externe Spannung mit DS2450 messen?

[Tobias]

Hallo,
kann einer der Elektronik-Kundigen beurteilen ob meine Idee so umsetzbar ist?
Ziel: ich möchte mit Hilfe einer 5V Solarzelle die solare Einstrahlung mittels einem 1wire DS2450 messen.
Kann ich dazu den Minus-Pol der Zelle mit Minus des 1wireNetzes verbinden und den Pluspol mit dem Messeingang des DS2450?

Hat ggf jemand eine Referenzschaltung?

[Virgon]

Vom Datenblatt her würde Ich sagen ja.
+ Pol an einen der Analogeingänge und - Pol an den GND (Pin 4).

[ext23]

Richtig, Masse an Masse und Anode der Solarzelle an den Analogeingang, das ist technisch schon richtig.

Allerdings solltest du 3 Sachen bedenken die mir auf die schnelle einfallen:
- Eingangsspannungsbereich des 1-Wire Chips. Denke daran, dass unter Leerlauf eine Solarzelle auch mal mehr als 5V bringen kann.
- Eventuell mach es Sinn einen kleinen Lastwiderstand an die Zelle zu klemmen, Leerlauf Spannung messen ist immer nicht so unbedingt der Hit.
- Eingangsimpedanz des 1-Wire Chips beachten, eventuell macht es Sinn einen Operationsverstärker zum Messen zu benutzen.

Wir haben sowas damals an der Uni gebastelt, eine Solarzelle die selber der Sonne folgt, aber das ist vielleicht etwas einfacher gewesen als was du da machen möchtest. Gerade wenn man Rollos etc. steuern möchte.

Gruß
Daniel

[Tobias]

@Daniel: Du hast nicht zufällig ein kleines Schaltungsbeispiel?

[ext23]

Hi,

nein gerade nicht, ich sitze derzeit in Düsseldorf beim Kunden Das müsste ich mir dann am WE mal anschauen.

Wenn der 1-Wire Chip 5 V ab kann, und du unter maximaler Sonneneinstrahlung weniger als 5V an der Zelle messen kannst klemm das erst mal zusammen. Dann versuche damit zu spielen. Es ist aber sehr schwer an einem Spannungswert fest zu machen wie die Sonne steht. Pralle Sonne gibt im Winter eine andere Spannung raus als im Sommer. Das ganze wird im Leerlauf eventuell noch empfindlicher, daher meine Idee einen Widerstand an die Solarzelle zu klemmen so das maximal ca. 5mA oder so fließen. (U=R*I) --> 5/0,005 = 1 kOhm. Da müsste man also ein bissel spielen. Das waren nur so Gedanken die mir bei der Sache durch den Kopf gegangen sind.

Gruß
Daniel

[koldomon]

Hi,

ich hab das Datenblatt jetzt nicht gelesen, aber folgende Dinge fallen mir ein

Schutzdiode (ZehnerDiode) für Überspannung gegen Masse (wink zu ext23)
Lastwiderstand für die Solarzelle, die produzierte Leistung muss verbraucht werden, sonst tut das der Zelle nicht gut

Wenn du uns das Ziel deiner Idee nennen würdest, könnten sich auch andere Lösungen ergeben. Solaren Eintrag in eine Wohnung würde ich z.B. über eine Blechscheibe und ein IR-Thermo machen.

cu markus

[Tobias]

Ziel: ich möchte meinen Umweltsensor gerne um diese Solarzelle erweitern um darüber die Solare Einstrahlung zu messen.
Auf die Idee gekommen bin ich hierdurch

[PeMue]

Hallo zusammen,

ich bin mir nicht sicher, ob es reicht, die Leerlaufspannung an der Solarzelle zu messen. Der Wechselrichter schaut ja auch, wo der maximale Leistungspunkt ist (Strom und Spannung) und das ist dann die max. Leistung. Ggf. ist ein Lastwiderstand notwendig (wie oben auch beschrieben).

Edit:
Hier ist ein Zitat:

Der Kurzschlusstrom einer Silizium-Solarzelle ist proportional zur Solarstrahlung.

Aus meiner Sicht müsste dann die Schaltung so aussehen: niederohmiger Widerstand zwischen plus Solarzelle und Masse -> Operationsverstärker zur Pegel-/Impedanzanpassung -> DS2450. Wenn ich eine Solarzelle hätte, könnte ich mal Messungen machen, aktuell sollte die Gefahr einer Überspannung eher klein sein 
Das Thema Temperaturkompensation könnte noch interessant sein ...

