Heliostatas, kurį galima projektuoti naršyklėje

Heliostatas, tai veidrodis, kuris pats sukasi paskui saulę ir nukreipia šviesą į pasirinktą vietą. „Sunspot“ jį sudaro iš 37 šešiakampių briaunų su 2 mm akriliniu veidrodžiu. Briaunos kraštinė yra 30 mm, veidrodžių plotas, 865 cm², o visas veidrodžio mazgas sveria 5,64 kg.

Kiekvieną veidrodžio segmentą pakreipia du servovarikliai, iš viso 74. Todėl veidrodžių sistema veikia kaip vienas reguliuojamo kreivumo veidrodis: šviesos tašką galima sufokusuoti į objektą, esantį už 4 m arba 30 m. Visa sistema sukasi apie dvi ašis: azimuto ir elevacijos. Ją suka 28BYJ-48 žingsniniai varikliai. Sistema įrengta po maždaug 724 mm skersmens PMMA gaubtu.

Programėlę sunspot.hexart.io suteikiame nemokamai, be paskyros. Tai pavyzdys, ką šiandien kuriame: inžinerinis projektas nuo reikalavimų iki paruošto gamybinio paketo.

Programėlė neiškviečia jokio AI modelio. Kiekvieną skaičių apskaičiuoja kodas pagal literatūroje ir standartuose pateiktas formules, kurias galima patikrinti skaičiavimų dokumentacijoje. Tas pats parametrų rinkinys duoda tuos pačius dalių matmenis.

Saulės padėtį apskaičiuoja NOAA ir Meeuso algoritmas su refrakcijos korekcija. Tiesioginę spinduliuotę (DNI) nustato Meinelio modelis su Laue korekcija, oro masę apskaičiuoja 1989 m. Kasten ir Young formulė, o Saulės disko formą apibrėžia Buie modelis. Vėjo apkrova skaičiuojama pagal EN 1991-1-4, krumpliaračių dantys pagal ISO 6336, guoliai pagal ISO 76 ir ISO 281.

Kur dirbo AI

AI padėjo rašyti kodą. Reikalavimus nustatė Paul Lazniak, o AI agentų komanda kodą rašė etapais: autoriai dirbo su tarpusavyje nesidengiančiais failais, lygiagrečiai, vėliau atskiri agentai atliko integraciją ir peržiūrą. Funkcijų autoriai naudojo Claude Opus 5.5, o atskirus pakeitimus tikrino Claude Sonnet 5.5.

Septyni tyrimų agentai parengė 30 komponentų kortelių su kataloginiais duomenimis. Viena koordinavimo sesija valdė 25 agentus. Darbo principas: jokių išgalvotų skaičių, kiekviena reikšmė turi šaltinį.

Įrenginys ir tikslas nustatomi žemėlapyje arba įvedus adresą. Reljefas gaunamas iš aukščių duomenų, pastatai iš „OpenStreetMap“, o miesto modelis sukuriamas fotogrametrijos būdu naudojant „Google Photorealistic 3D Tiles“ per „Cesium ion“. Tikslu gali būti bet kuris erdvės taškas: langas, skydas ar sienos dalis.

Datą ir laiką galima pasirinkti kalendoriuje arba stebėti dieną pagreitintai. Ta pati scena veikia VR akiniuose ir AR režimu su aplinkos vaizdu (WebXR).

Mygtuku „Atsisiųsti spausdinimo failų rinkinį“ paspaudus atsisiunčiamas ZIP archyvas su 38 failais, apie 111 MB. Jame yra 28 STL failai, skirti 211 spausdinamų ir pjaustomų detalių, 4 plokščių ir veidrodžių pjovimo iš lakšto brėžiniai SVG formatu. Taip pat yra Arduino eskizas, medžiagų sąrašas CSV ir Markdown formatais, sąmata ir projekto parametrai JSON formatu.

Numatytojoje konfigūracijoje medžiagų sąraše yra 107 pozicijos. Reikia įsigyti 80, 20 atspausdinti 3D spausdintuvu, 4 išpjauti iš lakštinės medžiagos, o 3 dalis galima išlieti formoje arba atspausdinti. Vien jungiamųjų detalių yra 340: 70 varžtų, 30 veržlių ir 240 poveržlių. Be to, reikia 74 servovariklių, 5 PCA9685 valdiklių, 2 28BYJ-48 variklių ir DS3231 laikrodžio.

Visas įrenginys sveria 74,4 kg. Medžiagos pagal 2026 m. spalio kainoraštį kainuoja 8 608,73 PLN be PVM, o FDM spausdinimas trunka apie 24,7 val.

Vadovas ir tyrimo kortelė

Pagal esamus parametrus programa parengia gamybos instrukciją ir tyrimų kortelę su skaičiavimų rezultatais lenkų ir anglų kalbomis, paruoštas spausdinti PDF formatu. 2026 m. spalio 26 d. versijoje gamybos instrukciją sudarė 61 A4 formato puslapis, o tyrimų kortelę, 32.

Generatorius parenka plokštę pagal veidrodžių skaičių: Arduino Uno iki 61 briaunos, Mega 2560 iki 432, ESP32 iki 864. 37 briaunoms pasirenkama Mega 2560. Tada eskizą sudaro 2 128 eilutės, o pagal skaičiavimus jis užima apie 44,9 kB „flash“ atminties.

Servovarikliai valdo PCA9685 modulius, po 8 fasetų kiekviename. UTC laiką rodo DS3231 laikrodis, nulinę padėtį nustato Holo jutiklis, o kalibravimo duomenys išsaugomi EEPROM. Valdiklis turi SAFE mygtuką ir sutelktos šviesos pluošto galios ribotuvą.

Virtualus „Arduino“ naršyklėje

Eskizo pagrindas veikia ir programėlėje. C++ kodas išverčiamas į JavaScript ir paleidžiamas emuliuojamoje aparatinėje įrangoje: mikrosekundžių tikslumas, žingsnių pertraukos, Holo jutiklio histerezė, servovarikliai ir EEPROM. Dar prieš perkeliant ką nors į plokštę matyti, ką daro valdiklis.

Šio puslapio skaičiai gauti atlikus simuliaciją, o ne išmatavus pagamintą įrenginį. Programėlė tai nurodo poraštėje: „Inžinerinė simuliacija. Apytiksliai rezultatai, prieš gamybą patikrinkite matavimais.“

Projekto dokumentacijoje pateikiame 14 žinomų trūkumų sąrašą. Pavyzdžiui, valdiklio dėžutė dar neturi vidaus, o į 28BYJ-48 variklių laikiklius netelpa NEMA variklis. VR ir AR režimus patikrinome emuliatoriuje, bandymas su Quest 3 akiniais dar laukia.

Sufokusuota šviesa degina ir uždega, o jos atspindys pažeidžia regėjimą. Prieš įrengiant įrenginį lauke, reikia patikrinti, kur visą dieną krinta spindulys.