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Suivi du soleil pour un cuiseur solaire



  1. #1
    2diabolo

    Suivi du soleil pour un cuiseur solaire


    ------

    Salut à tous !

    Je ne vous connais pas encore car c'est mon premier message sur ce forum.

    Bon voilà je suis sur un projet pour mon stage en Inde de traqueur de soleil pour cuiseur à concentrateur solaire (une parabole qui concentre les rayons en un même point).
    La solution de la rotation autour de l'axe polaire n'est pas envisageable car le support pour la nourriture est lié a la structure de la parabole (modèle SK14 pour ceux qui connaissent).

    Par conséquent j'avais choisi de faire une rotation selon deux axes:
    - un vertical motorisé (qui selon moi devait tourner également à vitesse constante (15°/h) mais cela ne fonctionne pas.
    - un horizontal qui serait motorisé (si le temps de trouver la structure mécanique) ou non car il devait resté libre pour l'utilisateur afin de pouvoir se protéger du soleil en tournant la parabole quand il cuisine

    Bref à ce jour la mécanique est prête (engrenages, moteur , ...), la parabole peut tourner a vitesse constante mais ce n'est pas bon.

    Je m'oriente donc sur un système de "recherche du soleil". Pour ça je ne voie que deux possibilités pour le moment:
    - énergie de motorisation et direction donnée directement par des panneaux solaires (deux par axes)

    - énergie donnée par batterie et direction par un système à base de photoresistances ou de LED.

    La présence d'un microcontroller n'est pas à l'orde du jour car cela est trop compliqué à mettre en place là où je suis (trouver les microcontrolleurs, les programmer, ... je n'ai rien de tout ça à portée de main)

    Je suis en train de tester le premier système mais il me parait un peu cher (prix des panneaux solaires).
    Cependant pour le deuxième système je recherche un schéma simple pour diriger un axe afin de pouvoir le combiner sur mes deux axes. Est-ce qu'un simple montage à base d'ampli op pourrait marcher (et si oui comment fournir assez de puissance aux moteurs (grand maxi 0.5 A) ? A l'aide de transistors ?
    Quelle genre de précision obtient-on avec un tel système ?

    La précision dont j'ai besoin est de l'orde de +ou- 5° (en manuel il faut réajuster le cuiseur toutes les 20-25 minutes).

    J'aimerais également savoir comment positionner les diodes (ou photorésistances) ou panneaux solaires (car c'est le même problème) sur un tel système (perpendiculaire, opposées, avec un certain angle (pour la tolérance) ?

    Enfin, a priori un des problèmes qui revient souvent est le repositionnement du système le matin. Cela n'est pas indispensable car comme le système fonctionnera sur batterie et qu'un mode manuel (motorisé) est déjà disponible par mes débuts sur le projet je pense le réutiliser. (Mais bon si c'est vraiment pas beaucoup compliqué alors ça m'intéresse, disons que c'est pas le plus gros souci).


    Bon entre temps j'ai essayé de faire sur papier un montage. Je ne connaissais pas le schéma de représentation d'une photo résistance alors j'ai mis une resistance à la place.

    Est-ce que ce montage aurait une chance de marcher ?

    Tout est alimenté par une batterie 12V 7Ah avec une capacité de 20A.
    Les deux moteurs fonctionnent sur 12V et nécessite moins de 200 mA en fonctionnement.


    Déjà merci si vous avez lu jusque là.

    -----
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  3. #2
    invite72410984

    Re : Suivi du soleil pour un cuiseur solaire

    Bonjour,
    je peux te suggerer un système optoelectronique qui permettrait de reperer la source la plus intense de lumière : le soleil. Puis d'asservir sa position autour de ce repère, afin de permettre un flux lumineux constant. Une logique sequentielle du type graphcet permettrait de rechercher le soleil, puis de garder en mémoire la position en vue d'asservir le four. Ensuite, un système optique pourrait donner acces à l'écart angulaire entre le soleil et les deux axes.

  4. #3
    2diabolo

    Re : Suivi du soleil pour un cuiseur solaire

    Cela me parait interessant ? Mais est-ce que ce n'est pas trop compliqué car je ne dispose plus de trop de temps et surtout le magasin d'elec le plus proche est à 2 jours de trajet donc je peux pas trop me permettre de me lancer dans un truc trop compliquer.

    Que penses tu de mon circuit ? Il est basique mais peut etre a t il une chance de marcher (deja que je sais pas ou je vais trouver tous ces composants).

