer montiert der dann die Werte auf einen PC überträgt. Naja. Mein Ziel ist es einfach die höchstmögliche Genauigkeit mit der Verfügbaren Hardware zu erreichen.
Hi, ok, dann soll es eben so genau sein. Nehmen wir mal die 0,5° als "Durchmesser" der Sonne, dann vermute ich mal, daß es mit vertretbarem Aufwand kaum möglich sein wird, die Kontur der Sonne und somit die Mitte genauer als auf 0,01° zu bestimmen. Eine Auflösung der Positionierung höher als 0,001° dürfte damit reichen. Das wären etwas mehr als 4 Schritte pro Sekunde. Für einen ATmega ist das ne halbe Ewigkeit. Oder hat hier mal einer nen Algoritmus gebaut der 4 Mio. Takte braucht? Da müsste man schon eine SPS einsetzten um das zu versauen ;-) Gruß, Norbert
Ok. Sehr Gut - dann ist mir das mal eine gute Hilfe für den Anfang (um mal die ersten Versuche zu bauen). Ich möchte nochmal darauf hinweisen, dass ich als Student im dritten Jahr eben noch ein Grünschnabel bin,was die Entwicklung angeht und bin mir daher sicher, dass einige meiner Fragen sehr leihenhaft sind :-)
Norbert S. schrieb: > Eine Auflösung der Positionierung höher als 0,001° dürfte damit reichen. > Das wären etwas mehr als 4 Schritte pro Sekunde. Darf ich Fragen wie du auf diesen Wert kommst (Schritte/s) ? Danke für die Hilfe.
Ich habe manchmal das Gefühl, dass einige der Beitragenden auf einem anderen Planeten leben. Die Sonne, die UNSERE Erde scheinbar umkreist, tut das zwar mit recht hoher Geschwindigkeit, die daraus resultierende Winkelgeschwindigkeit ist aber echt lahm. Weshalb sich hier viele um die Rechenkapazität sorgen (nimm doch einen mit Fpu), wird sich mir wohl nie erschließen. Der hellsten Punkt, im Bild einer einfachen, abgedunkelten Web-Cam zu ermitteln, erfordert ebenfalls keine Ressourcen fressende Bildverarbeitung. Dies wäre, mit Rücksicht auf die Ausrichteproblematik, ein toller Ansatz, wenn die Teile nicht alle ein Weitwinkelobjektiv hätten. Eine Kamera mit starkem Teleobjektiv dürfte aber deinen Kostenrahmen sprengen. Und Überhaupt: Meiner Meinung nach dürften deine Hauptprobleme sein die Messanordnung genau auszurichten. Damit meine ich: Senkrecht in zwei Richtungen und exakt in irgendeiner Himmelsrichtung. Geht dies nämlich in die Hose, so helfen Dir deine besten Bahnfolgealgorithmen nichts. Einzig die Positionsbestimmung via GPS dürfte, wie bereits vorher gesagt ausreichend einfach sein.
Dave schrieb: > Darf ich Fragen wie du auf diesen Wert kommst (Schritte/s) ? Hi, das ist natürlich vereinfacht: Die Erde dreht sich mit 360°/d oder ca 0,004°/s. Alle 0,001° Berechnen macht 4 pro Sekunde. Und amateur hat vollkommen recht. Die absolute Ausrichtung der Messeinrichtung deutlich unter 1° genau hinzukriegen ist illusorisch. Somit kannst Du die Bahnberechnug vergessen, Du musst grob positionieren und dann die genaue Position optisch finden. Dann bleiben aber immer noch die mechanischen Probleme. Die Optik (Kamera?) ist jetzt genau zur Sonne aber wie richtest Du die Achse der Kamera genau zum Rest aus? Gruß, Norbert
amateur schrieb: > Und Überhaupt: Meiner Meinung nach dürften deine Hauptprobleme sein die > Messanordnung genau auszurichten. Damit meine ich: Senkrecht in zwei > Richtungen und exakt in irgendeiner Himmelsrichtung. Dann guck dir mal an, wie das jede bessere Steuerung für Amateurteleskope für 150€ macht. Das Teleskop wird mehr oder weniger schief hingestellt, zwei Sterne angepeilt und dann kann sich die Steuerung ausrechnen, wie verdreht das Teleskop steht. Darauf baut dann die Positionierung auf.
