Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik drehendes Solarpanel


von Solarpanel (Gast)


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Heyho zusammen,
ich hab da die ein oder andere Frage zu meinem kleinem Projekt ,das ich 
vorhabe zu entwickeln.

Hier erstmal eine kleine Vorstellung :
Also ich würde gern eine kleine Solarzelle dazu bringen ,sich immer der 
Lichtquelle zuneigt, im Prinzip so wie Sonnenblumen, nur ohne das 
"einschlafen und aufwachen" morgens und abends ^^.
Wie ich das umsetzen will ist ja fast schon logisch, also per 
Sensortechnik. Der MC mit dem ich arbeite ist ein handelsüblicher 8052 
AT89C5131A, zugehörige Treiber habe ich auch schon.
Im Anhang ist eine (sehr) grobe Skizze die ich innerhalb von 3 Minuten 
mit Paint gemacht habe, wie ich mir vorgestellt habe die Sensoren 
anzubringen. Was haltet ihr so von der Idee??

Die Drehung will ich mit einem Schrittmotor machen , ich denke mal einen 
mit so 200 einzelnen Schritten. Wenn ich von meinem MC aus den 
Motor,bzw. andersrum ansprechen möchte, brauche ich da einen AD-Wandler 
oder geht das auch so?

Das ganze soll so ablaufen ,dass wenn der MC Strom bekommt er dem Motor 
sagt "Hey dreh dich um 360° und check ab von wo licht kommt" . Während 
er sich dreht, gleicht er die ganze Zeit die Werte der drei Sensoren ab 
und nachdem er sich einmal gedreht hat dreht er sich zu der Position, an 
der er insgesamt den höchsten Wert bekommen hat. Nun soll er sich so 
ausrichten, dass der mittlere Sensor den höchsten Wert ausgibt. Und nach 
gewisser Zeit, so 5 min soll er wieder drehen ,für den Fall ,dass die 
Lichtquelle gewandert ist. Der gesamte Prozess soll jederzeit per 
externem Interrupt unterbrochen und zurückgesetzt werden können.

Solche Späße wie den Wert ,den ich momentan an Strom gewinne und das 
dann auf dem LCD-Display anzeigen lasse ,bleibt erstmal ein Plan für die 
Zukunft. Momentan möchte ich es erstmal soweit schaffen.

Hat mir jemand Tips oder Ideen was ich am besten wie machen könnte oder 
was für Bauteile für die Sensoren oder den Schrittmotor am besten zu 
verwenden sind??

Danke für eure Hilfe :3

von Solarpanel (Gast)


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Oh was ich noch vergessen habe zu erwähnen ist , dass ich das Programm 
in Assembler über die Keil Software vorhabe zu schreiben :)

von Soeren K. (srkeingast)


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Das macht man mit zwei antiparallelen Photodioden oder kleinen 
Solarmodulen.

https://google.com/patents/DE4306656A1?cl=de

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Solarpanel schrieb:
> oder den Schrittmotor am besten zu
> verwenden sind??

Sicher, das du einen Schrittmotor brauchst? Es wäre vermutlich viel 
einfacher, ein kleines RC Servo zu nehmen, wenn dir ein Halbkreis 
genügt. Zwei davon könnten neigen und drehen. Da ist Motorelektronik und 
Mechanik fertig, kostet nicht viel und ist simpel mit Servoimpulsen 
anzusteuern. Schaltet man den Strom zu ihnen ab, kostets auch keine 
Batterie.

von A. S. (Gast)


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Als Fingerübung OK. Jedoch einfacher ohne µC, nur mit Solarzellen (wie 
es Windräder an Windmühlen tun).

Also im einfachsten Fall ein Würfel, der um 2 Achsen (kardanisch) 
gedreht werden kann.
Beispiel: Spielwürfel mit 1 oben, und 6 unten. Drehbar um die Achse 
durch 4/3 und 2/5. an den Seiten 2,3,4,5 sind Solarzellen, mit den 
Motoren so verschaltet, dass sie die eigene Seite aus der Sonne drehen.


Beispiel: Sonnenlicht auf Seite 2 lässt den Motor an Achse 4/3 so herum 
laufen, dass Seite 2 sich zum Boden neigt. Dann zeigt Seite 1 immer zur 
Sonne (da also Deine ursprüngliche Solarzelle drauf).

