Етап 1: ознайомлення з комплектуючими

Основні компоненти пристрою, показані на блок-схемі:

  1. 90 ватні сонячні панелі.
  2. Платформа, побудована зі шматків фанери 5 × 10 см, яка переміщується в двох площинах завдяки шестерням з дерев’яними кілочками і старим багет для штор в якості валів.
  3. Електронний бездротовий модуль Electric Imp, підключений до кроковим двигунів, контролера з IO Expander і шести осьової мікромеханічними системі (МЕМС) – акселерометру і магнітометри.
  4. Крокові двигуни Nema 23.
  5. Акумуляторна батарея – можна використовувати одну мотоциклетний, яка вже не в змозі довго крутити двигун.
  6. Контролер заряду, щоб не перевантажувати використовувану батарею – його можна дешево купити на Ebay або Aliexpress.
  7. Смартфон або комп’ютер з виходом в інтернет для моніторингу стану та дистанційного керування фотоелектричних панелей. Інтернет управління – несуттєва частина саморобного пристрою, введена чисто для практичного навчання. Слід зауважити, які можливості дає телефон, підключений до віддаленого пристрою. Важливо пам’ятати, що треба приховувати URL, так щоб ніхто із сторонніх людей не зміг контролювати поворотну панель.

Управління отслежівателем йде по компенсації нахилу від компаса – алгоритм роботи був прописаний в додатку телефону. Компас має 3 осями магнітного поля і 3 осями положення акселерометра. Магнітне поле повідомляє системі про становище по азимуту, а акселерометр про куті нахилу по відношенню до гравітації.

Навігація GPS також передбачена в прошивці (зараз у багатьох в смартфонах є ця опція без підключення до інтернету). За навігації геоположенія визначається кут піднесення сонця в залежності від часу доби і географічних координат. Програмний алгоритм геоположенія написаний для модуля Electric Imp на мові Squirrel в С ++, про що докладніше написано далі. Прошивка приводів, заснована на зворотному зв’язку по азимуту і куту нахилу, написана для мікроконтролера з магнітометром, акселерометром.

Пристрій можна було зробити набагато простіше, але автор був заінтригований тим, наскільки більше опцій можна отримати завдяки платформі хмарного сховища Electric Imp. В інтернеті написано багато сторінок про реалізацію самонавідних сонячних панелей. Більшість рішень на сьогодні є саморобними світловими датчиками. Вони пересувають фотопанелі у відповідь на зменшення інтенсивності освітленості в порівнянні з максимально прямим сонячним світлом. Вони працюють добре, коштують недорого і реально доступні більшості. Але якщо ви йдете цим шляхом, ви втрачаєте можливість зібрати електроніку майбутнього з веб-прошивкою, організацією матеріального інтернету (Internet of Things) -Реальні управління фізичними об’єктами через інтернет.

Знадобиться певний програмне забезпечення:

  1. ? програмна модель для веб-додатків. Це прихований серверний код, з яким з’єднується смартфон, щоб побачити стан системи або отримати доступ до контролера для ручного управління по азимуту і нахилу для ручної налагодження.
  1. AJAX оновлює вміст веб-сторінки без перезавантаження сервера. Дозволяє динамічно запитувати дані веб-сторінки безпосередньо з сервера і оновлювати область сторінки без перезавантаження всієї сторінки. Так оновлюються дані моніторингу.
  1. SQL Server працює в згорнутому режимі. Повідомлення від модуля Electric Imp реєструються в базі даних SQL Server.
  1. JQUERY Mobile – чудова бібліотека з відкритим доступом, яка спрощує роботу на веб-сторінці Document Object Model. Просто проведіть пальцем в робочій області цього додатка, і дані з інтернету будуть миттю прийняті. Це відмінний спосіб розвинути смартфон до HTML5 додатків.
  1. HTML5 дає доступ до апаратно незалежним телефонним додатків. Є ряд додатків, які є веб-додатками, і їх можна перетворити в традиційні телефонні додатки. Деякі з них безкоштовні, на даний момент є більш 10000 таких!
  1. Internet of Things, надається такими компаніями, як Electric Imp і COSM. Вони зробили матеріальний інтернет реально доступним, навіть для малобюджетних хакерів.
  1. Доступ до хмарного сховища і браузер вміє обслуговувати дані в хмарі. Electric Imp – це повністю хмарне сховище. Вся прошивка для відстеження сонця знаходиться в хмарі, і завантажується, коли мобільний пристрій підключається до інтернету.
  1. Алгоритми управління компаса з нахилом. В кінцевому рахунку, були знайдені в докладної інструкції ST Application, для чого пройшлося чимало перегорнути сторінок інтернету.
  1. Алгоритми п
    рогнозування азимута сонця. Найпростіше скористатися загальнодоступною моделлю на сайті Electric Imp. Передбачення розташування сонця – дуже складне завдання, мало хто може в повній мірі зрозуміти алгоритм його руху.

Далі спочатку буде розказано як побудувати механізовану основу самонавідних сонячних панелей, а потім про електроніку, прошивці і нарешті про веб-додатки більш докладно. Електроніка та пересувається платформа є незалежними компонентами пристрою. Електронний модуль розроблений знімним, щоб бути використаним на іншому пристрої.

Ссылка на основную публикацию