Что для Вас Умный Дом?

Расчет восхода и захода солнца. Автоматизация освещения

20/01/2011 23:14:11

В системах домашней автоматизации может потребоваться информация о восходе и заходе нашего светила. В отсутствие дополнительных датчиков можно автоматически включать и выключать уличное, садовое освещение, ночники, системы автополива и прочее.

Я уже писал о том, как я решил задачу управления уличным освещением с помощью камеры видеонаблюдения. Минус данного решения заключается в том, что чувствительность современных камер достаточно высока, а значит уловить порог снижения яркости изображения можно только тогда, когда на улице уже совсем стемнеет. Особенно актуальна проблема зимой, когда дополнительное влияние на общую яркость изображения оказывает снег.

Поэтому я решил рассчитывать ежедневно восход и заход солнца, дабы управлять уличным освещением более точно. Но, как это часто бывает, задача оказалась достаточно сложной. Образовалась масса сложных формул, понятий, таблиц. Одним словом, самостоятельно этот орех разгрызть я не смог, а точнее не захотел, так как нашел уже готовый класс для PHP.

<?php

class sun
{
    var $latitude;     #szerokosc geograficzna
    var $longitude;    #dlugosc geograficzna
    var $timezone;     #strefa czasowa
        function sun ($latitude, $longitude, $timezone)
            {
                $this->latitude = $latitude;
                $this->longitude = $longitude;
                $this->timezone = $timezone;
                $this->yday = date("z");
                $this->mon = date("n");
                $this->mday = date("j");
                $this->year = date("Y");
                #---------------------
                $this->DST=$this->is_daylight_time(date("U"));
                    if ($this->DST)
                       {
                          $this->timezone = ($this->timezone + 1);
                       }
                    if ($this->timezone == "13")
                       {
                          $this->timezone = "-11";
                       }
                #---------------------
                $this->A = 1.5708;
                $this->B = 3.14159;
                $this->C = 4.71239;
                $this->D = 6.28319;
                $this->E = 0.0174533 * $this->latitude;
                $this->F = 0.0174533 * $this->longitude;
                $this->G = 0.261799  * $this->timezone;
                #---------------------
                  # For astronomical twilight, use
                  #$this->R = -.309017;
                  # For     nautical twilight, use
                  #$this->R = -.207912;
                  # For        civil twilight, use
                  #$this->R = -.104528;
                  # For     sunrise or sunset, use
                  $this->R = -.0145439;
                #---------------------
                
            }
        function is_daylight_time($time)
            {
               list($dom, $dow, $month, $hour, $min) = explode(":", date("d:w:m:H:i", $time));
               if   ($month > 4 && $month < 10)
                  {
                         $this->retval = 1;        # May thru September
                  }
               elseif ($month == 4 && $dom > 7)
                  {
                         $this->retval = 1;        # After first week in April
                  }
               elseif ($month == 4 && $dom <= 7 && $dow == 0 && $hour >= 2)
                  {
                         $this->retval = 1;        # After 2am on first Sunday ($dow=0) in April
                  }
               elseif ($month == 4 && $dom <= 7 && $dow != 0 && ($dom-$dow > 0))
                  {
                         $this->retval = 1;        # After Sunday of first week in April
                  }
               elseif ($month == 10 && $dom < 25)
                  {
                         $this->retval = 1;        # Before last week of October
                  }
               elseif ($month == 10 && $dom >= 25 && $dow == 0 && $hour < 2)
                  {
                         $this->retval = 1;        # Before 2am on last Sunday in October
                  }
               elseif ($month == 10 && $dom >= 25 && $dow != 0 && ($dom-24-$dow < 1) )
                  {
                         $this->retval = 1;        # Before Sunday of last week in October
                  }
               else
                  {
                         $this->retval = 0;
                  }

