Ich verstehe nicht weshalb für so einfache Steuerungen wie die Sonnennachführung ein Rechner nötig ist und wie man Fotowiderstände, die bei Lichteinfall unter 100 Ohm erreichen, voll in die Speisespannung schalten kann. Zudem fehlen oft die Hysteresefunktionen in den Schaltungen um ein ständiges Nachregeln auszuschließen. Auch wollte ich Spannungsmäßig mit nur einer Li-Ion Zelle auskommen. Zudem ermöglichen moderne H-Brücken ICs einen sehr einfachen Schaltungsaufbau. 01.jpg der 150KOhm Und der mittlere 33KOhm Widerstand sind für die Hysterese nötig 02.jpg Testaufbau zur Minimierung des Aufwandes 03.jpg die geätzte und mit Ösen versehene Leiterplatte 04.jpg bestückt sieht es sehr übersichtlich aus – die Beschaltung ist problemlos – notfalls einfach die Motoranschlüsse tauschen 05.jpg Funktionsprobe Diese Schaltung ermöglicht auch ohne eine Programmierung eines µPs oder aufwendige Transistorschaltungen zu einem schnellen Ergebnis zu kommen. Die eingesetzte H-Brücke soll bis 5A Strom treiben können - bei bis zu 14V. Auch die Schaltung eines Opas hat manchmal Vorteile...
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Falls es Wolken gibt oder Spiegelungen kann es zu komischen Effekten kommen. Mit ein uC kannst du dir die GPS Position und Zeit holen. Berechnen wo die Sonne ca stehen soll. Mit eine Photosensor kannst du dann Diagnose machen, wie zum Beispiel es ist zu wenig Licht, vermutlich durch Wolken. Oder noch komplexere Themen. Ja nach dem was du erreichen möchtest kann eine einfache Schaltung oder eine komplexe Schaltung die Lösung sein. Soetwas wie eine Lösung was immer überall tut, gibt es nicht.
> einfacher analoger Sonnenfolger
Mein Opa hätte es auch so gemacht.
Roland H. schrieb: > Ich verstehe nicht weshalb... Ich verstehe nicht weshalb du zweimal den gleichen Text geschrieben hast? Außerdem verstehe ich nicht weshalb du noch einen zusätzlichen LM358 mit aufs Board gebastelt hast, obwohl der LM324 bereits 4 Operationsverstärker enthält? Dann würde mich interessieren, wie die mechanische Ausrichtung der Fotowiderstände bewerkstelligt wurde und ob sie durch einen Sichtschutz voneinander entkoppelt wurden. Auf dem letzten Foto ist schon etwas davon zu erkennen. Vielleicht könntest du davon noch einmal ein Extrafoto beisteuern. Nachtrag: Ich sehe gerade, dass du sowohl für Horizontal als auch für Vertikal eine zweimotorige Variante gebaut hast. Das erklärt dann natürlich auch warum du noch einen zusätzlichen LM358 Dual-OPV dazu nehmen musstest.
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Was ist denn das mittlere für ein Spezialwiderstand bei denen, wo du "3*33k" hingeschrieben hast? Hat der einen Mittelabgriff?
Marcel V. schrieb: > Außerdem verstehe ich nicht weshalb du noch einen zusätzlichen LM358 mit > aufs Board gebastelt hast, obwohl der LM324 bereits 4 > Operationsverstärker enthält? Er hat die Schaltung nur einmal gezeichnet, sie ist auf der Platine aber zweimal aufgebaut. Es werden also 6 OpAmps verbraten.
Roland H. schrieb: > der 150KOhm Und der mittlere 33KOhm Widerstand sind für die Hysterese > nötig So wie gezeigt erzeugt die Schaltung keine Hysterese, sondern es wird eine Verstärkung eingestellt. Für eine Hysterese müssten die 150k an die nicht invertierenden Eingänge des LM358.
