Hi,
ich habe ein Problem, ich möchte mit einer Solarzelle (4 Volt 35 mA)
einen Sonnenstandssensor bauen.
Der den Stand der Sonne messen soll. (0-4 Volt)
Die Spannung dessen Sensor beträgt aber immer 4-4.5 Volt wenn sie
leicht(spitzer Winkel) oder direkt beleuchtet wird.
Ich messe genau am Ausgang der Zelle.
Gibt es da eine Möglichkeit die Leerlaufspannung durch einen Widerstand
oder andere Möglichkeit zu verändern?
wenn das mit dem Widerstand reicht, wie groß sollte dieser ca sein und
muss dieser parallel oder in reihe geschalten werden?
Danke
Christian
Die Beleuchtungsstärke einer Solarzelle ist proportional mit ihrem
Strom. Daher kann man die Beleuchtungsstärke ermitteln, indem man den
Kurzschlussstrom z.B. mit einem Transimpedanzwandler misst, wie bei
einer Photodiode.
Thrasher schrieb:> Gibt es da eine Möglichkeit die Leerlaufspannung durch einen Widerstand> oder andere Möglichkeit zu verändern?
Ja, weil dieser den Strom in eine Spannung wandelt. :-)
Wie bereits gesagt, das Maß für die Beleuchtungsstärke ist nicht
die Spannung, sondern der Strom, den die Zelle liefert.
Gruss
Harald
Thrasher schrieb:> Der den Stand der Sonne messen soll. (0-4 Volt)
Auch wenn du korrekterweise den Strom misst: der Wert hat bei 90 Grad
ein Maximum, folgt aber der Sinusfunktion - unterscheidet sich also in
der Umgebung von 90 Grad nur geringfügig. Damit kann man den Sonnenstand
nicht bestimmen, jedenfalls nicht genauer als mit Sonnenblumen.
Gruss Reinhard
Thrasher schrieb:> einen Sonnenstandssensor bauen.
Da bist Du nicht der Erste hier. Wenn Du noch etwas mehr im Forum
suchst, wirst Du festellen, daß die meisten Projekte mit einer Uhr
enden.
http://de.wikipedia.org/wiki/Sonnenuhr
> Die Spannung dessen Sensor beträgt aber immer 4-4.5 Volt
Ja, so ist das bei einer Solarzelle.
Und nun ?
Schliesslich fliesst der von der Solarzelle je nach Lichtintensität
erzeugte Strom über die Diode wieder ab, und Dioden haben bekanntlich
eine Kennline die exponentiell ansteigt, also recht egal welcher Strom
immer um 0.7V pro Zelle liegt.
Daher misst man die Lichtintensität anders, mit einem
Transimpedanzverstärker der die effetkive Spannung über der Solarzelle
bei 0 hält.
Beispielsweise so:
http://www.mikrocontroller.net/attachment/66838/Photo_diode_tia.png
Zur Messung des Stromes muss es kein Transimpedanzverstärker sein. Es
reicht ein nicht zu großer Widerstand, so dass die Spannung deutlich
kleiner (mehr als etwa 20%) als die Leerlaufspannung wird. Bei
geringerer Beleuchtung (z.B. bei Wolken) wird die Spannung dann
allerdings auch viel kleiner.
Hi, Trasher
Was verstehst du unter Sonnenstandsensor?
Was möchtest du genau?
Ein 2D-Heliostat, der sich automatisch auf die Sonne ausrichtet?
Ein digitales Helioskop, das dir sensorisch Azimut und Deklination misst
und anzeigt?
Ein 1D-Pseudo-Helio-Dingsbums, das nur die Himmelsrichtung des aktuellen
Sonnenstandes anzeigt...?
Oder eines, das nur den aktuellen Höhenwinkel bestimmt...?
Sensorischer Ansatz dafür:
Auswertung der differenziellen Abschattung von 2-4 Segmenten.
Mit 1 Solarzelle geht es schonmal nicht, es sei denn, sie sitzt am Ende
einer schwarzen Röhre mit 2-Achsen Try_and_Error_Steuerung. :-)
sagt ihm einer jetzt, wie groß der Widerstand sein muss, damit das
einigermaßen passt?
Er meint, das Teilchen macht 4V/35mA.
4 durch 0.035 macht 114 irgentwas.
Also einen 100 Ohm Widerstand parallel zur Zelle könnte passen.
Plusminus.
Axelr ;)
ar. schrieb:> sagt ihm einer jetzt, wie groß der Widerstand sein muss, damit das> einigermaßen passt?
Wo du recht hast hast du recht: die Frage war tatsächlich, ob man die
Spannung mit einem Widerstand ändern kann - ob man so den Sonnenstand
messen kann, wollte niemand wissen. Sorry, wir waren alle auf dem
falschen Dampfer.
Gruss Reinhard
aar. schrieb:> Er meint, das Teilchen macht 4V/35mA.> 4 durch 0.035 macht 114 irgentwas.
Eine Solarzelle, die bei 4V einen Strom von 35mA liefert (oder sollten
das die Angabe für die Leerlaufspannung und den Kurzschlußstrom sein),
hat dort bestimmt nicht den steilsten Bereich der Kennlinie. Lineares
Verhalten, d.h. Signal proportional zur Helligkeit, bekommt man im
Kurzschlußbetrieb.
Um bei der Messung über einen Shunt unter den oben genannten 20% zu
bleiben, läge der max. Widerstandswert deutlich und 22Ω.
Die Wahl des Widerstandes ist ein Kompromiss. Die Umgebungshelligkeit
ändert sich über einen recht großen Bereich, so dass ggf auch kleine
Ströme zu messen sind.
Ein kleiner Widerstand gibt ein gute Linearität auch noch bei hoher
Intensität, aber halt weniger Auflösung bei kleinen Strömen. Bei einem
höheren Widerstand (etwa die 100 Ohm) kann man kleine Ströme etwas
besser messen, aber dafür wird es bei hoher Intensität halt nichtliniear
und ungenau, weil Temperaturabhängig.
Ulrich schrieb:> Die Umgebungshelligkeit> ändert sich über einen recht großen Bereich, so dass ggf auch kleine> Ströme zu messen sind.
Das Problem reduziert sich, wenn die Sonne richtig scheint. Sonst ist es
sowieso nicht sonderlich sinnvoll den Sonnenstand bestimmen zu wollen.
Ulrich schrieb:> Ein kleiner Widerstand gibt ein gute Linearität auch noch bei hoher> Intensität, aber halt weniger Auflösung bei kleinen Strömen. Bei einem> höheren Widerstand (etwa die 100 Ohm) kann man kleine Ströme etwas> besser messen, aber dafür wird es bei hoher Intensität halt nichtliniear> und ungenau, weil Temperaturabhängig.
Deswegen wurde oben ja schon ein Transimpedanzwandler vorgeschlagen. Die
Zelle wird im Kurzschluss betrieben. Die Ausgangsspannung is
proportional zum Zellenstrom und damit proportional zur
Beleuchtungsstärke.
Das funktioniert genauso wie bei Photodioden, die ja genauso nach dem
photoelektrischen Effekt arbeiten wie Solarzellen.