                  

                return $this->retval;
        }
    function sunrise()
        {
            $J =  $this->A;
            $K = $this->yday + (($J - $this->F) / $this->D);
            $L = ($K * .017202) - .0574039;              # Solar Mean Anomoly
            $M = $L + .0334405 * sin($L);                # Solar True Longitude
            $M += 4.93289 + (3.49066E-04) * sin(2 * $L);
                if ($this->D == 0)
                  {
                     echo "Trying to normalize with zero offset..."; exit;
                  }
                while ($M < 0)
                  {
                     $M = ($M + $this->D);
                  }
                while ($M >= $this->D)
                  {
                     $M = ($M - $this->D);
                  }
                if (($M / $this->A) - intval($M / $this->A) == 0)
                  {
                     $M += 4.84814E-06;
                  }
            $P = sin($M) / cos($M);                   # Solar Right Ascension
            $P = atan2(.91746 * $P, 1);
            # Quadrant Adjustment
                if ($M > $this->C)
                  {
                     $P += $this->D;
                  }
                else
                  {
                     if ($M > $this->A)
                        {
                           $P += $this->B;
                        }
                  }

            $Q = .39782 * sin($M);            # Solar Declination
            $Q = $Q / sqrt(-$Q * $Q + 1);     # This is how the original author wrote it!
            $Q = atan2($Q, 1);
            $S = $this->R - (sin($Q) * sin($this->E));
            $S = $S / (cos($Q) * cos($this->E));
                if (abs($S) > 1)
                    {
                        echo 'none';
                    }     # Null phenomenon
            $S = $S / sqrt(-$S * $S + 1);
            $S = $this->A - atan2($S, 1);
            $S = $this->D - $S ;
            $T = $S + $P - 0.0172028 * $K - 1.73364; # Local apparent time
            $U = $T - $this->F;                            # Universal timer
            $V = $U + $this->G;                            # Wall clock time
            # Quadrant Determination
                if ($this->D == 0)
                    {
                        echo "Trying to normalize with zero offset..."; exit;
                    }
                while ($V < 0)
                    {
                        $V = ($V + $this->D);
                    }
                while ($V >= $this->D)
                    {
                        $V = ($V - $this->D);
                    }
            $V = $V * 3.81972;
            $hour = intval($V);
            $min  = intval((($V - $hour) * 60) + 0.5);
            // return date( "G:i ", mktime($hour,$min,0,$this->mon,$this->mday,$this->year) - 1800 );
            return mktime($hour,$min,0,$this->mon,$this->mday,$this->year) - 1800;
        }
    function sunset()
        {
            $J =  $this->C;
            $K = $this->yday + (($J - $this->F) / $this->D);
            $L = ($K * .017202) - .0574039;              # Solar Mean Anomoly
            $M = $L + .0334405 * sin($L);                # Solar True Longitude
            $M += 4.93289 + (3.49066E-04) * sin(2 * $L);
                if ($this->D == 0)
                  {
                     echo "Trying to normalize with zero offset..."; exit;
                  }
                while ($M < 0)
                  {
                     $M = ($M + $this->D);
                  }
                while ($M >= $this->D)
                  {
                     $M = ($M - $this->D);
                  }
                if (($M / $this->A) - intval($M / $this->A) == 0)
                  {
                     $M += 4.84814E-06;
                  }
            $P = sin($M) / cos($M);                   # Solar Right Ascension
            $P = atan2(.91746 * $P, 1);
            # Quadrant Adjustment
                if ($M > $this->C)
                  {
                     $P += $this->D;
                  }
                else
                  {
                     if ($M > $this->A)
                        {
                           $P += $this->B;
                        }
                  }