@Astronom Stimmt, nur hast Du ein paar sehr wichtige Sachen unterschlagen. 1. Der Faktor Mensch, dessen Leistungsfähigkeit werden die Computer noch längere Zeit hinterherhächeln werden. - Der Computer weiß noch nicht mal annähernd wo's lang geht. Er müsste einen räumlichen Bereich von Horizont bis Horizont abtasten um sich dann genau auf die Reflexion in der Fensterscheibe gegenüber auszurichten. 2. Das kleine Teleskop, welches Du zum Vorpeilen benutzt. - Damit nimmst Du natürlich eine sehr genaue Richtungsvorwahl vor. Sonst sucht sich Deine Anordnung den nächstgelegenen Stern aus. Der soll allerdings auch sehr interessant sein. - Die digitale Version hiervon sprengt offensichtlich den Kostenrahmen. 3. Messgeräte haben die unangenehme Eigenschaft zu messen. Sie liefern folgerichtig Messdaten und keine Differenzdaten, vor allem keine Positionsdifferenzen. - Läuft deine Anordnung oder die Sonne "weg" so hilft nur Ene-Mene-Mu um die Frage zu beantworten: "Wohin denn jetzt" Und und und..
Danke für die Infos - jetzt hab ich wieder was um meinen Betreuer damit zu konfrontieren; aber ich denke, dass er sich ohnehin auch etwas dabei gedacht hat. Wenn man annimmt, dass das Gerät statisch zB auf einem Dach steht und es für lange Zeit auch dort bleiben soll, liege ich richtig, wenn ich denke, dass man es mit anderen technischen Hilfsmittel ziemlich gerade auf der Ebene und in die richtige Himmelsrichtung justrieren kann?
Dave schrieb: > Achja ich hab noch vergessen dazuzusage, dass die realisierung ziemlich > kostenkünstig sein soll. Also eine Kamera, die Wetter und Witterungsfest > ist und 7-8h täglich in die Sonne guckt - dazu braucht man auch eine > solide Hardware um Bildmaterial zu verarbeiten. Denke nicht, dass das > ganze drinnen ist. Als kleine Idee! Beitrag "Re: Optischer Sensor zur Drehbewegungserfassung"
Hallo, Viele mögen das verfolgen der Sonne: http://people.ece.cornell.edu/land/courses/ece4760/FinalProjects/ machen das öfter dort speziell: http://people.ece.cornell.edu/land/courses/ece4760/FinalProjects/s2005/tp62/website/index.html Der Gag an diesem Project, es bestimmt aus dem Sonnenlauf den Ort und richtet sich selbst aus.OK GPS ist genauer, damit ist es nicht ausgerichtet. Auf Seite 6: http://people.ece.cornell.edu/land/courses/ece4760/FinalProjects/s2005/tp62/website/solartracker.pdf Falls ich das richtig überflogen habe, nimmt die Selbstkalibrierung nimmt einen Tag in Anspruch. Zu guter Letzt, ein Atmega32 werkelt darin.
@Dave Was die manuelle Genauigkeit beim Ausrichten betrifft: Schau mal im nächsten Baumarkt auf eine handelsübliche Wasserwaage. Da steht drauf, wie genau die Dinger sind. Ob Dir das reicht ist eine andere Sache. Wenn mich nicht alles täuscht sind es so um die 0,5°. Ähnlich sieht es bei der Rotation aus. Wenn Du nicht gerade einen Riesenkompass hast, so dürfte auch hier eine Genauigkeit von unter einem Grad Probleme bereiten. Ich fürchte aber, um einen Tracker mit einem Teleskop oder eine trickreiche Anordnung von Helligkeitssensoren kommst Du nicht herum. Übrigens: Was nützt eine genaue Berechnung der Sonnenposition, wenn deine Positioniereinrichtung da nicht mithalten kann. Hier bedeutet aber: Genau = Teuer.
