Заход и восход солнца средствами rtc gprs shield v3, оптимизация кода в arduino

Здравствуйте, друзья!
Мне интересно сделать систему освещения, работающую в зависимости от захода и восхода Солнца. В городах уже давно используются системы включения освещения в зависимости от положения солнца, что логично, т.к. это чистая экономия (привет Грете Тумберг). Включение освещения планируется сделать с момента типовой побудки и до момента восхода (зимой), а выключение, соответственно, с момента заката и до времени типового отбоя.

Особая точность не нужна: +/- 20 минут от реального положения светила на горизонте не принципиальны.
Для RTC используется модуль https://amperka.ru/product/arduino-gprs-shield. Надежды на то, что бесплатные ресурсы завтра не перестанут давать данные по солнцу нет. На просторах Интернета есть много формул для определения захода и восхода в зависимости от географических координат. Ну, в общем, я сделал... Точнее почесал правой ногой левое ухо . Тригонометрические формулы заняли 67% от доступной памяти Arduino UNO. Не годится.

Реализовал ранее опробованный вариант сформировать модель более простую, т.к. не требуется особой точности. К сожалению, результат оказался "плачевным". Для более-менее приемлемого качества результата необходимо рассчитывать полином 4-го порядка, как для захода, так и для восхода. Вся эта "хрень" съедает сразу 20% ОЗУ Arduino UNO. Меньше нельзя, т.к. расхождения составляют уже не минуты, а часы. Пенять на библиотеку Sim800l смысла нет, я всё проверил и допилил.
Код:

Код (C++):

void Voshod_Zahod(){
  int day,month,year,minute,second,hour;
  Sim800l.RTCtime(&day,&month,&year,&hour,&minute,&second);
 
  Serial.print("Восход и заход в этот день: ");Serial.print(day);Serial.print('/');Serial.println(month);
  float MyDateTimeDec=month+(day/30.5);//Приведенное к детятичному формату Дата.Время без Года, только ДатаВремя
  Serial.print("Приведенное к DEC число и дата: ");Serial.println(MyDateTimeDec,8);
  //Восход
  //Тренд_Восход=-0,004194985956446*X4+0,113278595835107*X3-0,856456337860489*X2+1,21963461590155*X+8,59986437883103
  float Voshod=-0.004194985956446*pow(MyDateTimeDec,4)+0.113278595835107*pow(MyDateTimeDec,3)-0.856456337860489*pow(MyDateTimeDec,2)+1.21963461590155*MyDateTimeDec+8.59986437883103;
  Serial.print("Приведенное к DEC время Восхода: ");Serial.println(Voshod,8);
  //Заход
  //Тренд_Заход=0,00487951793215*X4-0,131119309343408*X3+1,0109280590299*X2-1,79568491365665*x+17,3755512156507
  float Zahod=0.00487951793215*pow(MyDateTimeDec,4)-0.131119309343408*pow(MyDateTimeDec,3)+1.0109280590299*pow(MyDateTimeDec,2)-1.79568491365665*MyDateTimeDec+17.3755512156507;
  Serial.print("Приведенное к DEC время Захода: ");Serial.println(Zahod,8);
  Serial.println("-------------------------------");
 
}

Пример результата вычисления из консоли на сегодня.

Данные модели на PC для сравнения на 25/1:

В принципе, как писал выше, даже такая точность устраивает. Но модель на Arduino жрёт ресурсы, чего хотелось бы избежать. Чего только не делал: например, оставлял в модели только зимние месяцы, когда задача наиболее актуальна, - уменьшить вычисления не представляется возможным.

У меня есть практика работы на PC под приложения MS, когда пришлось делать из строк цифровые отпечатки и далее работать с ними в ОЗУ в виде больших массивов, но на платформе Arduino не годится.

В общем, нужна помощь от сообщества, даже не сколько по оптимизации приведённого кода, сколько вообще по методике его оптимизации в принципе. Работа с картой или запросы на сервера не устраивают. Нужно простое, понятное решение по минимизации затрат на эти полиномы.

 

Берёшь Sonoff BASIC, подключается к бесплатному серверу погоды https://www.weatherbit.io/, получаешь значения текущего времени, времени захода и восхода, включаешь и выключаешь свет как нравится.

Извиняюсь. Не заметил важного замечания.