Wenn Du das mit einem µC machen willst, kannst Du die Solarzellen 
aufteilen in Photodiode und Batterie.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Soeren K. schrieb:
> Das macht man mit zwei antiparallelen Photodioden oder kleinen
> Solarmodulen.
In Wahrheit macht man das über die Uhrzeit. Die Sonne ist nämlich nicht 
irgendwo zufällig zu finden,  sondern an einem mit einfachsten Methoden 
berechenbaren Punkt am Himmel...

von Kolja L. (kolja82)


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Lothar M. schrieb:
> Die Sonne ist nämlich nicht irgendwo zufällig zu finden,  sondern an
> einem mit einfachsten Methoden berechenbaren Punkt am Himmel...

Verbrennt ihn, den Ketzer!

Ne, im Ernst.
Mach es pneumatisch.

von Jemand (Gast)


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Hallo

"...einfachsten Methoden berechenbaren Punkt am Himmel"
Mit einfachsten? - Na ja was einfachst ist hängt wohl auch vom 
Betrachter ab.

Ich nehme an das wohl über 80% der geistig gesunden Bevölkerung zwischen 
14-70 Jahren das jetzt nicht mal "Eben so" aus dem Ärmes schütteln 
können.

Einfachst sind Sachen wie Addition, Subtraktion. Einfach ist die 
Multiplikation und Division. Die meisten können auch noch Zinsrechnung, 
die Grundlagen(!) der Algebra und Geometrie, Bruchzahlen und 
Dezimalbrüche - also immer noch recht einfach - aber schon das ist nicht 
mehr als "Einfachst" zu bezeichnen - zumindest in der "normalen" Welt.
In der Welt von Mathematik Leistungskursen und den technischen 
mathematischen Universitären Lehrgänge und in "Nerdistan" mag das jedoch 
zutreffen.

Ganz so stetig laufen Sonne und Erde doch nicht auf ihren Bahnen, noch 
dreht sich die Erde absolut gleichmäßig und dann gibt es noch sowas wie 
die Sonnenzeit (Mittag - Zeit des höhsten Sonnenstands) und die im 
"richtigen" Leben genutzte Zeit wie z.B. ME(S)Z.
Das alles als mit "einfachsten" Methoden zu brechnen würde ich als 
sportliche Auslegung des Begriffs "Einfach" bezeichnen.

Jemand

von John (Gast)


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Lothar M. schrieb:
> an einem mit einfachsten Methoden berechenbaren Punkt am Himmel...

An diesem „Punkt“ befindet sich die Sonne um 12 Uhr Mittag (Im Laufe 
eines Jahres).

von holger (Gast)


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>> Die Sonne ist nämlich nicht irgendwo zufällig zu finden,  sondern an
>> einem mit einfachsten Methoden berechenbaren Punkt am Himmel...
>
>Verbrennt ihn, den Ketzer!

Und manche behaupten sogar das eine Nachführung sich nicht lohnt;)

von Soeren K. (srkeingast)


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Lothar M. schrieb:
> In Wahrheit macht man das über die Uhrzeit. Die Sonne ist nämlich nicht

Dafür braucht man aber einen Mikrocontroller - kann also nicht einfacher 
sein ;-)

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Jemand schrieb:
> Ganz so stetig laufen Sonne und Erde doch nicht auf ihren Bahnen, noch
> dreht sich die Erde absolut gleichmäßig
Ich möchte behaupten, dass eine Abweichung von 5 Grad nicht viel 
Leistungseinbuße bringt. Und diese Genauigkeit erreicht man locker mit 
zwei Tabellen und ein wenig Interpolation.
Und wenn einer, der mit uC was machen will, nicht weiß, was 
Interpolation ist, dann sollte er es schnell lernen. Sooooo arg 
kompliziert ist das nicht...

von Solarpanel (Gast)


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Leute eure Diskussion wann die Sonne jetzt im Zinit steht und wann nicht 
ist irrelevant ...ich möchte das ja nicht naturbedint machen ,sondern im 
Haus mit einer einfachen Taschenlampe mit der ich um das Teil rumlaufen 
kann, ich bin selber die Sonne und somit nicht berechenbar... Das sollen 
nur basics sein und nur dem Zweck nutzen ,es findet keine Verwendung im 
Alltag nur eine Spielerei und etwas Übung am MC ,das ist alles xD

von R. M. (Gast)


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Nicht das ich jetzt den Spielverderber geben möchte, aber hier haben 
sich schon Einige die gleichen Gedanken gemacht:
https://www.mikrocontroller.net/articles/Sonnenfolger_/_Heliostat

von Michael B. (laberkopp)


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Solarpanel schrieb:
> Hat mir jemand Tips oder Ideen was ich am besten wie machen könnte

Seit 4.5 Milliarden Jahren dreht die Sonne r3echt zuverlässig um die 
Erde, so genau daß man die Uhr danach stellen kann.

