mediola

Robuster Sonnensensor ganz einfach!

Problemlösungen und Hinweise von allgemeinem Interesse zur Haussteuerung mit HomeMatic

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Robuster Sonnensensor ganz einfach!

Beitragvon funkleuchtturm » 13.09.2015, 22:16

Weitere Informationen zu diesem Thema auf meiner Webseite:
http://www.stall.biz/project/robuster-sonnensensor-ganz-einfach

Ein Sonnensensor ist sehr wichtig zur Steuerung der Rolladen , Jalousien und Markisen. Viele verwenden hierfür einen Helligkeitssensor, aber die große Dydnamik des Helligkeitssignals ist mit normalen Helligkeitssensoren meist nur unbefriedigend abzubilden, weshalb ich eigentlich von so einer Lösung abraten möchte.

Deshalb verwende ich einen einfachen und robusten thermischen Sonnensensor, der sich bereits seit Jahren ausgezeichnet für die Steuerung meiner Rolladen bewährt hat. Mehr dazu hier:

http://www.stall.biz/project/sonnensensor-fur-jalousien-und-rolladensteuerung


In diesem Post möchte ich einen noch einfacheren Sonnensensor vorstellen, der fast ohne Werkzeug auch von einem Nicht-Heimwerker nachgebaut werden kann. Dabei werden mit Bedacht nur Materialien verwendet, die eine langjährige Verwendung bei alle Wind- und Wetterbedingungen aushalten. Insbesondere Sonneneeinstrahlung und Feuchtigkeitseintritt sind immer wieder eine Herausforderung bei der Gestaltung von Sensoren!

Folie4.JPG


Lange genug geredet, jetzt folgt das Kochrezept für den Nachbau!

Die wenigen Zutaten:

- Ein Kleinverteilergehäuse aus Kunststoff, das sehr gut wassergeschützt (Dichtung!) und für den Aussensatz geeignet ist. Geeignetes Kunststoffmaterial ist oft glasfaserverstärkt und aus Hartplastik. Es muß der Sonne einige Jahre widerstehen können. Maße des Gehäuses in mm: 115 x 115 x 60. Bezugsquelle z.B. Baumarkt.

- Ein Homematic Differenz-Temperatursensor HM-WDS30-OT2_SM . Bezugsquelle kennen wir!

- Ein Röhrchen aus Messing oder Aluminium, das über den Sensor geschoben wird. Innendurchmesser 5mm, Aussendurchmesser ca. 6mm . Bezugsquelle z.B. Baumarkt.

- Ein geeignetes Schnapsglas oder Stamper aus der Hausbar.

Das folgende Bild sagt mehr als viele Worte:

Folie1.JPG


Im Deckel des Kleinverteilergehäuses wird mittig ein 5mm-Loch zur Aufnahme des ersten Temperaturfühlers gebohrt, in die Seite des Gehäuses wird ein weiteres 5mm-Loch für die Aufnahme des zweiten Temperaturfühlers gebohrt. Dann werden der Differenz-Temperatursensor und die Fühler so in das Gehäuse eingepasst wie man auf dem nächsten Bild sehen kann. Die langen Fühlerzuleitungen sollten so wie auf dem Bild sehr kompakt zusammengerollt werden, damit sie möglichst wenig die Funkabstrahlung behindern.

Folie2.JPG


Dann die Fühler mit Sekundenkleber fixieren und Gehäuse schließen. Der obere Sonnenfühler wird nun (optional) mit einem geschwärzten Messing- oder Aluröhrchen verlängert. Und zum Schluß noch mittig das Schnapsglas aufsetzen und mit Silikon abdichten. Nicht vergessen, vorher noch ein möglichst kleines Loch (1 mm) neben dem Sensor anbringen, womit ein Druckausgleich erreicht werden soll.
Folie3.JPG

... und fertig ist unser Sonnensensor!

Aufgestellt wird der Sonnensensor natürlich draussen an einem Ort, wo er möglichst den ganzen Tag die Sonne "sieht". Wichtig ist dabei, daß der seitlich angebrachte Fühler möglichst unverfälscht die Aussentemperatur mißt. Dazu ist diese Seite nach Norden auszurichten , so daß der Fühler permanent im Schatten ist.

Das WebUI-Programm dazu ist ganz einfach, weil ja bereits im Differenz-Temperatursensor sowohl die beiden Temperaturen als auch die Differenztemperaturen verfügbar sind. Man legt dazu eine logische Systemvariable Sonne_scheint an und verwendet das folgende WebUI-Programm:

sonnensensor_6.jpg


Damit bei Aprilwetter nicht die Beschattung dauernd ein- und ausgeschaltet wird, sorgt eine Temperatur- und Zeithysterese für entsprechende "Ruhe" in der Steuerung. Die Schwellwerte für die Temperaturen muß jeder selbst nach eigenen Bedürfnissen festlegen. Aber das ist im praktischen Betrieb nach kurzer Erfahrung leicht möglich.