    Merci d'avance

  5. #4
    FC05

    Re : Suivi du soleil pour un cuiseur solaire

    Salut,

    avec ce système, le moteur tourne soit dans un sens soit dans l'autre. Il te faut donc utiliser des comparateurs à 2 seuils (montage à ampli-op que l'on trouve sur tous les datasheet, si on a oublié ces cours en France ).

    Pour l'ampli-op, je te conseille un LM324 (4 ampli par boitier) ou un LM358 (c'est le même type d'ampli, mais là il n'y en a que deux par boitier). Ce sont des amplis qui n'ont pas besoin d'une alim symétrique.

    Pour le pont en H ... je dirais L298 ... mais il me semble que le type de commande ne correspond pas à ton schéma ...
    "La réalité c'est ce qui reste quand on refuse d'y croire" P.K. Dick

  6. #5
    Jack

    Re : Suivi du soleil pour un cuiseur solaire

    salut,

    apparemment tu es pressé, donc pas la peine de partir sur quelque chose d'un peu plus sophistiqué.

    Pour commenter ton schéma, je te propose de limiter le gain des amplis afin d'éviter de voir leur sortie basculer en permanence lorsque la parabole sera en place. En effet, l'erreur étant voisine de 0, si tu ne limite pas leur gain, la sortie des amplis va sans cesse osciller entre les tensions de saturation.

    Je te conseille également de choisir des amplis monotension, genre LM324.

    En ce qui concerne la précision, cela dépendra en grande partie de la qualité des moteurs. Les modèles économiques ont besoin d'un courant non négligeable avant de démarrer. On peut améliorer en augmentant le gain des amplis, mais pas trop sous peine de retomber dans les problèmes cités au dessus.

    A+

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    2diabolo

    Re : Suivi du soleil pour un cuiseur solaire

    Les moteurs a priori ne sont pas trop mauvais. Je les ai testé sur une carte électronique du genre timer (qui donne des impulsions 0.1s toute les 40s) et depuis le temps ils tiennent bien la route.

    Je pense que le problème ne viendra pas de ce côté la. Et puis il est toujours possible de changer un moteur si le problème vien de là à la fin.

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  10. #7
    Jack

    Re : Suivi du soleil pour un cuiseur solaire

    essaie de limiter le gain des ampli donc.

    Et le pont en H, il est tout fait?

    A+

  11. #8
    2diabolo

    Re : Suivi du soleil pour un cuiseur solaire

    Ben j'ai cru comprendre qu'il existait des ponts en H tout fait non ?

    Mais pour le moment j'ai rien acheté car je dois tout faire en une fois (2 jour de trajet pour aller jusqu'à Bombay et revenir, trouver un magasin qui aurait de tels composants ...)

  12. #9
    Jack

    Re : Suivi du soleil pour un cuiseur solaire

    oui, mais il n'ont pas tous les mêmes caractéristiques notamment au niveau de la commande des transistors.

    A+

  13. #10
    monnoliv

    Re : Suivi du soleil pour un cuiseur solaire

    Ne soldez pas grand mère, elle brosse encore.

  14. #11
    2diabolo

    Re : Suivi du soleil pour un cuiseur solaire

    Salut

    Bon ça m'a pris un peu de temps mais voilà j'ai pondu mon premier schéma électrique. Dites-moi ce que vous en penser.

    Pour les valeur des résistances et du condo du Timer 555 j'ai utilisé le logiciel de Schematica. J'ai besoin pour l'axe vertical d'une fréquence d'environ 0.0015 Hz avec un duty cycle de 20% (Tl = 10 min et Th = 1 min).
    Cependant le logiciel laisse plein de liberté dans le choix des valeurs, je ne sais pas comment choisir: privilégier le condo, ou les résistances. Si quelqu'un pouvait m'expliquer.

    Je n'ai mis qu'un axe sur le schéma pour faire plus simple. Après il suffira d'alimenter le pont H de l'autre côté pour l'autre axe avec différents critères pour le timer.

    Tout sera alimenté en 12V par une batterie (7Ah, capacité 20A). Pensez vous que cela pose problème de n'utiliser qu'une batterie pour tout alimenter ?

    Pour les ampli op et les portes ET j'ai supposé que ca poserait surement pas de problème a trouver un modele valable pour ce montage mais je suis pas sur.

    Pour le choix du pontH je ne suis pas sur car il a une puissance de 5W. Mes deux moteurs consomment disons environ 250mA chacun (grand max) pour être sûr. Pensez vous que cela suffira ?

