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Energia Alternativa ed Energia Fai Da Te > PPTEA

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PPTEA-INSEGUITORE SOLARE ASTRONOMICO
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NonSoloBolleDiAcqua

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Inviato il: 19/12/2011,16:26

Inseguire il sole con i sistemi a fotoresistenza o fotodiodo...funzionano ma hanno dei problemini...specialmente quando passano le nuvole.
A cosa può servire l'orologio nel PPTEA (REAL TIME CLOCK)? Visto che sappiamo l'ora e sappiamo anche dove siamo ( posizione geografica sulla terra mediante i navigatori)...possiamo scrivere un algoritmo che ci dica tilt ed azimuth del sole. Questo è un algoritmo di Tracking molto accurato...riporto il codice.
Avete capito dove voglio arrivare...basta tradurre questo codice in eabasic ed il gioco è fatto.faccine/wink.gif
Bolle

CODICE
// This file is available in electronic form at http://www.psa.es/sdg/sunpos.htm

#ifndef __SUNPOS_H
#define __SUNPOS_H


// Declaration of some constants
#define pi    3.14159265358979323846
#define twopi (2*pi)
#define rad   (pi/180)
#define dEarthMeanRadius     6371.01        // In km
#define dAstronomicalUnit    149597890        // In km

struct cTime
{
       int iYear;
       int iMonth;
       int iDay;
       double dHours;
       double dMinutes;
       double dSeconds;
};

struct cLocation
{
       double dLongitude;
       double dLatitude;
};

struct cSunCoordinates
{
       double dZenithAngle;
       double dAzimuth;
};

void sunpos(cTime udtTime, cLocation udtLocation, cSunCoordinates *udtSunCoordinates);

#endif


CODICE
// This file is available in electronic form at http://www.psa.es/sdg/sunpos.htm

#include "sunpos.h"
#include <math.h>

void sunpos(cTime udtTime,cLocation udtLocation, cSunCoordinates *udtSunCoordinates)
{
       // Main variables
       double dElapsedJulianDays;
       double dDecimalHours;
       double dEclipticLongitude;
       double dEclipticObliquity;
       double dRightAscension;
       double dDeclination;

       // Auxiliary variables
       double dY;
       double dX;

       // Calculate difference in days between the current Julian Day
       // and JD 2451545.0, which is noon 1 January 2000 Universal Time
       {
               double dJulianDate;
               long int liAux1;
               long int liAux2;
               // Calculate time of the day in UT decimal hours
               dDecimalHours = udtTime.dHours + (udtTime.dMinutes
                       + udtTime.dSeconds / 60.0 ) / 60.0;
               // Calculate current Julian Day
               liAux1 =(udtTime.iMonth-14)/12;
               liAux2=(1461*(udtTime.iYear + 4800 + liAux1))/4 + (367*(udtTime.iMonth
                       - 2-12*liAux1))/12- (3*((udtTime.iYear + 4900
               + liAux1)/100))/4+udtTime.iDay-32075;
               dJulianDate=(double)(liAux2)-0.5+dDecimalHours/24.0;
               // Calculate difference between current Julian Day and JD 2451545.0
               dElapsedJulianDays = dJulianDate-2451545.0;
       }

       // Calculate ecliptic coordinates (ecliptic longitude and obliquity of the
       // ecliptic in radians but without limiting the angle to be less than 2*Pi
       // (i.e., the result may be greater than 2*Pi)
       {
               double dMeanLongitude;
               double dMeanAnomaly;
               double dOmega;
               dOmega=2.1429-0.0010394594*dElapsedJulianDays;
               dMeanLongitude = 4.8950630+ 0.017202791698*dElapsedJulianDays; // Radians
               dMeanAnomaly = 6.2400600+ 0.0172019699*dElapsedJulianDays;
               dEclipticLongitude = dMeanLongitude + 0.03341607*sin( dMeanAnomaly )
                       + 0.00034894*sin( 2*dMeanAnomaly )-0.0001134
                       -0.0000203*sin(dOmega);
               dEclipticObliquity = 0.4090928 - 6.2140e-9*dElapsedJulianDays
                       +0.0000396*cos(dOmega);
       }

       // Calculate celestial coordinates ( right ascension and declination ) in radians
       // but without limiting the angle to be less than 2*Pi (i.e., the result may be
       // greater than 2*Pi)
       {
               double dSin_EclipticLongitude;
               dSin_EclipticLongitude= sin( dEclipticLongitude );
               dY = cos( dEclipticObliquity ) * dSin_EclipticLongitude;
               dX = cos( dEclipticLongitude );
               dRightAscension = atan2( dY,dX );
               if( dRightAscension < 0.0 ) dRightAscension = dRightAscension + twopi;
               dDeclination = asin( sin( dEclipticObliquity )*dSin_EclipticLongitude );
       }

