Solarzelle in Richtung Sonne bewegen

Hallo Leute,

ich bin zufällig auf diese Seite gestoßen und bin schon seit gestern Nachmittag bis heute nur am durchlesen. Es stehen sehr viele nützliche Informationen hier drin.

Nun möchte ich auch mit dem Bau eines Roboters beginnen. Da ich aber keine Kenntnisse habe, möchte ich erst mal sehr langsamm anfangen.

Als mein erstes Projekt möchte ich nur eine Solarzelle mit einer Fotodiode bestücken. Die Solarzellen sollen sich in Richtung der Sonne drehen. Gedreht wird die Solarzelle von zwei Elektromotoren[Solormotor] (X -und Y-Achse).

Wie viele Fotodioden brauche ich?

Wie lässt sich das realisieren?

Brauche ich einen Controller?
Wenn ja,
AVR oder C?

Wo drin besteht zwischen diesen beiden Controller ein Unterschied!

Und zum Schluss, kennt ihr ein Anbieter der Zahnriemen oder Ketten an private Leute verkauft?
Außer Maedler > ist mir zu teuer

Ich weiß dass das zu viele Fragen auf einmal sind, aber ich hoffe ihr könnt mir einige beantworten!!!

Vielen Dank!

http://hobbyshop24.com/Shop/.
Da gibts Zahnriemen (6mm od. 10mm) und passende Zahnräder.

Zitat:

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Als mein erstes Projekt möchte ich nur eine Solarzelle mit einer Fotodiode bestücken. Die Solarzellen sollen sich in Richtung der Sonne drehen. Gedreht wird die Solarzelle von zwei Elektromotoren[Solormotor] (X -und Y-Achse).

Wie viele Fotodioden brauche ich?

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Das hängt davon ab, wieviele Achsen du berücksichtigen willst.
Eine Drehung von Ost nach West der Sonne folgend geht mit 2 Fotodioden: Ein Sichschutz, der senkrecht auf der Solarzelle steht und auf beiden Seiten nah daran die Fotodioden. Wenn auf eine Seite kein(direktes) Licht ist, muss sich das ganze in die andere Richtung drehen bis auf beiden Seite gleich viel Licht ankommt. Alternativ könntest du auch eine Uhr nehmen und die Zelle nach Süden + 15° * (Stunde-12) nach rechts drehen lassen(je nachdem, an welchem Rand deiner Zeitzone du bist +/- ein paar Minuten).
Wenn du auch noch nach oben und unten drehen willst um die unterschiedliche Höhe des Sonnenstands zu berücksichtigen brauchst du entsprechend noch zwei weitere Fotodioden (oder musst bei der Uhr auch die Jahreszeit und den Breitengrad berücksichtigen).

Hi!

1. Du brauchst 4 Fotodioden. (recht, links, oben, unten)

2. Realisierung: (s. Bild) und dann musst du immer die linke und rechte und die obere und untere LDR vergleichen:
Bsp.:Sonne scheint hoch. Das heisst, dass die Solarzelle nach oben gerichtet werden muss. Die obere LDR "sieht" mehr als die untere LDR. Dadurch weiss der Controller, dass die Solarzelle nach oben gedreht werden muss.

3. Da du einen Roboter bauen willst, würde ich einen Controller empfehlen.

4. Ich denke, dass du mit C die C-Control meinst. Der Unterschied ist:
C-Control: für Einsteiger sehr gut da einfach aber eingeschränkte Funktionen
AVR: je nach dem was man sich für einen Controller kauft, ist dessen Bedienung von leicht (z.B.:AT90S2313), mittel (z.B.:ATMEGA8) oder schwer (z.B.:ATMEGA128). Der ATMEGA128 hat natürlich mehr I/O-Pins (53 I/O, davon 8xA/D-Wandler)

Ich hoffe meine Infos konnten helfen.

Martin

Danke erstmal bin jetzt etwas schlauer.

Ja mit C meinte ich C-Control.

Wie teuer ist so ein AVR und wo kann man ihn preisgünstig herbekommen?

Könnte man ihn nicht selber bauen oder ist das zuviel Aufwand?