Es ist komplett überflüssig, ein Panel nach der Richtung der höchsten 
Helligkeit auszurichten, denn entweder scheint die Sonne direkt oder 
diffus aus der Richtung in der sie steht.

Man braucht nicht mal eine Uhr, nur einen (Synchron-)Motor der in 24 
Stunden die Panels ein mal rumdreht entlang der Ekliptik.

Spar dir deinen uC also für was anspruchsvolleres auf.

Wenn man auf einem Campingmobil oder Schiff das Panel während der Fahrt 
ausrichten will, nimmt man 2 Sesnoren für die Ost-Wert Drehung und dreht 
einfach dort hin, von wo mehr licht kommt, und nutzt einen davon mit 
einem dritten Sensor für die Süd Nord bzw. Kippbewegung und dreht dort 
hin, von wo mehr Licht kommt. Das geht einfach analog:
1
  +---+---+---- +12V
2
  |   |   |
3
  R   R   | R mit ähnlichem Widerstandswert wie die LDRs im Licht
4
  |   |   | OpAmp, leistungsstark genug für den Motor, z.B. L272/LM675
5
  +---)--|+\                       
6
  |   |  |  >--(M)-- Masse
7
  |   +--|-/
8
  |   |   |
9
 LDR LDR  |
10
  |   |   |
11
  +---+---+---- -12V

Also wieder keine sinnvolle Anwendung für deinen uC

von Marc V. (Firma: Vescomp) (logarithmus)


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Jemand schrieb:
> Ganz so stetig laufen Sonne und Erde doch nicht auf ihren Bahnen, noch
> dreht sich die Erde absolut gleichmäßig und dann gibt es noch sowas wie
> die Sonnenzeit (Mittag - Zeit des höhsten Sonnenstands) und die im
> "richtigen" Leben genutzte Zeit wie z.B. ME(S)Z.

John schrieb:
> An diesem „Punkt“ befindet sich die Sonne um 12 Uhr Mittag (Im Laufe
> eines Jahres).

 Ja.
 Nur ist ein Solarpanel kein Teleskop.

von Kolja L. (kolja82)


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holger schrieb:
>>> Die Sonne ist nämlich nicht irgendwo zufällig zu finden,  sondern an
>>> einem mit einfachsten Methoden berechenbaren Punkt am Himmel...
>>
>>Verbrennt ihn, den Ketzer!
>
> Und manche behaupten sogar das eine Nachführung sich nicht lohnt;)

Würde ich jetzt aus dem Bauch raus weder bestreiten, noch unterstützen.

von Harald W. (wilhelms)


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Lothar M. schrieb:

>> Das macht man mit zwei antiparallelen Photodioden oder kleinen
>> Solarmodulen.
> In Wahrheit macht man das über die Uhrzeit. Die Sonne ist nämlich nicht
> irgendwo zufällig zu finden,  sondern an einem mit einfachsten Methoden
> berechenbaren Punkt am Himmel...

Man könnte ja auch eine Sonnenblume daneben stellen und als
Sollwertgeber benutzen. So  oder so, eine nette Spielerei
ohne praktischen Nutzen.

von Kurt B. (kurt-b)


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Lothar M. schrieb:
> Soeren K. schrieb:
>> Das macht man mit zwei antiparallelen Photodioden oder kleinen
>> Solarmodulen.
> In Wahrheit macht man das über die Uhrzeit. Die Sonne ist nämlich nicht
> irgendwo zufällig zu finden,  sondern an einem mit einfachsten Methoden
> berechenbaren Punkt am Himmel...

Richtig, denn mit Sensoren fährt man nur in den Graben.

 Kurt

von THOR (Gast)


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Lothar M. schrieb:
> Soeren K. schrieb:
>> Das macht man mit zwei antiparallelen Photodioden oder kleinen
>> Solarmodulen.
> In Wahrheit macht man das über die Uhrzeit. Die Sonne ist nämlich nicht
> irgendwo zufällig zu finden,  sondern an einem mit einfachsten Methoden
> berechenbaren Punkt am Himmel...

Die Bauweise mit den kleinen Solarmodulen hab ich schon im Einsatz 
gesehen. Hat den Vorteil, dass man den gesamten Modulträger beliebig 
umpositionieren kann ohne was neu einstellen zu müssen.