       // Calculate local coordinates ( azimuth and zenith angle ) in degrees
       {
               double dGreenwichMeanSiderealTime;
               double dLocalMeanSiderealTime;
               double dLatitudeInRadians;
               double dHourAngle;
               double dCos_Latitude;
               double dSin_Latitude;
               double dCos_HourAngle;
               double dParallax;
               dGreenwichMeanSiderealTime = 6.6974243242 +
                       0.0657098283*dElapsedJulianDays
                       + dDecimalHours;
               dLocalMeanSiderealTime = (dGreenwichMeanSiderealTime*15
                       + udtLocation.dLongitude)*rad;
               dHourAngle = dLocalMeanSiderealTime - dRightAscension;
               dLatitudeInRadians = udtLocation.dLatitude*rad;
               dCos_Latitude = cos( dLatitudeInRadians );
               dSin_Latitude = sin( dLatitudeInRadians );
               dCos_HourAngle= cos( dHourAngle );
               udtSunCoordinates->dZenithAngle = (acos( dCos_Latitude*dCos_HourAngle
                       *cos(dDeclination) + sin( dDeclination )*dSin_Latitude));
               dY = -sin( dHourAngle );
               dX = tan( dDeclination )*dCos_Latitude - dSin_Latitude*dCos_HourAngle;
               udtSunCoordinates->dAzimuth = atan2( dY, dX );
               if ( udtSunCoordinates->dAzimuth < 0.0 )
                       udtSunCoordinates->dAzimuth = udtSunCoordinates->dAzimuth + twopi;
               udtSunCoordinates->dAzimuth = udtSunCoordinates->dAzimuth/rad;
               // Parallax Correction
               dParallax=(dEarthMeanRadius/dAstronomicalUnit)
                       *sin(udtSunCoordinates->dZenithAngle);
               udtSunCoordinates->dZenithAngle=(udtSunCoordinates->dZenithAngle
                       + dParallax)/rad;
       }
}



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Inviato il: 3/2/2012,23:01

L'obiettivo dovrebbe essere abbastanza chiaro...e a questo punto della storia si può dire che è alla facile portata del PPTEA configurato con il pluritestato DM1307...il real time clock.
Questa funzione viene effettuata con i calcolatori che assorbono centinaia di watt...vediamo come esce da questa storia il PPTEA che assorbe nemmeno 200 milliwatt!!!
Realizziamo il primo blocco della funzione SUNPOS...ogni aiuto è ben accetto:

CODICE
1000  ' Calculate difference in days between the current Julian Day
1010  ' and JD 2451545.0, which is noon 1 January 2000 Universal Time
1040  ' Calculate time of the day in UT decimal hours
1045  FDATE=4
1050  dDecimalHours = DATE/3600.0
1053  FDATE=2
1055  GG_MM_AA=DATE
1057  iMonth=mid(GG_MM_AA,4,2)
1060  liAux1 =(iMonth-14)/12
1070  iYear =right(GG_MM_AA,2)+2000
1075  iDay=left(GG_MM_AA,2)
1080  liAux2=(1461*(iYear + 4800 + liAux1))/4 + (367*(iMonth- 2-12*liAux1))/12
1085  liAux2=liAux2 - (3*((iYear + 4900+ liAux1)/100))/iDay-32075
1090  dJulianDate=float(liAux2)-0.5 +dDecimalHours/24.0
1100  ' Calculate difference between current Julian Day and JD 2451545.0
1110  dElapsedJulianDays = dJulianDate-2451545.0
1115  usbout=dElapsedJulianDays&""
1120  GOTO 1120

Bolle



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PinoTux

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Inviato il: 4/2/2012,12:18

Ti seguirei volentieri, ma il mio fornitore, benché sollecitato, non mi ha ancora procurato il ds1307... dovrò arrangiarmi.



