Ist das mit Mikrocontrollern möglich?

[Fischi]

Hi

möchte eine Nachführanlage für Solar mit einem Mikrocontroller steuern.

So wie das Bild stell ich mir den Sensor vor, wenn die 3 kleinen Solarzellen alle die gleiche Leistung haben dann ist die Anlage perfekt ausgerichtet. Der Mikrocontroller soll zwei Motoren steuern. Einer ist für die Neigung und der andere für die Ost-West Nachführung.
Und ich brauch auchnoch pro Motor 2 einstellbare Endabschalter. Hab da an ein Poti gedacht ,zum Beispiel der Motor kann dan zwischen 5 und 100 Ohm hin und her fahren.
Die zwei Motoren möchte ich gern mit je einem Strombegrenzer absicher, falls mal was defekt ist.
Motordaten:
12V Nennspannung
4 A Nominalstrom
15 A Anlaufstrom

Was auch noch wichtig wäre ist ein Windmesser damit die anlage bei einer einstellbaren Windgeschwindigkeit in die waagrechte position fährt und nur noch eine kleine Angriffsfläche bittet.

Was für ein uC müsste ich nehmen.

Hab noch keine Erfahrung mit uC.

DAnke schon mal im vorraus.

[Erfinderlein]

Hallo,

ich bin auch nicht der große Programmierer, aber abschätzen, dass das geht kann ich schon. Du kannst dem Mikrokontroller dann noch ein paar andere so langsame Aufgaben geben und schaffst es kaum den auszulasten.
Als Baustein würde ich einen der gängigsten wie AVR ATmega8 nehmen. Aber da wird dir, wenn du Glück hast noch jemand aktuelleres dazu sagen können.

LG LG

[Thomas]

Das klingt nach einem interessanten Projekt.

Es gibt zum genauen Ausrichten mehrere Möglichkeiten.
Eine würde zum Beispiel wie folgt ablaufen:

Tag 1 - Inbetriebnahme der Anlage:

Der Microcontroller fährt alle 10 Minuten die Motoren in vorgegebene Positionen und merkt sich dabei die abgegebene Spannung der Solarzellen und den Widerstand der Potis. Sind die Positionen abgefahren, wird die Position mit der höchsten Spannung angefahren (z.B. Motor1 fahre solange bis 13,5 Ohm am Poti erreicht sind.) und die Position in ein Protokoll geschrieben.

Nach 10 Minuten wird der Vorgang wiederholt. Wenn das ganze an einem wolkenlosen, sonnigen Tag gemacht wird, hast Du am Ende des Tages ein Protokoll im 15 Minuten-Takt, in welchem die Uhrzeit mit den entsprechenden Motorpositionen geloggt wurde.

Folgetage - Anlage folgt den eingelernten Daten:

Dieses Prodokoll kann dann am nächsten Tag einfach statisch abgerufen werden und Deine Solarzellen drehen sich um die entsprechende Zeit an die optimale Position. Der Einlernvorgang kann dann jede Woche oder alle zwei Wochen wiederholt werden, da sich der Sonnenstand ja im Laufe der Zeit ändert.

Auf diese Art hättest Du die Möglichkeit, Deinen Solarfolger unabhängig vom Wetter immer optimal auszurichten.

Da Du noch keine Kentnisse mit µC's hast, würde ich Dir ein einfaches Starterboard im Sinne von C-Control oder Basic-Stamp oder aber ein ATMEL AVR Einsteigerkit empfehlen. Schreib uns doch mal welchen Aufwand das Projekt haben darf.

Ach ja, wie würde denn eine Windsicher Position bei dem Solargerüst auf dem Bild aussehen???
Ein Windmesser wäre leicht einzuarbeiten. [Wenn WInd stärker als 10V, dann fahre Motor1 bis 15 Ohm und Motor2 bis 5 Ohm]

Gruß
Thomas

[Thomas]

Huch, nach nochmaligem durchlesen des Beitrags möchtest Du die Solarzellen aus dem Bild als reinen Sensor verwenden. Das bräuchtest Du nicht mal mit der oben beschreibenen Methode.

Falls Du Deine (separaten) Solarzellen rein nach der maximalen Spannung der Solarzellen an dem Sensor des Bildes ausrichten möchtest, sollte es aber dennoch möglich sein.

