Solarhaus mit Nachführung Teil 2: Messwerterfassung

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Autor
Solarhaus mit Nachführung Teil 2: Messwerterfassung

    







BID = 513865

Iopodx

Neu hier



Beiträge: 41
 

  


Hiho Gemeinde,

wie schon gepostet, bin ich dabei ein Solarhaus mit Nachführung zu bauen.

1.)
Da verschiedene Module (Dünnschicht, Poly- und Monokristallin) zum Einsatz kommen sollen, soll natürlich auch der Ertrag der einzelnen separat protokolliert werden. Da jedoch alle spätestens am Laderegler parallel geschaltet werden, ist eine einzelne (Leistungs-) Messung nicht ohne weiteres möglich. Also gibt es nur die Möglichkeit, die Module jede Minute, jedes einmal mit einem Relais vom Laderegler getrennt wird, die Spannung gemessen wird, und dann wieder hinzugefügt wird. Dies scheint mir die praktikabelste Lösung zu sein.

Dennoch stellen sich mir Fragen. Im Internet finden sich diverse Anleitungen zum Bau von A/D-Wandlern für den Computer. Allerdings stellt sich mir hierbei die Frage, wie ich die ca. 24V des Solarmoduls auf maximal 2.55V bekomme. Eine Spannungsteilerschaltung wäre sicherlich möglich, aber aufgrund der großen Temperaturschwankungen (ich würde Schwankungen von +5°C bis +50°C vorhersagen) sehr unpräzise. Da unser Budget aber beschränkt ist, ist auch nicht genug Geld vorhanden um jetzt ein Digitalmultimeter mit USB/COM Anschluss zu verwenden (oder kennt da jemand günstige Geräte). Allerdings ist dann noch lange nicht die Frage der Leistungsmessung geklärt. Wie messe ich denn nun das Produkt aus Spannung und Strom (hierfür müsste man eher zwei Module vom Laderegler trennen, und dann von einem Strom und Spannung messen).

2.)
Zur Ansteuerung von zwei 4-stelligen 7-Segment Anzeigen verwende ich LS164 TTLs. Mein Physiklehrer (und Betreuer) meinte ich sollte die 7-Segmentanzeigen (irgendein fachbegriff? moduliert? gepulst? wie auch immer) ansteuern. Also mit einer hohen Frequenz immer eines aufleuchten lassen. So wäre die Stromaufnahme natürlich nur ein Viertel, und das Ergebnis wäre das selbe, jedenfalls optisch. Außerdem meinte er, bräuchte man hierzu nur einen LS 164. Jedoch stellt sich immernoch die Frage, wie man das anstellt?

So viele Fragen, und ich wette es werden noch mehr kommen. Aber ich hoffe, ihr könnt mir erst einmal helfen.

Ich danke euch

Mit freundlichen Grüßen,
Sören

Edit://

3.)

Ich hatte vor einen Antennrotor (siehe Conrad: Suche: Antennenrotor) zu verwenden. Hierbei kommen gleich die nächsten Fragen auf... Die Ansteuerung wollte ich wieder über die serielle Schnittstelle und den LS164, diesmal allerdings mit 2 Relais (Rechts-/Linkslauf) durchführen. Kann ich denn an den LS164 statt LEDs auch ein Relais anzeigen? So große Unterschiede in der Stromaufnahme sollten doch da nicht sein, oder irre ich da gerade gewaltig?
Denkt ihr, dass die Rotation mit diesem Antennenrotor hinreichend genau ist, oder sollte ich eher mit einer Gabellichtschranke und so einer Scheibe dazwischen (hell-dunkel; wie heißt das?) arbeiten? Würde sicherlich die Präzision erhöhen.

Danke nochmal

[ Diese Nachricht wurde geändert von: Iopodx am  7 Apr 2008 15:50 ]

BID = 513870

hajos118

Schreibmaschine



Beiträge: 2453
Wohnort: Untermaiselstein

 

  


Zitat :
Iopodx hat am  7 Apr 2008 15:36 geschrieben :

Zur Ansteuerung von zwei 4-stelligen 7-Segment Anzeigen verwende ich LS164 TTLs. Mein Physiklehrer (und Betreuer) meinte ich sollte die 7-Segmentanzeigen (irgendein fachbegriff? moduliert? gepulst? wie auch immer) ansteuern.

