Lysmåling med et lille solpanel

Et lille solpanel fra en af de billige havelamper er fint til lysmåling, men først skal man lære det at kende. Mit solpanel stammer fra sådan en havelampe, ca. 10 cm i diameter, og sikkert fundet i Netto. Det blev kasseret da myrerne havde fyldt det med jord og myrebo.

Her er indmaden fjernet, og solpanelet loddet til en ledning. Det hele er fyldt med silikone og limet til et vinkelbeslag, det skete i omvendt stilling, og derfor er limen løbet lidt ned.

Der er 5,5 meter ledning, og nu skal der måles, hvor meget strøm panelet laver. Det blev anbragt vinkelret på solen, kl 13-13:30 på en skyfri 15. oktober.

I den anden ende er ledningen midlertidigt koblet til et såkaldt breadboard, også kaldet fjumrebræt. Det har en masse huller, der er forbundet halvvejs tværsover, og man kan stikke modstande, transistorer og andet i, og forbinde dem med små ledninger.

Uden belastning gav panelet 19,2 V, (Volt), med belastning på 2,2K (Kiloohm, 2.200 ohm) eller 10 K var spændingen også 19,2V. Det skyldes, at solpaneler hurtigt når en vis værdi i volt, stiger lyset er det strømstyrken i Ampere, der stiger.

Arduinoen kan ikke tåle over 5V i den analoge input, derfor skal der laves en spændingsdeler.

I et elektronisk kredsløb med jævnstrøm er strømstyrken konstant i alle dele af kredsløbet, men spændingen falder med modstanden, efter Ohm’s lov:   Strømstyrke, A = Spænding, V  * modstand, ohm
Har man f eks 2 modstande i serie, efter hinanden, den ene på 10K og den anden på 5K, og der er sat 15V til dem, så kan man måle 10V over den store modstand, og 5V over den lille.

Jeg startede med en modstand på 10K efterfulgt af en på 2,2K, og målte 15,8V og 3,5V over modstandene. De 3,5V er lige lidt nok, så næste forsøg var med 10K og 4,4K, og gav 13,3V og 6,0V. 
6,0V er for meget, så jeg endte med 10K og 3K, med 14,8V og 4,5V, og de 4,5V er fint til at måle via Arduinoen.

Ud over at registrere, hvor meget solenergi der er , kan målingerne bruges til at styre LED-lamper i drivhuset, så de ikke er tændt i solskin, og til at styre vanding.

Fortsættelse følger…..

Måling af lys i drivhuset

Dette er ikke om µmol lys, eller Watt, og slet ikke om lumen, men blot det at måle, om solen skinner eller ej, og hvor meget. Det lyder simpelt, men somme tider er tingene ikke så lette.

Slow Gardening, dyrkning i drivhuset om vinteren, er forholdsvis nyt i Danmark. Der er for lidt viden om hvad der kan dyrkes hvornår, og hvordan det trives. Derfor er jeg ved at starte et projekt, hvor der måles temperaturer og lys i drivhuset, samtidig med at væksten registreres. Det skar i samarbejde med Spirekassen, hvor man kan få frø til Slow Gardening

Lys kan måles med forskellige sensorer koblet til en Arduino. Det mest almindelige er LDR, lysfølsomme sensorer, de har den skavank, at de ændrer sig med tiden, og det er ikke smart.

Så er der forskellige små trykte kredsløb med en sensor, for dem alle gælder, at de ikke egner sig til at komme udenfor, og en stor del af dem kan heller ikke klare direkte sollys.

LED, kender mange som  vækstlys – men hvis man vender plus og minus på en lille LED genererer den en svag strøm, som skal forstærkes ca. 100 gange for at kunne måles. Jeg har prøvet med 2 transistorer, og også en såkaldt operationsforstærker, men målingerne svinger for meget til at de kan bruges.