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NonSoloBolleDiAcqua

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Inviato il: 4/2/2012,12:40

Grazie Pino!
Questa mattina cercansdo di fare il secondo blocco mi sono reso conto di un problema presente nella 2.5 ...porca miseria...l'ho risolto...è talmente sottile che solo con calcoli complessi è saltato fuori...ovviamente nessuno se ne renderà conto...ma la conversione da float a stringa il PPTEA elimina gli zeri prima della virgola...vabbè....risolto ma è già nata la 2.6.
Tutto il resto va alla grande...ma porca miseriaaaaaaaaaaaaaaaa faccine/crash.gif faccine/crash.gif faccine/crash.gif
Bolle



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Inviato il: 4/2/2012,13:02

C'è sempre il timore di cosa possa saltar fuori ancora qualcosa ... ma noi abbiamo fiducia.. faccine/clap.gif



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Inviato il: 4/2/2012,13:10

Ciao Bolle, posso provare a darti una mano anche se come hai visto non sono molto pratico di elettronica......
Per questo progetto verrei montare una nuova basetta in modo da poter lasciare le altre due per il progetto wi-fi che non ho ancora terminato a causa del poco tempo trovato in questa settimana....

PS: quando posso avere anch'io la nuova versione (2.6)? ehehehehehehhe

A presto

Jumpy

 

NonSoloBolleDiAcqua

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Inviato il: 4/2/2012,14:40

Ringrazio per la fiducia e per il credo...provo a spiegarvi cosa è accaduto...ma roba da non credere...ho perso tanto di quel tempo per trovare il problema ... il gioco si è fatto talmente duro ...che ho dovuto un varco per infilarmi dentro...poi l'ho prontamente tappato...ma la complessità è tale che sfiora la non comprensione...ma un esempio potrebbe chiarire le cose.

Ovvio che problematiche del genere saltano solo se si fanno cose complesse...ma visto che siamo in corsa...corriamo!
Che facciamo non vogliamo mandare il PPTEA nelo spazio?

Facendo eseguire questo calcolo il PPTEA (versione 2.5 e precedenti ) da un valore errato

CODICE
1000  dElapsedJulianDays=-2446957.0
1120  dMeanLongitude = 4.8950630+ 0.017202791698 * dElapsedJulianDays 'Radians
1235  usbout=dMeanLongitude &" "
1260  goto 1260

Esc un valore ( a ciufolo ) -51.195343.

Il problema è questa costante :

0.017202791698

ha 12 dicfre decimali (troppe per la atof)...se ne levate una cioè eliminate l'otto finale tutto funge perfettamente cioè dobbiamo scrivere
0.01720279169
e ....tutto va senza problemi
CODICE
1000  dElapsedJulianDays=-2446957.0
1120  dMeanLongitude = 4.8950630+ 0.01720279169 * dElapsedJulianDays 'Radians
1235  usbout=dMeanLongitude &" "
1260  goto 1260

-42089.597656
Questo è il risultato giusto! faccine/clap.gif faccine/clap.gif faccine/clap.gif
Quindi è nata la 2.6 dove il compilatore avvisa con uno warning che la costante è troppo precisa!

Bene...possiamo continuare l'inseguitore astronomico ...ben sapendo che la matematica ( anche spinta ) ci supporta...( fino ad ora)! faccine/laugh.gif
Bolle



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Inviato il: 4/2/2012,14:44

hehehehehe, riesci sempre a trovare una soluzione per tutto!!!

Complimenti!

 

PinoTux

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Inviato il: 4/2/2012,15:39

Quindi basta la modifica sul compilatore?
Il firmware non si tocca?
faccine/smile.gif



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Geppetto1
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Inviato il: 4/2/2012,16:03

Ciao ,qui nevica.Ho gia spalato due volte oggi!Per sapere la propria posizione abbastanza precisamente si può usare anche google earth,A me serviva per stellarium,mi ha dato latitudine longitudine e pure l'altezza slm.Sono pure sulla street view,e credo che un errore di un centinaio di metri sia tollerabile.A proposito i moduli auriel rtx a quanto li avete trovati? Io intorno i 20 euro,è giusto come prezzo?




Modificato da Geppetto1 - 5/2/2012, 21:55
 

NonSoloBolleDiAcqua

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Inviato il: 5/2/2012,14:55

Si anche Goole Earth va benissimo...occorre trovare il posto mettere il sensore e prendere nota delle coordinate geografiche...questo sistema consigliato lo prenderemo come esempio per inserire nel codice i valori.