Das waren 9 Solarzellen in nem Kasten mit rechteckigem Loch drin. Der 
Boden des Kastens mit den Solarzellen leicht kugelförmig.

Da wo die Sonne gerade steht muss nicht zwingend auch der hellste Punkt 
am Himmel sein.

von Joe F. (easylife)


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Mal so als Idee:
Das 360° Fischaugenbild von John sieht nicht nur schön aus, sondern 
beinhaltet auch die vollständige Information, wohin sich das Panel 
drehen sollte.
Beitrag "Re: drehendes Solarpanel"

Ich denke es müsste auch mit einem sehr kleinen uC möglich sein ein 
entsprechendes Kameramodul pixelweise auszulesen, um die hellste Stelle 
im Bild zu finden.
Wenn man dann noch den Zusammenhang zwischen hellster Pixelposition und 
benötigter Drehbewegung kennt, kann das Panel ohne große Suchbewegungen 
direkt zum hellsten Punkt geführt werden.

von Rubel (Gast)


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Michael B. schrieb:

> Seit 4.5 Milliarden Jahren dreht die Sonne r3echt zuverlässig um die
> Erde, so genau daß man die Uhr danach stellen kann.

Laberkopp, was würde Kurt Bindl dazu schreiben?

von Erwin D. (Gast)


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Kurt B. schrieb:
>> In Wahrheit macht man das über die Uhrzeit. Die Sonne ist nämlich nicht
>> irgendwo zufällig zu finden,  sondern an einem mit einfachsten Methoden
>> berechenbaren Punkt am Himmel...
>
> Richtig, denn mit Sensoren fährt man nur in den Graben.
>
>  Kurt

Kannst du lesen?

Solarpanel schrieb:
> Leute eure Diskussion wann die Sonne jetzt im Zinit steht und wann
> nicht
> ist irrelevant ...ich möchte das ja nicht naturbedint machen ,sondern im
> Haus mit einer einfachen Taschenlampe mit der ich um das Teil rumlaufen
> kann, ich bin selber die Sonne und somit nicht berechenbar... Das sollen
> nur basics sein und nur dem Zweck nutzen ,es findet keine Verwendung im
> Alltag nur eine Spielerei und etwas Übung am MC ,das ist alles xD

von Erwin D. (Gast)


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Rubel schrieb:
> Michael B. schrieb:
>
>> Seit 4.5 Milliarden Jahren dreht die Sonne r3echt zuverlässig um die
>> Erde, so genau daß man die Uhr danach stellen kann.
>
> Laberkopp, was würde Kurt Bindl dazu schreiben?

Der Laberkopp kann genauso wenig lesen wie Kurt...

von il Conte (Gast)


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Lothar M. schrieb:
> Ich möchte behaupten, dass eine Abweichung von 5 Grad nicht viel
> Leistungseinbuße bringt. Und diese Genauigkeit erreicht man locker mit
> zwei Tabellen und ein wenig Interpolation.
> Und wenn einer, der mit uC was machen will, nicht weiß, was
> Interpolation ist, dann sollte er es schnell lernen. Sooooo arg
> kompliziert ist das nicht...

Ich denke mal, dass Solar-Profis die den Gedanken hegen
ihr 'Energy Harvesting' drehbar zu machen, wollen mit Sicherheit
jedes 10tel Prozent rausholen.
Würde ich das Thema angehen wäre mir eine Genauigkeit von 5° auch
zu wenig und interpolieren wäre mir zu billig.

Ist halt nicht jeder so genügsam wie du ;-)

Es gibt bestimmt zur Genüge Algorithmen in C die den Sonnenstand
auf Grund von Almanach-Daten berechnen.

Da reicht dann (theoretisch) der '51 Cent' Controller allemal,
zumal man nicht in mSec Bereich nachregeln muss.

von Erwin D. (Gast)


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il Conte schrieb:
> Es gibt bestimmt zur Genüge Algorithmen in C die den Sonnenstand
> auf Grund von Almanach-Daten berechnen.

Kann der Graf auch nicht lesen?
Beitrag "Re: drehendes Solarpanel"

von il Conte (Gast)


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Erwin D. schrieb:
> Kann der Graf auch nicht lesen?
> Beitrag "Re: drehendes Solarpanel"

Und was hat das mit meiner Antwort an Lothar zu tun ?

von Wirkungsgrad (Gast)


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Worauf er hinaus will ist, dass der OP seine Anforderung verändert hat 
von der Sonne folgen zu ich spiele Sonne. Das Konstrukt soll jetzt einer 
Taschenlampe folgen können - und die wird er sicher schneller bewegen 
als sich die Sonne bewegt.

von Huh (Gast)


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Wirkungsgrad schrieb:
> Worauf er hinaus will ist, dass der OP seine Anforderung verändert
> hat
> von der Sonne folgen zu ich spiele Sonne. Das Konstrukt soll jetzt einer
> Taschenlampe folgen können - und die wird er sicher schneller bewegen
> als sich die Sonne bewegt.