Fachbegriff: "Multiplex"
Dabei wird nur 1 Stelle (von 4) auf den Treiber der 7 Seg. Anzeigen geschaltet und die dazu passende Anzeige "aktiviert" (über einen Transistor die gemeinsame Elektrode an das entsprchende Potential gelegt). Wenn die Anzeigen schnell genug nacheinander so beschaltet werden, entsteht für das menschliche Auge der Eindruck, dass alle Anzeigen gleichzeitig leuchten.

BID = 513871

Iopodx

Neu hier



Beiträge: 41

Danke hajos. Jetzt habe ich das verstanden! Im Grunde genommen bekommen alle das Signal, jedoch bekommt nur eine auch die gemeinsame Elektrode, was sich recht einfach über Transistoren regeln lässt. Hierfür bräuchte ich aber dennoch wieder einen weiteren LS 164, da der LS 164 ja nur 8 Ausgänge hat.

Außerdem stellt sich die Frage, ob ich mit der COM-Schnittstelle überhaupt so schnell (sollte sich ja im kHz-Bereich liegen) umschalten kann. Ich denke eher weniger... Oder gibt es dafür andere Lösungen?

Danke

MfG
Iopodx

BID = 513894

Racingsascha

Schreibmaschine



Beiträge: 2247
Wohnort: Gundelsheim
ICQ Status  


Zitat :
Außerdem stellt sich die Frage, ob ich mit der COM-Schnittstelle überhaupt so schnell (sollte sich ja im kHz-Bereich liegen) umschalten kann. Ich denke eher weniger...


Was willst du denn mit RS2323 übertragen? die Messwerte? Um die auf den 7-Segmentanzeigen anzuzeigen brauchst du aber etwas mehr als einen LS164.

_________________
Fnord ist die Quelle aller Nullbits in deinem Computer.
Fnord ist die Angst, die Erleichterung, und ist die Angst.
Fnord schläft nie.

BID = 513896

Iopodx

Neu hier



Beiträge: 41

Danke.

Ja.
Für jede 7Segment Anezige einen, für jedes Segment einen Widerstand. IC Fassungen mit Kondensatoren zwischen Pin 7 und 14, zwei Dioden (zum Schutz der negativen Spannungen vom Com-Port und zwei Transistoren für Clock und Data. Oder?

MfG
Iopodx

BID = 513897

DonComi

Inventar



Beiträge: 8605
Wohnort: Amerika

Erstmal:

Wenn du ein Solarmodul trennst, um die Spannung zu messen, dann misst du Mist, nämlich die Leerlaufspannnung, die so ziemlich nichts aussagt. Weiterhin fließt dort kein Strom, die Leistung beträgt also ganze 0W.

Du müsstest, wenn du jedes Panel/Modul überwachen willst, in jden Strang einen Shunt schalten, über diesem die Spannung messen, die dann wiederum etwas über den fließenden Strom aussagt. Zusammen mit einer Spannungsmessung unter Last (!) kannst du dann die Leistung errechnen.

Dennoch wird das ganze per RS232 so leicht nichts. Du brauchst entweder eine UART oder du missbrauchst die Steuerleitungen. Dafür sind die aber nun wirklich nicht gedacht.

Skalieren und errechnen der Werte kann man dem Computer überlassen. Wie die Daten dort hinkommen: wie gesagt, im einfachsten Fall über die Steierleitungen und viele Schieberegister (ist möglich, habe ich auch schon gemacht...), oder aber per UART-Einheit.


Andere Frage: welche Kenntnisse hast du denn? Hast du jemanls eine Zeile programmiert? Das wird nötig sein.