Mit welchem Programm wird er programmiert?

Vielen Dank

Zitat:

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Wie teuer ist so ein AVR und wo kann man ihn preisgünstig herbekommen?

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Die gibt's ab ca. 2 Euro. Ein Mega8 z.B. (hat AD/Wandler und alles, was man erstmal so für Robos braucht) kostet z.B. bei www.reichelt.de ca. 4 Euro (kostete mal, hab' jetzt nicht wieder nachgeguckt.). Dann kommen noch ein paar Kleinigkeiten wie Widerstände und Kondensatoren dazu(wenn du sowas noch nicht hast, legst du dir am Anfang am besten ein kleines Sortiment zu, da man sowas immer wieder braucht.).

Zitat:

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Könnte man ihn nicht selber bauen oder ist das zuviel Aufwand?

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Was meinst du genau mit selberbauen?
Einen AVR selber zu bauen ist ein gewaltiger Aufwand (so einige tausend Transistoren, Widerstände etc.). Das ist für den Privatmann nebenbei auch viel teurer als einen zu kaufen.
Für deine Solarzelle könntest du auch eine Schaltung ohne Controller bauen. Die könnte billiger sein, ist aber als Einstieg in die Robotik nicht so interessant. Den Controller kannst du schließlich noch für andere Projekte weiterverwenden.

Zitat:

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Mit welchem Programm wird er programmiert?

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Da bist du beim AVR erstmal nicht festgelegt.
Es gibt zum Beispiel den Compiler Bascom. Der hat hier 'nen eingenes Forum.

Selber bauen war woll eine Schnapsidee.
Danke

Werde woll jetzt versuchen mein Projekt mit einem AVR durchzuziehen.

Ich mein ja nur so, aber ist die Solarzelle selbst nicht schon ein guter Sensor? Man kann sie in 4 Bereiche unterteilen. Wenn ein Bereich weniger energie bringt als die anderen, dreht man sich so, dass alle wieder gleichviel bzw die Summe aller Höher als zuvor ist.

baue gerade so ein Gerät und verwende einen Mega8 Controller mit zwei LDR's aber nur einem Motor (X-Richtung). Ich vernachlässige einfach die Y-Richtung um die Sache nicht zu aufwendig zu machen.
Die Software ist in C geschrieben. Ander Mechanik arbeite ich zur zeit noch... Einziges was momentan fehlt ist .......... die Sonne. ;-)

Hallo Matthias,

Zitat:

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Ich mein ja nur so, aber ist die Solarzelle selbst nicht schon ein guter Sensor? Man kann sie in 4 Bereiche unterteilen. Wenn ein Bereich weniger energie bringt als die anderen, dreht man sich so, dass alle wieder gleichviel bzw die Summe aller Höher als zuvor ist.

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Hmmm, kannst du das mal näher erklären, was du da meinst?
Oder meinst du, dass eine Zelle 2cm näher an der Sonne messbar mehr Energie liefert?
Gruss, Michael

"Oder meinst du, dass eine Zelle 2cm näher an der Sonne messbar mehr Energie liefert?"

Das nicht, aber wenn die Sonne in einem flacherem winkel draufstrahlt schon.

das stimmt - wenn das Licht genau senkrecht auf der Solarzelle auftrifft, dann wird der wenigste Teil des Lichtes reflektiert

=> die Solarzelle bekommt mehr licht!

Hi!
Ich glaube, dass was Matthias da sagt funktioniert!
Ich glaube das habe ich so schonmal im I-net gesehn! :-)

Hallo Matthias,

Zitat:

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Das nicht, aber wenn die Sonne in einem flacherem winkel draufstrahlt schon.

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Hmm, ich dachte, die (4) Zellen sind alle in einer Ebene?

Zitat:

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Zitat von The.Tomac

das stimmt - wenn das Licht genau senkrecht auf der Solarzelle auftrifft, dann wird der wenigste Teil des Lichtes reflektiert

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Gell die Zelle daneben hat einen anderten Winkel zur Sonne?

Zitat:

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Zitat von Florian

Ich glaube, dass was Matthias da sagt funktioniert!

