Toller 4 LDR Solartracker Sensor

Kann ich mit LDR Widerständen einen Solartracker Sensor erstellen, der mir hilft meine Solarmodule kontinuierlich dem Stand der Sonne nachzuführen?

Prinzip

LDR (Light Dependent Resistor) Sensoren sind elektronische Bauteile, die den Widerstand in Abhängigkeit von der Lichtintensität ändern. Das Prinzip, wie LDR Sensoren die Sonne verfolgen können, beruht daher auf dem Schattenwurf von Stangen oder anderen Gegenständen, die so positioniert sind, dass sie den Lichteinfall auf die Sensoren beeinflussen. Wenn die Sonne über den Himmel wandert, bewegt sich auch der Schatten dieser Stangen und Gegenstände, was dazu führt, dass die LDR-Sensoren unterschiedliche Lichtintensitäten messen.

In meinem Fall möchte ich, dass der fertige Sonnensensor das Wandern der Sonne erkennt und die unterschiedlichen Widerstandswerte dazu verwendet zwei Motoren anzusteuern, die den LDR Sensor samt Solarmodulen neu ausrichtet.

Verwendete Komponenten Sonnensensor

• Platine Aisler
• Gehäuse AliExpress
• LDR Widerstände AliExpress

Aufbau Solartracker

Um Unterschiede in der Lichtintensität festzustellen, verwende ich 4 LDR Sensoren. 2 LDR Widerstände für hoch und runter und 2 LDR Widerstände für links und recht. Bei mir sind die Sensoren später wie ein Kreuz auf dem PCB angebracht.

Schaltplan

Es gibt auch Ansätze, die mit weniger LDR Widerstände auskommen oder eine andere Anordnung der Widerstände verwenden. Mein Senor arbeite sehr gut mit den 4 Sensoren.

Platine

Ich mag es sehr gerne, meine elektrischen Komponenten auf einer Platine zu verbauen. Es hätte aber auch mit einer Lochplatte, einer Kunststoffplatte, Lot und Kabeln funktioniert. Die fixe Position macht den Sensor für mich fehlerunanfälliger.

Auf der Platine sind absichtlich wenig Komponenten verbaut. Der Solar-Tracker Sensor wird am Ende dauerhaft der Sonne ausgesetzt sein bei Wind und Wetter. Da könnten weiter Komponenten zum Ausfall des Sensors führen, wenn sie diesen Widrigkeiten nicht standhalten.

Gehäuse

In der Regel benötige ich Gehäuse, um eine Technik sicher aufzubewahren. Die einzelnen Bestandteile sind in einem Gehäuse gut aufgehoben, befestigt und zum Schutz aller verschlossen.

In diesem Fall muss das Gehäuse mehr leisten. Es ist sogar Teil der Funktion. Über ein Sichtfenster soll das Sonnenlicht einfallen. Die Platine sollte etwas tiefer unten im Gehäuse Platz finden. Durch die tiefere Platzierung entsteht durch das Gehäuse ein Schacht, durch den das Sonnenlicht auf die Platine fällt.

Es wäre auch ein Einmachglas oder etwas ähnliches gegangen. Auf dieses Gehäuse bin ich eher zufällig gestoßen. Funktioniert tadellos.

Funktionsweise

Fällt das Licht nicht senkrecht von oben auf die Scheibe des Sensors, entsteht durch den Gehäuseschacht ein Schatten auf einem Teil der Platine. Wird ein LDR beschattet, verändert sich der Widerstandswert, wonach die spätere Steuerelektronik darauf reagieren soll. Die Motoren sollen sich lange bewegen, bis die Sensoren wieder vollem Licht ausgesetzt sind. Dadurch steht der Sensor zusammen mit dem Solarmodul erneut vollständig im Licht.

Drehen nach links

LDR links (R2) hat höheren Wert als LDR recht (R4). Rechts ist im Schatten, daher der kleinere Widerstandswert.

Drehen nach rechts

LDR links (R2) hat einen kleineren Wert als LDR rechts (R4). Der linke LDR ist beschattet und hat somit den kleineren Widerstand.

Drehen nach oben

LDR oben (R1) hat einen kleineren Widerstandswerte als der LDR unten (R3).

Drehen nach unten

LDR unten (R4) hat einen kleineren Widerstandswert als LDR oben (R1).

Ausschnitt aus der Steuerprogramm

Ich habe noch eine Schwelle oder Grenze eingebaut, damit der Motor bei schwankenden Werten nicht gleich hin und her taktet.

    
    if(diffleftRight > moveStartBorder ){
      Serial.println("nach links");

      move_left(50);

    } else if(diffleftRight < (moveStartBorder * -1) ){
      Serial.println("nach rechts");

      move_right(50);

    } else if(diffTopBottom > moveStartBorder ){
      Serial.println("nach unten");

      move_down(speed);

    } else if(diffTopBottom < (moveStartBorder * -1) ){
      Serial.println("nach oben");

      move_up(speed);

    } else {
      move_stop();
    }

Fazit

Als einzelnes Teilprojekt ist der Sensor nicht sonderlich imposant. In der Kombination der Folgeprojekte ergibt sich aber ein großes Ganzes. In der fertigen Anwendung ist der LDR Sonnensensor für meine Bedürfnisse super. Ein Langzeittest muss noch folgen. Ich erwarte aber auch hier keine großen Überraschungen, da der Sensor zusammen mit Gehäuse sehr robust ist.