Astronom schrieb: >> Und Überhaupt: Meiner Meinung nach dürften deine Hauptprobleme sein die >> Messanordnung genau auszurichten. Damit meine ich: Senkrecht in zwei >> Richtungen und exakt in irgendeiner Himmelsrichtung. > > Dann guck dir mal an, wie das jede bessere Steuerung für > Amateurteleskope für 150€ macht. Das Teleskop wird mehr oder weniger > schief hingestellt, zwei Sterne angepeilt und dann kann sich die > Steuerung ausrechnen, wie verdreht das Teleskop steht. Darauf baut dann > die Positionierung auf. aber das ist doch was anderes! Damit kannst zwar Du das Teleskop diesen Sternen nachführen hier geht es aber um das Nachführen der Sonne und die bewegt sich zum einen anders als die Sterne, zum anderen sieht man tagsüber die Sterne auch nicht. Und zum Positionieren per sensor: Wenn das wirklich hinreichend genau funktionieren sollte (bei Wolken, Vögeln etc), dann muss man immer noch die Ausrichtung zwischen den Positionierungssensoren und dem Messsensor hinkriegen. Ohne gerechnet zu haben behaupte ich dass eine Positionsmessung per GPS und darauf aufbauender Positionierung genau genug ist, einfacher ist und sicherer funktioniert als per Sensor.
Hallo, Das berechnen nach Vorgabe oben , SPA Algorithmus, scheint ja doch extrem lange zu dauern, dass hatte ich wegen Beitrag "Sonnenstandberechnung mit Atmega 8" ala http://de.wikipedia.org/wiki/Sonnenstand ( 0.01° ) nicht erwartet. 1000 ADD/SUB //mit etwa 110 Takten pro Rechnung 1300 MUL/DIV //mit etwa 140/470 Takten pro Rechnung >300 trigenometrisch // mit etwa 2500 Takte pro Rechnung 7 inv trigenometrisch // mit etwa 2500 Takte pro Rechnung sind etwa 1'202'500 Takte. Zu Bedenken ist auch die Genauigkeit von 7 Dezimalen (float/double sind 32 Bit in avr-gcc ), ob sich die 0,0003° überhaupt noch ergeben. Aber es gibt etwas fast genauso so Gutes. Titel = "View Grena - 2008 - An Algorithm for the Computation of the Solar Position on Scribd" http://www.scribd.com/doc/94455998/Grena-2008-An-Algorithm-for-the-Computation-of-the-Solar-Position Zitat: , and complex astronomical algorithms that allow a precision of 0.0003° /* der SPA Algorithmus */ but at the price of a large amount of calculation. The algorithm proposed in this work has a precision that is half-way between the two cases(maximal error 0.0027° over the period 2003–2023) and of small complexity is pro-posed..... 52 ADD/SUB 54 MUL/DIV 21 trigenometrisch 4 inv trigenometrisch Es bleibt ja doch die Frage, wie genau man das Gerät, möglichst preiswert, ausrichten kann. Auf youtube http://www.youtube.com/watch?v=owqs6Y00rg4 sind sie bei 0,001°. Mit den PSD und Sonnenfleck darauf bei 0,02° http://de.wikipedia.org/wiki/Position_Sensitive_Device wie es butsu Beitrag "Re: sun-tracking mit mikrocontroller" vorschlug.Beispielsweise kommt Hamamatsu S1880 auf eine Empfindlichkeit der Lage des Lichtpunktzentrums von 1 µm.
Walter schrieb: > aber das ist doch was anderes! > Damit kannst zwar Du das Teleskop diesen Sternen nachführen > hier geht es aber um das Nachführen der Sonne und die bewegt sich zum > einen anders als die Sterne, zum anderen sieht man tagsüber die Sterne > auch nicht. Dein einziges stichhaltiges Argument ist, dass man tagsüber die Sterne nicht sieht. Man kann aber natürlich auch in der Nacht die Ausrichtung machen und den Aufbau dann ganz einfach stehen lassen. Das andere Argument: Sorry aber das zieht nicht. Denn man kann rechnerisch ermitteln, wo die Sonne ist. Die Telskopnachführungen 'schauen' ja auch nicht auf die Sterne, sondern errechnen die Koordinaten des Sterns und führen dann diese Koordinate gegen die Erddrehung nach. Und auch die Koordinaten der Sonne kann man errechnen. Und soooo schnell ändern sich die jetzt dann auch wieder nicht in Bezug auf den Hintergund des fixen Koordinatennetzes. Das einzige was man nicht exakt errechnen kann, ist die Bildbeeinflussung durch die Atmosphäre.