Så må der Googles lidt mere, og et af forslagene er et lille solpanel, og sådan et havde jeg i skrammelkassen fra et billigt havelys. Det giver ca. 18,5 volt i direkte sol, og nul, når man lægger hånden over. Den analoge indput på en Arduino må ikke få mere end 5 volt, så jeg lavede en spændingsdeler af en 2,2 Kohm og en 1,0 Kohm modstand i serie mellem de to ledninger fra solcellen – regningsmæssigt passer det ikke, men modstande er ikke helt nøjagtige. Du kan læse om spændingsdelere på Google, det er dog ret langhåret, du kan også lege lidt med en beregner, den brugte jeg.

En analog input på Arduino må ikke være over 5 volt, og det skal være jævnstrøm. Signalet bliver digitaliseret, lavet om til en værdi mellem 0 og 1023, og hvad kan man så bruge det til? Det kan bruges til at måle hvor meget solen skinner, og om sommeren kan man bruge det som basis for automatisk vanding.

DMI er der noget, der hedder Borgervejr. Sæt et flueben ved DMI-målinger og find en station med måling af solindstråling nær dig. På en dag med skyfri himmel kan du notere hvad den hjemmelavede måler siger, og hvad DMI siger, hver time. Så skal man finde den matematiske formel mellem lysmåleren og DMI’s målinger, og så har man en ret nøjagtig måler for solindstråling, i Watt pr. kvadratmeter. 

Da der er tale om sollys kan det omregnes til µmol, men den kan ikke bruges til at måle LED med, da de ikke sender på hele spektret. (Så sneg der sig alligevel lidt watt og µmol ind!).

Når jeg er kommet videre med mit vil jeg lave en kogebog, også til beregningerne….

Elektronik i drivhuset, datalogger

Der er stor interesse for elektronik i drivhuset, til styring af vanding om sommeren og temperaturen om vinteren. Man skal kende sit drivhus for at gøre det rigtigt, og især temperaturen om vinteren kan blive et dyrt bekendskab, hvis det ikke gøres nøjagtigt. 

Jeg styrer med en Arduino, et modul med en processor og diverse ind- og udgange. At bygge videre på den, så der kan logges data, er overkommeligt. Det findes moduler i samme størrelse, såkaldte shields, der kan sættes ovenpå Arduinoen. Jeg valgte et billigt shield, Iduino ST1046, fra Conrad,  https://www.conradelektronik.dk/p/udvidelsesmodul-datenlogger-modul-1525439

Det gemmer data på microSD kort, sammen med dato og tid, der kommer fra et integreret kredsløb, der drives af sit eget batteri. Loggershieldet koster 79 kr, microSD kortet, 2 GByte, 49 og en læser til kortet 8,63 kr. Læseren er til USB-C, og det har jeg ikke på min bærbare, så det skal man lige være opmærksom på.

Det skal live siges, at det pågældende shield er en kopi af det originale, og det kommer helt samlet, hvilket det originale ikke gør, så det er billigere, og der er ingen lodning.

Installation af bibliotek

Det er kompliceret, når elektroniske komponenter skal snakke sammen, men det er løst via biblioteker, der rummer en del kommandoer, og der sker så en masse, man ikke behøver at sætte sig ind i.

Manualen til ST1046 findes her http://www.produktinfo.conrad.com/datenblaetter/1500000-1599999/001525439-an-01-en-DATENLOGGER_MODUL.pdf
sammen med link til Adafruit, hvor bibliotekerne til ur og kort findes.

Trykker man på linket til biblioteket kommer man til en side, hvor der skal trykkes på en grøn knap med teksten Clone og download, og derefter vælges Download ZIP og SD-Master.

Nu skal biblioteket installeres i Arduino programmeringen. Tryk på Sketch, derefter Include library og Add ZIP library.

Her fik jeg problemer, det lod sig ikke gøre, måske er du heldigere. Ellers må man gå ud i Stifinder og trykke på ZIP filen, så den pakker sig ud. Derefter kan den lægges manuelt på plads. Marker den udpakkede fil, find i Stifinder Programmer(x86) – sikkert på C-drevet, gå ind i Arduino og Libraries og kopier det udpakkede bibliotek hertil.