    Pour la valeur des résistances associées au photorésistances, je ne sais pas quoi choisir mais je pense que cela n'a pas trop d'importance. Idem pour les photorésistances.

    Sinon une question encore plus conne mais en Inde, je trouverai les mêmes composants dont tout le monde parle si je vais dans un magasin d'électronique ?

    J'attache le fichier Tiny Cad. Le circuit de monnoliv sur http://circuitos.tripod.cl/schem/r21.gif .Qu'en pensez vous ? Serait-il assez puissant pour alimenter mes moteurs ?

    J'attends avec impatience vos réactions (et aussi votre aide pour le choix des composants car je sais pas trop comment me lancer).

  15. #12
    2diabolo

    Re : Suivi du soleil pour un cuiseur solaire

    Bon j'ai oublié le schéma.
    Si vous voulez le fichier TinyCad contactez moi.
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  17. #13
    Jack

    Re : Suivi du soleil pour un cuiseur solaire

    pour, le 555, cette fréquence me semble un peu faible car les courants de charge et de décharge du condo risquent d'être inférieurs à son courant de fuite. Il vaudrait mieux augmenter la fréquence et mettre un diviseur derrière.

    Le second problème que je vois apparaître se situe au niveau du point d'équilibre. Le moteur va osciller entre marche avant et marche arrière sans arrêt. Il faudrait créer une bande morte en utilisant des comparateurs à hystérésis.

    Il serait peut-être aussi intéressant de mettre une capa sur les cellules pour diminuer la vitesse de réaction du système. Je pense par exemple au cas où une personne passerait devant une des cellules, ce qui provoquerait un changement de position.

    A+

  18. #14
    FC05

    Re : Suivi du soleil pour un cuiseur solaire

    Citation Envoyé par Jack
    Le second problème que je vois apparaître se situe au niveau du point d'équilibre. Le moteur va osciller entre marche avant et marche arrière sans arrêt. Il faudrait créer une bande morte en utilisant des comparateurs à hystérésis.
    C'est ce que je dis depuis #4 ... mais bon ...

    J'ai une solution à 5 ampli-op ... j'essaye de voir si 4 c'est pas possible et je fais le schéma.

    A+
    "La réalité c'est ce qui reste quand on refuse d'y croire" P.K. Dick

  19. #15
    FC05

    Re : Suivi du soleil pour un cuiseur solaire

    Voici ma solution a 5 ampli-op ... j'ai pas pu faire mieux, mais je trouve que c'est compliqué ...

    Le fait d'être en alim non symétrique complique un peu les choses ...
    Fichiers attachés Fichiers attachés
    "La réalité c'est ce qui reste quand on refuse d'y croire" P.K. Dick

  20. #16
    monnoliv

    Re : Suivi du soleil pour un cuiseur solaire

    C'est vraiment sympa de faire ces schémas, FC05. Bravo et merci pour les lecteurs !
    A+
    Ne soldez pas grand mère, elle brosse encore.

  21. #17
    FC05

    Re : Suivi du soleil pour un cuiseur solaire

    De rien, je ne garantie pas que ça marche ...
    "La réalité c'est ce qui reste quand on refuse d'y croire" P.K. Dick

  22. #18
    millenium

    Suivi du soleil pour un cuiseur solaire

    Bonjour à tous,

    Vous pouvez visiter le site des Bioénergies, un site que j'ai créer recemment..sur l'énergie solaire en particulier (autoconstruction de four solaire, séchoir solaire, panneaux thermiques)

    Vous pouvez réaliser une douche solaire à bas prix !

    Vos avis et commentaires sont les bienvenus...

    Jeff

    http://bioenergies.free.fr
    [url]http://bioenergies.free.fr[/url]

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  24. #19
    2diabolo

    Re : Suivi du soleil pour un cuiseur solaire

    Merci pour ton schema FC05. Cependant je vais rester sur ma première version car je ne suis pas sur de bien comprendre (et du coup j'aime pas me lancer dans des trucs ou je comprends pas quand je suis pressé car si ca marche pas je pourrai pas savoir d'ou ca vient). Donc ne m'en veux pas si dans un premier temps je reste sur mon ancienne version (ça oscillera mais au moins je saurai pourquoi )

    Dejà j'aimerai avoir au moins cette version de base et après je me sentirai plus à l'aise pour le modifier si besoin.