Dave schrieb: > Ich bin Elektrotechnik-Student und mein Projekt beschäftig sich mit der > Strahlungsmessung an der Sonne. > Als Voraussetzung für diese Messung ist es meine Aufgabe ein Gerät zu > entwickeln welches die Sonne sehr präzise verfolgt. Wie präzise ist "sehr"? Dir ist klar, dass da 5° Abweichung gerade mal 1,5 Promille Fehler ausmachen? Wie genau bekommst du den Rest deines Messaufbaus hin?
Horst Hahn schrieb: > 1000 ADD/SUB //mit etwa 110 Takten pro Rechnung > 1300 MUL/DIV //mit etwa 140/470 Takten pro Rechnung >>300 trigenometrisch // mit etwa 2500 Takte pro Rechnung > 7 inv trigenometrisch // mit etwa 2500 Takte pro Rechnung > sind etwa 1'202'500 Takte. > Zu Bedenken ist auch die Genauigkeit von 7 Dezimalen (float/double sind > 32 Bit in avr-gcc ), ob sich die 0,0003° überhaupt noch ergeben. Ok. Liege ich richtig, wenn ich annehme, dass bei einer Taktfrequenz von 16MHz ich ca 12-13 mal pro sekunde die position berechnen kann? Horst Hahn schrieb: > The algorithm proposed in this work has a precision that is half-way > between the two cases(maximal error 0.0027° over the period 2003–2023) > and of small complexity is pro-posed..... Sehr interessant. Ich werde mich dann auch mit dieser Berechnung etwas genauer auseinandersetzen. Danke Lothar Miller schrieb: > Wie präzise ist "sehr"? Dir ist klar, dass da 5° Abweichung gerade mal > 1,5 Promille Fehler ausmachen? Wie genau bekommst du den Rest deines > Messaufbaus hin? Darf ich fragen wie du auf diese Werte kommst? Wieso 5° Abweichung?
5 Grad waren nur so ein Beispiel. Und die Abweichung? Was ist der Cosinus von 0 und von 5 Grad? BTW: ich hatte da einen Rechenfehler. Es sind fast 4 Promille...
Hallo, oben in der pdf http://www.mikrocontroller.net/attachment/157160/NREL_SPA.pdf auf der ersten Seite steht es doch, worauf die hohe Genauigkeit abzielt. Auf die Bestimmung der Gesamtstrahlung/global solar irradiance: .... With the continuous technological advancements in the uncertainty of calculating the solar position to lower than ±0.01°, is the calibration of pyranometers that measure the global solar irradiance. During the cali- bration, the responsivity of the pyranometer is calcu- lated at zenith angles from 0° to 90° by dividing its output voltage by the reference global solar irradiance (G), which is a function of the cosine of the zenith angle (cos h). .... 1/cos( 90 - eps)=1/sin(eps)~ 1/eps bei sehr kleinen Winkeln, und damit extrem empfindlich auf geringe Abweichung, wie in dem Diagramm der NREL_SPA.pdf auch dargestellt. Wenn nur die Direktstrahlung mittels Pyrheliometer gemesen werden soll, ist das natürlich unnötiger Aufwand.
Die ganze Genauigkeitsdisskusion erübrigt sich bei der Betrachtung der mechanischen Genauigkeit. Wenn man die Position nur ausrechnet, muss das Ganze auch entsprechend genau senkrecht stehen und in Südrichtung ausgerichtet sein. Mit welcher Wasserwaage und mit welchen Kompass wird die Mechanik geeicht? Wieviel Grad macht ein Schritt des Schrittmotors aus?