Så lukker man Arduinoens programmering ned og starter den op igen. Nu er der eksempler på programmering under Filer, og så har man en chance for at finde ud af, hvad der sker, for der er ikke så mange eksempler på nettet.

Første gang, der uploades et program til dataloggeren, indstilles dato og tid efter computerens dato og tid, så se lige, om det er i orden.

Jeg skal måle en del temperaturer hvert kvarter og logge dem sammen med lysstyrke, og mine programmer kommer her på hjemmesiden.

Her ses dataloggeren oven på Arduino, alle forbindelser er ført igennem, og der kan forbindes til de ledige.

Nu blomstrer safran krokus

Safran krokus er lidt vanskelig at dyrke, men jeg har prøvet lidt forskelligt og er ved at finde ud af det.

Forleden kom den første blomst, og idag 6 mere, så der var gang i pincetten. De 3 røde støvfang, der er krydderiet, er længere og kraftigere end sidste år, så det tegner godt.

Vejrudsigten lyder på sol og eftersommer den næste uge, og det vil blomsterne have godt af.

Blomsterne holder kun en dag eller 2, men de er kønne, så længe det varer. Her ses tydeligt de gule støvdragere, og de røde støvfang.

Kortdagsplanter og LED lys i drivhuset

Chrysanthemum blomstrer sent om efteråret, og kaldes en kortdagsplante, Campanula blomstrer om sommeren og kaldes en langdagsplante, og tomater er dagneutrale, de blomstrer når planten har overskud til det.

For knapt hundrede år siden fandt man ud af, at daglængden har betydning for nogle planters blomstring, og at man kunne få den til at blomstre – eller lade være, ved at ændre daglængden. Det gøres med mørklægning eller ved at tænde lys.

Senere fandt man ud af, at det er ikke daglængden, men længden af natten, der styrer blomstringen. Hvis Chrysanthemum får lys om natten, selv ganske kort, vil de ikke blomstre, og det har givet problemer i mange gartnerier. Betegnelserne lang- og kortdagsplanter blev dog hængende, selv om det altså er nattelængden, der styrer.

Phytochrom

Planter har klorofyl til fotosyntese, men der er også andre molekyler, der kan reagere på lys. Et af dem er phytochrom, der kan have 2 tilstande: Pfr hvis det bestråles med langrødt lys, 730 nm, og Pr hvis det bestråles med rødt lys, 660 nm. I mørke omdannes Pfr langsomt til Pr.

Dagsrytmen fungerer på denne måde:

Sollys har et større indhold af rød lys end langrødt, så om aftenen er alt phytochrom Pfr, og det omdannes i løbet af natten til Pr. Det er Pr, der sætter blomstring igang hos kortdagsplanter, og om sommeren er natten så kort, at phytochrom ikke når at blive omdannet. Får planter lys om natten omdannes phytochrom straks til Pfr stadiet.

Hvad betyder det for mit drivhus

Jeg har en novemberkaktus og storblomstrende chrysanthemum i drivhuset, og de har store blomsterknopper. Det er dog tid til at give lidt vækstlys, og det er blevet billigere med LED, men pas på, man kan ikke blæse og have mel i munden samtidig. 

Hvis kortdagsplanter skal i blomst, og der samtidig skal være LED lys i drivhuset, skal kortdagsplanterne dækkes med sort plast hver eftermiddag, og det skal selvfølgelig tages af igen næste dag, så deres mørkeperiode bliver mindst 12 timer, og gerne 14-15 timer.

Når blomsterknopper er dannet fortsætter deres udvikling selv om der er lys om natten, men der er store forskelle på planter. Den følsomme periode er før blomsterknopperne kan ses, og her er det en meget dårlig ide at gå i drivhuset om aftenen med en lommelygte for lige at se, hvordan det står til.