Этап 1: ознакомление с комплектующими | поделки и самоделки bogorod-stroy.ru

Основные компоненты устройства, показанные на блок-схеме:

90 ваттные солнечные панели.
Платформа, построенная из кусков фанеры 5×10 см, перемещаемая в двух плоскостях благодаря шестерням с деревянными колышками и старым багетам для штор в качестве валов.
Электронный беспроводный модуль Electric Imp, подключенный к шаговым двигателям, контроллеру с IO Expander и шести осевой микромеханической системе (МЭМС) — акселерометру и магнитометру.
Шаговые двигатели Nema 23.
Аккумуляторная батарея — можно использовать одну мотоциклетную, которая уже не в состоянии долго крутить двигатель.
Контроллер заряда, чтобы не перегружать используемую батарею — его можно дешево купить на Ebay или Aliexpress.
Смартфон или компьютер с выходом в интернет для мониторинга положения и дистанционного управления фотоэлектрических панелей. Интернет управление — несущественная часть самодельного устройства, введённая чисто для практического обучения. Следует увидеть, какие возможности дает телефон, подключенный к удаленному устройству. Важно помнить, что надо скрывать URL, так чтобы никто из сторонних людей не смог контролировать поворотную панель.

Управление отслеживателем идет по компенсации наклона от компаса — алгоритм работы был прописан в приложении телефона. Компас обладает 3 осями магнитного поля и 3 осями положения акселерометра. Магнитное поле сообщает системе о положении по азимуту, а акселерометр об угле наклона по отношению к гравитации.

Навигация GPS также предусмотрена в прошивке (сейчас у многих в смартфонах имеется эта опция без подключения к интернету). По навигации геоположения определяется угол возвышения солнца в зависимости от времени суток и географических координат. Программный алгоритм геоположения написан для модуля Electric Imp на языке Squirrel в С++, о чём подробнее написано дальше. Прошивка приводов, основанная на обратной связи по азимуту и углу наклона, написана для микроконтроллера с магнитометром, акселерометром.

Устройство можно было сделать гораздо проще, но автор был заинтригован тем, насколько больше опций можно получить благодаря платформе облачного хранилища Electric Imp. В интернете написано много страничек о реализации самонаводящихся солнечных панелей. Большинство решений на сегодня являются самодельными световыми датчиками. Они передвигают фотопанели в ответ на уменьшение интенсивности освещенности в сравнении с максимально прямым солнечным светом. Они работают хорошо, стоят недорого и реально доступны большинству. Но если вы идете по этому пути, вы упускаете возможность собрать электронику будущего с веб-прошивкой, организацией Материального интернета (Internet of Things) —реального управления физическими объектами через интернет.

Понадобится некоторое программное обеспечение:

ASP.NET ? программная модель для веб-приложений. Это скрытый серверный код, с которым соединяется смартфон, чтобы увидеть состояние системы или получить доступ к контроллеру для ручного управления по азимуту и наклону для ручной отладки.

AJAX обновляет содержимое веб-страницы без перезагрузки сервера. Позволяет динамически запрашивать данные веб-страницы непосредственно с сервера и обновлять область странички без перезагрузки всей страницы. Так обновляются данные мониторинга.

SQL Server работающий в свернутом режиме. Сообщения от модуля Electric Imp регистрируются в базе данных SQL Server.

JQUERY Mobile – замечательная библиотека с открытым доступом, которая упрощает работу на веб-странице Document Object Model. Просто проведите пальцем в рабочей области этого приложения, и данные с интернета будут мигом приняты. Это отличный способ развить смартфон до HTML5 приложений.

HTML5 дающий доступ к аппаратно независимым телефонным приложениям. Есть ряд приложений, которые являются веб-приложениями, и их можно преобразовать в традиционные телефонные приложения. Некоторые из них бесплатные, на данный момент доступно более 10000 таких!

Internet of Things, предоставляемый такими компаниями, как Electric Imp и COSM. Они сделали материальный интернет реально доступным, даже для малобюджетных хакеров.

Доступ к облачному хранилищу и браузер умеющий обслуживать данные в облаке. Electric Imp — это полностью облачное хранилище. Вся прошивка для отслеживания солнца находится в облаке, и загружается, когда мобильное устройство подключается к интернету.

Алгоритмы управления компаса с наклоном. В конечном счете, были найдены в подробной инструкции ST Application, для чего прошлось немало перелистать страниц интернета.

Алгоритмы прогнозирования азимута солнца. Проще всего воспользоваться общедоступной моделью на сайте Electric Imp. Предсказание местоположения солнца — очень сложная задача, мало кто может в полной мере понять алгоритм его движения.

Далее вначале будет рассказано как построить механизированную основу самонаводящихся солнечных панелей, а затем об электронике, прошивке и наконец о веб-приложения более подробно. Электроника и передвигающаяся платформа являются независимыми компонентами устройства. Электронный модуль разработан съемным, чтобы быть использованным на другом устройстве.

Далее: Этап 2: приспособления необходимые для постройки основания