Systeme de detection automatique de la position du soleil

Imaginons que nous souhaitions avoir un système qui soit a tout moment orienté vers le soleil, de façon a ce que ses rayons soient majoritairement perpendiculaires à notre dispositif. Dans cette optique, nous aurons besoin d’un dispositif capable de repérer si le soleil est “au dessus” ou bien “au dessus” de lui, et de réagir en conséquence, en se déplaçant pour suivre la course de l’étoile.

concept global

Ce dispositif serait situé sur une plaque mobile capable de bouger sur 180° autour d’un axe. Le rectangle jaune représente le dispositif mobile, le demi cercle étant la trajectoire que suivra le mobile. La flèche noire indique le sens direct de rotation (que nous appellerons “+”) et la flèche rouge le sens indirect (noté “-“). Le gros point noir au milieu est l’axe de rotation du système. l’idée est que si le soleil n’est pas bien en face du module jaune, celui ci se déplace dans le sens direct ou indirect pour s’aligner correctement.

Pour l’instant, nous passerons sur la partie mobile/déplacement du système, et on fera comme si on avait la possibilité d’envoyer deux commandes différentes au système : la commande + qui le déplace dans un sens, et la commande – qui le déplace dans l’autre, l’absence de commande laissant le système dans sa position actuelle.

le détecteur

détecteur d'alignement (axe vertical)

La plaque blanche représente la surface de base du capteur qui devrait être exposée aux rayons du soleil. Les points rouges 1 et 2 représentent deux photodiodes (des composants capables de détecter la présence ou l’absence de lumiere). Quand au rectangle jaune, il s’agit d’une deuxième plaque, perpendiculaire a la première, et opaque. Pour en revenir a la figure précédente,si le soleil se trouve au dessus du capteur, et non pas en face, la plaque jaune projettera son ombre sur le capteur 1. le système enverra dans ce cas le signal + jusqu’à ce que C1 capte a nouveau de la lumière en quantité suffisante. Dans le cas ou le soleil serait “en dessous” du capteur, le signal – serait envoyé jusqu’à ce que ce ne soit plus le cas.

En théorie, tout va bien, jusqu’ici. Mais que se passe t’il lorsque la nuit tombe, ou qu’un nuage passe ? Il ne faudrait pas que notre système s’échine a tenter de chercher le soleil a ce moment! L’idée est donc la suivante : si les capteurs C1 ET C2 détectent de l’ombre, on n’envoie aucun signal. Considérons que si un capteur est éclairé, sa valeur est a 1, et que s’il est a l’ombre, sa valeur est 0. On obtiendrait la table suivante:

Améliorations

De cette façon le système ne réagit que lorsque c’est l’ombre de la plaque jaune qui recouvre les photo diodes. En l’état, ce systeme permettrait de suivre la course du soleil de l’horizon au au matin a l’horizon au soir. Ceci permettrait au dispositif de suivre le soleil pendant une journée, mais le lendemain un problème majeure se poserait : quand le soleil se lève de l’autre coté, le dispositif, dont les capteurs 1et 2 détecteront de l’ombre, ne bougera pas…

Il faut donc envisager une solution qui empêchera le blocage du système dans cette position, et pour ce faire, voici trois solutions :

• Un systeme qui,une fois la nuit tombée (par exemple si les deux C1 et C2 sont a 0 depuis plus de 8 heures, place le systeme dans la position diametralement opposée (si le dispositif a suivi le soleil jusqu’a un point au coucher, forcement il devra l’attendre a l’opposé le lendemain)
• Si C1 et C2 sont a 0, le dispositif s’oriente vers le zenith, de sorte qu’au retour du soleil, l’un des capteurs soit forcement illuminé;
• Une troisieme photodiode, diametralement opposée aux deux autres, qui déchlancherait un mouvement du dispositif si elle reçoit de la lumiere, et quels que soient les signaux des deux autres.