_________________

BID = 513900

Iopodx

Neu hier



Beiträge: 41

Ich habe bereits reichlich programmiert. Im allgemeinen viel Python und PHP. Bereits fertig habe ich (Facharbeit Klasse 10 - Vorarbeit zu meiner BeLL) das auslesen von Messwerten, die uns der Laderegler gibt. Jedoch ist das nur die Gesamtleistung. Das war eigentlich ganz einfach, mit dem Rest sollte ich auch klarkommen. Im Notfall habe ich eine Anlaufstelle an unserer TU.

Das mit der Spannungsmessung in der Theorie klingt sinnvoll, spart jedenfalls die Relaisarbeit.
Inwiefern kann ich denn von der Spannung Rückschlüsse auf den Strom schließen? Da hilft wahrscheinlich nur eine Kennlinie, oder?

UART sagt mir gerade gar nichts, aber ich werde mal Google fragen. Ich hatte einfach vor einen AD-Wandler zu nehmen, wie man diese z.Bsp. als Bausatz bei ELV findet.

Danke für deine Antwort. Macht Spaß hier im Forum

MfG
Iopodx

BID = 513904

Kleinspannung

Urgestein



Beiträge: 13360
Wohnort: Tal der Ahnungslosen

Nimm doch einen Mega8.Der hat ne Handvoll A/D Wandler und die UART schon drin
Und wenn du einen Shunt einsetzt,dann ist doch der Rückschluss auf den Strom einfach.
Der Widerstand ist dir bekannt,die Spannung die daran abfällt mißt du,und dann ist es eine einfache Rechenaufgabe nach Georg Simon Ohm.
Das kann der Mega8 dann noch gleich miterledigen,sowie die Daten dahin senden,wo du sie speichern/anzeigen willst.

_________________
Manche Männer bemühen sich lebenslang, das Wesen einer Frau zu verstehen. Andere befassen sich mit weniger schwierigen Dingen z.B. der Relativitätstheorie.
(Albert Einstein)

BID = 513913

Iopodx

Neu hier



Beiträge: 41

Mega8, das ding gefällt mir. Und scheint auch noch günstig zu sein. Das was ich bis gerade dazu gefunden habe, gefällt mir jedoch nicht so. Ein Pegelwandler für die RS-232 Schnittstelle ist wohl auch noch notwendig?

Danke, ich werde mich mal diesbezüglich einlesen.

MfG
Iopodx

BID = 513923

DonComi

Inventar



Beiträge: 8605
Wohnort: Amerika

Hallo - einziges "Problem" - der Mikrokontrollerr will programmiert werden?
Wie siehts denn diesbezüglich aus? Ich fragte ja bereits wie es mit Programmierung aussieht...

Edit:

Zitat :

Ein Pegelwandler für die RS-232 Schnittstelle ist wohl auch noch notwendig?

Ja, z.b. den MAX232 oder andere. Gibt auch ältere (SN75188/-189) oder MAX237, die benötigen jedoch eine externe Spannungsversorgung. Der heutige MAX232 erzeugt die mithilfe einiger Ladungspumpen und externer Kondensatoren selbst .

_________________


[ Diese Nachricht wurde geändert von: DonComi am  7 Apr 2008 18:21 ]

[ Diese Nachricht wurde geändert von: DonComi am  7 Apr 2008 18:21 ]

BID = 513944

Iopodx

Neu hier



Beiträge: 41

Mikrocontrollerprogrammierung, damit wollte ich mich eigentlich erst im Nachrichtentechnik-Studium befassen. Daher dachte ich wäre sowas der Weg des geringsten Widerstandes.

Außerdem fehlt mir auch noch das nötige Programmiergerät, weiß aber wohl, dass sich sowas alles bei uns in der TU auffinden lässt...