Я когда слово "сделать" вижу - реагирую. Но в данном случае, видимо, "сделать" - не главное.

 

Интернет бывает время от времени.

 

Раз в неделю достаточно для вашей точности.

 

Вот смотрите, там только ESP-8266 и дисплей. Точность достаточная. Добавьте анализ данных о солнце, управление пином - и у вас включение света.

 

Игорь, низкий Вам поклон за Ваши посты! Но Вы предлагаете что-то купить, в данном случае услуги связи или компоненты.
Зачем платить деньги, когда есть мозги?

Вот давайте представим, что мы моемся в бане: в парную залили настой из мяты и настой из еловых иголок. Пар аж бьёт ключом! Затем мы оба выходим и походим каждый к своей кадушке. Кадушки висят на стене, заполненные ледяной водой. Ваша - с сенсорным управлением, фиксацией местоположения потребителя, прочими датчиками и приводом, опрокидывающим кадушку с ледяной водой на потребителя. А у меня кадушка с верёвочкой, - потянул и вода льётся. Но она льётся тогда, когда я хочу, а у Вас - по алгоритму.
Мой вопрос, вообще-то, довольно существенный и скорее относится к С++ и использованию архитектуры Arduino.

 

"Запутала ты меня, Алиса".
ИМХО, старайтесь писать так, чтобы было понятно уборщице, что вам надо. По крайней мере я так всегда требовал от юристов, когда ими рулил.

 

Меня интересует разумное объяснение или методика того, как можно сократить вычисления, уменьшив использование ОЗУ путём перевода одного пространства числ в другое пространство чисел с сохранением или допустимым отклонением по результату.

 

в целых считай.

 

я вижу два варианта решения проблемы

1. Программный - расчитать время восходов и закатов на "большом компе" , составить упакованную табличку и залить ее в Прогмем. Уверен, что при ошибке до 10 минут уложусь в килобайт с запасом - это примерно 3% флеша на Уно

2. аппаратный - вместо теоретического расчета времени заката и восхода поставить на ардуину датчик освещенности и включать освещение по наступлению реальной темноты, а не "теоретической". Цена такого датчика - доллар, а работать будет куда лучше теории, так как освещение зависит не только от астрономического времени, но и от погоды...

 

разовью мысль с табличкой.
Даже если подойти к кодированию времени тупо раз в 10 минут - получаем всего 6* 24 = 144 значений в сутки. То есть время восхода или заката данного дня легко можно хранить в одном байте. Итого 365 восходов и 365 закатов за год - чуть больше 730 байт. ВСЕГО.

Если же учесть, что изменение времени восхода между соседними датами редко превышает 3 минуты в сутки - соответвенно можно хранить данные не на каждый день, а например одно значение на 3 дня. Итого имеем порядка 250 байт -менее 1% доступного флеша.

И о чем тут вообще говорить?

 

Это я хочу, не знаю как.

 

Если все же решите выкидывать деньги, то лучше в такую штуку, та же ардуина, но с большими вычислительными возможностями (ключевые слова ARM и 32-разряда).
А теперь по делу.
Uno это atmega328 - 8-бит. Вычисления с числами с плавающей зпт (floatы) для неё костыль, поэтому нужно все перевести в целые числа.
Операции умножения и деления стараться свести к умножению/делению на числа степени 2. Для целых числел умножение на 2^x эквивалентно сдвигу влево на х. Деление - вправо.
Трансцендентные функции (тригонометрия/логарифмы) нужно перевести к табличному виду. Т.е. нужно занести в память таблицу синуса, допустим от 0 до 2пи. А в самой функции (my_sin) вычислять индекс таблицы.
Все формулы нужно будет перенормировать к масштабу целых чисел.

Хотя варианты выше мне тоже нравятся.

 

Как?

 

ты не поверишь, наерна, но четверти периода хватит.

 

Оптимизация! Час ночи, а тут такие вкусные вопросы задают, вот и протупил. Спасибо

 

а что непонятно то, вы программист или где? )

 

смотря где. у меня 5-06 на часах. голодный кот орёт и подпрыгивает

 

Кодировать время - например так
5 старших битов байта - часы от 0 до 23
3 младших бита - десятки минут, соответвенно от 0 до 5

 

можно хранить время просто в десятках минут.
0 => 00.00
1=> 00.10
...
53 => 08.50
...
238=>23.50

к такому я и тем более не готов