Lass uns einfach mal noch an weiteren Details teilhaben

[normalzeit]

Willst Du mit diesen kräftigen Motoren (12 V, 4 A) nur den Sensor drehen? Dafür würden doch auch kleine Modellbau-Servos ausreichen.
Mikrocontroller ist auf jeden Fall das richtige dafür. Wenn Du noch nie was damit gemacht hast, kann ich Dir den "Arduino" empfehlen, das ist ein günstiges Open-Source Entwicklerboard mit vielen analogen und digitalen Schnittstellen für einen AVR ATmega168 mit einer schönen Entwicklungsumgebung und einer großen Anwenderschar - allerdings solltest Du des Englischen mächtig sein.
Ich bin gespannt was Du mit den Solarzellen alles erreichen kannst.

[Erfinderlein]

Hey danke Gerhard,

erst dachte ich an einen Zahlendreher ATmega8-16 > ATmega 168. Ein wenig googeln machte mir aber schnell klar, dass ich meinen Bestand für "alle Fälle" aufstocken muss.

Für den 168 habe ich mir allerdings etwas bequemes ausgesucht. Ein fertiges kleines Board mit USB-Anschluss und Anschlussstecker für Experimentierboards. Das wird zumindest meine Sammlung um eine abwechslungsreiche Variante bereichern. Kannst ja mal anschauen und deine Meinung dazu kundtun.

http://www.myavr.de/shop/article.php?artDataID=83

Einen schönen Sonntag aus dem Rupertiwinkel

Lothar

[Fischi]

Mit den 2 Motoren dreh ich die gesamte Modulfläche die später aus 6 220 Wp Modulen besteht, eine max Leistung von 1,3kwp hat und ca. 3 x3,3 m (10m²) groß ist, Und ca. 45% mehr Ertrag als eine vergleichbare stationäre Anlage. Der Sensor wird dann oben an der Modulflächebefestigt und richtet sich zur hellsten stelle am Himmel aus ,er muss sich auch zurück drehen können, weil wenn es bewölkt ist kann das Licht gebrochen werden und dann ist die hellste stellen evtl.wieder weiter hinten. Kann man den uC so einstellen das er nur alle 10- 15min nachstellt auch wenn der Sensor was anders vorgibt, alles andere ist unrentabel.

@ Thomas
dein Sytem mit den eigelenten Daten wäre eine sehr gute Lösung für die Ruhestellung.
Wenn es dunkel ist soll sich die Anlage auf einen bestimmten Punkt zurück drehen und in Segelstellung ( waggrecht) gehen.
Wenn es dann wieder hell wird soll die Anlage die Modulfläche in den 90° Winkel fahren damit im Winter der Schnee runter fällt. Aber weil die Anlage an ein Flachdachhaus montiert wird, kann ich den Scnee nicht runter fallen lassen.
Wenn dies erledigt ist muss die Anlage dann nach Osten fahren, wo dann der Sensor die Steuerung wieder übernimmt. Und deshalb auch die Potis.

[Fischi]

Der Aufwand darf schon etwas größer sein (bin Schüler hab mittags Zeit).
Wie siehts mit dem Atmega 128 Übungsboard aus, dass hier auch vorgestellt wurde.
Hoff auf weitere Gute Ideen von euch, und Danke mal.

Gruß fischi

[normalzeit]

Zum "Üben" mit einem MikroController sind diese Fertigboards wirklich Klasse und auch bezahlbar. Sowohl das von Lothar vorgeschlagene Board als auch das von mir - durch persönliche Erfahrung - favorisierte "Arduino" kosten komplett jeweils weniger als 30 Euronen.
Dann werfe ich auch mal einen Link in die Runde: http://www.arduino.cc
Ich hab' mir meine beiden bei Segor in Berlin bestellt. Es gibt speziell unter den "Bastlern" viele Fans davon, und auch eine reichhaltige Softwarebasis mit Libraries und zig Beispielen, aber wie schon angedeutet läuft die Kommunikation und Dokumentation fast ausschließlich in englisch - das solltest Du als Schüler aber eigentlich können.
Versuch Dich doch erst mal nur mit Deinem Sensor und zwei Modellbauservos, die Zellen solltest Du mit passenden Widerständen direkt über die analogen Eingänge abfragen können. Der dann folgende Schritt zur großen Lösung mit den fetten Motoren ist logisch, weil auch ein Servo nur ein simpler Gleichstrommotor mit Getriebe und einem Poti ist.

