modifizierte Temperatur-Sensoren für Sonnenschein-Erfassung
ELV-Systeme Huger WMR-Wetterstationen
Ausgangssensoren
AS2000 THGR228
Verwendeter Sensor:
ELV-AS2000 20-401-78 (€ 14,95)
(nur Batterie-Betrieb und ohne Feuchtefühler)


Alternative Ausgangs-Senoren:
ASH3 20-287-82 (€ 12,50) - mit Feuchtefühler
S2000 I Elv:20-317-57 (€ 24,95) - mit Feuchtefühler
ASH2000 20-401-79 (€ 25,50) - mit Feuchtefühler
S2001 IA 20-355-12 (€ 29,95) - mit Feuchtefühler
S2000 A 20-291-73 (€ 49,95) - mit Feuchtefühler/Solar
Verwendeter Sensor: THGR228
(einer der 3 möglichen Zusatzsensoren)
ca. € 35,00
Mein Sensor ist ohne dem "N" (THGR228N) - von älterer Wetterstation.
Es müßte auch ein Sensor TGR228 (ohne Feuchtefühler) funktionieren.
Ich hab aber keine Bezugsquelle gefunden und der verwendete Sensor war bei mir schon vorhanden.

Dieser Sensor hat aber eine sehr geringe
"Sende-Reichweite"
Bauteile
Fotodiode(n): 2x BPW21 Fotodiode BPW21
Widerstand Dunkel-Begrenzung Rd: 62kOhm Widerstand Dunkel-Begrenzung Rd: 180kOhm
Widerstand Hell-Begrenzung Rh: 6,8kOhm Widerstand Hell-Begrenzung Rh: 6,1kOhm
Spezifikation Fotodiode BPW21:
Empfänger, für Spezialanwendungen mit Tageslichtfilter, U0 430mV, IK (RL <100 Ohm) 33µA, Ira (UR = 5V) 33µA
Werte gelten bei EA = 1 klux, bestrahlungsempfindliche Fläche 7,5 mm2
Die vorhandene "Temperatur-Perle wird durch nebenstehende Schaltung ersetzt. Die Wider- standswerte können durch Reihenschaltung und/oder Parallelschaltung erreicht werden.
Es ist auf die Polarität zu achten.
An den Pin von der "Nase" an der Fotodiode muß "+" angeschlossen werden.

Bei Verwendung von 2x BPW21 wird die zweite Fotodiode parallel zur ersten geschaltet (gleiche Polarität). Die Widerstandswerte ändern sich dabei nicht!
Hier sieht man den Anschluß der Bauteile.
Der Widerstand 62kOhm wurde aus zwei Widerständen 47k & 15k gebildet.
Lassen Sie sich bitte nicht von der Drahtfarbe irritieren (rot/blau) - ich hab hier die Farben vertauscht.
Über den Widerstand, der über die "Antennen"-Leitung führt, wurde ein Schrumpfschlauf gezogen.
Der Widerstand 6,1kOhm wurde aus zwei Widerständen 4,7k & 1,4k gebildet.
Grenzwerte
Dunkel: ca. -18.0 °C -> 0 % Dunkel: ca. -24.6 °C -> 0 %
Sonnenschein: ca. +48.0 °C -> 85 % Sonnenschein: ca. +26.0 °C -> 85 %
max. Sonne: ca. +62.1 °C -> 100 % max. Sonne: ca. +34.0 °C -> 100 %
Die "Prozentwerte" werden aus den vorzugebenden 0%/100% Temperaturwerten berechnet
Eine Sonnenstandskorrektur kann gewählt werden. Die Korrektur wird vom Sonnenaufgang/-untergang bis zu einer einstellbaren Zeit (09:10 bzw. ab 15:30) durchgeführt
Die Anpassung an die verschiedenen Hardwareschaltungen erfolgt über einen Faktor:
ca. 32 bei ELV-Systeme und ca. 19 bei Huger Systeme
Die 100% Werte sind meine Erfahrungswerte - können aber in der Software relativ leicht geändert werden.
Der WMR-Sensor ist im "unteren Bereich" sehr empfindlich, im oberen Bereich (Sonnenschein) dagegen unempfindlicher - deshalb benutze ich jetzt eine zusätzliche Diffusor-Folie. (Die Empfindlichkeit konnte damit im oberen Bereich verbessert werden).

Kennlinie bei Verwendung von 2x BPW21

Kennlinie bei Verwendung nur 1x BPW21
2x Fotodiode: Man kann hier sehr gut erkennen, daß damit ein geradliniger "Anstieg" erreicht werden kann.
Die Dioden sollten so montiert werden, daß je eine etwas nach Osten und die andere nach Westen ausgerichtet ist.
1x Fotodiode Während der "Sommerzeit" zeigt sich hier sehr deutlich, die "begrenzte" Erfassungsmöglichkeit während Sonnenauf- bzw. untergang.
In den Wintermonaten fällt diese "Einschränkung" nicht auf!
meine Sensoren im Einsatz
Der ELV-Sensor AS2000 mit 2 Fotodioden bestückt Der WMR-Sensor mit einer zusätzlichen Diffusor-Folie. Meine "Folie" ist eine farbige Schnellhefter-Folie - vielleicht ist Blau oder Rot noch besser?.
Eingesetzte Gehäuse
115 x 65 x 40 - G 203C - € 7,65 -> mein neues Sensorgehäuse
160 x 80 x 85 - G 265C - € 12,00 -> Platz für kompletten AS2000 befestigt auf Bodenplatte
115 x 90 x 55 - G 212C - € 9,20
zusätzlich Bodenplatte zur Befestigung des Originalhalters erforderlich.
Die Gehäuse-Typen sind von ELV, die Fotodiode gibt es auch bei ELV (20-054-25 €5,05) /Conrad usw.
weitere Bilder
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Eine Alternative von Peter Baumann
[100410.547@compuserve.com]
 
