Heliosztát, amelyet a böngészőben tervezhet

A heliosztát olyan tükör, amely automatikusan követi a Napot, és a fényt egy kiválasztott pontra irányítja. A Sunspot 37 hatszögletű, 2 mm-es akriltükörrel borított lapból állítja össze. A lapok oldalhossza 30 mm, a tükrök összfelülete 865 cm², a teljes tüköregység tömege pedig 5,64 kg.

Mindegyik szegmens dőlésszögét két szervó állítja, összesen 74. A tükörrendszer így egyetlen, állítható görbületű tükörként működik: a fényfolt 4 vagy akár 30 méterre lévő célpontra is fókuszálható. A szerkezet két tengely mentén, azimutban és elevációban forog, 28BYJ-48 léptetőmotorokkal, egy körülbelül 724 mm átmérőjű PMMA-kupola alatt.

A sunspot.hexart.io alkalmazást ingyenesen, fiók nélkül tesszük elérhetővé. Ez ízelítő abból, amivel ma foglalkozunk: mérnöki projekt a követelményektől az éles kiadásig.

Az alkalmazás nem hív meg AI-modellt. Minden számot a kód számít ki a szakirodalomban és szabványokban szereplő, a számítási dokumentációban ellenőrizhető képletek alapján. Ugyanazok a paraméterek mindig ugyanazokat az alkatrészméreteket eredményezik.

A Nap helyzetét a NOAA és Meeus algoritmusa számítja ki, refrakcióval. A közvetlen sugárzást (DNI) a Meinel-modell határozza meg Laue-korrekcióval, a légtömeget pedig Kasten és Young 1989-es képlete. A napkorong alakját a Buie-modell írja le. A szélterhelés számítása az EN 1991-1-4, a fogaskerekek fogazatáé az ISO 6336, a csapágyaké pedig az ISO 76 és az ISO 281 szerint történik.

Hol dolgozott az AI

Az AI részt vett a kód megírásában. A követelményeket Paul Lazniak határozta meg, az AI-ügynökök csapata pedig hullámokban írta a kódot: a szerzők egymástól elkülönülő fájlcsoportokon dolgoztak párhuzamosan, majd külön ügynökök végezték az integrációt és az ellenőrzést. A funkciók szerzői Claude Opus 5.5-öt használtak, az egyes beküldések ellenőrzését pedig Claude Sonnet 5.5 végezte.

Hét kutatóügynök 30 alkatrészkártyát készített katalógusadatokkal. Egy koordináló munkamenet 25 ügynököt irányított. Az alapelv: nincsenek kitalált számok, minden értékhez tartozik forrás.

Az eszköz és a cél a térképen állítható be, vagy cím megadásával. A terep magassági adatokból, az épületek az OpenStreetMapből, a városmodell pedig fotogrammetriai adatokból, a Google Photorealistic 3D Tiles révén, a Cesium ion használatával készül. Célként a tér bármely pontja megadható: egy ablak, egy panel vagy egy falszakasz.

A dátumot és az időpontot a naptárból választhatja ki, vagy felgyorsítva nézheti végig a napot. Ugyanez a jelenet VR-szemüvegben és a környezetet megjelenítő AR-módban is működik (WebXR).

A „Nyomtatási csomag letöltése” gomb egy ZIP-archívumot tölt le 38 fájllal, körülbelül 111 MB méretben. A csomag 28 STL-fájlt tartalmaz 211 nyomtatható és vágható alkatrészhez, valamint 4 SVG-rajzot a lemezből kivágható panelekhez és tükrökhöz. Emellett Arduino-vázlatot, CSV- és Markdown-formátumú anyaglistát, árajánlatot és a projekt paramétereit tartalmazó JSON-fájlt is talál benne.

Az alapértelmezett konfigurációhoz az anyaglista 107 tételből áll. 80-at meg kell vásárolni, 20-at 3D-nyomtatással kell elkészíteni, 4-et lemezből kell kivágni, 3 alkatrész pedig önthető formába vagy nyomtatható. A kötőelemek száma összesen 340 darab: 70 csavar, 30 anya és 240 alátét. Ezen felül 74 szervó, 5 PCA9685 vezérlő, 2 darab 28BYJ-48 motor és egy DS3231 óra szükséges.

A teljes berendezés tömege 74,4 kg. A 2026. októberi árlista szerinti anyagköltség nettó 8 608,73 PLN, az FDM-nyomtatás pedig körülbelül 24,7 órát vesz igénybe.

Kutatási kézikönyv és adatlap

Az aktuális paraméterek alapján az alkalmazás lengyelül és angolul állítja össze a kivitelezési kézikönyvet és a számítási eredményeket tartalmazó kutatási adatlapot, nyomtatásra kész PDF-formátumban. A 2026. október 26-i verzióban a kézikönyv 61 A4-es oldalból, a kutatási adatlap pedig 32 oldalból állt.

A generátor a tükrök számához választ vezérlőpanelt: Arduino Uno 61 felületig, Mega 2560 432-ig, ESP32 864-ig. 37 felülethez a Mega 2560-at választja. A vázlat ekkor 2 128 sorból áll, és a becslés szerint körülbelül 44,9 kB flashmemóriát foglal.

A szervók a PCA9685 modulokat kezelik, modulonként 8 oldallal. Az UTC-időt a DS3231 óra biztosítja, a nullpozíciót pedig egy Hall-érzékelő, az EEPROM-ba mentett kalibrációval. A vezérlőn SAFE gomb és a fókuszált sugár teljesítményét korlátozó egység található.

Virtuális Arduino a böngészőben

A vázlat alapja az alkalmazásban is működik. A C++ kód JavaScriptre fordul, és emulált hardveren fut: a mikroszekundumos időzítés, a léptetőmotorok megszakításai, a Hall-érzékelő hiszterézise, a szervók és az EEPROM is. Mielőtt bármi a panelre kerülne, látható, hogyan működik a vezérlő.

Az oldalon szereplő számok szimulációból származnak, nem egy megépített eszköz méréséből. Az alkalmazás ezt a láblécben is jelzi: „Mérnöki szimuláció. Becsült eredmények, az építés előtt ellenőrizze méréssel.”

A projekt dokumentációjában 14 ismert hiányosságot tartunk számon. Például a vezérlő dobozának még nincs belső kialakítása, a 28BYJ-48 motorokhoz készült tartókba pedig nem fér bele NEMA motor. A VR- és AR-módot emulátorban ellenőriztük, a Quest 3 headsettel végzett teszt még hátravan.

A fókuszált fény égési sérülést okozhat és tüzet gyújthat, a visszaverődése pedig károsíthatja a látást. Mielőtt a berendezés kültérre kerül, ellenőrizni kell, merre halad a fénysugár a nap folyamán.