[Fischi]

Hi Danke mal,

Wenn ich das jetzt kauf brauch ich dann noch ne extra Stromversorgung, oder geht das über USB.
Die kleinen Solarzellen haben (0,5V/ 200mA) kann ich die einfach mit da dran hängen.
Wegen dem Servo hätte noch 2 kleine Motoren (3V /0,5A).
Für die großen Motoren brauch ich halt dann ne andere Endstufe.

Bitte um schnelle Antwort damit ich das gleich bestellen kann.

Gruß fischi

[normalzeit]

Ich kann jetzt nur mal für den Arduino sprechen; der lässt sich komplett aus der USB Stromversorgung mit betreiben, da hatte ich auch zeitgleich schon zwei Servos mit dranhängen.
Deine kleinen Solarzellen kannst Du direkt an die analogen Eingänge anschließen, die messen (ohne spezielle Referenzspannung) im Bereich 0...5 V mit einer Auflösung von 10 bit. Für erste Versuche bleibt da bestimmt genügend Auflösung übrig, letztendlich wirst Du hier wohl mit OPs o.ä. eine Pegelanpassung vornehmen müssen. Ich würde aber parallel zu den Solarzellen jeweils noch einen Lastwiderstand mit anbringen.
Achtung: Motor ist nicht gleich Servo! Und 3 V 0,5 A ist für USB schon verdammt viel.
In Anbetracht der Gesamtgröße Deines Projekts kann es doch wohl nicht an einem kleinen Labornetzgerät oder wenigstens einem passablen Steckernetzteil scheitern? Und mach' Dich doch mal über Servos schlau, Infos findest Du dazu genügend im Netz (notfalls nochmal nachfragen), die haben ein Poti mit drin und werden über PWM angesteuert.

[Fischi]

Hallo,

Ja mach ich aber für die ersten Versuche kann ich ja auch mal mit den Solarzellen 2 Leds steuern
bis die Servos da sind. Wie sieht ees mit der Programierung aus hast du mir da en Blatt mit den
ganzen Befehlen oder so. Wie groß sollte der LAstwiderstand sein.

Gruß Fischi

[normalzeit]

Hallo Fischi,

hast Du schon mal auf www.arduino.cc geguckt?

Ein Blatt mit den ganzen Befehlen ???? Ich weiss ja nicht wie Du Dir das mit der Programmierung von MicroControlern vorgestellt hast; das ist C++ und wenn Du es beinhart haben willst kannst Du auch maschinennah mit Assembler ran. Mit einem Blatt voll Befehlen ist es da nicht getan.

Ich empfehle Dir den obigen Link, da findest Du die vollständige Dokumentation inklusive sämtlicher Befehle und viele Beispielprogramme.

Den Lastwiderstand kannst Du Dir ja mit der Formel R = U : I doch leicht selber ausrechnen.

[BlueHazzard]

Aber ACHTUNG!!!!! der USB kann nur max 500mA liefern!!!!! wenn du da 2 Servos mit jeweils 500mA anschließt und dann noch das Board, dann bist du leicht über 1,2A und das bedeutet das Aus für deinen Motherboard!!!!!
Lieber ein externes Netzteil benutzten....

mfg.

[Fischi]

Ja klar kann ich denn Widerstand ausrechnen aber dachte das man da evtl. etwas beachten muss.
0,5x 200= 100ohm.
Hab jetzt das Board bestell und Arduino runtergeladen.
Wegen Netzteil würd ich mir en Bausatz (einstellbar 0-30V / 0-3A)kaufen.
Servo:
Hat 3 Anlüsse +, -, Steuerleitung.
Der Servo Signal,die länge bestimmt die neue Position. Dieses Signal wird in einen Gleichstrom umgewandelt. Die aktuelle Positon, wird über ein Poti abgegriffen und mit dem Referenzstrom verglichen. Ist die gewünschte Spannung nicht gleich wie die Poti , wird der Servohelbel in die entsprechende Richtung gestellt.
C++ soll doch ganz gut sein was ich hier schon gelesen hab und das reicht mir auch.
Hab mir jetzt 2 Servo mit 4,8 V rausgesucht.

Ich muss ja dann jeder Solarzelle eine Variabel zuordnen und dann vergleichen. Und dann mit der PWM die Servos
ansteuern.

Gruß fischi