So weit ich sehen kann, war niemals die Rede von der Sonne. Immer nur 
davon, einer Lichtquelle zu folgen.

von Raphael G. (steggesepp)


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Hi Solarpanel,
Ich habe sowas ähnliches schon gemacht und man erreicht eine ziemlich 
exakte ausrichtung dadurch, dass man die Sensoren dicht aneinader 
positioniert und eine trennwand zwischen ihnen einfügt. seitlich 
einfallendes licht soll aber möglich sein, deshalb nicht einfach eine 
Bohrung machen und die darin versenken.

Sobald (wie auf dem Bild dargestellt) Sensor 1 & 2 gleichhell 
ausgeleuchtet werden hast du auf einer Drehachse das Modul ausgerichtet, 
sobald dann 1&3 oder 1&2 gleichhell sind hast du auf der zweiten 
Drehachse ausgerichtet
(kann sein dass du den sensor 3 dann mit einer seitlichen wand auch noch 
abschirmen musst damit dieser nicht mehr streulicht einfängt als der 1&2 
sensor). Das mal vom Sensorprinzip her. Sobald du die quelle hast kannst 
du durch wiederholtes abfragen und ausrichten so der Quelle ziemlich 
einfach folgen.

Ich hoff das ist eine Lösung wie du sie dir vorstellst, ohne 
Sonnentrajektorie in den Speicher zu schrieben und ein Kompass 
einzubauen :p

: Bearbeitet durch User
von il Conte (Gast)


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Raphael G. schrieb:
> Ich hoff das ist eine Lösung wie du sie dir vorstellst, ohne
> Sonnentrajektorie in den Speicher zu schrieben und ein Kompass
> einzubauen :p

Unter der Prämisse dass es darum geht ein Solarpanel zur Sonne hin
auszurichten, kommen mir bei deiner 'Deep Sensor' Technik folgende
Bedenken:

Was passiert wenn das Sonnenlicht leicht diffus daherkommt,
(wie z:B. Hochnebel) oder noch besser bei Bewölkung.
Geht das Panel dann in die Ruhestellung? Wie findet es dann wieder
die Sonne ? Implementierst du da ein Scanmodus?.

Ich denke mal, spätestens seit der Erfindung des i8080
macht man sowas digital mit einer Almanach gestützten Sonnennachführung.

Man hat fast den EINDRUCK, dass es sich bei euch um Elektronik-Gruftis
handelt die mit dem 'Radiomann' Groß geworden sind ;-);-)??

von Raphael G. (steggesepp)


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Es geht nicht darum, dem Sonnenlicht zu folgen sondern einer künstlichen 
Lichtquelle. Ich bin sogar eher noch einer von den Jüngeren, jedoch 
versuche ich im Interesse des Fragenden antworten zu liefern, denn wege, 
wie man es gänzlich anders machen kann habt ihr ja schon genannt :).

Ich behaupte, dass das direkt einstrahlende Licht immernoch die stärkste 
leuchtkraft hat (siehe Schattenwurf im Allgemeinen). Es gibt sicherlich 
auch Situationen bei der man mit der Methode nicht das perfekte Ergebnis 
erhält (Wäre ja nicht korrekt, zu behaupten, dass es immer funktionieren 
würde ;)). Dafür würde sich das System abends nicht zur Ruhe legen wie 
der von euch genannte Sonnenfolger, sondern er würde sich zur nächsten 
Straßenlaterne ausrichten und auch Nachts noch etwas Energie liefern xD 
(Achtung, ironie).

Und ja ich würde einen Scanmodus implementieren. Es hängt halt immer von 
der Aufgabenstellung ab, und die kennen wir nicht im Detail. Ein 
bisschen tüfteln will er selbst ja bestimmt auch noch :).

PS: Er könnte auch einfach das Panel ohne Sensoren drehen und anhand der 
Energieausbeute die Position bestimmen (Nur so ein Gedanke, kA wie 
nutzbar die Idee ist, bin kein Photovoltaikspezi).

Cheers

: Bearbeitet durch User
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