    J'ai refait le schema. Tout est alimenté en 5V (timer, ...) sauf le pont en H pour l'alimentation des moteurs(12V batterie). Pensez vous qu'un seul regulateur 5V (LM340) puisse suffire pour 2 circuits (axe est-ouest et axe nord-sud). Je pense que oui mais j'aimerai avoir confirmation.

    Bon finalement je vais me lancer sur cette version.
    Pour le choix final des composants, je prends :
    - LM340T-5 pour le régulateur 5V (+ radiateur)
    - Timer 555
    - 1 LM324 (pour les ampli op)
    - Diodes 1N4148 (pour toutes les diodes du schema)
    - L293B (pour le pont en H) de capacité 5W
    - Photorésistances (là je sais pas comment choisir) et les résistances qui vont avec (comment calculer ?)


    Pour le timer : deux condos 0.01uF (defini) et 820uF pour la frequence (periode d'environ 10 ou 11 minutes)
    - 1 resistance d'environ 100k (pour le temps bas d'environ 10 min)
    - 1 potentiometre de 10k (pour faire varier le temps haut entre 10s et 1min et determiner la meilleure valeur)

    Comment ca s'appelle les supports pour fixer les CI sinon ?

    Si quelqu'un pouvait me donner un dernier petit coup de main pour fignoler le choix, s'il vous plait.

    @+

    PS: Je mets le dessin du schema (dernière version)
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  25. #20
    FC05

    Re : Suivi du soleil pour un cuiseur solaire

    Perso, j'ai toujours pas compris pourquoi tu mettais un 555 ...

    Sinon, le fait que le moteur marche soit dans un sens soit dans l'autre, pour moi c'est pas terrible au niveau consommation électrique.

    Pour l'explication de mon schéma, c'est assez simple. Je l'ai découpé en étages.

    premier étage : aquisition de la tension sans perturber le capteur (d'où les ampli-op en suiveur).

    second étage : aditionneur-soustracteur. Permet d'avoir une tension proportionnelle à la différence de tension entre les deux capteurs, mais centré sur 6V.

    Troisiéme étage : comparateur à fenêtre. Il y a en série une résistance (10k), une resistance réglable (1k) et une autre résistance réglable (20k).
    On crée deux points référence de tension, par exemple un à 5,5V, et un autre à 6,5 V. Si la tension est supérieure à 6,5V un des deux ampli a une sortie haute. Si la tension est inférieure à 5,5V, c'est l'autre. Entre 5,5 et 6,5 aucune des deux sorties n'est à l'état haut.

    Bien sur le pont en H et le moteur ne sont pas sur mon schéma qui lui même est pour une seule voie.


    Autre chose, pour millenium Jeff, énergie libre est la traduction littérale de "free energy" ... mais dans ce cas, free = gratuit !
    Et comme l'énergie libre, c'est quelque chose qui existe en thermodynamique et qui n'a rien à voir, pour moi ça fait pas sérieux !
    Bon Ok, quand on voit les photos de champs d'éoliennes que tu planté dans la mer devant chez toi, on ce dit que t'es un mec serieux ...
    "La réalité c'est ce qui reste quand on refuse d'y croire" P.K. Dick

  26. #21
    FC05

    Re : Suivi du soleil pour un cuiseur solaire

    RAAAH !

    Que la honte soit sur moi !

    Normal que tu ne comprennes pas !

    Je m'étais trompé en recopiant le shcéma du comparateur à fenêtre ... et en plus j'avais mis une remarque sur ces deux ampli inversés qui ne l'étaient pas en fait. La totale ... désolé ...

    En pièce jointe, la nouvelle version ... en espérant qu'il n'y ai pas d'autres anneries !
    Fichiers attachés Fichiers attachés
    "La réalité c'est ce qui reste quand on refuse d'y croire" P.K. Dick

  27. #22
    Jack

    Re : Suivi du soleil pour un cuiseur solaire

    heu, désolé FC05

    Je viens de relire depuis le début, et je n'avais pas remarqué que tu avais détecté le problème de bande morte avant moi.

    Rendons donc à César ....

    A+

  28. #23
    2diabolo

    Re : Suivi du soleil pour un cuiseur solaire

    Bon je regarde ça plus delicatement ce soir.

    Pour le 555, en fait c'était pour permettre au moteur de se repositionner toutes les 10 min environ donc définir une période du genre: 10 min le moteur ne marche pas
    1 min (ou moins, temps à ajuster) le moteur se regle.

    Du coup ça evite l'oscillation du systeme tout le temps.

