Experimentieraufbau zur Solarnachführung (nur eine Achse)

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31.05.2010, 19:57
Searcher

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Experimentieraufbau zur Solarnachführung (nur eine Achse)

Hallo zusammen,

vor kurzem hat hier jemand den Schaltplan zu einer Solarnachführung gesucht. Das brachte mich auf den Gedanken mich auch mal an einer Nachführung zu versuchen.

Ausgerüstet mit meinem Lieblingschip, dem LM386 und mangels normaler Photodioden, Infrarotdioden, einem CD-ROM Mabuchi Motor plus einem Experimentiergetriebe und ein paar sonstiger Teile ging es an den zugegebenermaßen windigen Testaufbau.

Herausgekommen ist die Demo einer halben Nachführung - die vertikale Ausrichtung fehlt. Da es schon funktioniert ist das Projekt für mich auch schon wieder abgeschlossen.

Vielleicht bringt es jemanden auf weitere Ideen... :wink:

Die Steuerung ist überraschend einfach geworden - Schaltung im Anhang

[highlight=green:c37549d05e]Video[/highlight:c37549d05e] - Sonne mit Schreibtischlampe simuliert

http://www.youtube.com/watch?v=AhJrFjaUUHE

EDIT: Bezeichnung des Motors im Schaltplan berichtigt.

Gruß
Searcher
31.05.2010, 21:34
PICture

Hallo Searcher!

Das gefällt mir sehr, weil es einfacher nicht mehr geht! :)

Du bist der einzige mir bekannter Forummitglieder der fast alles einfach und ohne µC bauen kann.

Eine einfache Schaltung ist für mich immer zuverlässiger als mit einem µC. Ich kenne bisher kein Herzschrittmacher mit µC, bin aber nicht mehr auf laufendem ...

MfG
31.05.2010, 22:27
Martinius11

Ich finds auch klasse
01.06.2010, 06:12
Searcher

Danke Euch für so positive Resonanz.

Da meine bisherigen, mit Motor ausgerüsteten Linienfolger sich immer nur in eine Richtung (ohne Rückwärtsgang) bewegen konnten, hat mich hier besonders eine einfache Möglichkeit interessiert, den Motor in beide Richtung laufen lassen zu können.

Das was da raus gekommen ist, nennt man wohl "quick and dirty" - für mich zunächst mal ein echtes Erfolgserlebnis.

Zitat:

... der fast alles einfach und ohne µC bauen kann

:-) ich muß, ich kann nicht anders - zumindest hab ich's noch nicht versucht :-)

Gruß
Searcher
01.06.2010, 09:07
Andree-HB

Zitat:

Ich kenne bisher kein Herzschrittmacher mit µC, bin aber nicht mehr auf laufendem ...

Stimmt, denn gerade gestern Abend bei CSI New York ist dort bei Jemandem durch Beschuss per Mikrowellenkanone der Herzschrittmacher explodiert - VORHER allerdings wurde noch eine Meldung von genau diesem an sein Handy gesendet und von da aus weiter an den HSM-Hersteller, der eine permanente Überwachung anbietet.

Zukunftsmusik, oder schon real...wer weiss es ?
01.06.2010, 09:45
squelver

Hey :)

Simple, aber effektiv.
Das was du hier aufgebaut hast, hat sich Lemo-Solar mit Solarzellen patentieren lassen.
Mit dem Prinzip hab ich damals auch meine Projekte gebaut:
http://www.squelver.de/?c=project&cp=light_searcher
http://www.squelver.de/?c=project&cp=light_searcher_car

\:D/
01.06.2010, 18:08
PICture

Hallo!

Ich bin gleicher Meinung, wie copious. Für mich sind µC nur Bausteine die Hardware optimal nach Wunsch steuern können. Und das ist ohne sehr guten Elektronikkentnissen, die man nur ohne µC erlernen kann, leider nicht möglich.

