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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Dämmerungsschalter Prinzip ("Regelungstechnik")


Autor: Ra (Gast)
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Analoge Dämmerungsschalter haben meistens eine Verzögerung, die 
kurzzeitige Fehler unterdrücken soll.

Die Frage ist, ob man das in Software nachbilden sollte, oder ob es 
bessere Methoden gibt.

Der Meßwert der Helligkeit muss sowieso gemittelt werden, die 
Verzögerung ergibt sich dabei aus der Zeit zwischen Messungen und der 
Anzahl der gemittelten Werte.

Zusätzlich könnte man eine Hystere einbauen, also

wenn Messwert <= (Schwelle-Hysterese/2)
   dann Licht ein
wenn Messwert >= (Schwelle+Hysterese/2)
   dann Licht aus

Ob das sinnvoll ist, kann ich nicht beurteilen.

Man könnte genausogut die Ableitung der Helligkeit benutzen und den 
Betrag mit einem Schwellwert vergleichen.

Vielleicht läuft das auf dasselbe heraus, ich habe leider kein 
mathematisches Verständnis.

Wär schön wenn mich jemand aufklären könnte.

Autor: Ra (Gast)
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Kann mir jemand sagen, ob beide Verfahren (Mittelwertbildung bzw. 
Tiefpass, Hysterese) sinnvoll zu kombinieren sind? Oder eher 
überflüssig?

Autor: Ra (Gast)
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Gibt es ein Forum für Regelungstechnik wo ich mal fragen kann?

Autor: Sven P. (haku) Benutzerseite
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Ra wrote:
> Analoge Dämmerungsschalter haben meistens eine Verzögerung, die
> kurzzeitige Fehler unterdrücken soll.
Jubb, fals mal nen Vogel vor der Linse rumflattert oder nen Wölkchen 
vorbeizieht.

> Die Frage ist, ob man das in Software nachbilden sollte, oder ob es
> bessere Methoden gibt.
Kommt drauf an, was du baust. Ein OPV tuts locker, aber wenn sowieso 
schon ein Mikroprozessor verbaut ist, kann man den OPV auch sparen.

> Der Meßwert der Helligkeit muss sowieso gemittelt werden, die
> Verzögerung ergibt sich dabei aus der Zeit zwischen Messungen und der
> Anzahl der gemittelten Werte.
Nich uuuunbedingt. Ein LDR (also Widerstand) ist schon recht träge. Zum 
Mitteln an sich ginge z.B. ein IIR-Filter oder ein FIR-Filter in 
Software oder ein RC-Glied in Hardware. Evtl. dann mit nem weiteren 
Timer noch die "Verzögerung" für kurzzeitige Fehler einbauen (z.B. 
NE555).

> Zusätzlich könnte man eine Hystere einbauen, also
>
> wenn Messwert <= (Schwelle-Hysterese/2)
>    dann Licht ein
> wenn Messwert >= (Schwelle+Hysterese/2)
>    dann Licht aus
Das sowieso, ist ein Schmitt-Trigger dann. Wie gesagt, der ist mit nem 
OPV aber auch schnell hingezaubert.

> Ob das sinnvoll ist, kann ich nicht beurteilen.

> Man könnte genausogut die Ableitung der Helligkeit benutzen und den
> Betrag mit einem Schwellwert vergleichen.
Die Ableitung? Also die Geschwindigkeit der Helligkeitsänderung? Hm, 
nee...

Autor: Ra (Gast)
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> Jubb, fals mal nen Vogel vor der Linse rumflattert oder nen Wölkchen
> vorbeizieht.
> Das sowieso, ..

Läuft das nicht auf das Gleiche hinaus? Letzendlich unterdrücken doch 
beide irgendwelche Schwankungen.

Autor: Sven P. (haku) Benutzerseite
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Ra wrote:
>> Jubb, fals mal nen Vogel vor der Linse rumflattert oder nen Wölkchen
>> vorbeizieht.
>> Das sowieso, ..
>
> Läuft das nicht auf das Gleiche hinaus? Letzendlich unterdrücken doch
> beide irgendwelche Schwankungen.

Nicht direkt; ohne Schmittrigger würde deine Lampe dauernd flackern, 
wenns nich mehr ganz dunkel, aber auch nich mehr ganz hell ist. Ohne 
deine "Verzögerung" würde die Lampe schon angehen, wenn in der prallen 
Mittagshitze nur mal für ne Minute etwas Schatten da ist.

Autor: Gast (Gast)
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Nimm doch einfach nen Berg Messwerte, wenn die ne bestimmte Zeit unter 
einer Schwelle sind löst du aus. Kann doch gar nicht so kompliziert 
sein?

Zur Ableitung: Die gibt dir bildlich gesprochen die Steigung einer 
Kurve. Schnelle Änderung der Kurve = grosser Wert der Ableitung an 
dieser Stelle. Sinnvoll, wenn man schnell mit Schwung auf etwas 
reagieren will. Aber das willst du ja gerade eben nicht!

