Der Helligkeitssensor

Der Helligkeitssensor Anfang August ist der Helligkeitssensor bzw. die Aufzeichnung des Verlaufs der Tageshelligkeit mein aktuelles Projekt. Antrieb war zuallererst die Idee einen "Wachposten" am Balkon zu haben, der meldet, wenn die Sonne, ohne durch Wolken verschleiert zu sein, scheint. Hintergrund ist meine Ambition zur Astronomie. (http://www.astrofotos.eu)

Im Laufe des Aufbau's kam dann natürlich die Frage auf, welche Werte denn der AD-Wandler bei vollem Sonnenschein bringen mag. Und welche Toleranzschläuche je nach Uhrzeit und natürlich Jahreszeit gelegt werden können. Angedacht wäre hier im Endstadidum ein autarker Sensor, der seine Daten über das Jahr hinweg auf eine SD-Karte loggt.

In der jetzigen Version werden, je nach zeitlicher Auflösung, die Werte per UART an den PC gesendet. (Vgl. µ-Oszilloskop im "direct conversion mode") Über die Software wird der Wert in Sekunden an den µC gesendet in dem die Werte aufgezeichnet werden sollen. So kann im Abstand von einer Sekunde bis hin zu 255 Sekunden (unsigned char) jeweils ein Wert ermittelt und übermittelt werden.

Die Schaltung ist sehr einfach aufgebaut. Ein LDR in Reihe mit einem 4,7kOhm Widerstand. Fällt kein Licht auf den LDR ist der Widerstand unendlich, d.h. es fallen die gesamten 5V (VCC) daran ab und der ADC übermittelt den maximalen Wert. Bei meiner 8 Bit Konvertierung (besser per UART übertragbar) also ein Wert von 255.
Bei theoretischer Vollbeleuchtung, kein Widerstand, entspricht das dem Potential GND also Wert 0.

Am zweiten Bild ist der Helligkeitsverlauf vom 03. August 2007 aufgenommen. Dazu ist bei den interessanten Stellen die Position der Sonne eingezeichnet.







Helligkeitsverlauf vom 03. August 2007


Der Sensor, angeschlossen an die Versorgung und PORTC 0

Inzwischen wurde die Hardware des Helligkeitssensors erneuert und wesentlich praktischer als "Erweiterungsplatine" konzipiert. Die "Platine" ist zwar sehr klein aber optimal für den Einsatzzweck geeingnet. Der Helligkeitssensor ist hier direkt an die Pins gelötet und "schaut" in Richtung Himmel. Diese Anordnung ist natürlich nichts für die Messung der Helligkeit, da es bei direkter bzw. indirekter Einstrahlung erhebliche Unterschiede geben würde. Aber hier sollte ja der Zweck eines Alarms erfüllt werden, sobald die Sonne wieder anständig scheint. Grund: Damit man wieder rechtzeitig, wenn die Sonne wieder scheint in den Garten geht, und nicht vorm Rechner vertieft, sitzen bleibt.




Die Logging-Software




Helligkeitsverlauf vom 07. August. Dieses mal war der Himmel aber bewölkt, man erkennt es an den Werten, die geringer sind als vom 03. August. Was man hier aber interessanter Weise erkennen kann ist, dass die Steigung der Helligkeit beim Sonnenuntergang nahezu gleich ist. D. h. es lässt sich, egal welches Wetter, der Zeitpunkt des Sonnenauf- bzw. Untergangs feststellen.

Diese Werte wurden schon mit der neueren Variante aufgenommen. Hier werden die Werte in den vorhanden EEPROM des Atmega8 gespeichert. Wenn man alle 76 Sekunden einen Wert aufnimmt, kann man den Verlauf eines halben Tages aufnehmen, ohne den PC angeschlossen zu haben. Abends wird dann einfach der Speicher per UART und meiner Software ausgelesen und die Grafik entsteht wie gehabt. Interessant wäre es natürlich, die Anzahl an Messwerten an die Breite des Koordinatensystems der Software an zu passen.