Ich bin sicher, dass ein Elektroniker keine Probleme mit Steuerung selbstenwickelter Hardware mit µC hätte und ein Programmierer ...

MfG
02.06.2010, 11:19
Searcher

Hallo,

Zitat:

Zitat von copious

...hat sich Lemo-Solar mit Solarzellen patentieren lassen.
Mit dem Prinzip hab ich damals auch meine Projekte gebaut

Mist, müssen wir also weiter schuften :-)

@copious and all: Ich bin immer wieder überrascht, daß man mit wenig Aufwand tolle Funktionen realisieren kann und auch von dem, was da alles auf den homepages schlummert.

Zum Einsatz von µC werde ich sicher auch noch kommen. Im Augenblick bildet sich bei mir ein kleiner Aufgabenstau, den ich bestimmt mit Programmierung um vieles einfacher oder überhaupt nur damit hinbekomme.

Zunächst werd ich aber wohl weiter die vielen Anfängerproblem im Forum mitlesen um gut gerüstet zu sein, wenn es denn gar nicht mehr ohne geht :-)

Gruß
Searcher
02.06.2010, 19:08
PICture

Hallo!

@ Searcher

Deine Pläne sind optimal, da zu viel Hardwarekenntnisse beim µC Programmierung gibt es nicht ... :)

MfG
03.06.2010, 07:11
Searcher

Obwohl abgeschlossen, läßt mir die Schaltung keine Ruhe.

Da mir die LM386 ausgehen, kann ich folgende Möglichkeit nicht ausprobieren. Muß mal wieder was einkaufen, oder die Dinger aus alten Modems raussägen.

Die vier Photodioden müßten so angeordnet werden, daß die Ausgänge der LM386 bei Ausrichtung des Panels die gleiche Spannung liefern und ansonsten gegeneinander arbeiten.

In der Praxis könnte das Panel anfangen zu schwingen. Müßte man echt mal probieren.

Code:

.-----. .----. | | LM386 LM386 | | D1 V | | V D3 - | | - | | |\| _ |/| | | | '--|-\ / \ /-|--' | | | >------( M )------< | | | .--|+/ \_/ \+|--. | | | |/| |\| | | D2 - | | - ^ | | ^ D4 | | M Motor | | '-----' D1..4 Photodioden '----'

Wird zwar um ein vielfaches teurer, man hat aber nicht die Schwierigkeit die Widerstände für die Transistoren richtig zu dimensionieren :-) .

Man muß nur noch auf den Motor achten, damit der nicht zuviel Strom zieht. Hab mal irgendwo gelesen, daß der LM so um 100mA liefern kann, kurzzeitig geht wohl ein bißchen mehr, oder nicht überlastet wird - wohl nicht mehr als 1 Watt?! Weil das ein Audio Chip ist kann man deshalb wohl keine richtige DC Angaben in der Richtung finden.

Gruß
Searcher
03.06.2010, 14:09
PICture

Hallo Searcher!

Der LM386 ist ein Audioverstärker, dessen genaue Daten im Datenblatt (DB) sind. Entscheident ist der mit DMM gemessener Widerstand des Motors.

Je nach seinen Widerstand muss man ensprechende Versorgungsspannung wählen, dann könnte nichts schlimmes pasieren.

Um hochfrequente Oszillationen bei induktiver Last zu vermeiden, die zur Beschädigung des IC's führen können, wird Ausgang per seriell geschaltete R und C mit GND kurzgeschlossen. Meistens sind sie sogar im DB zu finden.

Die Audioverstärker arbeiten eben sehr gut mit grösseren als in DB angegeben Lastwiderständen. Bei kleineren gehen sie wegen zu hochen Strom kaputt.

Für "stärkere" Motoren mit Widerstand unter 8 Ohm müsste man entsprechend "stärkeren" Audioverstärker mit geeignetem Kühlkörper nehmen. Für volle H-Brücken würde ich Stereoverstärker empfehlen.

