Heliostat
Устройство создавалось для ориентации солнечных панелей на солнце, позже была добавлена функция "Reflector", она служит для удержания "солнечного зайчика" на объекте в течении всего дня. Может быть полезна для нагрева воды с помощью солнечного коллектора или создания "подсолнуха", устройства для освещения помещений на северной стороне дома.
Для поворота платформы используются обычные актуаторы для поворота спутниковых антенн.
Вот внешний вид устройства:
Принципиальная схема гелиостата:
Схема источника питания
Схема силовой части устройства
Силовая часть для управления актуатором азимута и возвышения одинаковая.
Вот краткое описание основных функций.
Для начала работы с устройством, необходимо подключить его к сети и с помощью браузера зайти по адресу « http://192.168.100.14/sec ».
· 192.168.100.14 – Это IP адрес устройства по умолчанию.
· sec – Это пароль для входа по умолчанию.
Вы увидите интерфейс управления устройством:
Как видно, весь интерфейс разбит на несколько секций. Подробно о каждой из них.
Net config
Секция «Net config» содержит сетевые настройки устройства и сервисные функции:
· IP – Адрес устройства. По умолчанию 192.168.3.14
· Password – Пароль, по умолчанию «sec». Максимальная длинна пароля 6 символов.
· Server и Script – будут рассмотрены при описании секции «Inputs».
· Reset CPU – перезагрузка устройства.
· Firmware update – обновление прошивки (подробнее об этом ниже).
* MAC-адрес устройства автоматически генерируется из его IP адреса, тем самым достигается уникальность MAC-адреса, при наличии нескольких устройств в одной сети.
Clock
Установка времени / текущее время. Обновление текущего времени происходит при клике по названию секции, при нажатии на кнопку «Save», происходит запись установленного времени в память энергонезависимых часов.
* При первом включении часы еще не работают, работать они начинают после установки точного времени.
Azimuth / Elevation config
Секции Azimuth config и Elevation config имеют практически одинаковый внешний вид и назначение полей ввода, и позволяют сообщить программе параметры механической части позиционера.
На рисунке ниже, приведена схема поворота гелиостата по азимуту:
Из схемы видно, что «a» это расстояние от неподвижной точки крепления актуатора до центра оси вращения, «b» это длина рычага, с помощью которого производится поворот гелиостата по азимуту, а «c min» и «c max» это соответственно минимальная и максимальная длина актуатора.
«pulse» это количество импульсов датчика актуатора, при его полном ходе (от минимума до максимума). Подсчитывается автоматически, но может быть введено и в ручную. Подробнее о автоматическом подсчете импульсов датчика актуатора написано при описании секции «Manual mode», пункты «Калибровка азимута» и «Калибровка возвышения».
Аналогичные значения имеет секция Elevation config.
Важно отметить, что при минимальной длинне актуатора (сторона «c»), панели (сторона «b») должны стоять строго вертикально.
Position config
В этой секции, производится выбор часового пояса, координат населенного пункта и интервала времени, через которое происходит перерасчет положения солнца и корректировка положения гелиостата.
Reflector – Выбор режима работы гелиостата. В положении «On» - поворот зеркала, в положении «Off» - поворот панелей.
Timezone – Часовой пояс
Latitude – Широта местности
Longitude – Долгота местности
Interval – Интервал перерасчета и корректировки положения гелиостата
Setting ‘0’ at power-on or reset – Установка начальной позиции гелиостата при включении устройства или его перезагрузке. Для корректной работы, должна быть активна.
Manual mode
В этой секции имеется возможность установить гелиостат в нужную позицию, а также, здесь происходит калибровка актуаторов.
При нажатии любой кнопки, кроме «Авто», устройство переходит в режим ручного управления. При этом название секции - «Manual mode» будет подсвечено красным цветом.
«Восток» - Начинает поворот панелей на восток.
«Юг» - Начинает поворот панелей на юг. Имеет смысл только после проведения процедуры «Калибровка азимута».
«Запад» - Начинает поворот панелей на запад.
«Вверх» - Начинает поворот панелей вверх от линии горизонта.
