Tragbarer Solar-Tracker als Handy-Lader mit Arduino und Servo-Steuerung

Benötigte Komponenten

Werkzeuge

• Lötkolben & Zubehör

Software

• Arduino IDE

Projektidee

Ein kleiner Solar-Tracker, der eine Solarzelle (oder zwei in Reihe) per Servo der Sonne nachführt, um den Ertrag zu maximieren. Ein Boost-Converter wandelt die Zellenspannung auf 5V USB um – so kann ein Handy geladen werden. Der Arduino steuert den Servo basierend auf zwei LDRs (Ost/West).

Hinweis: Die Solarzellen liefern max. ~3,4V – der Arduino + Servo benötigen 5V. Daher wird der Arduino hier extern versorgt (USB-Netzteil/Powerbank). Das Konzept ist skalierbar: Bei größerer Panel-Fläche (z. B. 12V) könnte das System autark laufen.

Mechanischer Aufbau

1. Zwei Solarzellen nebeneinander mit Epoxid verkleben, in Reihe löten (+ an -).
2. LDRs links & rechts an den Zellen befestigen (Ost/West).
3. Schwenkbare Halterung bauen (z. B. Balsaholz, Federstahl-Achse, zwei A-Rahmen).
4. Servo an einem A-Rahmen montieren, Hebel mit Federstahl an Panel-Halterung verbinden (loose fit, damit sich Panel frei drehen kann).

Servo kalibrieren

Test-Sketch hochladen, pos variieren (0–180), bis Servoarm gerade nach oben (z. B. 15) und gerade nach unten (z. B. 140) zeigt. Werte notieren.

Haupt-Code (Sun Tracker)

#include <Servo.h>
Servo servo;
int eLDRPin = A0;   // Ost-LDR
int wLDRPin = A1;   // West-LDR
int eastLDR, westLDR, difference;
int error = 10;          // Kalibrierungs-Offset
int servoSet = 130;      // Startposition (nach Kalibrierung anpassen)

void setup() {
    servo.attach(9);
    Serial.begin(9600);
}

void loop() {
    eastLDR  = analogRead(eLDRPin);
    westLDR  = analogRead(wLDRPin);

    // Nachts / wenig Licht: Panel nach Osten (Sonnenaufgang) zurückfahren
    if (eastLDR < 400 && westLDR < 400) {
        while (servoSet <= 140 && servoSet >= 15) {
            servoSet++;
            servo.write(servoSet);
            delay(100);
        }
    }

    difference = eastLDR - westLDR;

    // Nachführung: Differenz > Schwelle → Servo schwenken
    if (difference > 10) {          // Osten heller
        if (servoSet <= 140) {
            servoSet++;
            servo.write(servoSet);
        }
    } else if (difference < -10) {  // Westen heller
        if (servoSet >= 15) {
            servoSet--;
            servo.write(servoSet);
        }
    }

    // Serial Monitor für Debugging
    Serial.print(eastLDR); Serial.print(" - ");
    Serial.print(westLDR); Serial.print(" - ");
    Serial.print(difference); Serial.print(" - ");
    Serial.println(servoSet);
    delay(100);
}

LDR-Kalibrierung (Error-Offset)

Seriellen Monitor öffnen, Licht gleichmäßig auf beide LDRs scheinen. Wenn difference > 25 oder < -25, Offset korrigieren:

// Beispiel: West-LDR liest immer 30 höher
westLDR -= 30; // oder eastLDR += 30

Handy-Lader (Boost-Converter)

Die Solarzellen-Ausgänge direkt an den Boost-Converter (2,5V–5V → 5V USB) löten. Völlig separater Stromkreis vom Arduino/Steckbrett. Ausgang: USB-Buchse für Handy.

Wichtig: Handy lädt nur bei ausreichend Strom (mind. 500 mA). Kleine Hobby-Zellen liefern oft zu wenig → mehr Zellen parallel/Reihe schalten oder Powerbank zwischenschalten.

Test & Betrieb

In dunklem Raum mit Taschenlampe LDRs nacheinander beleuchten → Panel schwenkt nach. Draußen in der Sonne aufstellen → Tracker folgt Sonne. Handy an USB anschließen → lädt bei genügend Sonne.

Quellen & Weiterführendes

• The DIY Life – Arduino Solar Tracker
• Brown Dog Gadgets – Solar Altoids USB Charger