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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Parabolspiegel nach der Sonne ausrichten


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Autor: Helio (Gast)
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Hallo zusammen

Ich hab mir heute nen Parabolspiegel mit ner Spiegelfolie ausgekleidet, 
und wenn ich den schön nach der Sonne richte - puh, da fackelt das 
Stückchen holz relativ schnell:D

Jetzt möchte ich als nächstes den Parabolspiegel automatisch nach der 
Sonne richten.

Meine Idee dazu wäre folgende: Oben und unten sowie links und rechts an 
der Schüssel je einen Fototransistor der mit einem etwa 0.5cm hohen Rand 
umgeben ist.

Wenn dann der Parabolspiegel nicht genau nach der Sonne ausgerichtet 
ist, fällt (bedingt durch den Rand) auf den einen Fototransistor eines 
Pärchens weniger Licht als auf den anderen und dadurch gibts natürlich 
ne Spannungsdifferenz. Diese Differenz mit nem ATmega messen und dann 
per Schrittmotor den Spiegel in die richtige Richtung drehen.

Ist diese Konstruktion etwas Wert oder kennt ihr eine 
einfachere/bessere/genauere Variante?

Liebe Grüsse

Autor: Floh (Gast)
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Die Sonne macht jeden Tag dasselbe.
Mit einer einigermaßen genauen Uhr lässt sich der Spiegel daher auch 
stellen, spart den ganzen Aufwand mit Sensorik und Regelkreis :-)

Autor: Michael K-punkt (charles_b)
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Ja, es gibt z. B. Fernrohre, die automatisch den Sternen folgen. 
Insofern müsste es so etwas auch für die Sonne geben. Allerdings wird 
man die genaue Position eingeben müssen, was evtl. schwierig ist.

Von daher ist so eine +-Steuerung mit Sensoren auch nicht schlecht.

Autor: Michael H. (michael_h45)
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Autor: Charly B. (charly)
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Floh schrieb:
> Die Sonne macht jeden Tag dasselbe.
ja klar, hast du ihr das auch gesagt damit sie das weis ?
Floh, gugg mal da:
Youtube-Video "Weisheit des Jahres"

@Helio

entweder sonnenfolger oder mit einem µc & dcf77 die
jeweilige sonnenbahn berechnen

vlG
Charly

Autor: Floh (Gast)
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> ja klar, hast du ihr das auch gesagt damit sie das weis ?

Dass musst du höchstens der Erde sagen, ich arbeite lieber 
heliozentrisch :-)

Mal im Ernst,

Charly B. schrieb:
> dcf77 die jeweilige sonnenbahn berechnen

Floh schrieb:
> Mit einer einigermaßen genauen Uhr lässt sich der Spiegel daher auch

widerspricht sich das?

Autor: jan (Gast)
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Du kannst auch einen einfach auszulesenden CCD vewenden. Es gibt da 
welche die mit TTL funktionieren. Und dann einfach Weitwinkelobjektiv/ 
Türspion davor, Neutraldichtefilter und Mikrocontroller. Nachführung 
nach Berechnung ist bei sowas fragwürdig, weil das Teil eine höhere 
Präzision braucht als ein Heliostat für Solarzellen. Da wird es schwer, 
exakt den Brennpunkt zu treffen. Eine ganz einfache Lösung ist es, 4 
rote Leuchtdioden anzuordnen, dass sie eine auf der Ecke stehendes 
Quadrat bilden und sie leicht vom Mittelpunkt nach außen zu neigen. Dann 
kann man die Spannungen über Widerständen messen und den Spiegel so 
regeln, dass alle gleich werden ()evtl. Korrekturfaktor...).

Autor: jan (Gast)
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>Dass musst du höchstens der Erde sagen

Allein das Bezugssystem bestimmt das. Zu behaupten die Sonne bewegt sich 
um die Erde, ist nicht falsch.

Autor: mein Gott (Gast)
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Oder 4 Temperatursensoren in der zu bratenden Wurst anbringen und auf 
deren Maximum regeln.
Dann werden gleich die optischen Fehler des Parabolspiegels mit 
wegkompensiert.

Autor: Michael H. (michael_h45)
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Floh schrieb:
> Dass musst du höchstens der Erde sagen, ich arbeite lieber
> heliozentrisch :-)
wer die klappe so weit aufreißt, sollte sich nicht so peinlich 
anstellen.

> widerspricht sich das?
ja.
ist dir mal aufgefallen, dass die tage im winter kürzer sind und es auch 
nicht ganz so warm ist?

Autor: Siebzehn Für Fuenfzehn (hacky)
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Mit 4 photozellen/photodioden ist man dabei.

Autor: Ina (Gast)
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>Ist diese Konstruktion etwas Wert oder kennt ihr eine
>einfachere/bessere/genauere Variante?