Wenn ich dich richtig verstanden habe geht es um so etwas wie ein Kalibriertool für Pyranometer. Beachte bitte das in die Fehlerrechnung (Bild 1 aus Deinem pdf) alle Fehler eingehen. Du musst also Ort, Himmelsrichtung und Zeit sehr genau wissen. Und wenn Du fertig gerechnet hast mechanisch super sein und Dein Rechenergebnis ruckelfrei, spielfrei und genau in eine mechanische Ausrichtung umsetzen. Wird nicht ganz billig zu bauen und erst recht nicht einfach den sauberen Nachweis der real auftretenden Fehler zu erbringen. Das Dein kleiner Atmel 8-bitter mit floatingpoint keine Bäume ausreisst hätten ich und viele andere Dir vorher sagen können. Einen braven Logarithmus den man bei Temperatursensoren gelegentlich braucht, darf man schon mit reichlich 2000 Clockzyklen veranschlagen. Üblicherweise helfen Festkomma, Tabellen, kubische Interpolation und ein paar kleine Rechentricks. Sag jetzt nicht Festkomma ist ungenau. Um eine Fehlerrechnung kommst Du auch Floating Point nicht drum rum. Das muss nicht immer besser ausgehen. Man muss natürlich in Sachen Mathematik hier und da in die Trickkiste greifen. Ich habe z.B. nicht nachgesehen ob man alle Berechnungen jedes mal ausführen muss oder einiges über längere Zeiträume eh konstant bleibt. Oder welchen Fehler es gibt wenn man nur 1x pro Sekunde rechnet, dafür aber über mehrere Sekunden mit höherer Ordnung interpoliert. Der andere Weg währe wohl STM32F4Discovery 168MHz, 32bit und Floatingpointhardware. Der rockt Dir das locker so oft Du willst ganz ohne Tricks und Kniffe. Mal abgesehen von den paar Tricks und Kniffen bis das Teil so ungefähr läuft... Beitrag "ARM: kompliziert?" könnte lesenswert sein. Für den Fall das Du eh per optischer Sensorik nachkorregieren musst währe eine hochgenaue Anfangspositionierung hingegen Perlen vor die Säue. Da reicht je eigentlich wenn die Sonne es bis ins Sichtfenster der Nachführautomatik schafft. Es würde mich freuen wenn Du hier und da ein paar Zeilen über den weiteren Verlauf schreiben könntest. Das ganze klingt spannend und ist von der Zielstellung sehr ambitioniert. viel Erfolg Hauspapa
Ich denke Rechenzeit dürfte kein Problem sein - zumindest nicht in unserem Sonnensystem. Da hetzt die Sonne nicht, wie ein ballistisches Geschoss, übers Firmament sondern wandert ganz gemütlich. Und was auch immer wieder gerne vergessen wird - Voraussagbar. Das heißt: Hat man die Position einmalig erfasst, errechnet oder erraten, ist die Voraussage, wo sie die nächsten paar Minuten rumhängt ein Klacks. Das alles löst aber nicht das Problem das Du hast wenn deine Rechnung sagt: 10° 5’ 20,55" rübber und 20° 15’ 33,33" nübber sind angesagt, Du aber keine entsprechend kalibrierte Ausgangsstellung hast und eine Vorrichtung, die dann auch mit entsprechender Genauigkeit in die gewünschte Richtung dreht.
Wo kriegste übrigens die genaue Zeit her, die es notwendig macht öfters als ein mal pro Sekunde die nächste Sollposition zu berechnen? DCF kommt alle Sekunde, sollen die Sekundenbruchteile dazwischen auch betrachtet werden?
>DCF kommt alle Sekunde, sollen die Sekundenbruchteile dazwischen auch
Wenn man es nicht schafft eine Uhr, eine Sekunde lang genau zu halten,
sollte man die Quarze nicht im Weinkeller sondern auf dem luftigen
Dachboden lagern.
Übrigens: Viele der hier besprochenen µC's haben Kallibrationsregister.
Sollte das, wieder erwarten nicht möglich sein: Die 77,5 kHz sind von
der selben Zeitbasis abgeleitet. Eine mittelträge PLL und Du kannst
deine Uhr 77500 mal pro Sekunde synchronisieren. Das müsste wohl
reichen.