Roland H. schrieb: > Zudem fehlen oft die Hysteresefunktionen in den > Schaltungen um ein ständiges Nachregeln auszuschließen. Ich sehe in Deinem Schaltplan keine Hysterese Roland H. schrieb: > Ich verstehe nicht weshalb für so einfache Steuerungen wie die > Sonnennachführung ein Rechner nötig ist Weil: Andras H. schrieb: > Falls es Wolken gibt oder Spiegelungen kann es zu komischen Effekten > kommen. Was passiert wenn Morgens um 6 die Sonne scheint, dann den ganzen Tag bewölkt ist und abends um 7 die Wolken verschwinden... Klar man kann über den mechanischen Aufbau des Sensors einiges Abfangen, aber egal wie Du dich anstellst, es gibt immer einen Totpunkt oder eine Stelle ab der nicht das passiert was du willst. Wenn du Pech hast, reagieren deine LDRs bereits auf den Unterschied Wolke/blauer Himmel. Oder auf den Mond. An Sensoren/Taster für Endanschläge hast Du gedacht? Denn im Fehlerfall wird sich das Teil so lange drehen bis der Akku leer oder das Kabel aufgerollt ist... Ich habe zu dem Thema einiges durch, so einfach wie Deine Lösung scheint ist sie nicht. Mal ein paar Tipps: - Unbedingt den Drehbereich mittels Sensoren/Taster/etc eingrenzen. - Rückwarts fahren muss das Modul nur bei Nacht -> Helligkeit auswerten - Vorwärts fahren muss das Modul nur am Tag bei Sonne.... Damit kann man die meisten Probleme erschlagen. Tja und mit einem Mikrocontroller: könntest Du die ganzen OPVs, Widerstände, etc ganz weglassen, würdest viel weniger Strom brauchen und könntest sogar noch einen Zeitgesteuerten Notbetrieb einbauen.... (Der Microcontroller läuft übrigens ab 1.8V, deine OPVs auch?)
Arno R. schrieb: > So wie gezeigt erzeugt die Schaltung keine Hysterese, sondern es wird > eine Verstärkung eingestellt. Für eine Hysterese müssten die 150k an die > nicht invertierenden Eingänge des LM358. Durch die beiden Logikeingänge des TA6586 und den mittleren 33k hat er sowas wie einen Totbereich. Allerdings sollte man mal schauen ob die Logikeingänge beliebige Pegel zwischen Hi und Lo abkönnen.
Andreas M. schrieb: > Tja und mit einem > Mikrocontroller: könntest Du die ganzen OPVs, Widerstände, etc ganz > weglassen, würdest viel weniger Strom brauchen und könntest sogar noch > einen Zeitgesteuerten Notbetrieb einbauen.... (Der Microcontroller läuft > übrigens ab 1.8V, deine OPVs auch?) Allerdings braucht er dann Servomotoren, oder eine sonstige Rückmeldung der aktuellen Winkelstellung. Bei seiner Lösung braucht er nur DC Motoren, Der Regelkreis ist über die Helligkeitssensoren geschlossen.
Udo S. schrieb: > Durch die beiden Logikeingänge des TA6586 und den mittleren 33k hat er > sowas wie einen Totbereich. Das mag ja sein, aber meine Antwort bezog sich auf die Aussage des TO: Roland H. schrieb: > der 150KOhm Und der mittlere 33KOhm Widerstand sind für die Hysterese > nötig und das stimmt eben nicht. So wird keine Hysterese erzeugt. Außerdem ist die Verstärkung, die in der oben gezeigten Schaltung auftritt vom Photowiderstand am invertierenden Eingang abhängig. Es ergibt sich daher ein unterschiedliches Verhalten der beiden Photowiderstände.
Andreas M. schrieb: > Tja und mit einem Mikrocontroller könntest Du die ganzen OPVs, > Widerstände, etc ganz weglassen Wir haben damals in der Schule ein Modellauto gebaut, das einer vorausgegangenen Taschenlampe automatisch gefolgt ist. Eine Person geht mit der Taschenlampe voraus und das Auto fährt, wie an einer Leine gezogen, im leichten Zick-Zackschritt hinterher. Das Auto bestand aus einer Grundplatte, 2 Getriebemotoren und einer 4,5V Flachbatterie. Ein Motor rechts und einer links. Vorne und hinten jeweils eine Stützrolle. Als Elektronik wurden einfach nur 2 LDR-Widerstände, 2 Transistoren und zwei Relais verbaut, fertig.