Es gibt unzählige Situationen, in denen eine solche Nachführautomatik 
nicht zuverlässig genug arbeitet und der Spiegel entweder völlig falsch 
ausgerichtet ist oder die ganze Zeit versucht, die Sonne zu finden und 
dabei sinnlos Energie in den Motoren vergeudet. Dazu zählen 
Verunreinigungen auf den Detektoren, uneindeutige Lichtverhältnisse 
durch Bewölkung oder schnell ziehende Wolken.

Deshalb ist es besser, eine Automatik zu verwenden, die nach der Uhrzeit 
und dem Kalendertag arbeitet.

Autor: jan (Gast)
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naja, schwer zu sagen. Sowas muss eben schon extrem präzise sein, Ich 
weiß nicht, ob das mit Tageszeit allein geht...

Autor: cvd (Gast)
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Das geht, bei größeren Spiegeln ist noch Wind etc. zu berücksichtigen.

Du benötigst die Ortszeit, welche sich aus den Koordinaten ergibt.
Fertige Gleichungen finden sich im Netz, sie liefern die Winkel etc.

Mich wundert es auch, dass sich noch keine Standardapplikation mit DC 
oder AC Motoren findet. Rückmeldung der Winkel ist ja nicht allzu 
schwierig und kann sogar unterschiedlich komplex gelöst werden 
(Drehgeber pendel, Schwerkraftsensor, Poti, wenige Lichtschranken etc.)

Alles nur mit Schrittmotoren.

Autor: eProfi (Gast)
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Es geht ganz einfach mit einer Analogschaltung:

Du baust aus 4 kleinen Solarzellen eine Art Pyramide. Die jeweils 
gegenüberliegenden schließt Du antiparallel. Die entstehende Spannung an 
einen Fensterkomparator --> Verstärker --> DC-Motoren

Nur wenn die Sonne genau senkrecht draufscheint, heben sich die 
Spannungen jeweils auf.

Allerdings reicht für die Uhrzeit ein Motor (und eine Regelung mit 2 
Zellen) aus, wenn die Schwenkachse richtig ausgerichtet ist. Sie muss 
lotrecht zum höchsten Stand der Sonne (ca. 13:00 Sommerzeit) sein.
Diese Achse muss nur alle 1-2 Wochen nachgestellt werden.

Schau mal auf den Astronomieseiten nach, wie die ihre Nachführungen 
machen.

Autor: wowo (Gast)
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Man sollte aber nicht die eigentliche MEZ vergessen, könnte sonst 
lustige Sprünge zwischen dem Spiegel, MESZ und MEZ geben.

Autor: Axel Düsendieb (axel_jeromin) Benutzerseite
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wowo schrieb:
> Man sollte aber nicht die eigentliche MEZ vergessen

MESZ und MEZ kommt mit dem DCF77 Signal bit 17 und 18 rüber. muss man 
halt auf einen gültigen Empfang warten. MESZ und MEZ ist aber für eine 
menge Monate eh fest.

Die analogen Nachführungen führen schnell zu hecktischen Bewegungen des 
Spiegels wenn Wolken dazwischen ziehen. Morgens wenn wenig Licht da ist, 
ist es auch schwierig.

Ich habe im Moment noch Probleme mit der Mechanik, wenn man die Position 
berechent, muss die Mechanik wirklich sauber senkrecht, bzw horizontal 
ausgerichtet sein. Die Lösungen mit den Linearantrieben haben noch das 
Problem, dass zwischen Schritten und Drehwinkel keine Proportionalität 
besteht.

Ich habe daher ein Schneckengetriebe gebaut, bin aber mit den 
Schneckenrad noch nicht zufrieden. (Siehe 
Youtube-Video "Helioworm - DIY Heliostat drive with self made worm gear  Part 1" )
Weis nicht ob das Plastik einen kräftigen Windstoß aushält.


Axel

Autor: Michael Roek (mexman) Benutzerseite
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Hallo,

> Meine Idee dazu wäre folgende: Oben und unten sowie links und rechts an
> der Schüssel je einen Fototransistor der mit einem etwa 0.5cm hohen Rand
> umgeben ist.

Das ist gar nicht schlecht.
Du hast ja schon Links bekommen und sicher gesehen, dass DU nicht oben 
UND unten einen Fototransistor anbringen musst. Es reicht ein kleiner 
Sensor mit zwei Fototransistoren und einer Trennwand dazwischen.
Und das ganze nochmal fuer die zweite Ebene.

Mein 1.8m Spiegel mit Stirlingmotor laeuft so.
Die "Rechenmethode" (siehe INA) hat auch ihre Nachteile und ist 
antriebsseitig viel komplizierter. Ich benutze einfache 12V Stellmotore 
ohne Sensorik und o.a. Sensoren im Glasgehaeuse (ein kleines Marmeladen- 
oder Senfglass geht prima!

Gruss

Michael

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