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Glaubst du, oder weisst du ;) ??
Gruss, Michael

Hi Michael!
Ich habe das so schonmal, oder so ähnlich, im Internet gesehen!
Ich weiß nur nicht mehr, welche page das war! :-(

Hallo,

wie groß sind eure Solarzellen bzw. wie sieht eure Mechanik aus? Mir schwebt so eine Lösung für mein WoMo vor, allerdings sind die Solarfelder ca. 1m x 50cm groß und haben 11-20kg. Ich habe eher probleme mir eine passende Mechanik vorzustellen als die Elektronik.
Ich wurde einfach neben dem Solarfeld ein Kreuz mit 4 Ldrs bauen. Wenn der winkel zur Sonne nicht stimmt, fällt der Schatten des Kreuzes auf einen oder 2 Sensoren. Dadurch weiß man die Drehrichtung.

lg

Alex

Hi Alex!
Wo sollen auf diesem Gerät die Solarpanele sein?
Außerdem kann man schwer erkennen, wo die LDR's angebracht werden sollen!

hm, ich dachte mir schon, das es selbst mit skizze noch phantasie braucht. Also, stell dir eine kleine grundplatte vor, z.B. 2x2cm. Darauf montierst du 4 Lichtsensoren, einfach so, das sie senkrecht von der Grundplatte nach oben schauen. Dazwischen klebst du eben zwei Wände kreuzförmig. Wenn jetzt die sonne nicht genau senkrecht zur grundplatte steht, wird das Kreuz einen Schatten auf 1, 2 oder 3 sensoren werfen. Dann mußt du eben in Richtung des beleuchten sensors drehen oder schwenken.

lg

Alex

Hi Alex!
Jetzt habe es verstanden! ;-)
Die Idee finde ich gut!
Sie ist einfach zu bauen und zu verstehen(, wenn die Erklärung gut ist)! :lol:
Also alles in allem pfiffige Idee! ;-)

Danke für die Blumen. Wenn du jetzt noch eine gute Idee für die Mechanik hast, lass es mich wissen.

lg

Alex

Die Mechanik ist am schnellsten erledigt, wenn man als Grundlage einen Servo nimmt, Motor, Getriebe, Gehäuse bis zum Dreh-Flansch.
Für Zwei Achsen klebt man auf den Flansch des ersten Servos das Gehäuse des zweiten Servo.
Mit den 4,95 Euro Servos von Conrad sollten sich leichte Konstruktionen schnell und sicher realisieren lassen.
Manfred

Naja, für meine 11kg Panele wird das wohl nicht klappen.
lg
Alex

Für 11kg ist das keine Lösung.
Muß man eigentlich 11kg bewegen, oder geht auch ein Spiegel davor, der auch aus Folie bestehen kann?
Manfred

Servos sind eigentlich für recht hohe Stellgeschwindigkeiten ausgelegt(wenn man schon welche hat und/oder kleine Anlagen plant, aber dadurch nicht unbrauchbar).
Ein Elektromotor mit möglichst großer Untersetzung wäre optimal(der Sonnenstand ändert sich nur um ein viertel Grad pro Minute.).
Wenn etwas Energie übrig ist, wären sogar einfach gegeneinander arbeitende Solarzellen zwischen dem Kreuz(oder einfach einer Wand, wenn oben/unten nicht so wichtig ist) denkbar, die völlig ohne weitere Elektronik den Motor antreiben(der Lerneffekt für Robotik wäre aber dann nicht sehr groß.).
Man kann sich die Sensoren (zumindest den für rechts/links) aber wirklich sparen und die Zelle nach der Uhrzeit ausrichten(der Sonnenstand(Ost/West) ist zur gleichen Uhrzeit immer exakt der gleiche(man muss nichtmal 2mal im Jahr die Uhr in der Solarsteuerung umstellen *g).).

hi,

ich bin gerade auch dabei soetwas zu bauen.ist meine projektarbeit - eine nachführende solaranlage.wie soll ich sagen, die ganze nachführung geht auch ohne hardware - es gibt formeln womit man sich den aktuellen sonnenstand berechnen kann, das kannst du zb. von nem mc dir ausrechnen lassen. dann prüfst du nur die alte position mit der neuen berechnest dir die impulse für die stepper x/y und fertig - ich hoffe es hilft.
achso: für die stepper hab ich die imc901 von nanotec - da muss man nur die impulse und drehrichtung reingeben und fertig.
ciao peter