Damit auch nur die Rolladen betätigt werden, die von der Sonne bescheint werden, ist die Verwendung meines Skriptes zur Berechnung des Sonnenstandes sehr zu empfehlen.

http://www.stall.biz/project/sonnenstandsberechnung-2-0-fur-rolladen-markisen-lampen

... und weitere Erläuterungen zur Entwicklung geeigneter Programme zur intelligenten Steuerung der Rolladen und Markisen sind hier:

http://www.stall.biz/project/so-steuert-man-rolladen-jalousien-und-markisen-mit-der-homematic

... und wer selbst keine Wetterstation hat kann sich ergänzende Wetterdaten aus dem Internet holen:

http://www.stall.biz/project/wunderground-wetter-mit-einfachem-hm-skript-holen


Viel Erfolg beim Nachbau!
Zuletzt geändert von funkleuchtturm am 19.09.2015, 09:10, insgesamt 1-mal geändert.
Viele Gruesse
Eugen
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Re: Robuster Sonnensensor ganz einfach!

Beitragvon Stoni » 14.09.2015, 06:39

Das ist gerade mein aktuelles Projekt. Mein Frau meckert nämlich schon, dass die Rollläden nahezu unkontrolliert hoch- und runterfahren...
Danke für die Bauanleitung, werde es in naher Zukunft mal nachbauen.
Wie sind deine persönlichen Erfahrungen mit diesen Modell?

Gruß Stoni
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Re: Robuster Sonnensensor ganz einfach!

Beitragvon dondaik » 14.09.2015, 07:52

sehr gute Idee !
ich habe noch keinen Kleber gefunden der an dieser Stelle wirklich dauerhaft klebt ....
-------
wer schreibfehler findet darf sie behalten.
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Re: Robuster Sonnensensor ganz einfach!

Beitragvon lxuser » 14.09.2015, 08:44

Hallo,

ich habe seit einiger Zeit einen Sonnensensor ähnlich der älteren Version (Aluminiumrohr mit hellen und dunklem Bereich mit Glas darüber, zweiter Fühler im hellen, unterem Bereich des Rohrs, unterhalb des Glases weitere Bohrungen, ... ) von Funkleuchturm im Einsatz und bin sehr zufrieden damit.
Das Bild zeigt die Differenztemperatur des Sonnensensors (blau) im Vergleich mit der Sonneneinstrahlung (grün) und der UV-Strahlung (lila) einer Wetterstation ein paar Straßen weiter, deren Werte auch mit dem Wunderground-Skript von Funkleuchturm abgerufen werden. Mittels Schwellenwerten der Sonneneinstrahlung per Differenztemperatur und Wunderground setze die Variable Sonneneinstrahlung (rot) zur Beschattung. Mit einer entsprechenden Hysterese bei den beiden Werten wird diese dann zurückgesetzt.
Sonnensensor.png

Die Auslegung des Sonnensensors ist bewusst träge gewählt (beide Messfühler jeweils mittig im Rohr ohne direkten Kontakt). So können unnötige Fahrten der Rollladen vermieden werden.
Das Ganze würde natürlich auch nur mit dem Werten über Wunderground gehen, allerdings habe ich deren Verfügbarkeit erst nach dem Bau des Sonnensensors gesehen und diese haben durch die fehlende Trägheit der Messung stärkere Schwankungen, die erst im Programm kompensiert werden müssten, um unnötige Fahrten der Rollladen zu vermeiden.

Die Sonnenstandsberechnung erfolgt übrigens auch mit dem Skript mit Funkleuchturm. Also vielen Dank an ihn für diese und andere Anleitungen und Anregungen!

Gruß Mario
Zuletzt geändert von lxuser am 14.09.2015, 09:52, insgesamt 1-mal geändert.
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Re: Robuster Sonnensensor ganz einfach!

Beitragvon funkleuchtturm » 14.09.2015, 09:50

Hallo Mario,
an Deinen Messwerten sieht man sehr schön, daß mit dem Sonnensensor noch besser als ich dachte die Differenztemperatur mit der professionell gemessenen Leistungsdichte korreliert. Auch der Vergleich mit dem Helligkeitssignal bestätigt meine Vermutung, daß mit einem einfachen Helligkeitssensor nur unbefriedigend die Sonneneinstrahlung detektiert werden kann.
Der neue einfache Sonnensensor wird sicher deutlich schneller reagieren, aber ich mache noch ein kleines Skript zur Mittelwertbildung, so daß man dann softwaremäßig den Sensor mehr oder weniger sensibel auf seine Wünsche einstellen kann.
Viele Gruesse
Eugen
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Re: Robuster Sonnensensor ganz einfach!