«Вниз» - Начинает поворот панелей вниз, к линии горизонта.
Остановка происходит либо при достижении крайнего положения (по концевику актуатора), либо при нажатии кнопки «Стоп».
«Установка '0'» - Установка панелей в крайнее восточное и в крайнее нижнее положение. Установка происходит в два этапа, сначала по азимуту, а затем по возвышению. Определение крайнего положения происходит по отсутствию импульсов с актуатора в течении 2 секунд.
«Калибровка азимута» - Во время этой процедуры, актуатор азимута сначала перемещается в крайнее восточное положение (как при установке 0), а затем начинается движение в крайнее западное положение, при этом происходит подсчет импульсов с датчика актуатора. При достижении крайнего западного положения, происходит запись подсчитанного значения в ЕЕПРОМ. Посмотреть его можно в меню «Azimuth» поле «pulse».
«Калибровка возвышения» - То же самое что и «Калибровка азимута», только для актуатора возвышение. Результат калибровки виден в меню «Elevation» поле «pulse».
После любой из описанных операций для перехода в режим автоматического слежения за солнцем, надо нажать кнопку «Авто».
Inputs
Секция «Inputs» отображает текущее состояние всех входов устройства. «ON» означает, что вход притянут к земле (через контакты кнопки, реле или оптрон). Т.е., активный уровень входов – «0».
Для получения текущего состояния входа можно использовать запрос «http://IP/password/?get=in3». В ответ на этот запрос устройство сообщит серверу «0», «1» или «Error», если в написании имени входа допущена ошибка.
Входа «In1» и «In2» служат для принудительной установки панелей в вертикальное (защита от снега и града) или горизонтальное (защита от ветра) положение.
Также устройство может сообщать о срабатывании любого из входов домашнему серверу. Для этого необходимо в секции «Net config» указать IP адрес сервера и имя скрипта, который будет вызываться при срабатывании входа. Информация о сработавшем входе будет передана скрипту в виде GET запроса: «http://’IP_адрес’/‘имя_скрипта’?in=’номер_входа’».
Для обновления состояния входов, необходимо кликнуть по названию секции.
Outputs
Секция «Outputs» » отображает текущее состояние выходов устройства.
Состояние «ON» говорит о том, что выход находится во включенном состоянии, «OFF» в выключенном.
Для получения текущего состояния выхода можно использовать запрос «http://IP/password/?get=out5» на который устройство ответит «0», «1» или «Error», в случае, если допущена ошибка в имени выхода.
Для установки состояния выхода можно использовать запрос «http://IP/password/?set=out5&val=1», это означает включить выход 5.
- val=0 – выключить
- val=1 – включить
- val=2 – инвертировать (сменить на противоположное)
Для подтверждения принятия команды устройство ответит:
- «OK» если запрос выполнен успешно.
- «Error» если в имени выхода или значении параметра «val», допущена ошибка.
Для обновления состояния выходов, необходимо кликнуть по названию секции.
Info
В этой секции, я думаю, описывать ничего не надо, подписи к значениям говорят сами за себя.
Возможно, стоит подробнее остановиться на последней части этой секции - причине перезапуска контроллера.
- Power on reset – включение питания.
- Hard reset – аппаратный сброс.
- Power monitor reset – сброс при «просадках» питания.
- Watchdog reset – сбой в работе контролера.
- Soft reset – сброс из WEB-интерфейса.
Для обновления информации, необходимо кликнуть по названию секции.
Firmware update
Эта процедура оформлена в виде отдельной секции. Ниже приведена процедура обновления прошивки в картинках.
Думаю описывать нечего, могу только указать время каждого этапа прошивки.
· Upload – 70-100 секунд, зависит от размера прошивки и быстродействия компьютера.
· Check CRC – 10-15 секунд, зависит от размера прошивки.
· Program – около минуты.
Download
Схема процессорного модуля: /Heliostat/ATmega644.gif
Схема силовой части: /Heliostat/Rele.gif
Схема источника питания: /Heliostat/Power.gif
Файл для обновления прошивки по сети: /Heliostat/main_0.08.b64