¿Código fuente abierto para las matemáticas detrás de un heliostato?

Teóricamente, usando una Raspberry Pi, (al menos) un espejo y dos motores, uno debería poder construir un helióstato , es decir, un dispositivo que redirige la luz del sol a un punto fijo, como un matorral a la sombra de un edificio.

Ahora estoy buscando el código fuente heliostat (abierto) , idealmente en python, con suerte con suficientes comentarios. Además: ¿Es correcto mi siguiente enfoque aproximado?

  1. Necesitamos saber la ubicación geográfica exacta del espejo en términos de longitud, latitud. Para simplificar, asumimos que el propio espejo siempre tiene una vista libre de obstáculos del sol.
  2. Para un tiempo dado , podemos usar la mecánica celeste para calcular la trayectoria del sol en el cielo.
  3. Usando la ley de reflexión de la óptica geométrica, podemos determinar la posición del espejo, ya que conocemos el vector desde la posición del espejo hasta el punto al que queremos dirigir la luz.

Eso suena bastante simple, al menos teóricamente. Leí que para el paso 2, muchos usan tablas precalculadas. ¿Por qué? ¿Es numéricamente tan desafiante?

Referencias

¿Has estado en el sitio de la Marina de los EE. UU.? usno.navy.mil/astronomía
Parte de la razón por la que se utilizan tablas para la posición del Sol en coordenadas celestes es que la ascensión recta y la declinación del Sol varían a lo largo del año de forma complicada. Ver los artículos de Wikipedia sobre la ecuación del tiempo y el analema .
@MichaelSeifert Gracias por la pista sobre analemma . También encontré Position of the sun , que es lo que necesito hacer en primer lugar.
¿Construiste el helióstato?
@jumpjack Todavía no.

Respuestas (2)

Escribí la fuente que necesitas hace algunos años:

https://jumpjack.wixsite.com/progetti/sorgenti-ipsun

La versión Arduino/Processing era solo un programa de demostración para controlar manualmente una cámara TENVIS con múltiples botones, carece del "algoritmo astronómico".

La versión de Javascript contiene cálculos astronómicos y una página de demostración que se conecta a una cámara TENVIS local.

También construí un prototipo...

prototipo https://jumpjack.wixsite.com/progetti/ipsun

...luego encontré, en MakerFairRome 2016, un fabricante que vendió en Kickstarter un helióstato listo para usar, inicialmente llamado " Lucy ", luego rebautizado como " Caia "... pero pasaron 5 años y aún no ha nacido... así que creo que tendré que volver a mi proyecto y desarrollar mi propio helióstato.

Pero mientras tanto, encontré esta página sobre un "helióstato estático", y ahora estoy tratando de aplicar ingeniería inversa para averiguar si podría ser más fácil/más barato:

heliostato estático

Heliostato estático - franja solar

http://cleardomesolar.com/solareflexpanels.html

Recurso adicional con docenas de enlaces a helióstatos, celostatos y demás...:

http://www.redrok.com/main.htm#gsc.tab=0

He respondido a su pregunta sobre el SolarReflector. Ahora bien, ¿cuál sería tu diseño ideal para un reflector económico y práctico? Yo también estoy muy interesado en este trabajo :-)

Suponiendo que conoce la altitud/elevación y el acimut del sol en un lugar determinado de la Tierra (puede calcularlo usando cualquier biblioteca de astronomía, como suncalc.js ), y la altitud/elevación y el acimut del espejo de destino, el espejo debe apuntar hacia este dirección:

mirrorAz = TargetAz + (SunAz - TargetAz) / 2
mirrorAlt = TargetAlt + (SunAlt - TargetAlt) / 2

Explicación del acimut

Explicación de elevación

Otra útil respuesta tuya. En particular , github.com/mourner/suncalc/blob/master/suncalc.js parece muy útil, pero aún no he logrado leerlo por completo.
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