Edit:// Oder lässt sich der Mega8 via RS-232 programmieren? Wenn das so ist, ich hab schon mal ne C-Control programmiert *pfeif*

Danke. Warum geht's denn nicht mit dem schönen Gerät von ELV? Wobei mich der Mega8 immernoch interessiert, LCD Ansteuerung ist auch noch möglich.. *träum*

MfG
Iopodx

[ Diese Nachricht wurde geändert von: Iopodx am  7 Apr 2008 18:46 ]

BID = 513951

DonComi

Inventar



Beiträge: 8605
Wohnort: Amerika

Moin,

Wenn man sowas experimentell macht, nutzt man i.d.R. fertige Module, die sicher und sauber arbeiten, denn, je mehr man selbst baut und sich damit vom eigentlichen Problem entfernt, desto mehr kann schiefgehen, muss aber nicht.
Daher würde ich zum fertigen ADC raten.
Allerdings kann der USB-ADC der die Daten auf den Segmenten nicht ausgeben, das müsstest du dann ebenfalls anders lösen.

Zum Mikrokontrolleranfangen ist es zwar grundsätzlich geeignet, aber hinzu kommt, dass eventuell des ganze Wissen um den Mikrokontroller hinzukommen muss, damit der das tut, was du willst. Summa Summarum sehr umfangreich.



Fazit:
Mikrokontroller könnte alles erledigen, mit ein wenig Analogem (Shunt, Verstärker) würde er alles in einem machen:

* Komminikation mit PC
* Darstellung, Umrechnung und Multiplexing deiner Segmentanzeigen und
* Erfassung der analogen Werte

Dafür ist es aufwändig.

_________________


[ Diese Nachricht wurde geändert von: DonComi am  7 Apr 2008 18:48 ]

BID = 513960

Iopodx

Neu hier



Beiträge: 41

Das ist doch einmal ein Wort.

Da ich mir nicht so viel mit Mikrokontrollern zutraue, habe ich ja gleich auf einen PC gesetzt. Auch wenn dieser deutlich mehr Strom verbraucht. Doch ist dies, wie du bereits gesagt hast, wahrscheinlich die einfachste Lösung. Wie gesagt, für die LCDs löte ich bereits schon mit den LS164 herum. Den Rest übernimmt der Computer, auch wenn dies vielleicht Overkill ist.
Doch kann der Computer den Sonnenstand berechnen, und ebenso Relais schalten. Und da ich ja viele Messwerte aufzeichnen möchte, auch noch in Abhängigkeit von anderen Faktoren, ist eben ein Computer die für mich einfachste Lösung.

Eine Frage habe ich dann doch noch: Bitte wie, könnt ihr alle mit solchen Typenbezeichnungen wie LS164 etwas anfangen? Hätte ich nicht im Internet irgendetwas fertiges rausgekramt hätte ich bis heute keine Ahnung was ein LS 164 ist!

Ist das einfach die Erfahrung?

Danke.

MfG
Iopodx

BID = 513964

DonComi

Inventar



Beiträge: 8605
Wohnort: Amerika

Du kannst ja mal bei üblichen verdächtigen Datenblatt-Services suchen:

alldatasheet.com ist mein Favourit.
Raus kommt für den LS164: "8-Bit Serial-Input/Parallel-Output Shift Register". Also etwa das, was ich oben bereits mit Steuerleitungen und Schieberegistern, und dass ich es bereits gemacht habe, meinte .

Ich habe hier ein Siebensegmentdisplay mit einer Multiplexfrequenz von ca. 1kHz gebaut. Da sieht man kaum noch flackern.

Das Problem ist:

Du musst seriell erst 7 Bit für die Segmente und 4 Bit für die Ziffern-Position (für die gemeinsame Anode/Kathode der Segmente) ausgeben.
Da ist schon mehr als 1kHz notwendig.
Ob das die Kontrollleitungen des Com-Ports schaffen - ich bezweifle es. Nicht, dass sie langsam wären, aber erstens ist das keine Echtzeitanwendung und zweitens sind sie dafür nicht gemacht, oder, der Treiber für das Handshake übernimmt die Kontrolle über die Leitungen. Dann sind sie in der Tat sehr schnell.
Wenn du an VB oder ähnlich zum Programmieren dachtest, ist es eh zum Scheitern verurteilt - nochmal langsamer.


_________________


[ Diese Nachricht wurde geändert von: DonComi am  7 Apr 2008 19:15 ]


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