Aber brauch man für eine Nachführung eines Solarpanels überhaupt einen Microcontroller oder AVR? Genügt das denn nicht mit einem Fensterdiskriminator in zwei 90° versetzten Achsen jeweils zwei im Winkel leicht auseinanderlaufende Fotowiderstände auf dem Panel nach oben anzusetzen und diese als H-Brücke mit einem OP zu vergleichen? Wäre sicher recht einfach. Ic hglaube sogar vor über 15 Jahren habe ich das mal bei Elektor in einer August-Ausgabe gesehen. Braucht als Endstufe auch wieder eine H-Brücke aber für die Gleichstrommotoren.
Einen Microcontroller sehe ich nur dann als sinvoll wenn über die Spannung des Panels eine Nachführung geschehen soll. z.B. duch leichtes links und rchts drehen und vergleichen auf die ideale Position in beiden Bewegungsachsen.

schon klar - aber was machst du mit der diffusen sonneneinstrahlung, oder wenn es bewölkt ist wie willst du dann genau nachführen? mit mc ist das egal er hat seine festen werte und ausserdem kann man zb. noch über lcd ausgeben welche leistung gerade produziert wird.
ciao peter

Nimm doch einen Grillmotor als Antrieb. Den gibt es sehr preiswert und der ist auch stark. Die Geschwindigkeit reicht lange, da die Bewegungen nicht schnell sein müssen. Den Motor an einer Gewindestange M10 montiert bewegt auch schwerere Gewichte! Zur Steuerung von links/rechts schau mal auf http://www.uni-münster.de/Physik/TD/...bl/bruecke.htm . Evtl muss noch ein Widerstand zwischen Motor und dem einen der Anschlüsse geschalten werden, damit der Motor nicht zu hoch dreht. Die sind eigentlich für 1.5 Volt ausgelegt.

Es wäre doch auch möglich um Fehlereinflüsse wie demerzel schreibt (wenn zB der Roboter bei einer Glasscheibe vorbeifährt reflektiert ja die Glasscheibe die Sonnenstrahlen und es wär eine Regeldifferenz zwischen den zwei vergleichenden LDR's -> Fehler und der Controller würde falscher weise das Panel nachdrehen)

Um dem entgegenzuwirken könnte man ja einfach die LDR's in ein Rohr (reicht wahrscheinlich wenns 1-2cm lang ist) reintun das Rohr innen mit einer nich reflektierenden Farbe ausstreichen (sag mal matt-schwarz) und man hätte keine solchen Einflüsse mehr.

Außerdem wär es ja noch möglich beim nachstellen die Spannung der Solarzelle zu überwachen, die müsste ja beim nachstellen steigen.

Dann bräuchte man ja das Kreuz garnüscht mehr... und 3 Fotozellen reichen allemahl, und nehmen weniger Licht weg O:)

So würds doch dann gehen:

Wenn ihr nen Robotter mit Solarantrieb basteln wollt(wie der letzte Gast gesagt hat), würde ich da einfach rundum Solarzellen ranpacken, aber die an der Seite in nem 45° Winkel zur wagerechten oberen.
Da müsst ihr nur halt einfach etwas dünnere Platten, oder einfach Solarfolie(ist aber teuer...) nehmen.

Du hast recht "Küchenschabe" aber dann wärs keine Herausforderung mehr?!?

Zitat:

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würde ich da einfach rundum Solarzellen ranpacken,

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Ich nehme an der Roboter würde dann immer vor den Spiegel fahren, vielleicht weniger um sein Äußeres zu kontrollieren, als um von allen Seiten Sonne zu bekommen.
Manfred

Der müsste dann garnicht mehr extra irgendwas einstellen um genügend Strom zu bekommen. Der könnte dann einfach frei nach Belieben rumfahren...