Ora faciamo un altro passo avanti. relativo al secondo blocco.
Procedo lentamente perchè sto controlando i risultati...infatti misono reso conto che l'anno andava messo senza il 2000...e quindi la linea 170 (rispetto il codice che avevo postato) è cambiata...non ha più la somma.
Bole

CODICE
100 'Calcolo posizione Sole FINO AL BLOCCO CON VERSIONE PPTEA 2.6 O SUPERIORE
110 PRAGMA EXTERNAL_EEPROM
1000  ' ----- Calculate difference in days between the current Julian Day
1010  ' and JD 2451545.0, which is noon 1 January 2000 Universal Time -----
1040  ' Calculate time of the day in UT decimal hours
1045  FDATE=4
1050  dDecimalHours = 35608/3600.0 'DATE/3600.0
1053  FDATE=2
1055  GG_MM_AA="04/02/12" 'DATE
1057  iMonth=mid(GG_MM_AA,4,2)
1060  liAux1 =(iMonth-14)/12
1070  iYear =right(GG_MM_AA,2)
1075  iDay=left(GG_MM_AA,2)
1080  liAux2=((1461*(iYear + 4800 + liAux1))/4)
1081  liAux2+=(367*(iMonth- 2-12*liAux1))/12
1082  liAux2+= -1*(3*((iYear + 4900+ liAux1)/100))/4+iDay-32075
1090  dJulianDate= liAux2  - 0.5 + dDecimalHours/24.0
1100  ' Calculate difference between current Julian Day and JD 2451545.0
1110  dElapsedJulianDays = dJulianDate-2451545.0
1130  ' ----- Calculate ecliptic coordinates  -----
1190  dOmega=2.1429-0.0010394594*dElapsedJulianDays
1200  dMeanLongitude = 4.8950630+ 0.01720279169 * dElapsedJulianDays 'Radians
1210  dMeanAnomaly =   6.2400600+ 0.0172019699 *  dElapsedJulianDays  
1240  goto 1240



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Inviato il: 5/2/2012,20:11

Proseguo con il PPTEA a colcoli astronomici ( in tutti i sensi)... ho aumentato la precisione portando la serie di Taylor al ventesino ordine ....e il PPTEA si difende alla grande...ma nel corso del cammino mi sono reso conto che mi mancava la ATAN2...e che problema c'è mi sono detto...la faccio con l'eabasic...e così ho fatto. Tutto andava alla grande...e mentre stavo finendo il terzo blocco...ho visto una cosa che non volevo vedere:
la funzione asin (linea 1640 commentata) ...cioè l'arcoseno....cavoloooooooooooooo! Il PPTEA non ce l'ha...posso svilupparlo con la serie di Taylor in eabsic...ma diventerebbe troppo lento...ci sono due possibilità:
1. faccio lo sviluppo in eabasic
2. nascerà la 2.7 con la funzione arcsin...( e quindi anche arccos...visto che ci siamo).

Questo è il codice...è inutile dirvi che siamo in direttura d'arrivo...anzi senza questo imprevisto...eravamo arrivati...vabbè...le cose facili non ci piacciono!
Sono ben accetti suggerimenti!
Bolle


CODICE
60  MATH_PRECISION=20 ' AUMENTIAMO LA PRECISIONE DEL PPTEA
100 'Calcolo posizione Sole FINO AL BLOCCO CON VERSIONE PPTEA 2.6 O SUPERIORE
110 PRAGMA EXTERNAL_EEPROM
1000  ' ----- Calculate difference in days between the current Julian Day
1010  ' and JD 2451545.0, which is noon 1 January 2000 Universal Time -----
1040  ' Calculate time of the day in UT decimal hours
1045  FDATE=4
1050  dDecimalHours = 35608/3600.0  ' DATE '
1053  FDATE=2
1055  GG_MM_AA="04/02/12"  'DATE '
1057  iMonth=mid(GG_MM_AA,4,2)
1060  liAux1 =(iMonth-14)/12
1070  iYear =right(GG_MM_AA,2)
1075  iDay=left(GG_MM_AA,2)
1080  liAux2=((1461*(iYear + 4800 + liAux1))/4)
1081  liAux2+=(367*(iMonth- 2-12*liAux1))/12
1082  liAux2+= -1*(3*((iYear + 4900+ liAux1)/100))/4+iDay-32075
1090  dJulianDate= liAux2  - 0.5 + dDecimalHours/24.0
1100  ' Calculate difference between current Julian Day and JD 2451545.0
1110  dElapsedJulianDays = dJulianDate-2451545.0

1130  ' ----- Calculate ecliptic coordinates  -----
1190  dOmega=2.1429-0.0010394594*dElapsedJulianDays
1200  dMeanLongitude = 4.8950630+ 0.01720279169 * dElapsedJulianDays 'Radians
1210  dMeanAnomaly =   6.2400600+ 0.0172019699 *  dElapsedJulianDays  
1220  NV= dMeanAnomaly
1225  GOSUB :NORMALIZZA_VALORE
1236  NV1=SIN(NV)