Gruß PeMue

[koldomon]

Hi,

also doch den solaren Eintrag bestimmen. Wie schon geschrieben, ich würde eine dünne Metallplatte von der Sonne im Innenraum anstrahlen lassen und auf der Rückseite mit einem IR-Thermometer messen, wie warm die Platte ist. Dazu noch ein Lux-Meter (Photodiode) und daraus würde ich mir den solaren Eintrag rausmessen. Gut, mein Vorschlag hat auch seine schwächen, aber es ermöglich dir eine direkte Bestimmung deiner Messgröße. Wird die Platte zu warm - Rolladen zu, sonst auf. Ein bischen die Trägheit des Systems abgefangen (PID-Regler) und schon kannst du auf's Grad genau die Raumtemperatur steuern

cu markus

[Prof. Dr. Peter Henning]

Wenn man die solare Einstahlung messen will, ist man in der Regel sehr wohl daran interessiert, diese unter einem bestimmten Winkel zu sehen. Für Photovoltaik-Anlagen empfiehlt sich deshalb so etwas hier - dank Temperaturkompensation und  lInearisierung auch sehr genau, bei mir seit 7 Jahren im Dauerbetrieb auf dem Dach

http://www.ib-mut.de/produkte/solarstrahlungssensoren/si-sensoren.html

Will man wirklich die globale Einstrahlung messen und die Winkelabhängigkeit herausnehmen (das hat dann aber nur theoretische Bedeutung...), geht es hiermit

http://www.conrad.biz/ce/de/product/672535/Davis-Instruments-Sonneneinstrahlungssensor

Die Lösung mit der Billigsolarzelle geht auch - dann sollte der Kurzschlusstrom gemessen werden. Außerdem bedarf es einer Temperaturkompensation (typisch 1% Abfall für jedes Grad Erhöhung der eigenen Temperatur, und die Dinger werden im Sommer richtig heiß). Auch hier wird dann immer unter einem bestimmten Winkel gemessen. Das ist auch sinnvoll, weil nicht nur die direkte Sonneneinstrahlung, sondern auch die Reflektion an Wolken extrem stark von der Richtung abhängt.

LG

pah

[MarcusR]

Hi zusammen,

ich wollte das Thema noch mal aufwärmen, da ich nun zu Beginn des Sommers vor derselben Herausvorderung (Verschattung aktivieren) stehe. Und bevor ich ein Pyrheliometer an FHEM anbinde würde ich gerne mal die Solarzelle-an-DS2450-Variante probieren

Hat schon jemand eine Schaltung erprobt, bei der ich spicken könnte?

Grüße
Marcus

[Prof. Dr. Peter Henning]

https://wiki.fhem.de/wiki/1-Wire_Umweltsensor

LG

pah

[MarcusR]

https://wiki.fhem.de/wiki/1-Wire_Umweltsensor
LG
pah

Danke für den Hinweis, die Seite kenne ich. Aber ich bin in der Elektronik nicht fit genug um die Schaltung auf den Solarsensor zu reduzieren. Bis auf den Luftdruck (und eben Sonneneinstrahlung) beziehe ich die Werte schon vom Homematic-Kombisensor.
Daher hoffte ich, dass jemand eine kleine Schaltung aus DS2450 und einer Solarzelle in Betrieb genommen hat

Oder funktioniert die Schaltung auch wenn ich die restlichen Sensoren einfach weglasse?
[edit]
Hab gerade im originalen Thread gelesen, dass das durch Jumper-Einstellungen möglich sein sollte. Ist zwar immer noch keine Messung per Solarzelle, aber ich werds wohl mal probieren
[/edit]

[Prof. Dr. Peter Henning]

Oder funktioniert die Schaltung auch wenn ich die restlichen Sensoren einfach weglasse?

Ja.

LG

[Tobias]

der Wiki Eintrag ist von mir.
Schlussendlich habe ich mich aber für die die Delta-Temperaturmessung entschieden.
Diese ist sehr simpel und ist im Wiki Beitrag zum Panstamp Environmentsensor beschrieben. Dieselbe Messung bin ich gerade am Aufbauen mit einem Raspi (Der ist sowiso existient, deswegen benutze ich ihn dafür auch gleich)

Eigentlich kann man auch alles nehmen was einen DS18B20 bedienen kann

[MarcusR]

Hi Tobias,

der DS18B20 scheint auch mehr Sinn zumachen da der DS2450 abgekündigt ist und allein rund 7-8 € kostet. Wenn ich die o.g. Schaltung (nur mit Solarzelle) zusammenrechne, komme ich (da leider kein Anbieter alles hat) mit Versandkosten auf rund 40,- € Da kommt schon fast ein fertiges Teil von esera in Frage

Ciao,
     Marcus

[Prof. Dr. Peter Henning]

Was soll das denn ? Der DS18B20 ist doch kein Ersatz für den DS2450.

