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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Solar - Carrera - Projekt


Autor: jo (Gast)
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Hallo,

ich bin gebeten worden ein Projekt zu bearbeiten und habe kaum Zeit zu 
entscheiden ob ich es mache, möchte im folgenden also kurz schildern, 
was mein Problem ist, was ich weiß und was ich schon abschätzen kann:

Ich soll für das Projekt eine Stock-Car Bahn (allgm Ausdruck für Carrera 
Bahnen) mit einer Solarzelle so verbinden, dass durch mehr oder weniger 
Beleuchtung durch eine Lampe (zB verschatten oder Abstand) die 
Geschwindigkeitsregelung der Autos realisiert wird.

Ich studiere Mechatronik im fünften Semester, weiß theoretisch also 
einiges, aber mit dem Praxisbezug ist das in der Uni ja immer nicht 
so...
Vor einigen Jahren habe ich mit einer Gruppe und einem sehr engagierten 
Lehrer (-> weniger selbst erarbeitet)  an einem Roboterwettbewerb 
teilgenommen, löten und grundsätzliche Erfahrung mit Elektronik ist also 
vorhanden - analogtechnisch lief das bis auf die Motorsteuerung relativ 
wenig, die C-Control war halt das Herz.


Im folgenden werden Vermutungen und Ideen zur Realisierung geäußert, 
Kritik und Anregungen erwünscht =)

Die Bahn scheint ja recht simpel zu funktionieren - 16V liegen an, durch 
drücken des Controllers stelle ich einen regelbaren Wiederstand ein, 
mehr oder weniger Spannung fällt über dem Auto ab -> schneller oder 
langsamer fährt es.

Das Solarpannel liefert mit eine Spannung zwischen ~0V und vielleicht 
0,5V - je nach Größe.

Eine Umwandlung mithilfe eines Microcontrollers erscheint mit 
übertrieben (auch wenn man da unerwünschte Eigenheiten des Pannels 
glätten könnte).

Meine vielversprechenste Idee ist das benutzen eines 
Operationsverstärkers und die Geschwindigkeitsregelung nur mit der 
verstärkten Spannung durchzuführen (also fester Wiederstand um Strom 
einzustellen) - gibts da vielleicht gar fertige Bauteile (à la L298 
oderso)?


Soweit so gut, ich hoffe das Problem ist klar geworden.
Jetzt bitte ich um eine erliche Einschätzung: kann ich das Projekt mit 
Hilfe des Forums schaffen? (Zeitraum ca 4 Wochen).
Hat jemand Realisierungsvorschläge zu meiner Idee oder vielleicht gleich 
eine bessere? Sind irgendwelche Punkte noch offen/muss ich etwas 
spezifizieren?

Vielen Dank schonmal im Vorraus, mfG
jo

Autor: Informant (Gast)
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Bist du sicher, dass der Regler so funktioniert?
Wie sind die Ströme? Welche Leistung folgt daraus? Ist eine Solarzelle 
eine Spannungs- oder eine Stromquelle? Wie ist die Grundschaltung eines 
Linearreglers? Welche Leistung wird in Wärme umgesetzt?
Wie ist die Empfindlichkeit der Solarzelle? Was ist überhaupt "hell" und 
"Schatten"? Unterschiedliche Wahrnehmung durch das Auge!

Kannst Du schaffen!

Autor: Hubba Bubba (hubbabubba) Benutzerseite
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ADC (Solarzelle, Controller) => MC => PWM (Autos...naja die Bahn)


fertig


nur die ggf entstehende Störstrahlung ist nicht nett ;)

Autor: min (Gast)
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5 Semester Mechanotronik und der wiederstand...wie wärs mit zwei 
Lichtschranken und ein paar widerständen?

Autor: Gast (Gast)
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"Stock-Car Bahn (allgm Ausdruck für Carrera Bahnen)" => der, der die das 
erzählt hat, hat sicher undeutlich gesprochen. Es heisst nämlich : SLOT 
CAR Bahn !!!

Autor: jo (Gast)
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Hallo, erstmal danke für die antworten, ich werd die mal von hinten 
aufrollen.

@Gast:
ja... SLOT völlig korrekt!

@min:
ja... WIDERSTAND - passiert mir immer wieder
das mit den Lichtschranken und Widerständen versteh ich nicht, was 
meinst du damit?

@Hubba Bubba:
Das klingt sehr gut, was du so schreibst!
ich kenn mich nicht so aus, daher sag ich mal was ich davon verstehe.
Der ADC wandelt mein analoges Signal in ein digitales um. die dauer von 
1 bzw 0 gibt ein maß für den wert an. Nun ist es für den MC 
interpretierbar, der mir daraus ein PWM Signal liefert, ja? dieses soll 
ich dann zur Steuerung nutzen. Fragen s.u.

@Informant:
Ich beantworte einige deiner Fragen hier, der Rest komm unten:
Ich bin zeimlich sicher, dass der Regler so funktioniert - den 
Widerstand hab ich im Bereich von 50 bis ca 0 Ohm gemessen.
Richtig, eine solarzelle ist eine stromquelle (siehe unten U und I über 
E)
Die Anspielungen auf Linearregler und Wärmeumsetzung versteh ich nicht 
recht, aber ein Linearregler wäre vielleicht interessant.



So, und nun ein paar Werte, mir ist klar, dass der Thread ein bisschen 
vage war...

Die zu vergleichende Spannung ist wohl am schlauesten zu erhalten, indem 
ich die Solarzelle über einen Potentiometer kurz schließe, so erhalte 
ich eine Einstellbare Spannungsgröße. Diese habe ich im Bereich bis 0,5 
V (je nach einstellen des 100 Ohm Poti) gemessen - bei dieser 
Solarzelle.

Das Netzteil ist mit 16V 800mA beschrieben.

Das Fahren ist so geregelt, dass ohne Schalterbetätigung garkein Strom 
fließen kann. Im Folgenden die Betriebswerte des Autos bei ganz wenig 
bzw Vollgas: 20V/120mA  -> 2,4W   bzw.   35V/~200mA  -> 7W

Frage:
Wieso sind die Werte für die Spannung höher als die des Netzteils?
hab ich da irgendwie murks gemacht? werde nochmal messen...

Mein Weg wäre jetzt der folgende:
Ich möchte nur das angegebene Netzteil verwenden.
Die Spannung über Wiederstand über nen A/D Wandler schicken (Was für 
einer? Ratschläge?). Ein Linearregler könnte verwendet werden, muss er?
Jedenfalls das entstehende Signal auf nen Microcontroller geben, der mir 
daraus ein PWM Signal (am besten in der Größenordnung - ansonsten 
Transistorschaltung?) gibt, das ich auf die Schiene gebe - aufgrund der 
Trägheit sollte so eine Geschwindigkeitsregelung möglich sein. Ich kenne 
in dieser Art nur den NE555 der allerdings (gerade in der CMOS Version) 
keine solchen Ströme gerade bei hohen Spannungen abkann... also wär ich 
auch hier für eine Alternative dankbar :)

Alternativ könnte man vielleicht analog bleiben:
ein Mosfet: die Spannung als Uds nehmen und Id steuern, sollte man nur 
zusehen, dass man im linearen Bereich bleibt. Könnte sowas klappen?

lg, jo

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