Berechnen, ob der Sensor im Schatten ist

darkness · 27 März 2017, 10:18:44

Hallo,

ich habe einen Lichtsensor, welcher die Helligkeit misst. Dieser ist an der Hauswand in Richtung SE angebracht. Wenn die Sonne direkt drauf scheint, habe ich Werte > 100000.

Sobald die Sonne dann im Süden steht, wirft die Hausecke ab einen bestimmten Punkt einen Schatten auf den Sensor. Dadurch verringern sich die Werte natürlich deutlich, obwohl weiterhin die Sonne scheint. Ich möchte jetzt berechnen, ab wann der Sensor im Schatten liegt. Bisher habe ich folgende Werte beobachtet:

Datum	Azimuth	Elevation
15.02.17	179	31
12.03.17	183	39
26.03.17	184	47

Meine Frage ist jetzt, ob man aus diesen Werten eine Vorhersage ermitteln kann? Von Prinzip bedeutet es ja, je höher die Sonne steht (Elevation) desto größer wird auch der Wert Azimuth.

Vielleicht ist das auch alles zu kurz gedacht von mir.

r00t2 · 27 März 2017, 10:37:59

Ich bringe mal eine ganz andere Idee ins Spiel - wenn es gestattet ist:
- Man nehme zwei identische Temperatursensoren und bringt sie, so nahe aneinander wie möglich, in einem passenden transparenten Gehäuse unter
- Einen Sensor packt man in Alufolie, den anderen malt man matt schwarz an
- Das Gehäuse positioniert man an die Stelle, an der man wissen möchte, ob die Sonne scheint oder Schatten herrscht
- Dann fragt man die Temperatur der beiden Sensoren ab und wertet diese aus

=> Sind beide Temperaturen relativ ähnlich, kann man davon ausgehen, dass die Konstruktion im Schatten liegt.
=> Ist die Temperatur des schwarzen Sensors um einiges über der des silbernen, kann man davon ausgehen, dass die Konstruktion von der Sonne beschienen wird.

Deine Lösung könnte ich mir ziemlich schwierig vorstellen, da sich ja die Bahn der Sonne von Tag zu Tag ändert - und somit vermutlich auch der Schattenwurf der Hausecke.
Außerdem wird durch Deine Berechnung ja keine Verdeckung/Abschattung des Sensors durch Wolkenbildung, etc. mit einbezogen.

Wzut · 27 März 2017, 11:13:14

@r00t2, klingt zwar gut aber so etwas hatte ich knapp 1 Jahr als Test laufen (2 Stück Alu Kühlkörper mit Tempsensor bestückt, einer matt Schwarz der andere Silber). Beim Wechsel Schatten nach Sonne zieht der Schwarze schneller davon als der Helle. Allerdings holt der Helle nach einiger Zeit wieder auf

Prof. Dr. Peter Henning · 27 März 2017, 11:16:44

Es ist überhaupt kein Problem, mit einer Sonnenstandssimulation und etwas Geometrie eine exakte Bestimmung der Sensorverschattung zu berechnen. Ideal geeignet dafür ist ein Computeralgebra-Programm, man kann z.B. auch Wolfram Alpha als Online-Zugang zu Mathematica nutzen.

LG

pah

r00t2 · 27 März 2017, 11:20:02

War ja auch nur eine Idee

Alle Berechnungen, die die Verschattung durch Wolken nicht mit einbeziehen, sind halt auch nur die halbe Miete - wenn es tatsächlich um die Bestrahlung des Sensors geht.

Prof. Dr. Peter Henning · 27 März 2017, 13:28:16

Na, um was soll es denn dann nun gehen ? Um eine Berechnung des Schattenwurfes nach Tages- und jahreszeit ? Um eine Messung der solaren Einstrahlung ?

Also erst mal sagen, was das Ziel ist.

LG

pah

darkness · 27 März 2017, 14:30:21

Das Ziel soll es sein, die Werte richtig zu interpretierten.

Der Sensor ist ein Homematic Lichtsensor.

Der Wert soll dazu genutzt werden, um den Rollladen im Wohnzimmer (Südseite) und Küche (Südostseite) zu Steuern.

Solange die Sonne auf den Sensor scheint, ist das ja kein Problem. Werte > 90k = Sonne = Rollladen runter (abhängig von der Außentemperatur)
Jetzt möchte ich aber den Zeitpunkt bestimmen, um den Rollladen auch wieder zu öffnen.
Wenn die Sonne von ihrem Stand her noch direkt auf den Sensor scheinen könnte, kann ich sagen Werte unter 20k (entsprechende Bewölkung) reichen um den Rollladen hoch zu fahren.