1320  NV= dMeanAnomaly*2
1325  GOSUB :NORMALIZZA_VALORE
1336  NV2=SIN(NV)

1420  NV= dOmega
1425  GOSUB :NORMALIZZA_VALORE
1436  NV3=SIN(NV)

1440  dEclipticLongitude = dMeanLongitude + 0.03341607*NV1+ 0.00034894*NV2-0.0001134 -0.0000203*NV3

1550  USBOUT= "dEclLon=" & dEclipticLongitude

1560  NV= dOmega
1565  GOSUB :NORMALIZZA_VALORE
1570  NV1=COS(NV)
1575  'USBOUT="COS="& NV1

1580 dEclipticObliquity = 0.4090928 - (0.00000006214*dElapsedJulianDays)/10 +0.0000396*NV1

1585  USBOUT= " dEclObl=" & dEclipticObliquity

1600  'Calculate celestial coordinates ( right ascension and declination )
1601  'in radians but without limiting the angle to be less than 2*Pi
1603  NV=dEclipticLongitude
1604  GOSUB :NORMALIZZA_VALORE
1605  dSin_EclipticLongitude= sin( NV )
1610  NV=dEclipticObliquity
1611  GOSUB :NORMALIZZA_VALORE
1612  dY = cos( NV ) * dSin_EclipticLongitude
1613  NV=dEclipticLongitude
1614  GOSUB :NORMALIZZA_VALORE
1615  dX = cos(NV)
1616  NV2=DY
1617  NV1=DX
1618  GOSUB :ATAN2
1620  dRightAscension = NV1
1630  if dRightAscension >= 0.0 THEN  1640
1635  dRightAscension = dRightAscension + 2*PI
1640   'dDeclination = asin( sin( dEclipticObliquity )*dSin_EclipticLongitude )
1660  'USBOUT= " dSinEcl=" & dSin_EclipticLongitude
1665  USBOUT= " dRigAsc=" & dRightAscension


1840  goto 1840


6200  :NORMALIZZA_VALORE
6205  'USBOUT=" NV1="& NV
6210  NV= NV/ (2*PI)
6220  'USBOUT=" NV2="& NV
6225  L= NV-INT(NV)
6230  'USBOUT=" L="& L
6235  NV=L*2*PI+2*PI
6250  'USBOUT=" NV3="& NV
6300  RETURN

7000  :ATAN2
7010 IF NV1 > 0 Then 7050
7015 IF NV1 < 0 Then 7060
7020 IF NV2 = 0 Then 7070
7030 NV1= SGN(NV2) * pi / 2
7040 RETURN
7050 NV1= ATAN(NV2 / NV1)
7055 RETURN
7060 NV1 = SGN(NV2) * (PI - ATAN(ABS(N2 / NV1)))
7065 RETURN
7070 NV1 = 0.0
7075 RETURN



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Inviato il: 6/2/2012,21:42

Ragazzi ci siamo...ho partorito la 2.7 con le due nuove funzioni matematiche ASIN e ACOS e il PPTEA fa calcoli astronomici ... faccine/laugh.gif
Ho fatto girare l'algoritmo su un orario "scolpito' e posizione geografica fissa (all'incirca Roma) e ho confrontato i valori del PPTEA con un pc compilando il sorgente sunpos.c (presente in testa alla discussione) con il compilatore c++ della Microsoft in doppia precisione e i risultati sono questi:


PPTEA : Azimuth=152.690994 Zenith=62.035507
PC VC++ : Azimuth=152.72910400235 Zenith=61.958506705489
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Errore in Azimuth=0.038°
Errore in Zenith= 0.077°




Possiamo dire che il PPTEA ha un errore trascurabilissimo...qualche centesimo di grado...è una inezia.
Per effettuare tutti i conti impiega circa due secondi!!
Mi ritengo molto ...molto soddisfatto!
Bolle



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PinoTux

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Inviato il: 6/2/2012,22:30

faccine/clap.gif faccine/drunk.gif

A quando il PPTEA a 64 bit? faccine/laugh.gif



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Inviato il: 6/2/2012,23:30

A questo punto occorre verificare i dati di posizione...ma dovrebbero essere molto precisi:qualcuno ha qualche idea/suggerimento?
Ricordo che per l'orario occorre sottrarre un'ora (greenwich) e che l'elevazione è uguale a 90-l'azimuth.
Questo è il video ...sono presenti anche i dati per un eventuale contronto.


Un saluto
Bolle



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