Man velger hvor man ønsker å ha kompleksiteten Takk for innspill - det får meg jo til å tenke grundigere over hvorfor jeg har valgt å gjøre ting slik jeg har tenkt.
Det er jo ikke noen "servo" i den forstand at orienteringen påvirkes av måledata: Sola står der den står, uansett hvor tykt og svart skydekke som skjuler den. Retningen er forhåndsbestemt - beregnet, ikke sensor-registrert. Hele inretningen (med Arduino, termometer og annet stash) er bygget på en stor rund, roterende skive med tannkrans, og en steppermotor trekker fram så mange tenner som sola har flyttet seg horisontalt siden forrige flytting. "Domen" har en horisontal aksling gjennom sentrum, 90° på solretningen, med en tilsvarende skive med tannkrans og steppermotor som vipper domen i rett vertikalvinkel.
Mekanisk sett burde inretningen bli enkel og robust. Den kan komme ut av registrering: Den dreies tilbake til startpunktet hver natt. Ved passering av et gitt vinkel sluttes en mikrobryter (i hver dimensjon) som leses av Arduinoen (som styrer steppermotoren). Hvis dette ikke skjer etter det forventede antall pulser til motoren må innretningen ettersees (hvis avviket var bare på én puls eller to kan man vel ta det som en autokalibrering).
Med fotoceller "i alle retninger" kunne inretningen vært helt ubevegelig. Men da må man på med enten multipleksing-utstyr, som både kompliserer elektronisk og programvaremessig, eller stille opp med en stabel Arduinoer som skal samarbeide og levere felles rapport. Jeg valgte å ikke satse på den typen kompleksitet, ihvertfall ikke hvis jeg får mekanikken til å fungere. En av grunnene er at én fotocelle er den primære: Den som peker mot sola. I min løsning er det én og samme fotocelle hele tiden, og sola står nær midten av aksen til trakten. Med et "flueøye" kan sola stå i krysset mellom fire fotoceller, eller bevege seg langs skillet mellom to. Programlogikken må samholde avlesinger fra én, to eller fire fotoceller, og kompensere for skillelinjene, enten det er overlapping eller skyggeområder der ingen av fotocellene har følsomhet. Med 30° trakter kunne direkte-strålings-vinkelen bli opptil 60×60° (når sola står midt i et kryss); det ville betydelig begrense oppløsningen iregistere av skiftende diffust lys. Trolig burde et flueøye ha betydelig snevrere åpningsvinkel, og følgelig langt flere fotoceller. Henger mekanikken seg opp, får jeg komme tilbake til flueøye-alternativet som "Mark II".
Motsatt ytterlighet(*), én enkelt sensor, byr på minst like store mekaniske utfordringer som mine to tannkrans-skiver. Den ville være i kontinuerlig bevegelse, med stor slitasje og risiko for å henge seg opp. Det ville trolig ta betydelig tid å sveipe over hele himmelen, som ville begrense f.eks. hvor ofte du registrerer at sola er dekket av en sky (sensoren peker i en annen retning når skyen kommer). Programvaren blir mer komplisert, siden det signalet du får inn må tolkes ut fra hvilken retning sensoren stod i ved avlesingen. Likevel er det den mekaniske bevegelsen jeg "frykter" mest her.
Jeg kikket på dataarkene for et antall fotoceller, og så at ulike modeller kan ha svært ulik åpningsvinkel, og som hovedregel betydelig mer enn 30°. Traktene gir et veldefinert, og tilstrekkelig finmasket, måleområde for hver fotocelle, uavhengig av modell. Å prøve å matematisk "skarpe opp" avlesingene fra et sett fotoceller med stort overlapp i dekningsområde er bare til en viss grad mulig (på nivå med å gjenskape et portrett i et nyhetsbilde der en person er anonymisert ved å legge en tåkedott over ansiktet). For meg virker traktene som en mindre komplisert måte å få et tilstrekkelig finmasket (for formålet), og veldefinert, bilde av innstrålingen.
Hvis jeg får trøbbel med roteringen i to akser blir nok flueøyet mitt neste forsøk. Jeg er fortsatt optimist med hensyn til rotasjons-mekanismene.
(*) mimre... (ganske off-topic - en asossiasjon fra én-fotocelle-alternativet og flueøye-alternativet)
Jeg har en utgave av "Dr.Dobbs Journal" (en av de tidligste hobbydata-bladene) fra slutten av 1970-tallet: En artikkel beskriver hvordan man kan lage et ekte 3D-diplay for en "wireframe"-modell: En lysdiode kan med tre motorer flyttes høyre/venstre, bak/fram og opp/ned. Dioden flyttes kontinuerlig for å "tegne" tråd-modellen i et kube-formet rom.
Så forenkles det ved å fjerne høyre/venstre-bevegelsen: En tettpakket "bjelke" med lysdioder behøver bare beveges bak/fram og opp/ned. Og opp-ned-bevegelsen kan fjernes ved å bruke en tettpakket matrise av lysdioder som bare behøver å flyttes bak/fram. Det blir jo en horv ledninger, vanskelig tilkobling og styring. Så vi erstatter LED-matrisen med en CRT (flatskjermer var ukjent den gang), og problemet med å lage et ekte 3D-display er redusert til å bygge en mekanisme for å flytte en CRT fram og tilbake 25 ganger i sekundet ...
Det starter ganske sobert og seriøst, og du leser ganske langt før du skjønner at forfatteren har drevet gjøn med deg hele tiden. Men artikkelen er herlig humor - jeg burde grave den fram fra arkivene!
