Heliostat, který navrhnete v prohlížeči

Heliostat je zrcadlo, které se samo otáčí za sluncem a odráží světlo do vybraného bodu. Sunspot se skládá z 37 šestiúhelníkových fazet s akrylovým zrcadlem o tloušťce 2 mm. Strana fazety měří 30 mm, plocha zrcadel činí 865 cm² a celá sestava zrcadla váží 5,64 kg.

Každou fazetu naklánějí dvě serva, celkem 74. Sestava zrcadel tak funguje jako jedno zrcadlo s nastavitelným zakřivením: světelný bod lze zaostřit na cíl vzdálený 4 m nebo 30 m. Celá sestava se otáčí ve dvou osách, azimutu a elevaci, pomocí krokových motorů 28BYJ-48, pod kopulí z PMMA o průměru přibližně 724 mm.

Aplikaci sunspot.hexart.io nabízíme zdarma a bez účtu. Je ukázkou toho, co dnes vytváříme: inženýrský projekt od požadavků až po produkční balíček.

Aplikace nevolá žádný model AI. Každé číslo vypočítává kód podle vzorců z literatury a norem, které lze ověřit v dokumentaci výpočtů. Stejná sada parametrů dává stejné rozměry součástí.

Poloha slunce se počítá podle algoritmu NOAA a Meeuse s refrakcí. Přímé záření (DNI) určuje model Meinela s korekcí Laue, hmotnost vzduchu vzorec Kastena a Younga z roku 1989 a tvar slunečního kotouče model Buie. Zatížení větrem se řídí normou EN 1991-1-4, ozubení kol normou ISO 6336, ložiska normami ISO 76 a ISO 281.

Kde pracovala AI

AI se podílela na psaní kódu. Požadavky stanovoval Paul Lazniak a tým agentů AI psal kód v dávkách: autoři pracovali souběžně v oddělených skupinách souborů, poté následovala integrace a kontrola jinými agenty. Autoři funkcí pracovali s Claude Opus 5.5, jednotlivé požadavky ověřoval Claude Sonnet 5.5.

Sedm výzkumných agentů připravilo 30 karet komponent s katalogovými údaji. Jedna koordinační relace řídila 25 agentů. Pravidlo znělo: žádná vymyšlená čísla, každá hodnota musí mít zdroj.

Zařízení a cíl nastavíte na mapě nebo zadáním adresy. Terén vychází z výškových dat, budovy z OpenStreetMap a model města z fotogrammetrických dat Google Photorealistic 3D Tiles prostřednictvím Cesium ion. Cílem může být libovolný bod v prostoru: okno, panel nebo část stěny.

Datum a čas vyberete v kalendáři, nebo necháte den proběhnout zrychleně. Stejná scéna funguje v brýlích VR i v režimu AR se zobrazením okolí (WebXR).

Tlačítko „Stáhnout balíček pro tisk“ nabízí archiv ZIP s 38 soubory o velikosti přibližně 111 MB. Obsahuje 28 souborů STL pro tisk a řezání 211 dílů a 4 výkresy SVG desek a zrcadel pro řezání z archu. Dále obsahuje náčrt Arduino, seznam materiálu ve formátech CSV a Markdown, kalkulaci a parametry projektu ve formátu JSON.

Pro výchozí konfiguraci obsahuje seznam materiálů 107 položek. 80 je třeba koupit, 20 vytisknout na 3D tiskárně, 4 vyřezat z desky a 3 díly lze odlít ve formě nebo vytisknout. Samotných spojovacích prvků je 340 kusů: 70 šroubů, 30 matic a 240 podložek. K tomu 74 serv, 5 řadičů PCA9685, 2 motory 28BYJ-48 a hodiny DS3231.

Celé zařízení váží 74,4 kg. Materiál podle ceníku z října 2026 stojí 8 608,73 PLN bez DPH a tisk metodou FDM zabere přibližně 24,7 h.

Manuál a výzkumná karta

Z aktuálních parametrů aplikace sestaví návod k montáži a výzkumnou kartu s výsledky výpočtů v polštině a angličtině, připravené k exportu do PDF. Verze z 26. října 2026 měla 61 stran A4 u návodu a 32 u výzkumné karty.

Generátor vybírá desku podle počtu zrcadel: Arduino Uno pro 61 faset, Mega 2560 pro 432, ESP32 pro 864. Pro 37 faset vybere Mega 2560. Náčrt má v takovém případě 2 128 řádků a podle odhadu zabírá přibližně 44,9 kB flash paměti.

Serva ovládají moduly PCA9685, 8 faset na modul. Čas UTC zajišťují hodiny DS3231, nulovou polohu Hallův snímač s kalibrací uloženou v EEPROM. Ovladač má tlačítko SAFE a omezovač výkonu soustředěného paprsku.

Virtuální Arduino v prohlížeči

Základ skici funguje také v aplikaci. Kód C++ se překládá do JavaScriptu a spouští na emulovaném hardwaru: čas v mikrosekundách, přerušení kroků, hystereze Hallova senzoru, serva a EEPROM. Ještě před nahráním na desku je vidět, co řídicí jednotka dělá.

Čísla na této stránce pocházejí ze simulace, nikoli z měření sestaveného zařízení. Aplikace to uvádí sama v patičce: „Inženýrská simulace. Výsledky jsou odhadované, před výrobou je ověřte měřením.“

V dokumentaci projektu vedeme seznam 14 známých nedostatků. Například skříň řídicí jednotky ještě nemá vnitřní prostor a do držáků pro motory 28BYJ-48 se nevejde motor NEMA. Režim VR a AR jsme ověřili v emulátoru, testování v headsetu Quest 3 nás teprve čeká.

Soustředěné světlo pálí a zapaluje, jeho odraz poškozuje zrak. Než zařízení umístíte venku, je třeba ověřit, kam paprsek dopadá po celý den.