Autor: Ra (Gast)
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So ich habe es mal mit einem Tiefpass versucht:

brightness = ((256-filter)*brightness + filter*ADCH)>>8;

Ein Problem ist die Sprungantwort auf einfallendes Licht - da der 
Schwellwert relativ weit unten im Wertebereich ist, wird er von einer 
Seite wesentlich schneller erreicht. Also 15s zum Einschalten (es wird 
schlagartig Dunkel), aber nur 2 s zum Ausschalten (schlagartig hell).

Was kann man da machen? Die Eingangsgröße künstlich anheben und den 
Schwellwert in die Mitte des Wertebereiches legen?

Autor: Ra (Gast)
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Hier mal die Werte aufgemalt. Wenn ich den Meßwert durch Addition einer 
Konstanten verschiebe verschenke ich ja Dynamik/Auflösung.

Autor: Ra (Gast)
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> Die Eingangsgröße künstlich anheben und den Schwellwert in die Mitte des
> Wertebereiches legen?

Das ist natürlich völliger Blödsinn, beides anzuheben. Das Zeitverhalten 
richtet sich nur nach der Schwelle. Also ist der Filter nicht die 
Lösung.

Wenn da ein Autoscheinwerfer vorbeikommt ist sofort dunkel.

Autor: Mensch_Z (Gast)
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wenn es schon so kompliziert sein soll,kannste ja gleich einen Uhrenchip 
koppeln,der grobe Fehler sicher ausschliesst bzw rechtzeitig ein und 
ausschaltet.
wenn zB um x uhr der Helligkeitswert < oder groesser Schwellwert,dann 
messe nochmals zB 15 Minuten spaeter und kontrolliere nochmals.usw
Helligkeitswert ueber LDR am ADC.

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ Mensch_Z (Gast)

>wenn es schon so kompliziert sein soll,kannste ja gleich einen Uhrenchip
>koppeln,der grobe Fehler sicher ausschliesst bzw rechtzeitig ein und
>ausschaltet.
>wenn zB um x uhr der Helligkeitswert < oder groesser Schwellwert,dann
>messe nochmals zB 15 Minuten spaeter und kontrolliere nochmals.usw
>Helligkeitswert ueber LDR am ADC.

Ohje, sowas hat man früher (tm) mit nem popeligen LDR + OPV gelöst. Und 
lief 1A.

MFG
Fa - früher war alles besser -lk

Autor: Mensch_Z (Gast)
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Falk,

das brauchste mir nicht erzaehlen...bin fast 80...
klaere endlich Mal die AVR Jugend auf ;-)

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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Ob dafür ein AVR reicht ?
Besser wäre eine Pentium Quad Core CPU.

Gruss Helmi

Autor: Ra (Gast)
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Hallo, ihr könnt euch ja gerne über meine Blödheit lustig machen, aber 
wieso findet ihr es so abwegig, einen Dämmerungsschalter mit 
Mikrocontroller zu machen? Jedes bessere Gerät mit Display 
berücksichtigt die Umgebungshelligkeit. Ein Computer in der Leuchte 
ermöglicht auch noch andere Funktionen.
Außerdem wär es ja möglich, dass ein Rechner die Aufgabe zuverlässiger 
löst als Schmitt-Trigger.
Warum sollte man sich also nicht etwas mit Filtern etc. beschäftigen?

Ich habe es gerade mal mit

brightness = ((filter-1)*brightness + ADCH)/filter;

aus Beitrag "Re: Mittelwert berechnung" probiert,

aber durch die niedrige Schwelle ist halt die Reaktionszeit beim Wechsel 
dunkel->hell wesentlich kürzer.

Man müsste die Filterfunktion umdrehen, oder vielleicht einfach linear 
auf den Ist-Wert zugehen.

Aber ihr habt viel mehr Erfahrung mit sowas - leider fühlt sich wohl 
keiner herausgefordert den optimalen Dämmerungsschalter zu entwerfen ;-)

Autor: Ra (Gast)
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So sieht's aus wenn er einfach hinter dem Meßwert herläuft. Allerdings 
ist die Filterwirkung dann nicht so doll.

Autor: Falk Brunner (falk)
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@Ra (Gast)

>wieso findet ihr es so abwegig, einen Dämmerungsschalter mit
>Mikrocontroller zu machen?

Weil es schlicht Overkill ist.

>Außerdem wär es ja möglich, dass ein Rechner die Aufgabe zuverlässiger
>löst als Schmitt-Trigger.

Nö.

>Warum sollte man sich also nicht etwas mit Filtern etc. beschäftigen?

Kann man schon, aber hier wirkt das Ganze ziemlich akademisch und 
albern.

>keiner herausgefordert den optimalen Dämmerungsschalter zu entwerfen ;-)

Weil dieser seit Ewigkeiten exisitert. File closed.

MFG
Falk

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