Andreas M. schrieb: > - Rückwarts fahren muss das Modul nur bei Nacht -> Helligkeit auswerten > - Vorwärts fahren muss das Modul nur am Tag bei Sonne.... Das gilt aber nur für den Azimut. Die Elevation muss tagsüber in beiden Richtungen folgen und Nachts ist Ruhe.
Diesen Sensoraufbau habe ich bereits seit ca. 20 Jahren rumliegen und damals schon erste Schaltungen aufgebaut, doch es fehlten die Solarpanele... Da ich zum Poolwasser aufheizen die Sonnenstrahlen nutze, ist es wichtig die obere, bis zu 50° heiße Wasserschicht unter der schwarzen Folie, nach unten zu verteilen, um nachts nicht wieder die komplette Wärme zu verlieren. Die Steuerung, die die Temperatur der oberen und unteren Waserschicht vergleicht, kommt mit einer einzigen Li-Ion-Zelle aus und schaltet nur die Umwälzpumpe bei einer Temperaturdifferenz ein. Um nicht weitere Zellen zu verlieren hab ich eine kleine Solarplatine mit angeschlossen die jedoch nicht sehr effektiv ist (der Einfallswinkel ist meist sehr ungünstig). Dies ist der Grund für diese Steuerung. und nochmal zum mitschreiben... Die Programmierung eines µPs erfordert ein Grundwissen dazu und die nötige Technik. Für junge Leute, die diese Möglichkeiten bereits in der Schule behandelt haben ist es gewiß keine Herausforderung, doch es gibt ja auch ältere, die µPs als rotes Tuch sehen und lieber übersichtliche Technik nutzen wollen, die sie auch verstehen und Fehler beheben können. Einen Fehler an einen µP zu finden ist wesentlich aufwendiger als in so einer Schaltung.
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Andras H. schrieb: > Falls es Wolken gibt oder Spiegelungen kann es zu komischen Effekten > kommen. Hier in der Gegend wurde vor langer Zeit mal ein Solarpark mit drehbaren Modulen installiert. Die standen mit der ersten (dezentralen) Positionssteuerung bei bewölktem Himmel kreuz und quer. Das sah dann doch sehr zufällig aus. Nach 5 Jahren wurde dann auf eine Synchronisierung zur Sonnenlaufbahn umgestellt. Das hat sich offenbar bewährt... Beim daneben aufgebauten Solarpark wurden die inzwischen kostengünstigeren Module dann wie heute üblich fest installiert.
Bei einem Park mit vielen Modulen sehe ich es auch als sinnvoll die Module gleich zu schalten, doch der Stand eines einzelnes Panel interessiert niemanden. Zudem kann die analoge Steuerung wesentlich feinfühliger auf minimale Sonneneinstrahlung abgestimmt werden. Ein µP hat in der Regel durch den integrierten A-D-Wandler eine Spannungsauflösung bis 1024 und ist damit einer OPV-Vergleichsschaltung weit unterlegen.
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Die Endschalter sind hier gut sichtbar... Die Hysterese für den Motorstop kann mit dem mittleren der 3 Widerstände, die einen 555 nachempfinden, leicht eingestellt werden. Die Rückführung über den 1.OPV begrenzt die Empfindlichkeit und ermöglicht erst die Hysteresefunktion. Bei einem Park mit vielen Modulen sehe ich es auch als sinnvoll die Module gleich zu schalten, doch der Stand eines einzelnes Panel interessiert niemanden. Zudem kann die analoge Steuerung wesentlich feinfühliger auf minimale Sonneneinstrahlung abgestimmt werden. Ein µP hat in der Regel durch den integrierten A-D-Wandler eine Spannungsauflösung bis 1024 und ist damit einer OPV-Vergleichsschaltung weit unterlegen.