Sobald die Hausecke aber Schatten wirft, fallen die Werte unter 8k, obwohl die Sonne noch immer auf das Wohnzimmerfenster scheint.
Hier reicht dann ein Werte um die 5k um zu sagen, dass die Sonne nicht mehr scheint.

Mir geht es also darum zu sagen ob ein niedriger Wert durch Bewölkung oder durch Schattenwurf kommt.

Ist damit mein Problem etwas deutlicher geworden?

CoolTux · 27 März 2017, 14:46:19

Zitat von: darkness am 27 März 2017, 14:30:21
Das Ziel soll es sein, die Werte richtig zu interpretierten.

Der Sensor ist ein Homematic Lichtsensor.

Der Wert soll dazu genutzt werden, um den Rollladen im Wohnzimmer (Südseite) und Küche (Südostseite) zu Steuern.

Solange die Sonne auf den Sensor scheint, ist das ja kein Problem. Werte > 90k = Sonne = Rollladen runter (abhängig von der Außentemperatur)
Jetzt möchte ich aber den Zeitpunkt bestimmen, um den Rollladen auch wieder zu öffnen.
Wenn die Sonne von ihrem Stand her noch direkt auf den Sensor scheinen könnte, kann ich sagen Werte unter 20k (entsprechende Bewölkung) reichen um den Rollladen hoch zu fahren.

Sobald die Hausecke aber Schatten wirft, fallen die Werte unter 8k, obwohl die Sonne noch immer auf das Wohnzimmerfenster scheint.
Hier reicht dann ein Werte um die 5k um zu sagen, dass die Sonne nicht mehr scheint.

Mir geht es also darum zu sagen ob ein niedriger Wert durch Bewölkung oder durch Schattenwurf kommt.

Ist damit mein Problem etwas deutlicher geworden?

Den Sensor da hin machen wo Sonne noch hinkommt. Gibt ja wohl so einen Punkt wenn die Sonne sogar noch die Scheibe erreicht.

darkness · 27 März 2017, 14:55:08

Zitat von: CoolTux am 27 März 2017, 14:46:19
Den Sensor da hin machen wo Sonne noch hinkommt. Gibt ja wohl so einen Punkt wenn die Sonne sogar noch die Scheibe erreicht.

Dann wäre die Fragestellung die selbe, nur für das Küchenfenster an der SE-Seite

Für eine Wand musste ich mich entscheiden.

CoolTux · 27 März 2017, 15:12:21

2 Temperatur Sensoren. Einer bei der Küche einer beim Wohnzimmerfenster. Wenn beide in etwa den selben wert haben ist die Sonne weg. Grober Gedanke

KernSani · 27 März 2017, 16:24:51

Ich habe drei Sensoren, einer ist immer im Schatten (Nordseite) einer im Osten, einer im Westen. Osten/Westen wird mit Schatten verglichen. Süden kann ich vernachlässigen, wäre aber in etwa durch Osten noch recht warm, Westen wird warm abgedeckt...

Markus M. · 27 März 2017, 17:47:19

Zitat von: darkness am 27 März 2017, 14:55:08
Dann wäre die Fragestellung die selbe, nur für das Küchenfenster an der SE-Seite Für eine Wand musste ich mich entscheiden.

Musst du nicht.
Kleb den Sensor einfach diagonal abstehend an die Hausecke, und alle deine Probleme sind gelöst.

pink99panther · 27 März 2017, 20:35:43

Hab das mit 2 DS18b20 an der Satschüssel gelöst.
Einer am LNB-Halter und der Andere an der Masthalterung.

darkness · 28 März 2017, 07:30:00

Zitat von: Markus M. am 27 März 2017, 17:47:19
Musst du nicht.
Kleb den Sensor einfach diagonal abstehend an die Hausecke, und alle deine Probleme sind gelöst.

hm, das wäre ja zu einfach. Also Quasi als Verlängerung der Hausecke und somit durchgehend in der Sonne.....

Muss ich mir mal anschauen.

Hoggle · 28 März 2017, 12:17:06

Hallo.
Ich habe eine Differenz-Temperatursensor von Homematic.
Ein Sensorkabel liegt im Schatten unter meinem Dachüberstand und ein Sensor ist an der Dachrinne voll im Freien plaziert.
Der Sensor berechnet automatisch die Differenz.
Bei einer Differenz größer 10 Kelvin (oder Grad

) gehe ich davon aus, das die Sonne scheint.
Wenn ich das wollte, dann würde ich das auf jeden Fall je Hausseite machen. Im Moment ist mir nur die Südseite wichtig!