Aber deine Idee ist wirklich toll Manf... dem Robotter könnte man dann einfach nen merkwürdigen Hut aufsetzen, und dann als Scherzartikel verkaufen O:) Das ist die Marktlücke überhaupt!

Zitat:

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Zitat von Matthias

Ich mein ja nur so, aber ist die Solarzelle selbst nicht schon ein guter Sensor? Man kann sie in 4 Bereiche unterteilen. Wenn ein Bereich weniger energie bringt als die anderen, dreht man sich so, dass alle wieder gleichviel bzw die Summe aller Höher als zuvor ist.

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Das dürfte kaum klappen.
Schon etwas Vogelsch... oder ein kleines Blatt auf einem Panelteil würde zu einer Fehlfunktion führen. Mal davon abgesehen, das sich die Stromdifferenzen im Bereich des Rauschens befinden dürften und damit so gut wie überhaupt nicht auswertbar sind.
Um drei oder 4 Fotodioden zur Ortung des hellsten Punktes am Himmel zu benutzen wirst Du kaum herumkommen. Das kann man sogar mit zwei Operationsverstärkern aufbauen. Bei µC kann man aber noch ganz leicht Schwellwerte mit einprogrammieren, die dafür sorgen, das die Nachführung nicht ständig läuft, das nach dem Sonnenuntergang das Panel in eine Ruheposition gefahren wird. (Verminderung der Windbelastung) und sich morgens das Panel automatisch nach Osten ausrichtet.

Hab da mal eine Idee.

Was passiert wenn man 2 Solarzellen gegeneinander unterschiedlich polt.

also:

+ Zelle - - Zelle +
| |
| |
-------- Motor -------


Wenn eine Wand dazwischen ist, liefert die Zelle, die mehr Sonnenlicht bekommt, mehr Strom.

Dabei sollten wir, je nach Zelle mit mehr Strom eine unterschiedliche Stromrichtung haben.

Daran schließt man einfach einen Motor. Der dreht sich dann entweder links oder rechts rum.

Wenn genau auf die Sonne ausgerichtet ist würden die zwei Zellen, den selben Stom liefern und da es gegenläufig ist, haben wir keinen Strom mehr.

Damit pendeln die Zellen aus.

Hast du mitbekommen, dass die Solarzelle ausgerichtet werden soll, um so viel Strom, wie möglich zu erzeugen?
Ich glaube kaum, dass die einfach so zum Spaß ne Solarzelle aufs Dach montieren, nur um was sich schön langsam Bewegendes zu haben, um die Nachbarn zu beeindrucken.... Die Solarzellen aufm Dach sind dazu da, um Strom zu sparen/garkeinen mehr ausm Netz zu brauchen =>Weiniger Ausgaben.

nicht dass die nachführung am ende mehr energie verbraucht, als die solarzellen liefern ;)

Zitat:

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Zitat von Küchenschabe

Hast du mitbekommen, dass die Solarzelle ausgerichtet werden soll, um so viel Strom, wie möglich zu erzeugen?
Ich glaube kaum, dass die einfach so zum Spaß ne Solarzelle aufs Dach montieren, nur um was sich schön langsam Bewegendes zu haben, um die Nachbarn zu beeindrucken.... Die Solarzellen aufm Dach sind dazu da, um Strom zu sparen/garkeinen mehr ausm Netz zu brauchen =>Weiniger Ausgaben.

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Da hast du aber was falsch verstanden. Es soll doch nicht die ganze Anlage dazu verwendet werden, um mal nach rechts oder links zu drehen.

Es war daran gedacht, einfach 2 kleine Solarzellen, die halt gerade soviel Energie liefern, um einen Motor mit Getriebe zum Laufen zu bringen, zu verwenden.

Also zwei einzelne Zellen um 5 - 10 €

wir müssen in der schule auch so etwas als abschlussprüfung bauen. ich hab aber irgendwie keine ahnung davon wie das ganze funktionieren soll, ich weiß nicht, wie ich das ganze anstellen kann und wollte mal fragen ob ich irgendwo nicht ninformationen finde wie ich das ganze anstellen kann wäre echt nett wenn ihr mir da helfen könntet
ghostkilla