            $Q = .39782 * sin($M);            # Solar Declination
            $Q = $Q / sqrt(-$Q * $Q + 1);     # This is how the original author wrote it!
            $Q = atan2($Q, 1);
            $S = $this->R - (sin($Q) * sin($this->E));
            $S = $S / (cos($Q) * cos($this->E));
                if (abs($S) > 1)
                    {
                        echo 'none';
                    }     # Null phenomenon
            $S = $S / sqrt(-$S * $S + 1);
            $S = $this->A - atan2($S, 1);
            #$S = $this->D - $S ;
            $T = $S + $P - 0.0172028 * $K - 1.73364; # Local apparent time
            $U = $T - $this->F;                            # Universal timer
            $V = $U + $this->G;                            # Wall clock time
            # Quadrant Determination
                if ($this->D == 0)
                    {
                        echo "Trying to normalize with zero offset..."; exit;
                    }
                while ($V < 0)
                    {
                        $V = ($V + $this->D);
                    }
                while ($V >= $this->D)
                    {
                        $V = ($V - $this->D);
                    }
            $V = $V * 3.81972;
            $hour = intval($V);
            $min  = intval((($V - $hour) * 60) + 0.5);
            //return date( "G:i ", mktime($hour,$min,0,$this->mon,$this->mday,$this->year) + 1800 );
            return mktime($hour,$min,0,$this->mon,$this->mday,$this->year) + 1800;
        }

}

//$ext_light = show_list($keys_id, "#key_pio#", "", 1, "key_label='ext_light'", 1);

$sun = new sun('55.72', '37.63', '3');
$my_sunrise = $sun->sunrise();
$my_sunset = $sun->sunset();

if ( time() >= $my_sunrise && $ext_light == 1 && time() < $my_sunset )
echo "Выключить свет";

if ( time() >= $my_sunset && $ext_light == 0 )
echo "Включить свет";

?>

Класс я нашел на каком-то польском сайте.
Пользоваться классом достаточно просто. Необходимо только знать широту, долготу и часовой пояс. Широту и долготу конкретной местности можно подсмотреть с помощью Google API. Если кому-то надо - расскажу как.

Например, для Москвы это:

$sun = new sun('55.72', '37.63', '3');

Я только изменил функции sunset() и sunrise() таким образом, чтобы свет выключался на 1800 секунд (30 минут) раньше и включался на 30 минут позже астрономического восхода и захода солнца. Это выяснилоась экспериментальным путем. Поэтому в соответствующих функциях измените или вовсе уберите коррекцию.
Если вам необходимо, чтобы функции возвращали значения в человеческом виде, закомментируйте последний return и уберите комментарий с предпоследнего.

Автор: Andrey_B
Любое использование материалов сайта возможно только с разрешения автора и с обязательным указанием источника.

Добавить комментарий:

2011-10-16 22:08:55 | САНЧО
Может помочь программа RA4NCN

2011-03-11 21:08:35 | Александр
На сколько я помню - долгота москвы 37градусов 37 минут, следовательно - в формулу надо подставлять 37.63 - вероятно у Вас опечатка.

2011-02-21 12:25:55 | Andrey_B
Олег, а ведь вы правы. Действительно в PHP5 есть такая функция.
Только вот расчет времени отличается от моего. На 2-4 минуты. В целях автоматизации освещения несущественно, но интересно почему.
Я проверял свою функцию на сайтах, посвященных астрономии и расчет совпадал. Может быть кто-то возьмется определить? Какая из функций - та что представлена в статье или та, что заложена в PHP5 дает более правильный результат?
А вот civil_twilight действительно вещь полезная. Как раз наш случай ;)
Спасибо за полезный комментарий.

2011-02-21 11:59:55 | Олег
Велосипед? :)

/ru.php.net/manual/en/function.date-sun-info.php

Возвращает:
sunrise: 05:52:11
sunset: 15:41:21
transit: 10:46:46
civil_twilight_begin: 05:24:08
civil_twilight_end: 16:09:24
nautical_twilight_begin: 04:52:25
nautical_twilight_end: 16:41:06
astronomical_twilight_begin: 04:21:32
astronomical_twilight_end: 17:12:00

Гражданские сумерки (civil_twilight) скорее всего нужны для включения-выключения освещения.

Связаться с автором сайта