Mennyire függünk a Naptól ?
Napállandó mérése Solis Defectus-módra
​
Miután a Solis Defectus csapat tagjainak ¾-e a Soprobotics Műhelyben is tevékenykedik, így adott volt, hogy a mérést automatizáljuk.
Az alapötlet a pirheliométerbÅ‘l származik, a jelentÅ‘s kiegészítés a Nap-követés.
A vezérlést egy Arduino Mega végzi, a hÅ‘mérséklet mérésére egy TMP006 típusú, érintkezést nem igénylÅ‘ infra termopile szenzort használunk. (Ez egy olyan eszköz, ami a hÅ‘t elektromos energiává és így elektromos jellé alakítja.)
Ezt egy fekete belsÅ‘ falú, kb 40 cm hosszú csÅ‘ végébe helyezzük – ez lesz a pirheliométer háza. A csövet saját tervek alapján, 3D nyomtatóval készítettük. A tervhez az interneten található képekbÅ‘l indultunk ki. A szenzor fölé helyezünk egy vékony alufóliát, amelyet a napsugárzás felmelegít. A hÅ‘mérséklet változását fogja mérni a szenzor.
A magunk számára kitalált feladat a Nap követése, hiszen így hosszabb idÅ‘n keresztül tudjuk biztosítani - tetszÅ‘leges idÅ‘közönként továbbléptetve a korongot a rajta lévÅ‘ pirheliométerrel – a merÅ‘leges beesést.
Ehhez a Nap poziciójára állást használjuk (fényerÅ‘sség-mérés helyett). A szükséges képletet megtaláltuk ezen a honlapon (https://www.pveducation.org/pvcdrom/properties-of-sunlight/the-suns-position) Ezek az összefüggések a helyi idÅ‘t és a földrajzi koordinátákkal számolnak, tehát ezeket az adatokat kell tudnunk. Ennek lekérdezésére egy Adafruit GPS szenzort alkalmaztunk.
Ha megvannak a Nap égi koordinátái (azimut és magasság), már „csak” be kell lÅ‘ni rá a pirheliométert.
Az azimutra állás iránytű-szenzor segítségével történik, egy léptetÅ‘motor elforgatja a kis asztalt. A magasság szögének a beállításához egy 8-bites encodert használunk. A kód egy negyedkör alakú plexilemezen helyezkedik el, a „mintát” AutoCAD-be terveztük meg.
A minta fekete csíkjai jelentik az 1-es számot a fehér/átlátszó részek pedig a 0-át jelölik. A hagyományos egyesével növekvÅ‘ beosztással ellenétben olyan módszert alkalmaztunk, hogy szomszédos számok csak 1 bitben térjenek el egymástól, ezt hivatalosan Gray code-nak nevezik. A lemez egyik oldalán 8 infraLED, másik oldalán velük szemben 8 fototranzisztor helyezkedik el. Ezek „olvassák” a kódot. enc Ez azt jelenti, hogy a 90 fokot 28=256 részre osztottuk, ilyen pontossággal tudjuk a magasság szögét beállítani egy másik léptetÅ‘motorral, amelynek az encoder mondja meg, mennyit kell elfordulnia.
A Gray code olvasásához elÅ‘ször a szomszédos beosztásban lévÅ‘ skálát vissza kell alakítani egyenletesen növekvÅ‘ kettes számrendszerbeli beosztásra. Ezt a feladatot egy logikai kombinációs hálózat látja el, ami az ábrán is látható annyi átalakítással, hogy 8 bitet is tud kezelni. Ezt az Arduinon futó program hajtja végre, 7db XOR logikai művelettel.