Hallo, was fehlt ist eine Möglichkeit der sehr genauen Ausrichtung von Norden und Horizont, am jeweiligen Ort. Dank GPS hat man eine sehr genaue Uhr und Position. Der Rest ist ja "nur" noch Rechnerei. Deshalb fand ich http://people.ece.cornell.edu/land/courses/ece4760/FinalProjects/s2005/tp62/website/index.html so interessant vom Ansatz her. Aus dem Sonnenlauf, dazu braucht man einen klaren Tag und die sehr genaue Erfassung der Sonnenposition, um diese Daten dann rückwärts zu suchen. Mit Hilfe der GPS-Daten braucht man das nicht, da man nur noch zwei Winkel sucht. Das Gerät wird irgendwie aufgestellt und muss aber selbst die Sonne sehr genau zentrieren können, wenn man sie grob angepeilt hat. Sonnenpos gemessen = -10,000° Azimuth. 33,000° Grad Elevation um 11:45 Uhr in Hamburg am 13.10.2012. Die Rechnung sagt am 13.10.2012 stand die Sonne in Hamburg Höhenwinkel: 27.064° Azimuthwinkel: -5.768° Schon hat man die Fehl-Ausrichtung des Gerätes.Also 6 Grad zu tief gegen den Horizont und 4,2° falsch gegen Süden. Diesen Offset kann man speichern und dann gerechnet weiter fahren, falls man die Sonne wegen Bedeckung nicht sehen können sollte. P.S Solche Monster ala GM 1000 HPS http://www.astroshop.de/parallaktisch-mit-goto/10-micron-gm-1000-hps-goto-montierung--nur-achsenkreuz-/p,25288#tab_bar_1_select schaffen eine Positionsgenauigkeit von 20 Bogensekunden = 0,0055° und drehen bis 20°/Sekunde
Aus dem ATMega wurde nun ein NXP LPC1758 der als 32bit controller mit 512k flash, die Berechnungen locker schaffen sollte und mit einer Taktfrequenz von MHz sollte der Zeitfaktor nun ein kein Problem mehr sein. Die Kalibrierung werde ich hier am Uni-Campus von Experten vornehmen lassen, habe gehört, hier gibt es bei den Bauingenieuren einige die das mit diversen Hilfsmittel ziemlich gut hinkriegen. Zu der Genauigkeit - Durch die Schrittmotorsteuerung sollte sich mit Hilfe von 'microsteps' locker eine Genauigkeit von 0,1° erreichen lassen. Falls das mit der optischen Korrektur mittels Lichtsensorik nicht funktionieren sollte, habe ich mir eventuell gedacht, ein 2D-PSD dafür zu Verwenden um zu ermitteln ob die Testergebnisse im Moment genau sind. Damit meine ich, wenn ich aus dem Sensor auslesen kann, dass das Gerät im Moment nicht genau auf die Sonne sieht, kann man davon ausgehen, dass die Messwerte nicht exakt sind. Kann mir jemand ein konkretes 2D-PSD dafür empfehlen, ich hatte vorher noch nie damit zu tun.
Dave schrieb: > Zu der Genauigkeit - Durch die Schrittmotorsteuerung sollte sich mit > Hilfe von 'microsteps' locker eine Genauigkeit von 0,1° erreichen > lassen. Das ist nur eine "gefühlte" Genauigkeit, Microsteps sind gerade unter Last nicht linear... Ist da noch ein spielfreies Untersetzungsgetriebe dazwischen?
M. B. schrieb: > Dave schrieb: >> Zu der Genauigkeit - Durch die Schrittmotorsteuerung sollte sich mit >> Hilfe von 'microsteps' locker eine Genauigkeit von 0,1° erreichen >> lassen. > > Das ist nur eine "gefühlte" Genauigkeit, Microsteps sind gerade unter > Last nicht linear... > Ist da noch ein spielfreies Untersetzungsgetriebe dazwischen? Ja, im Verhältnis 1:10
Walter schrieb: > Damit kannst zwar Du das Teleskop diesen Sternen nachführen > hier geht es aber um das Nachführen der Sonne und die bewegt sich zum > einen anders als die Sterne, zum anderen sieht man tagsüber die Sterne > auch nicht. Ich war davon ausgegangen, dass der Aufbau nicht jeden Morgen neu ausgerichtet wird, sondern einmal installiert und dann nicht mehr verrückt wird. Die Ausrichtung nach den Sternen kann man z.B. in der Dämmerung mit Hilfe einer Digitalkamera machen. Oder man benutzt zur Ausrichtung die Sonnenposition im Abstand von einigen Stunden. Die Bahn der Sonne in Relation zu den Sternen zu berechnen, ist nun wirklich kein Hexenwerk, wenn man mit einer Genauigkeit von wenigen Bogenminuten zufrieden ist.