Übrigens, wenn die Versorgungspannung (U) auf zwei gleiche Spannungen geteilt werden könnte, lässt sich ein Motor in beiden Richtungen mit einem Audioverstärker steuern (siehe Code). Ohne Steuersignale am Eingängen, muss die Ausgangspannung natürlich U/2 betragen, was bei meisten Audioverstärker bereits so ist. :)

MfG

Code:

+--------+<----- | |+ A | - | |\| _ --- | -|-\ / \ |- | | >-( M )-+ |U -|+/ \_/ |+ | |/| - | | --- | | |- | +--------+<----- | === GND
07.06.2010, 05:39
Searcher

Hallo,

PICture, wo soll das noch hinführen wenn die Vereinfachung so weitergeht? :-)

Hab das mal mit den zwei LM386 bei maximaler Verstärkung probiert aber noch nicht auf Schwingungen untersucht. Sichtbar sind praktisch keine und der Ruhestrom pendelt sich bei 6V auf maximal 12mA, meist weniger ein. Das ist natürlich sehr abhängig von der verwendeten Mechanik und dem Gewicht des "Panels". Die beiden LM386 brauchen wohl so um 8mA Ruhestrom.

Gruß
Searcher
07.06.2010, 09:27
PICture

Hallo Searcher!

Fast sicher nehme ich einen TDA2822 (8-Pin Audioverstärker stereo) für mein zukünftiges k.T. mit vorwärts und rückwerts Fahren, wenn deine Ergebnisse so gut sind ... :)

Ich mag auch Mißbrauchen von Bauteilen, da ich immer nur die Innereien und keine typische Anwendung sehe.

Eine aus 4 Transistoren diskret gebaute H-Brücke für kleinen Motor mit um 20 Ohm wird sicher grösser und komplizierter als ein kleines IC, das sogar die Steuersignale verstärkt.

MfG
09.06.2011, 18:29
pattex

Obwohl der Fred schon bissl älter ist will ich ihn noch mal hochholen und anfragen ob es nicht möglich wäre die Schaltung dahin gehend zu modifizieren das deutlich mehr Strom entnehmbar ist. Als großer Freund und Besitzer ebenso großer Mengen von TDA2030 könnte ich mir vorstellen diese dafür in Verbindung mit entsprechend dickeren Transis zu verwenden. Meine recht rudimentären Elektronikkenntnisse haben diese Schaltung hervorgebracht. Kann das mal jemand mit mehr Ahnung prüfen ob das so geht?

Bild hier

Alternativ bin ich aber auch gern bereit andere Schaltungen mit mind. 1,5 A Motorstromlieferfähigkeit aufzubauen.

Besten Dank, patti
09.06.2011, 19:03
ranke

Das wird so keine wesentliche Verbesserung der maximalen Ausgangsleistung bringen, weil der gesamte Motorstrom immer noch durch den TDA 2030 muß. Beispiel: Der Ausgang des TDA ist negativ, BD240 leitet, BD239 sperrt. Der Strom durch den Motor landet wieder beim Ausgang des IC (welcher negativ ist), könnte aber nur durch die obere Diode weiterfließen, tut das aber nicht, weil deren Kathode an + liegt. Also muss er komplett durch das IC, Du hast nichts gewonnen.
09.06.2011, 20:27
PICture

Ohne Schaltplan mit angeschlossenem Motor kann man die Schaltung eigentlich gar nicht beurteilen. ;)
09.06.2011, 20:27
pattex

...naja, aber der TDA kann glaub ich 3 Ampere. Damit sollte er doch kein Problem haben -oder?

...der Motor liegt noch immer zwischen den Kollektoren und Pin 4 des TDA2030. Hab nur im Eagle kein Motorsymbol gefunden...:-)
10.06.2011, 06:42
ranke

Zitat:

... ob es nicht möglich wäre die Schaltung dahin gehend zu modifizieren das deutlich mehr Strom entnehmbar ist ... naja, aber der TDA kann glaub ich 3 Ampere. Damit sollte er doch kein Problem haben -oder?

