Komparator-Schaltung mit OPV, aber mit "Null-Hysterese"

Mahlzeit,

seit geraumer Zeit zerbreche ich mir den Kopf, wie ich mein kleines Bastelprojekt, ein einachsig nachgeführtes Solarmodul mit einer anständig funktionierenden Schaltung ausstatte. Die inzwischen zweite Version hat immer noch die Kinderkrankheit, dass keine Adaption auf Streulicht stattfindet. Entweder funktioniert es bei blauem Himmel super, fährt aber bei Wolkenschleier-bedingt diffuser Sonnenstrahlung ständig hin und her oder es funktioniert bei letzterem gut, hängt aber dann bei klarem Himmel dem Sonneneinfallswinkel viel zu weit hinterher - je nach Ausrichtung der beiden lichtabhängigen Widerstände (LDR).

Nun will ich das Ganze noch einmal völlig neu denken. Gegeben sind nur folgende Kriterien:

  • die zwei LDR mit ca. 40 Ohm bei voller Sonnenbestrahlung und einem Dunkelwiderstand irgendwo über 10 kOhm
  • das Solarpanel, 18 V/20 W @ MPP, wird aber nicht im MPP betrieben, sondern folgt quasi direkt der 12-V-Bleiakkuspannung
  • der Antriebsmotor: ein kleiner DC-Getriebe-Bürstenmotor, der maximal 3 V verträgt, Nennleistung nicht genau bekannt, aber deutlich unter 1 Watt

So kam mir jetzt der Gedanke, es doch besser mit OPV(s) zu probieren. Es sollten (natürlich indirekt) die Widerstände der beiden um ca. 90° verschieden ausgerichteten LDRs verglichen werden. Ein LDR zeigt etwa 45° vom „Soll-Sonneneinstrahlwinkel“ nach Osten weg, der andere symmetrisch dazu nach Westen.
Sobald ein LDR deutlich - z. B. x % mehr Licht (bzw. y % weniger Widerstand) als der andere registriert, wird der Motor solange in die passende Richtung angesteuert, bis beide gleich viel Licht auffangen, umgekehrt genauso.
Damit wäre immer ein Hysteresebereich von 2*y % (bei Stillstand) bzw. y % (bei angesteuertem Motor) Unterschied gewahrt, in dem keine Ansteuerung erfolgt, um ein ständiges Hin- und Herfahren zu unterdrücken.

Aber wie komme ich mit möglichst einfacher Schaltung zum gewünschten Verhalten?

Ein OPV alleine hat als normaler Komparator quasi nur einen 1-Bit-Ausgang. Für meine drei Ausgangszustände bräuchte ich 1,5 - also praktisch 2 Bit. Aber mit 2 OPVs fällt mir momentan auch wieder kein praktikabler Weg ein.

Danke im Voraus für Lösungsansätze!

MfG
Marius

Hier schon einmal die Lösungen.
Prima Seite für Bastler wie Dich. :wink:

https://www.mikrocontroller.net/topic/421033

the Raccoon

Ich habe jetzt folgende Schaltung realisiert:

Funktioniert leider nicht. Zu Probezwecken habe ich an die Anschlüsse für die LDRs jeweils einen 220-Ohm-Widerstand geklemmt und anschließend bei Rph = 0 mit dem Rpm herumgespielt. Allerdings zieht K1 nie an.

Beim Versuch, den Fehler zu verstehen, stellte ich fest, dass am Spannungsteiler „R+/R-“ eine sehr ungleichmäßige Spannungsteilung stattfindet, weit weg von 50/50 %. Daraufhin dachte ich, dass seine Belastung wohl zu stark ist und habe deshalb testweise die 6,8-k-Widerstände durch 820er ersetzt. Das hat jedoch die Ungleichheit noch mehr verstärkt. Nun bin ich mit meinem Latein am Ende.

Wie kann ich dem Problem beikommen?

Grüße
Marius

Wollen die Punkte -3 und +4 nicht vielleicht ne konstante Spannung? Dann würde ich die von R+ und R- trennrn, um denen 2 eigene Spannungsteiler-Rs gönnen.

Das würde die Einstellung des Hysteresebereichs (mit Poti Rph) verkomplizieren. Könnte man aber mal probieren.

Nach vielen Stunden Grübeln, Probieren, Messen und Optimieren habe ich nun endlich die Schaltung genau mit der gewünschten Funktionalität:

Dass die OPVs 3 und 4 sich das Potential teilen, hat sich als unproblematisch erwiesen.