Dave schrieb: > Kann mir jemand ein konkretes 2D-PSD dafür empfehlen, ich hatte vorher > noch nie damit zu tun. Lochkamera mit 4xBPW34
Michael schrieb: > Dave schrieb: >> Kann mir jemand ein konkretes 2D-PSD dafür empfehlen, ich hatte vorher >> noch nie damit zu tun. > Lochkamera mit 4xBPW34 Kannst du mir das Prinzip genauer erklären?
zur Erkennung der Sonne könnte man eine kleine Digitalkamera nehmen mit stm32F4Discovery und die an den DCMI-Port des µC anschließen. Damit kann man dann eine einfache Bilderkennung realisieren.
Hallo, @dave; Wenn Du Deine Anforderungen bedenkst und Dich mal mit den verschiedenen sensoren vertraut machst: http://www.hindawi.com/journals/ijp/2011/806518/ die PDF http://downloads.hindawi.com/journals/ijp/2011/806518.pdf ist besser zu lesen. bleibt Dir eigentlich nur ein pinhole/ Lochblende mit etwas wie 4-Quadrantensensor oder 2D-PSD oder CCD/WebCam übrig. Du kannst ja mal nach Pointing Sensors Sun Tracking oder ähnlich suchen. Youtube und http://www.redrok.com/main.htm trotzen vor Vorschlägen und Links
Horst Hahn schrieb: > Hallo, > > @dave; > Wenn Du Deine Anforderungen bedenkst und Dich mal mit den verschiedenen > sensoren vertraut machst: > http://www.hindawi.com/journals/ijp/2011/806518/ > die PDF http://downloads.hindawi.com/journals/ijp/2011/806518.pdf ist > besser zu lesen. > bleibt Dir eigentlich nur ein pinhole/ Lochblende mit etwas wie > 4-Quadrantensensor oder 2D-PSD oder CCD/WebCam übrig. > Du kannst ja mal nach > Pointing Sensors Sun Tracking oder ähnlich suchen. > Youtube und http://www.redrok.com/main.htm trotzen vor Vorschlägen und > Links Danke für die Infos! Gibt es so einen 4-Quadrantensensor oder 2D-PSD als fertigen IC den man mit einem mikrocontroller einfach auslesen kann?
Dave schrieb: > Kannst du mir das Prinzip genauer erklären? http://de.wikipedia.org/wiki/Lochkamera Die Sonne hat einen Durchmesser von 0,5°, d.h. vom Loch der Kamera geht ein Lichtkegel mit einem entsprechenden Öffnungswinkel zur Rückwand. 4 dicht aneinander montierte Photodioden, jeweils in Brückenschaltung, liefern dann in zwei Koordinatenachsen ein Richtungssignal, wenn das Bild der Sonne nicht mittig auf das Detektorarray fällt.
Hallo, zum Beispiel: http://www.thorlabs.de/NewGroupPage9.cfm?ObjectGroup_ID=4400 oder 4 Quadrant Dioden: http://www.lasercomponents.com/de-en/news/zweidimensionales-messen-mit-4-quadranten-dioden/ http://www.lasercomponents.com/fileadmin/user_upload/home/Datasheets/api/si-pin/quads/pdb-c203.pdf
Danke für das Angebot, aber sowas sprengt den Rahmen des Budgets :) Ich habe die "feinjustierung" mit Lichtsensoren nun als 'nice to have' definiert und werde mich je nach Zeitbudget am Ende meines Projektes dieser Funktionalität widmen :)
Hi Hi, ich bin gerade über Deinen Beitrag gestolpert und habe alles mal überflogen. Ich selbst habe eine Nachführeinrichtung realisiert, die zum einen der astronomisch berechneten Sonne und zum anderen via Sensorik dem hellsten Punkt folgt. Beim Überfliegen habe ich nicht erkannt was genau Ihr / Du machen wollt. Um auf maximale Leistung / bzw. maximales Licht auszurichten ist die astronomische Methode nicht so gut geeignet, da ja durch Schattenwurf, Wolken etc. der hellste Punkt nicht unbedingt die Sonne ist. Hier haben sich Differenzphotosensoren auf jeder Achse bewährt. Für die Genauigkeit habe ich mit GPS und elektr. Kompassen experimentiert. War beides nicht zufriedenstellend. Am besten hat es bei mir mit definierten Motorgeschwindigkeiten, feinauflösenden Inkrementalgebern und Referenzmessungen funktioniert. Für die astronomische Berechnung habe ich (bei Bedarf) auch irgendwo noch den C-Quelltext rumkullern.