Gut, dann geht es jetzt offenbar nicht mehr um mehr Strom.

Weitere Anregungen für die Verbesserung der Schaltung:

a. Wenn der Ausgang des TDA eine mittlere Spannung führt, dann werden beide Transistoren leitend sein, also quasi ein Kurzschluss über den Brückenzweig.
b. Die Freilaufdioden an dem einen Motoranschluß fehlen.
c. Um klare Schaltzustände zu bekommen wäre eventuell eine Mitkopplung vom Ausgang zum nichtinvertierenden Eingang sinnvoll.

Vorschlag: wenn Du so viele von den TDAs hast, warum nicht zwei im Gegentakt schalten?
10.06.2011, 08:16
pattex

Zitat:

Gut, dann geht es jetzt offenbar nicht mehr um mehr Strom.

Doch, in der Originalschaltung mit dem LM386 gehen nur ein paar Milliampere und selbst mit dickeren Transis wird der LM386 bei mir mit etwa 100 mA Motorstrom kochend heiß(die Transis übrigens auch). Vielleicht mache ich ja auch was falsch und der OPV schwingt. Von mir aus kann ich das auch im Gegentakt bauen, TDA´s sind genug da. Mir fehlt´s nur etwas an KnoffHoff dafür sowas zu konstruieren. Ich bin eher der Grobschlachtelektriker. :-)
Die Ausgangsschaltung fand ich so schön simpel. Dioden an + und - und fertig, geht.
10.06.2011, 13:25
ranke

Gut, jetzt habe ich verstanden, dass sich der Wunsch nach mehr Strom auf die im ersten Post verlinkte Schaltung bezieht.

Zitat:

... gehen nur ein paar Milliampere und selbst mit dickeren Transis wird der LM386 bei mir mit etwa 100 mA Motorstrom kochend heiß(die Transis übrigens auch).

Du hast ja selbst schon festgestellt, dass die Originalschaltung zwar einfach, aber nicht frei von Macken ist. Letzteres wird sich nicht verbessern, wenn man das auf größere Leistung umstrickt. Ich habe keine der beiden Schaltungen selbst probiert, meine oben formulierten Bedenken habe ich trotzdem noch.

Mit Gegentaktschaltung hatte ich übrigens so etwas gemeint, wie Searcher am 3.6. in diesem Thread gepostet hat. Das wäre eher auf größere Leistung umzustricken. Was mir dabei noch nicht ganz klar geworden ist, warum er 4 Fotodioden verwendet und wie diese angeordnet sein sollen.
10.06.2011, 17:36
Searcher

Hallo,
huch, der alte thread ist wieder aktiv. Freu mich über die Resonanz.:)

Zitat:

Zitat von pattex

Mir fehlt´s nur etwas an KnoffHoff dafür sowas zu konstruieren

Mir eigentlich auch und nach einer Idee probiere ich (gezielt) immer solange bis es funktioniert. Benutze dafür auch manchmal LTSpice und viele Stekbrettaufbauten. Kann deshalb nichts zur Leistungsverbesserung beitragen, weil ich das selbst erst ausprobieren müßte.

Zitat:

Zitat von ranke

Was mir dabei noch nicht ganz klar geworden ist, warum er 4 Fotodioden verwendet und wie diese angeordnet sein sollen.

Die Schaltung mit den zwei LM386 ist einfach nur durch Ersatz der Transistoren durch den zweiten LM386 entstanden; also auch die Eingangsbeschaltung des ersten mit den zwei Photodioden gedoppelt. Ich kann mich nicht mehr erinnern, ob ich versucht habe, es nur mit einem Paar Photodioden und beiden L386 hizubekommen. Die Anordnung der Dioden ist einfach so, wie im Video zu sehen ist plus die Dioden des zweiten LM neben die des ersten gesteckt, also auch an der Blende anliegend und durch diese getrennt. Hab damals solange umgesteckt, bis das Potential der Ausgänge der OPs den Motor in die richtige Richtung gedreht haben und hinterher überlegt, warum die so gesteckt werden müssen.