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Dieter W. schrieb: > Das gilt aber nur für den Azimut. Die Elevation muss tagsüber in beiden > Richtungen folgen und Nachts ist Ruhe. Je nach dem, wie hoch die Genauigkeitsanforderungen sind, kann man sich den zweiten Motor eventuell ganz sparen und muss die zweite Achse nur alle paar Wochen nachstellen, falls das Ding der Sonne und nicht irgendwelchen Wolken folgen soll.
Eigentlich ist ein analoger Sonnenfolger in der heutigen Zeit Quatsch! Da die Erde seit Jahrmillionen relativ konstant um die Sonne kreist, lässt sich der Sonnenstand unabhängig von den Wolken wunderbar berechnen. Dazu muss ich nur den Ort und die Uhrzeit wissen, um meine Geräte auszurichten. Passende Programme bietet das Internet. Wenn ich einen WLAN-Anschluss habe, bekomme ich diese Daten in Echtzeit aus dem Netz. Dann kann ich meine Servos entsprechend steuern. Die brauchen nicht mal genau zu sein, 1-2° Abweichung reichen meist. Da genügt ein kleiner µC (ESP32-S3 z.B), der die meiste Zeit schläft, alle paar Minuten aufwacht und die Servos entsprechend nachstellt. Digitale Servos haben wegen der besseren Selbsthemmung weniger Stromverbrauch. Die Rückmeldung erfolgt über Beschleunigungssensoren.
Wenn mich nicht alles täuscht, habe ich diesen Beitrag in dem analogen Teil veröffentlicht. Ein µP, so angesagt und verlockend wie er auch sei, ist jedoch immer digital. Dazu kommt das er programmiert werden muß und je nach dem µP sind entsprechend aufwendige Programme erforderlich um dies zu tun. Ich jedenfalls finde es viel einfacher eine analoge Lösung für eine einfache Steuerung zu erarbeiten als mich Tagelang mit der Programmierung von µPs zu beschäftigen bis sie endlich das machen was sie sollen, zudem kommt noch die Reparaturfreundlichkeit analoger Schaltungen. Streikt ein µP ist meist guter Rat teuer und der Schrottkübel nahe - ein halbes Jahr später ist das Programm verschwunden, der µP veraltet und nicht mehr lieferbar oder der Macher des Teiles bei den Ahnen. Schnell noch einmal Zur Hysteresefunktion der Schaltung. Als alter Elektriker, der mit den ersten Transistoren aufgewachsen ist, mag ich analoge Schaltungen. Sie sind leicht zu verstehen und zu beeinflussen. Die 3 Kettenwiderstände zwischen der Betriebsspannung bilden einen Spannungsteiler, der die Spannung drittelt und mit den Widerstandsgrößen ist er einfach anzupassen. Die 2 folgenden OPVs nutzen diese Teilspannungen um die Triggerschwellen aufzubauen, genau wie bei einem 555 Timer IC. Da der verstärkende und vergleichende Eingangs-OPV jedoch beim Umkippen des Spannungsverhältnisses zwischen den Fotowiderständen einen schleichenden Übergangswert generieren muß, um diesen Triggerpegel nutzen zu können, ist es nötig eine Verstärkungsbegrenzung (z.B. 150 Ohm) einzufügen. Erst damit wird ein allmählicher Spannungsanstieg möglich. Die Empfindlichkeit ist somit durch die Anpassung des Rückkoppelwiderstandes und auch durch den Spannungsteiler möglich. Die H-Brücken in dem ICs, mag es ein TB6612, TC1508, L9110 oder wie hier ein TA6586 sein, arbeiten alle gleich. Ein einzelner H-Pegel schaltet bereits den entsprechenden H-Brückenpfad auf das + Potential um und somit läuft der Motor an. Nur der TB6612 benötigt noch zusätzliche H-Pegel an den Steuereingängen. Der Unterschied ist nur die maximale Spannung und Strombelastung der ICs und der L9110 ist nur für einen Motor ausgelegt.
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Roland H. schrieb: > ich mag analoge Schaltungen... Alles präzise erklärt und genauso sehe ich das in diesem Fall auch!
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