HTL - Diplomarbeit

Solarbetriebener Stirlingmotor: Eine Schaltung zur Steuerung und Messung

Aufgabenstellung und Zielsetzung:

Das Ziel der Diplomarbeit ist es eine Schaltung zu planen, zu konstruieren und aufzubauen, die einen Parabolspiegel, in dessen Brennpunkt ein Stirlingmotor sitzt, der Sonne nachzuführen. Die gesamte Anlage soll für 100W ausgelegt sein und soll mit Hilfe eines Computers die Messwerte grafisch darstellen. Die konkrete Anwendung liegt in der Messung von Spannung, Strom, Temperatur und Drehzahl und in der Nachführung des Parabolspiegels.

Weiters sollte noch eine Handelsübliche "Lichtmaschine" an den Stirlingmotor angeschlossen werden um einen Akku zu laden.

Aufgaben im Detail:

• Drehzahlmessung am Stirlinmotor über Reflexionslichtschranke
• Temperaturmessungen bis 200°C
• Temperaturmessung mittels Thermoelement bis 1000°C
• Strom- und Spannungsmessung am Generator
• Automatische Datenerfassung
• Grafische Auswertung der Daten am Computer
• Displayansteuerung und Menü
• Nachführung des Spiegels der Sonne mittels LDR und Joystick
• Datenübertragung mit Hilfe von USB zum Computer
• Ansteuerung der Motoren für den Spiegel mittels PWM (Pulsweitenmodulation)
• Fertigen eines Prints und Verkabeln der Anlage
• Verwendung des Mikrocontrollers EZ-USB (8Bit,8051)
• Verwendung von I²C, SPI, USB, C++, C, Qt, Qwt

Ergebnis:

Die Schaltung und die Software wurden vollkommen fertiggestellt und getestet. Da leider der Spiegel und der Stirlingmotor von einer anderen Abteilung gefertigt werden sollte und dieser nicht rechtzeitig fertig wurde, konnten wir die Messungen nur testen und nicht wirklich auf das Gerät aufbauen. Die Nachführung funktionierte herrlich und auch alle anderen Funktionen wurden realisiert.