Hi Kai! Den Algorithmus habe ich schon implementiert und etwas getestet. Es ist der oben im PDF angegebene. Mit dem microcontroller den ich nun verwende, ist die Berechnung nun kein Problem mehr (32bit, 512kByte Flash, 100MHz). Bin nun dabei mit der Schrittmotorsteuerung zu kommunizieren um zu sehen wie genau ich mit Schrittmotoren werde. Die aktive Nachführung, werde ich wahrscheinich nicht mehr machen, da ich bis April neben dem Studium daran Arbeite und mir noch ohnehin genug arbeit bleibt (Motoren Steuern, GPS Receiver, Pyrheliometer, kleine PC Applikation um Messdaten zu visualisieren) Danke für deine Hilfe!
Dave schrieb: > Mit dem microcontroller den ich nun > verwende, ist die Berechnung nun kein Problem mehr (32bit, 512kByte > Flash, 100MHz). Auf was für einer wild schwankenden Plattform hast du denn dein Telekop aufgebaut, dass du so einen Prozessor brauchst. In der Astronomie werden kleine Teleskope üblicherweise mit soetwas wie einem 68HC11 nachgeführt und schaffen das wunderbar. Meinst du nicht, dass du da etwas übertreibst?
Der Entwicklungsboard mit diesen Eigenschaften liegt in der Preisklasse jedes anderen mit weit geringeren Attributen. Weiters bietet das Board viele weitere Vorteile (siehe mbed.org) Auch der microcontroller selbst (lpc1768) ist für ein paar euro verfügbar.
hier der direkte vergleich: 68HC11: http://de.farnell.com/jsp/search/browse.jsp;jsessionid=UBZP11XNJX3EGCQLCIRJPQQ?N=0&Ntk=gensearch&Ntt=68HC11&Ntx=mode+matchallpartial&exposeLevel2Refinement=true&suggestions=false&ref=globalsearch&_requestid=164539 LPC1768: http://de.farnell.com/jsp/search/browse.jsp?N=2008+203063&Ntk=gensearch&Ntt=lpc1768&Ntx=mode+matchallpartial Welche Vorteile hätte man mit dem um 5€ teureren prozessor?
Dave schrieb: > Welche Vorteile hätte man mit dem um 5€ teureren prozessor? Die Bemerkung zielte mehr auf die vorgehaltene Rechenleistung in Relation zu der erforderlichen und nicht auf den Preis ;-) Der Preis für den als Beispiel aus dem vorigen Jahrtausend genannten 68HC11 ist wohl ein Liebhaberpreis, den die Industrie bereit ist, zu zahlen, wenn sie sich damit ein Redesign eines noch laufenden Produktes sparen kann.
Zu der Kalibrierung des Gerätes Da ja auf dieses Gerät ein Sensor montiert wird, der die direkte Belichtungsstärke misst (Pyrheliometer) kam mir die Idee gleich dieses Gerät dafür zu verwenden um das Gerät zu justieren. Ich stelle mir das so vor. 1. Gerät ungefähr gerade gestellt hinstellen. 2. Auf die berechnete Sonnenposition fahren. 3. Mit dem Pyrhanometer eine Netzstruktur in der nahen umgebung abfahren. Der Punkt mit dem höchsten Wert (W/m^2) wird wohl das Zentrum der Sonne sein. 4. Die Differenz der 2 Positionen wird der Fehlerwinkel (azimuth und höhenwinkel) sein. 5. Mit dem nun bekannten Offset weiter die Sonne verfolgen. Natürlich basiert die Idee auf einem der Kommentare weiter oben (Danke dafür) Und selbstverständlich funktioniert die Kalibrierung nur an einem klaren Tag an dem die Sonne nicht von Wolken verdeckt ist. Ist die Idee eurer Meinung nach realistisch?
Davor St schrieb: > Ist die Idee eurer Meinung nach realistisch? Ist bestimmt die beste Methode, bewahrt dich aber nicht vor einer exakten senkrechten Ausrichtung der Drehachse für ost-west. Wenn die schief steht, wandert der berechnete Punkt nach oben oder unten. Zeichne es mal mit einem CAD un nimm als Fehler mal 20 Grad an um es zu verdeutlichen.
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