... vor ein paar Wochen habe ich für einen Freund aus einem AS2000 einen Sonnensensor (um)gebaut, wobei ich die BPW 21 direkt auf die Schutzhaube geklebt habe (mit Araldit). Zur Erhöhung der Dynamik habe ich die Fotodiode noch mit einer gelben PVC Schutzkappe überdeckt. Das Ganze ist nun hyperempfindlich in Bezug auf Lichtänderungen am Tag (Wolkendurchzug). Als Abgleichwiderstände habe ich gewählt: Rd=82k, Rh=5.73k . "Peter Baumann"
Die erste Kennlinie zeigt Peter's Lösung mit einem Fotowiderstand!
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Neueste Variante von Peter
Original-Kommentar Peter:
"Das spezielle an dieser Lösung dürfte sein, dass ich das Gehäuse Design des AS-2000
(Fühler unter einer abnehmbaren Schutzhaube) beibehalten habe.
Das lästige Problem mit dem Kondenswasser sollte somit umschifft sein.

Die beiden Fotodioden sind mit Araldit Rapid am Gehäuse befestigt.
Zur Durchführung der Anschlusspins habe ich je zwei 1,5 mm Löcher gebohrt und die Pins mit einer kleinen Leiterplatine verbunden (Parallelschaltung). Auf dieser Platine ist zudem der Dunkelwiderstand (97k) plaziert.
Der Hellwiderstand (ca. 5,5k) in Form eines Trimmerpotis befindet sich auf der Hauptplatine.

Die Schutzhaube besteht aus zwei Komponenten:
- 2 Zoll PVC Anschlussmuffe (Sanitär Bauteil)
- Transparente Plastik Kugelschale D=50mm. (gekauft im Weihnachts-Bastelsortiment bei MIGROS; "made in Germany")

Die Muffe habe ich zuerst etwas gekürzt und dann die Plastikkuppel darauf gelebt (PVC Kleber).
Für eine kraftschlüssige Verbindung zwischen Gehäuse und Schutzhaube sorgen zwei Selbstklebe-Filzpuffer am Innendurchmesser der Muffe.


Weitere Alternative von Peter Baumann

 
... wiedereinmal habe ich einen AS2000 zum Solar Sensor umgebaut.
Es handelt sich hierbei um einen Aufbau, welcher prakrisch keine Elektronik Kentnisse voraussetzt und
zu dessen Realisierung nur gerade ein Kabel auf die Platine gelötet werden muss.
Als lichtempfindliches Element kommt ein wetterfester Lichtfühler (Hycrotec) von
Conrad Electronic (Art. Nr. 15 66 47 - Preis 8,67 €) zur Anwendung.
Abgleichwiderstände Rh und Rd sind nicht notwendig.
Der Messbereich bei der Verwendung eines AS2000 überstreicht in etwa den
Bereich von -23,5 bis 40 °C.

Der Umbau geschieht folgendermassen:

- Temperaturperle auslöten
- RJ11 Stecker vom Fühlerkabel abtrennen
- Drähte braun und gelb anstelle der T-Perle auf den Print löten
- Kerbe zur Kabeldurchführung in die Trennfuge der einen Gehäusehälfte (am tiefsten Punkt) machen.
- Kabelbinder innerhalb Gehäuse um Kabel als Zugentlastung

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Das Foto zeigt die beiden Komponenten,
die Grafiken den Helligkeitsverlauf an einem eher wolkenreichen (9.4.)
und an einem recht sonnigen (14.4.) Tag.
Der Signalverlauf in der Dämmerungsphase ist übrigens sehr steil.


Eine weitere Alternative von Thomas Brentel

 
Kommentar von Thomas!
... basiert diese Elektronik auf Basis von Karl Schellnegger. Mein Sonnenlichtsensor sollte ein Kompacktgerät werden. Ich habe versucht, alle Bauteile in ein Gehäuse zu verbauen. Hier nun meine Lösung und meine Bilder.....

Mein Solarmodul als Einzelteil.

Das Modul von Unten. Ebenfalls mit Heißkleber abgedichtet...

Das Regelmodul, welches dann (wie bei Karl) die untere und obere Grenze bestimmen soll...

Das ist der Boden meiner Dose. Löcher sollen eine Wasseransammlung verhindern..

Hier habe ich das Regelmodul auf den Funksensor geklebt. Ich habe eine kompackte Bauweise bevorzugt...

Nun wurde das Regelmodul incl. Funktelektronik in den Dosenboden verklebt.

Als nächsten Schritt habe ich die Fotosensoren oben auf dem Funkinterface angebracht...

Schnell noch ein paar Löcher incl. dichtem Netz wegen Kriechtierchen und Wasserablauf angebracht...

Befestigungsstange verklebt, Deckel drauf (natürlich Lichtdurchlässig)...

Fertig....... Funktioniert einwandfrei.....
Ich möchte nochmals Herrn Karl Schellnegger für seinen tollen Bauvorschlag danken.
Ebenfalls möchte ich mich für die Hilfe bei meinen elektrischen Fragen bei Karl bedanken.
Er musste sehr viel Geduld mit mir haben......

Als kleiner Tipp..... die Dose (aus der Schwimmbadtechnik), die ich verwendet habe, hat einen Sicherheitsverschluss.
Der Sensorboden lässt sich somit im Uhrzeigersinn auch noch nach der Endmontage drehen. Damit ist eine genauere Justierung der Dioden möglich.

Ich hoffe, einen weiteren Beitrag für den Bau eines Sonnensensors gegeben zu haben.

TOM
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Preise und Best.Nr: keine Gewähr Stand: 20.12.2002