Beitragvon lxuser » 14.09.2015, 10:07

Hallo Eugen,

funkleuchtturm hat geschrieben: mit der professionell gemessenen Leistungsdichte

professionell würde ich diese Wetterstation nicht nennen. Der Betreiber gibt zwar keine Angabe, um welchen Typ es sich genau handelt, aber zur verwendeten Software und die unterstützt Wetterstationen der unteren Preisklasse. Der UV-Wert hat zumindest teilweise ein paar Stunden mittags Werte, die zu gering sein müssen, mit einem deutlichen Sprung davor und danach -> deutet auf eine Abschattung hin, die sich besonders bei klarerem Himmel (anteilig wenig diffuses Licht) bemerkbar macht. Und auch der Temperaturwert erscheint mir teilweise bei Sonneneinstrahlung für einen Wert im Schatten zu hoch zu sein. Aber ich will nicht meckern, die Daten bei Wunderground sind frei verfügbar, aus der direkten Nähe und für meine Zwecke hinreichend genau. Mal sehen, ob ich trotzdem auch mal die Werte einer zweiten Wunderground-Station, die auch im Umkreis von ein paar hundert Metern ist, als Vergleich dazu nehme. Diese liefert jedoch weniger Werte.

funkleuchtturm hat geschrieben:Hallo Mario,
Auch der Vergleich mit dem Helligkeitssignal bestätigt meine Vermutung, daß mit einem einfachen Helligkeitssensor nur unbefriedigend die Sonneneinstrahlung detektiert werden kann.

Die sind von einem HM-Sen-MDIR-O.

Gruß Mario
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Re: Robuster Sonnensensor ganz einfach!

Beitragvon funkleuchtturm » 15.09.2015, 19:17

Habe noch eine Mittelung der Sonnentemperatur ergänzt. Die Mittelung läßt sich individuell einstellen, so daß auch bei wechselhaftem Aprilwetter die Rolladen auch wirklich nur bei länger anhaltender Sonne betätigt werden.

Die Ergänzungen findet man hier: http://www.stall.biz/project/robuster-sonnensensor-ganz-einfach
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Eugen
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Re: Robuster Sonnensensor ganz einfach!

Beitragvon lxuser » 17.09.2015, 12:10

Hallo Eugen,

das Skript für die Mittelung der Werte gefällt mir gut. Zur Zeit nutze ich tau = 0.25 in Kombination mit meinem eh etwas trägerem Sonnensensor und es ergibt sich eine schöne Kurve.

Dein Skript zur Mittelung der Werte halte ich aber auch für sehr geeignet den Wert "solarradiation" einer (halbwegs zuverlässigen) Wunderground-Station aus der Nähe anstatt eines eigenen Sonnensensors zu nutzen.

Gruß Mario
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Robuster Sonnensensor ganz einfach!

Beitragvon Stoni » 19.09.2015, 09:04

Guten Morgen, das Skript scheint bei mir nicht zu funktionieren. Ich habe eine Systemvariable sonne_diff_mittel angelegt und dann das Skript im Programm ausgeführt. Die Seriennummer vom Differenzfühler habe ich angepasst an meine Differenz. Muss da noch was geändert werden im Skript?
So sieht es bei mir aus:

!skript zur berechnung des mittelwertes der sonnentemperatur
real tau = 0.1; ! 1 = keine mittelung ; kleinere werte, umso stärker ist mittelung
real Sonne_Diff_Tur = dom.GetObject("BidCos-RF.MEQ0205367:3.TEMPERATURE").Value();
!WriteLine(Sonne_Diff_Tur);
real Sonne_Diff_Mittel = dom.GetObject("sonne_diff_mittel").Value();
!WriteLine(Sonne_Diff_Mittel);
real Diff= Sonne_Diff_Tur - Sonne_Diff_Mittel;
Sonne_Diff_Mittel = Sonne_Diff_Mittel + (tau *Diff);
!WriteLine(Sonne_Diff_Mittel);
dom.GetObject("sonne_diff_mittel").State(Sonne_Diff_Mittel );
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Re: Robuster Sonnensensor ganz einfach!

Beitragvon funkleuchtturm » 19.09.2015, 09:23

Es gibt einen Modus "Skript testen". In dem Fenster kann man das Skript mit Writeline-Befehlen schrittweise testen. Du brauchst nur in den Testzeilen mit dem Rufzeichen das Rufzeichen entfernen.Wenn keine Textausgabe kommt, dann hängt das Programm bereits vor der Testausgabe.

...also vor dem Ruf nach Hilfe sollte erst mal die Selbsthilfe erfolgt sein!

Soll nicht bös gemeint sein :D
Viele Gruesse
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