    Excuse mon ignorance mais sinon, si on utilise une alim symetrique pourquoi ne pas faire un montage ampli op a base d'hysterisis, ça reviendrait au même non ?

    Merci pour ton aide

  29. #24
    FC05

    Re : Suivi du soleil pour un cuiseur solaire

    En fait, le probléme, c'est qu'il faut une sortie à trois états, du type : "pas bon je vais à gauche (haut)", "pas bon je vais à droite (bas)", "là c'est à peu prés bon, je bouge pas".

    Mais même avec de l'hystérésis en alim symétrique (et un seul comparateur) on a que deux états.

    La ruse ce serait un amplificateur de différence avec des diodes en sortie pour enlever n*0,6V et créer un bande morte ...
    "La réalité c'est ce qui reste quand on refuse d'y croire" P.K. Dick

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  31. #25
    Sir Bedevere

    Re : Suivi du soleil pour un cuiseur solaire

    Une petite suggestion qui n'utilise pas de 555 ou de ponts en H (en+ je sais pas ce que c'est qu'un pont en H )

    C'est sans doute améliorable, vu que c'est le deuxième plan que je fais (le premier c'était un digicode qui n'a jamais marché ...) mais bon si ça peut t'aider...

    J'ai fait l'hypothèse que les circuits marchaient en alim symétrique, mais je pense qu'on peut le transformer sans torp de problème pour utiliser une alim simple.

    Si vous trouvez pas de bug dednas, ça te coûtera moins cher, t'auras besoin que de deux circuits
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    L'expérience est le nom que chacun donne à ses erreurs - Oscar Wilde

  32. #26
    Jack

    Re : Suivi du soleil pour un cuiseur solaire

    sympa d'avoir pris le temps de faire un schéma.

    Cependant, pourquoi ne pas utiliser directement un soustracteur à la place de l'inverseur+sommateur?

    Il y a aussi le problème des alims: ton montage ne fonctionnera qu'avec des alims symétriques pour les amplis.

    Enfin, ton ampli de commande de moteur est un peu léger. Un ampli op classique délivre environ 40mA max. De plus, imagine que l'aop du bas soit à l'état haut et celui du haut, à l'état bas: les sorties sont court-circuitées.
    D'où l'intérêt du pont en H qui est un ampli de puissance à 4 transistors permettant l'inversion du sens de rotation.

    A+

  33. #27
    invite76a

    Re : Suivi du soleil pour un cuiseur solaire

    Bon, j'ai un schéma intéressant : Comparateur à fenêtre, lm324, pont en H transistors, bref ce qu'il faut. Mais ... ELEKTOR 1983.
    SI le modérateur me dit qu'il n'y a pas (plus) de problème de droits d'auteur, je l'envoie.
    Thierry

  34. #28
    monnoliv

    Re : Suivi du soleil pour un cuiseur solaire

    SI le modérateur me dit qu'il n'y a pas (plus) de problème de droits d'auteur, je l'envoie.
    Franchement, je n'en sais rien, mais connaissant Elektor, ça m'étonnerait que les droits d'auteur soient libres, même pour un article de 1983. Donc je préfère ne pas voir de publication publique.
    Merci.
    A+
    Ne soldez pas grand mère, elle brosse encore.

  35. #29
    FC05

    Re : Suivi du soleil pour un cuiseur solaire

    Pour ceux que ça interesse, j'ai réussi (en théorie) avec deux ampli-op, quelques resistances, diodes et capas.

    L'idée est d'utiliser des ampli-op de puissance. Il y a différentes ref, le L272 se trouve chez conrad à 3,80 euros.
    Fichiers attachés Fichiers attachés
    "La réalité c'est ce qui reste quand on refuse d'y croire" P.K. Dick

  36. #30
    Sir Bedevere

    Re : Suivi du soleil pour un cuiseur solaire

    Jack >> Oui pour le soustracteur tu as raison mais j'ai oublié comment on le fait

    Sinon effectivement, maintenant que j'y pense c'est justement parce que l'AO ne délivre pas assez de courant que le digicode ne marchait pas . Enfin bon c'était mon TPE de Temirnale on avait connecté les plaques juste avant de passer pcq on était à la bourre malgré nos heures sup du Samedi matin

    Bref.

    Et un pont en H ça fonctionne comment exactement ? T'aurais pas un petit lien explicatif STP ?
    L'expérience est le nom que chacun donne à ses erreurs - Oscar Wilde

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