Nachführsystem

**Selectric** · 28.10.2008, 13:50

Hallo zusammen.

Ich baue als uP-Projekt ein Nachführsystem für Solarpanels.
Der elektronische Teil ist mir ziemlich klar.
Ich verwende ein GPS-Modul für die Koordinaten, ein Compass-IC für die Bestimmung der Ausrichtung und ein PIC 18F4620 uP für die Berechnungen und Ansteuerung der Mechanik, welche dann de Sonne "nachfährt".
Und genau da liegt das Problem:
Ich will ein "kleines" Panel (0.5mx0.5m) montieren. Azimut und Höhenwinkel müssen verstellbar sein. Das sind 2 Achsen.
Der Höhenwinkel zu vestellen ist nicht so schwierig, aber die Längsachse...
Ich kann ja nicht das ganze Gewicht auf der Welle eines senkrecht gestellten Motors lasten lassen.

Kann mir hier jemand helfen?
Es würde mir schon wesentlich helfen, wenn ich wüsste wo isch solches Material bestellen kann. --> Systeme für die Gelenke, Antriebesysteme, Riemen, Schwenker....

Stellantriebe kann ich besorgen.

Ich hoffe, jemand kann mir hier ein wenig weiterhelfen

Gruss Selectric

**fhs** · 28.10.2008, 14:32

Hallo,

für verschiedene Amateurfunk-Anwendungen (z.B. Satelliten-, Erd-Mond-Erde-Funk) sind in Azimuth und Elevation nachführbare Antennen recht üblich. Für die Azimuth-Nachführung wird meist der vertikale Antennenmast mit 2 Lagern abgestützt; dazwischen liegt ein Zahnrad, das vom Motor angetrieben wird. Hier ein Foto eines fertigen Systems (Mechanik leider nicht sichtbar): http://www.g7ltt.com/amsat/satellite%20exploits.htm

Selbstbau-System (Azimuth+Elevation) mit Zeichnungen und Detail-Fotos: http://www.qsl.net/sv1bsx/actuator/actuator.html (Azimuth-Rotor im letzten Foto).

Das Kompass-Modul gibt Dir magnetisch Nord, das GPS-Modul die Koordinaten. Wie berücksichtigst Du die magnetische Variation? Mit einer Tabelle oder mit einem Modell des Erdmagnetfelds?

Gruß

Fred

**gimme1302** · 28.10.2008, 14:58

Hi,

falls das Ganze weniger als 100kg hat, kommst du vielleicht mit dem pollin Artikel 660 279 (Drehscheibe) weiter

Gim

**Selectric** · 28.10.2008, 15:11

hallo.

@fhs:
vielen dank, weisst du wo ich solche "Lager" bekomme?

@gimme1302:
und wo montiere ich den Motor? Aber ich denke das ist zu wacklig... und geht zu streng.

Gruss

**fhs** · 28.10.2008, 15:27

Hi,

wie wär's mit einem (gebrauchten) Antennenrotor als Basis? Industrie-Kugellager gibt es bei den verschiedensten Firmen. Die letzten größeren, die ich benötigt habe, fand ich bei einem Ersatzteilhändler für Motorräder! Bei einer Suche mit dem Thema "Kugellager" oder "Wälzlager" findest Du eine Vielzahl von Lieferanten.

Wie behandelst Du die magnetische Variation (siehe meine Frage oben)?

Gruß

Fred

**Selectric** · 28.10.2008, 15:39

Hallo Fred.
Sorry hab deine Frage irgendwie überlesen.
Ich speichere die Koordinaten des Magnetischen Nordpols in ein Array(Koordinaten, Datum) auf meinem uP oder eventuell in einem externen EEPROM. Es gibt ja so Prognosen über die magnetische Variation. Ich kann nur darauf hoffen, dass dieso genau genug sind

Daraus lässt sich dann der geographische Nordpol berechnen.
Oder siehst du eine bessere Möglichkeit?

Natürlich könnte man auch einfach für Raum Mitteleuropa einen "Abweichwinkel" einprogrammieren aber das will ich nicht. mein System soll von überall auf der Erde selbständig die Sonne orten.
Einzige Montageausrichtung: waagrechte Montage der Grundplatte.

Gruss Selectric

**fhs** · 28.10.2008, 15:55

Hi,

anhand magnetischer Modelle müsste die Variation berechenbar sein; denn das wird zum Beispiel bei diesem Online-Rechner gemacht. Wie das genau geht, weiß ich nicht; aber man kann eine Erklärung finden: http://www.ngdc.noaa.gov/IAGA/vmod/igrf.html

Gruß

Fred

**gimme1302** · 28.10.2008, 16:00

Zitat von Selectric

@gimme1302:
und wo montiere ich den Motor? Aber ich denke das ist zu wacklig... und geht zu streng.

Das Ding ist recht leichtgängig. Bei der Motorbefestigung müsstest du ein bischen Kreativ sein. Loch in die Mitte und Motorachse durch, bzw Antrieb über Riemen usw.

Gim

**i_make_it** · 28.10.2008, 16:03

Soll ein solches Solapanel einmalig aufgebaut werden und dann stationär eingesetzt werden , oder mobilgenutzt werden? Also z.B.: mehrfach am Tag umgezogen werden?

Im ersten Fall warum der Aufwand mit Positionsbestimmung? vor GPS hat der Mensch jahrtausende lang die Sonne zur Positionsbestimmung benutzt.

Also benötigt mann einen RTC und zwei Knöpfe mit der UHR und Kalender gestellt werden.
zwei LDRs, einer in einem zylindrichem Tubus und einer in einem mit ca. 30° Öffnungswinkel.
Die Überhöhung fährt einmal auf ca. 20° und dann Rotiert die Hochachse bis der LDR mit 30° Tubus ein Maximum überschreitet, wider etwas zurück und der LDR im Zylindertubus wird ausgewertet. Die Überhöhung fahren lassen bis das Maximum gefunden ist. und noch mal in der Hochachse prüfen ob das ein lokales oder das globale Maximum ist.

Anhand von Datum und Uhrzeit ist jetzt der Kreisbogen bekannt auf dem sich die Sonne bewegt. Daraus kannst Du dann sogar die Position bestimmen auf der dein Solarpannel steht. Nach ca. 3 Stunden wird eine Weitere Messung gemacht um die letzten Fehler zu kompensieren.
Danach kann das System unabhängig von Sateliten die mal ausfallen oder abgeschaltet sind und dem Magnetpol der sonstwo hin wandert, bis zum Ende der Funktionsfähigkeit die Sonne morgens gradgenau anpeilen und den ganzen Tag folgen. Ich setzte dabei vorraus das die Lebensdauer des Pannels nicht größer ist als die unseres Planeten oder gar der Sonne.

Bei einem mobilen System ist eine Positionsbestimmung und eine Nordfindung natürlich sinnfoll um schnell eine maximale Leistung erreichen zu können.