Eliostato progettato nel browser

Un eliostato è uno specchio che segue automaticamente il sole e riflette la luce in un punto scelto. Sunspot è composto da 37 faccette esagonali con specchio acrilico da 2 mm. Il lato di ciascuna faccetta misura 30 mm, la superficie degli specchi è di 865 cm² e l’intero gruppo specchio pesa 5,64 kg.

Ogni faccetta è inclinata da due servomotori, per un totale di 74. Il sistema di specchi funziona quindi come un unico specchio a curvatura regolabile: il punto luminoso può essere concentrato su un bersaglio a 4 m o a 30 m. L’intero sistema ruota su due assi, azimut ed elevazione, tramite motori passo-passo 28BYJ-48, sotto una cupola in PMMA di circa 724 mm di diametro.

Mettiamo a disposizione gratuitamente l’applicazione sunspot.hexart.io, senza bisogno di un account. È un esempio di ciò che realizziamo oggi: un progetto ingegneristico, dai requisiti al pacchetto pronto per la produzione.

L’applicazione non richiama alcun modello di IA. Il codice calcola ogni valore in base a formule tratte dalla letteratura e dalle norme, verificabili nella documentazione dei calcoli. Lo stesso insieme di parametri produce le stesse dimensioni dei componenti.

La posizione del sole è calcolata con l’algoritmo NOAA e Meeus, con correzione per la rifrazione. La radiazione diretta (DNI) è calcolata con il modello Meinel, con correzione Laue; la massa d’aria con la formula di Kasten e Young del 1989; la forma del disco solare con il modello Buie. Il carico del vento segue la norma EN 1991-1-4, i denti degli ingranaggi la ISO 6336, i cuscinetti le ISO 76 e ISO 281.

Dove è stato utilizzato l’AI

L’AI ha contribuito alla scrittura del codice. I requisiti sono stati definiti da Paul Lazniak, mentre un team di agenti AI ha scritto il codice per fasi: gli autori hanno lavorato in parallelo su gruppi di file distinti, seguiti dall’integrazione e dalla revisione da parte di agenti separati. Gli autori delle funzionalità hanno usato Claude Opus 5.5, mentre Claude Sonnet 5.5 ha verificato le singole richieste.

Sette agenti di ricerca hanno preparato 30 schede dei componenti con dati di catalogo. Una sessione di coordinamento ha gestito 25 agenti. La regola era: niente numeri inventati, ogni valore deve avere una fonte.

Il dispositivo e l’obiettivo si impostano sulla mappa oppure inserendo un indirizzo. Il terreno deriva dai dati altimetrici, gli edifici da OpenStreetMap e il modello della città dalla fotogrammetria di Google Photorealistic 3D Tiles tramite Cesium ion. L’obiettivo può essere un punto qualsiasi nello spazio: una finestra, un pannello, una porzione di parete.

La data e l’ora si scelgono dal calendario oppure si fa scorrere la giornata in modalità accelerata. La stessa scena funziona con visori VR e in modalità AR con visualizzazione dell’ambiente circostante (WebXR).

Il pulsante «Scarica il pacchetto per la stampa» scarica un archivio ZIP con 38 file, circa 111 MB. Contiene 28 file STL per 211 componenti da stampare e tagliare, 4 disegni SVG di pannelli e specchi da tagliare da un foglio. Include anche uno sketch Arduino, l’elenco dei materiali in CSV e Markdown, il preventivo e i parametri del progetto in JSON.

Nella configurazione predefinita, l’elenco dei materiali comprende 107 voci. 80 sono da acquistare, 20 da stampare in 3D, 4 da tagliare da un foglio e 3 parti possono essere stampate o realizzate con uno stampo. I soli elementi di fissaggio sono 340: 70 viti, 30 dadi e 240 rondelle. A questi si aggiungono 74 servomotori, 5 driver PCA9685, 2 motori 28BYJ-48 e un orologio DS3231.

Il dispositivo completo pesa 74,4 kg. I materiali, secondo il listino di ottobre 2026, costano 8.608,73 PLN netti e la stampa FDM richiede circa 24,7 h.

Manuale e scheda di ricerca

Sulla base dei parametri attuali, l’applicazione genera il manuale di costruzione e la scheda di ricerca con i risultati dei calcoli, in polacco e in inglese, pronti per essere esportati in PDF. Nella versione del 26 ottobre 2026, il manuale aveva 61 pagine A4 e la scheda di ricerca 32.

Il generatore seleziona la scheda in base al numero di specchi: Arduino Uno fino a 61 facce, Mega 2560 fino a 432, ESP32 fino a 864. Per 37 facce seleziona Mega 2560. Lo sketch ha quindi 2 128 righe e, secondo la stima, occupa circa 44,9 kB di memoria flash.

I servomotori gestiscono i moduli PCA9685, con 8 faccette per modulo. L’ora UTC è fornita da un orologio DS3231, mentre il sensore Hall rileva la posizione zero e la calibrazione viene salvata nella EEPROM. Il controller è dotato di un pulsante SAFE e di un limitatore della potenza del fascio concentrato.

Arduino virtuale nel browser

Anche il nucleo dello sketch funziona nell’applicazione. Il codice C++ viene tradotto in JavaScript ed eseguito su hardware emulato: tempi in microsecondi, interruzioni dei passi, isteresi del sensore Hall, servomotori ed EEPROM. Prima di trasferire qualsiasi cosa sulla scheda, è possibile vedere come funziona il controller.

I numeri riportati in questa pagina provengono da una simulazione, non da misurazioni effettuate su un dispositivo costruito. L’applicazione lo specifica nella nota a piè di pagina: «Simulazione ingegneristica. Risultati stimati, da verificare con misurazioni prima della costruzione.»

Nella documentazione del progetto teniamo un elenco di 14 carenze note. Per esempio, il contenitore del controller non ha ancora un interno e i motori NEMA non entrano nei supporti per motori 28BYJ-48. Abbiamo verificato le modalità VR e AR nell’emulatore. Dobbiamo ancora testarle con il visore Quest 3.

La luce concentrata brucia e può provocare incendi, mentre il suo riflesso danneggia la vista. Prima di installare il dispositivo all’esterno, occorre verificare dove punta il fascio durante tutta la giornata.