Außerdem kosten die keine "7-8 €", siehe https://de.aliexpress.com/item/DS2450-DS2450S/32670664045.html

Und die Werbung für kommerzielle Anbieter sollte man auch unterlassen.

LG

pah

[MarcusR]

Was soll das denn ? Der DS18B20 ist doch kein Ersatz für den DS2450.

Tobias bezieht sich vermutlich auf den Anwendungsfall der Messung von Solarstrahlung anhand eines hinter eine Metallplatte geklemmten Temperatursensors. Und für diesen Anwendungsfall könnte es daher ein Ersatz sein.

Außerdem kosten die keine "7-8 €", siehe https://de.aliexpress.com/item/DS2450-DS2450S/32670664045.html

Ich habe tatsächlich nur deutsche Lieferanten mit einer gewissen Zuverlässigkeit berücksichtigt. Natürlich gibt es auch noch Restbestände und Nachbauten in Fernost. Danke für den Hinweis.

Und die Werbung für kommerzielle Anbieter sollte man auch unterlassen.

Grunsätzlich stimme ich zu, einen werbenden Charakter kann ich aber in den Aussagen der Posts dieses Threads nicht erkennen.

[Tobias]

Tobias bezieht sich vermutlich auf den Anwendungsfall der Messung von Solarstrahlung anhand eines hinter eine Metallplatte geklemmten Temperatursensors. Und für diesen Anwendungsfall könnte es daher ein Ersatz sein.

Ich meinte soetwas: https://homematic-forum.de/forum/viewtopic.php?t=26686
Nur anstatt den HM Differenzsensor, 2x DS18B20 nehmen und in FHEM selbst die Differenz ausrechnen. Anhand der Differenz kann man eine relative Sonneneinstrahlung ableiten 

[Prof. Dr. Peter Henning]

Das ist erstens viel zu träge, und zweitens stark von solchen Dingen wie der Windgeschwindigkeit und der mittleren Temperatur abhängig.

Warum sollte ich mit zwei 1-Wire Sensoren arbeiten, wenn es im Zweifelsfall auch ein DS2438 mit Tageslichtsensor tut ?

Außerdem halte ich die chinesischen Hersteller durchaus für zuverlässig. "Nachbauten" sind es vermutlich auch nicht - ich nehme an, dass Maxim  die originalen Chipmasken verkauft hat.

LG

pah

[Tobias]

Naja, das Ding hängt im Glas und merkt damit keinen Wind. Ausserdem will niemand einen Wert messen sondern nur eine relative Veränderung sehen und darauf reagieren.
Also ich finde das Konstrukt reagiert ziemlich schnell. In einem kleinen  Glas ändert sich bei den ersten Sonnenstrahlen die Temperatur sofort.

Ein Tageslicht Sensor ist bei direkter Sonneneinstrahlung sofort übersteuert, da müsste man erst Sonnenschutz Folie davor packen.



Gesendet von meinem Leap mit Tapatalk

[MarcusR]

Hi Tobias,

das klingt schon supe interessant, ist ja im Prinzip ähnlich wie die "Temperatursensor-an-Metallplatte"-Variante
Was mich aber beim Blick auf das in anderen Forum gepostete Diagramm gefragt habe: Ist nur der "BidCos-RF.Bewegungsmeldet-Einfahrt.BRIGHTNESS ein "klassischer" Helligkeitssensor?

So ähnlich (nur schlechter) sieht die Kurve meines Helligkeitssensors aus dem Homematic-Kombisensor nämlich auch aus

Muss auch da mal die Kosten zusammenrechnen. Ein Schnapsglas sollte sich aber schon mal auftreiben lassen

Nebenbei wäre der Solareintrag nicht nur für die Verschattung interessant sondern auch für die Bewässerung.

[Prof. Dr. Peter Henning]

Irgendwie fühle ich mich unverstanden. Also noch einmal:

Die Messung der Differenztemperatur hat ohne eine ausgefeilte Physik und Mathematik dahinter keinen quantifizierbaren Zusammenhang mit der solaren Einstrahlung. Das kann man zwar benutzen, um die qualitative Information "Es ist irgendwie hell" zu bekommen - aber das war es auch.

Wie stark die Globalstrahlung an einem wolkigen Tag schwankt, kann man an einem der beiden anliegenden Bilder sehen (graue Kurve= solare Einstrahlung in W/m²). Das andere zeigt meinen Tageslichtsensor - der hat keine Folie, wird nicht direkt beleuchtet, geht natürlich in die Sättigung - aber das ist auch gewünscht. Wenn ich den allerdings mit 3 Lagen Sonnenschutzfolie (ca. 1 €) betreibe, läuft er wunderbar parallel zum hochgenauen und 100x so teuren Globalstrahlungssensor.

LG

pah