Man braucht da schon eine Menge Photodioden wenn man auch noch horizontal nachführen möchte, spart sich aber die Abstimmung mit den Transistoren und Widerständen.

Als Motor habe ich nur einen schwachen Motor genommen, wie man sie in ausgedienten CD-ROMs etc findet. zB. sowas: https://www.rapidonline.com/netalogue/specs/37-0440.pdf

Damit werden die Bauteile natürlich überhaupt nicht warm. Soweit ich mich erinnere mußten die Widerstände in der Transistorschaltung schon genau angepaßt weden, was ja dann auch mit ein Grund für zweite Schaltung war.

Zitat:

Zitat von pattex

Vielleicht mache ich ja auch was falsch und der OPV schwingt

Ich hatte im thread irgenwo erähnt, das es schwingen könnte. Damit meinte ich jedoch nicht die OPVs, sondern das Panel, daß, wenn es sich ausrichtet, zu weit drehen könnte, und dann wieder zurück fährt und dann nochmal nachgeführt werden könnte weil dort keine Hysterese vorgesehen ist. Ist jedoch nicht passiert.

Den Nachteil, den ich heute sehe und auch damals sehe, ist, das zB immer ein kleiner Strom durch den Motor fließen wird, da er nie komplett abgeschaltet wird.

Noch zum LM386. Eine wichtige Eigenschaft ist, daß der Ausgang sich auf ca. halbe Betriebsspannung einstellt, wenn die Eingänge von den Dioden gleiches Potential bekommen. Werden die Dioden unterschiedlich mit Licht versorgt, verschieben sich die Eingangspotentiale und das Ausgangpotential verschiebt sich verstärkt in entsprechender Richtung. Ich weiß nicht, ob das beim TDA2030 genau so ist und der auch mit Photodioden so steuerbar ist.

@pattex: Bin gespannt, ob sich das Prinzip auf höhere Leistung übertragen läßt. Viel Erfolg!

Falls ich noch Fragen beantworten kann - gerne.

Gruß
Searcher
15.06.2011, 17:51
pattex

Hi Searcher,

tendenziell würde ich sagen, ganz pauschal, das OPV gleich OPV ist - egal ob Leistungs -oder Kleinsignal. Daher sollte ja ein TDA2030, mal abgesehen von evtl. einigen externen Zusatzbeschaltungen, das gleiche bewirken wie ein LM386.
Im Gegentakt geschalten mit z.B. einem TDA2005 o.ä. wird es sich noch einfacher das es ja doppelte OPV´s sind und da so gut wie nichts mehr ringsrum zu stricken ist. Leider bin ich aber wie schon gesagt eher der Grobmotoriker in Sachen elektronische Experimente.
23.07.2011, 02:42
heno

http://www.realschule-ehingen.de/ind...3&reporeid=217 hier ist das ganze mit "Ladeelektronik" und einem doppel-Opamp realisiert. Meiner Meinung nach Aufwendiger aber nicht so Störanfällig gegen Tageslicht und Stromverbrauch.

Ps: Ja thread is aaaalt :P
23.07.2011, 15:14
Searcher

Zitat:

Zitat von heno

http://www.realschule-ehingen.de/ind...3&reporeid=217 hier ist das ganze mit "Ladeelektronik" und einem doppel-Opamp realisiert. Meiner Meinung nach Aufwendiger aber nicht so Störanfällig gegen Tageslicht und Stromverbrauch.

Verstehe ich das richtig, daß dieser thread als Anregung gedient hat:)? Das wär Klasse und Danke für die Rückmeldung. Wenn nicht:(, trotzdem Danke für die Aufmerksamkeit.

Gruß
Searcher