Det er jo ikke noen "servo" i den forstand at orienteringen påvirkes av måledata: Sola står der den står, uansett hvor tykt og svart skydekke som skjuler den. Retningen er forhåndsbestemt - beregnet, ikke sensor-registrert. Hele inretningen (med Arduino, termometer og annet stash) er bygget på en stor rund, roterende skive med tannkrans, og en steppermotor trekker fram så mange tenner som sola har flyttet seg horisontalt siden forrige flytting. "Domen" har en horisontal aksling gjennom sentrum, 90° på solretningen, med en tilsvarende skive med tannkrans og steppermotor som vipper domen i rett vertikalvinkel.
Mekanisk sett burde inretningen bli enkel og robust. Den kan komme ut av registrering: Den dreies tilbake til startpunktet hver natt. Ved passering av et gitt vinkel sluttes en mikrobryter (i hver dimensjon) som leses av Arduinoen (som styrer steppermotoren). Hvis dette ikke skjer etter det forventede antall pulser til motoren må innretningen ettersees (hvis avviket var bare på én puls eller to kan man vel ta det som en autokalibrering).
Med fotoceller "i alle retninger" kunne inretningen vært helt ubevegelig. Men da må man på med enten multipleksing-utstyr, som både kompliserer elektronisk og programvaremessig, eller stille opp med en stabel Arduinoer som skal samarbeide og levere felles rapport. Jeg valgte å ikke satse på den typen kompleksitet, ihvertfall ikke hvis jeg får mekanikken til å fungere. En av grunnene er at én fotocelle er den primære: Den som peker mot sola. I min løsning er det én og samme fotocelle hele tiden, og sola står nær midten av aksen til trakten. Med et "flueøye" kan sola stå i krysset mellom fire fotoceller, eller bevege seg langs skillet mellom to. Programlogikken må samholde avlesinger fra én, to eller fire fotoceller, og kompensere for skillelinjene, enten det er overlapping eller skyggeområder der ingen av fotocellene har følsomhet. Med 30° trakter kunne direkte-strålings-vinkelen bli opptil 60×60° (når sola står midt i et kryss); det ville betydelig begrense oppløsningen iregistere av skiftende diffust lys. Trolig burde et flueøye ha betydelig snevrere åpningsvinkel, og følgelig langt flere fotoceller. Henger mekanikken seg opp, får jeg komme tilbake til flueøye-alternativet som "Mark II".
Motsatt ytterlighet(*), én enkelt sensor, byr på minst like store mekaniske utfordringer som mine to tannkrans-skiver. Den ville være i kontinuerlig bevegelse, med stor slitasje og risiko for å henge seg opp. Det ville trolig ta betydelig tid å sveipe over hele himmelen, som ville begrense f.eks. hvor ofte du registrerer at sola er dekket av en sky (sensoren peker i en annen retning når skyen kommer). Programvaren blir mer komplisert, siden det signalet du får inn må tolkes ut fra hvilken retning sensoren stod i ved avlesingen. Likevel er det den mekaniske bevegelsen jeg "frykter" mest her.
Jeg kikket på dataarkene for et antall fotoceller, og så at ulike modeller kan ha svært ulik åpningsvinkel, og som hovedregel betydelig mer enn 30°. Traktene gir et veldefinert, og tilstrekkelig finmasket, måleområde for hver fotocelle, uavhengig av modell. Å prøve å matematisk "skarpe opp" avlesingene fra et sett fotoceller med stort overlapp i dekningsområde er bare til en viss grad mulig (på nivå med å gjenskape et portrett i et nyhetsbilde der en person er anonymisert ved å legge en tåkedott over ansiktet). For meg virker traktene som en mindre komplisert måte å få et tilstrekkelig finmasket (for formålet), og veldefinert, bilde av innstrålingen.
Hvis jeg får trøbbel med roteringen i to akser blir nok flueøyet mitt neste forsøk. Jeg er fortsatt optimist med hensyn til rotasjons-mekanismene.
(*) mimre... (ganske off-topic - en asossiasjon fra én-fotocelle-alternativet og flueøye-alternativet)
Jeg har en utgave av "Dr.Dobbs Journal" (en av de tidligste hobbydata-bladene) fra slutten av 1970-tallet: En artikkel beskriver hvordan man kan lage et ekte 3D-diplay for en "wireframe"-modell: En lysdiode kan med tre motorer flyttes høyre/venstre, bak/fram og opp/ned. Dioden flyttes kontinuerlig for å "tegne" tråd-modellen i et kube-formet rom.
Så forenkles det ved å fjerne høyre/venstre-bevegelsen: En tettpakket "bjelke" med lysdioder behøver bare beveges bak/fram og opp/ned. Og opp-ned-bevegelsen kan fjernes ved å bruke en tettpakket matrise av lysdioder som bare behøver å flyttes bak/fram. Det blir jo en horv ledninger, vanskelig tilkobling og styring. Så vi erstatter LED-matrisen med en CRT (flatskjermer var ukjent den gang), og problemet med å lage et ekte 3D-display er redusert til å bygge en mekanisme for å flytte en CRT fram og tilbake 25 ganger i sekundet ...
Det starter ganske sobert og seriøst, og du leser ganske langt før du skjønner at forfatteren har drevet gjøn med deg hele tiden. Men artikkelen er herlig humor - jeg burde grave den fram fra arkivene!