Arduino-Sonnenblume: Elektronischer Sonnen-Tracker selbst bauen

Bauteile

• 1× Arduino Uno (oder Crowduino ATmega328)
• 1× Base Shield V2 (z. B. Seeed / Crowtail)
• 4× Lichtsensor (Crowtail / RobotGeek / LDR-Modul)
• 2× Lineares Potentiometer (Crowtail, 10 kΩ) – für Reaktionszeit & Servogeschwindigkeit
• 1× Pan-Tilt-Modul (2× 9G-Servo, 180° horizontal & vertikal)
• 6× 3-polige Crowtail-Kabel
• Bastelmaterial: 2× Pappe, 1× Styroporplatte, 1× Holzstab, Heißkleber, Schere/Cutter
• Stromversorgung: USB-Powerbank oder DC-Netzteil (5 V)

Software

• Arduino IDE
• Servo-Bibliothek (Standard)

Idee & Prinzip

Vier Lichtsensoren (oben-links, oben-rechts, unten-links, unten-rechts) messen Helligkeit. Der Arduino berechnet Mittelwerte (oben/unten, links/rechts) und steuert die Pan-Tilt-Servos so nach, dass die Differenzen minimiert werden – die „Blüte“ (Pappe am Stab) dreht sich stets zur hellsten Lichtquelle. Zwei Potentiometer justieren Toleranz (Toleranzschwelle) und Verzögerung (Reaktionszeit).

Mechanischer Aufbau

1. Blüte: Zwei Pappstücke kreuzweise verkleben → Stab als Stiel ankleben (hält Blüte & Sensoren).
2. Sensorhalter: 4 Löcher in Styroporplatte bohren (Sensoren 1–4), Mittelloch für Stab. Sensoren einsetzen, nummerieren (1=unten-links, 2=unten-rechts, 3=oben-links, 4=oben-rechts). Stab mit Heißkleber fixieren.
3. Verkabelung: Crowtail-Kabel an Sensoren, mit Heißkleber sichern.
4. Pan-Tilt: Stab an Pan-Tilt-Halterung befestigen (Ausrichtung beachten: Sensoren 1/2 unten). Solarpaneele (Deko) auf Styropor kleben.

Elektronik & Verdrahtung

1. Arduino + Base Shield stapeln.
2. Sensoren an Shield: Kabel 1→A0, 2→A1, 4→A2, 3→A3 (Reihenfolge beachten!).
3. Potentiometer: Poti 1→A4 (Verzögerung), Poti 2→A5 (Servogeschwindigkeit).
4. Pan-Tilt: Horizontaler Servo (unten)→D9, Vertikaler Servo (oben)→D10.
5. Code hochladen (vor Verkabelung der Sensoren/Potis am Shield).

Code-Logik (Kern)

// LDR an A0..A3
lt = analogRead(A2); // oben-links
rt = analogRead(A3); // oben-rechts
ld = analogRead(A1); // unten-links
rd = analogRead(A0); // unten-rechts

avt = (lt + rt) / 2; // Mittelwert oben
avd = (ld + rd) / 2; // Mittelwert unten
avl = (lt + ld) / 2; // Mittelwert links
avr = (rt + rd) / 2; // Mittelwert rechts

dvert = avt - avd;   // Differenz vertikal
dhoriz = avl - avr;  // Differenz horizontal

tol = analogRead(A5) / 4;      // Toleranz (0..255)
dtime = analogRead(A4) / 20;   // Verzögerung ms

if (abs(dvert) > tol) { // vertikal nachführen
  if (avt > avd) servov++; else servov--;
  servov = constrain(servov, 0, 180);
  vertical.write(servov);
}
if (abs(dhoriz) > tol) { // horizontal nachführen
  if (avl > avr) servoh--; else servoh++;
  servoh = constrain(servoh, 0, 180);
  horizontal.write(servoh);
}
delay(dtime);

Test & Betrieb

In dunklem Raum Taschenlampe/Handy-LED anschalten – die Blüte folgt dem Licht. Potentiometer justieren: A4 (Verzögerung) höher = ruhiger, A5 (Toleranz) höher = weniger Nervosität. Stromversorgung per Powerbank (mobil) oder Netzteil (stationär).

Erweiterungen

• Echte Solarzelle zur Stromversorgung (MPPT-Lader)
• Datologging (SD-Karte, Uhrzeit, Winkel)
• Mehrere Blüten an einem Mast (Array-Tracking)
• Wetterfestes Gehäuse für Außeneinsatz

Dateien

• Code: CODE FOR ARDUINO SUNFLOWER.ino (Arduino)
• Schaltplan & Aufbau-Fotos (Bilder)