Aplicaciones para Homey

Estos cálculos se apoyan en suncalc, una biblioteca de terceros cuyo comportamiento real hubo que verificar paso a paso, ya que su documentación describe todavía una versión anterior. Hubo que encontrar y corregir tres desajustes entre lo que documenta y lo que devuelve antes de que la app dijera algo cierto.

1. 01

   De la altura aparente a la altura geométrica

   hauteur géométrique = hauteur apparente − réfraction(max(hauteur géométrique, 0))

   suncalc devuelve una altura aparente, con la refracción atmosférica incluida, mientras que el orto, el ocaso y los crepúsculos se definen sobre la altura geométrica, la del centro real del disco. Pero su fórmula de refracción primero acota la altura a cero, lo que añade una constante de 0,484° en todo momento bajo el horizonte, tanto a −18° como a −1°. Exponer la altura aparente habría hecho que un umbral «por debajo de −6°» se disparara dos minutos después del alba civil, para la misma definición. Bajo el horizonte, quitar la refracción es pues una simple resta; por encima, donde varía con la altura, hace falta iterar, y una sola iteración que atraviese el codo oscila sin converger: hacen falta seis.

2. 02

   El sentido del recorrido, incluso sin orto ni ocaso

   montant = maintenant < midi solaire

   Una altura de −3° es un alba por la mañana, un crepúsculo por la tarde: la fase del cielo depende, pues, del sentido en que se mueve el sol, no solo de su altura. Ese sentido no puede leerse en el orto, que no existe en toda estación ni en toda latitud, sino en el mediodía solar, la única referencia que sigue definida incluso un día de sol de medianoche o de noche polar.

3. 03

   Tres maneras de no decir nada

   événement absent = null, undefined, ou Invalid Date selon le champ

   Un evento que no ocurre ese día, un crepúsculo astronómico en pleno verano nórdico, por ejemplo, no siempre toma la misma forma ausente: según el campo, suncalc devuelve `null`, `undefined`, o una fecha inválida. Un simple `instanceof Date` no los atrapa a los tres, y leer la hora de una fecha inválida lanza una excepción en lugar de señalarla. Las tres formas se reducen así a una sola señal antes de llegar al resto del código.

4. 04

   La escala de las fases del cielo

   jour ≥ 6° > heure dorée ≥ −0,833° > crépuscule civil ≥ −6° > nautique ≥ −12° > astronomique ≥ −18° > nuit

   Diez fases se suceden entre la plena luz del día y la noche cerrada, cada una acotada por una altura geométrica del sol: el día por encima de 6°, la hora dorada hasta el orto oficial a −0,833°, luego los tres crepúsculos, civil, náutico y astronómico, a −6°, −12° y −18°, antes de la noche. La misma escala, recorrida en sentido contrario, da las fases de la mañana. Es esa escala la que lee la capacidad mostrada en el mosaico, cuyas diez etiquetas provienen del manifiesto en vez de duplicarse en las traducciones.

5. 05

   La fase y la edad de la luna

   phase lunaire ∈ [0, 1[, 0 = nouvelle lune, 0,5 = pleine lune ; âge = phase × 29,530588853 j

   suncalc devuelve la fase lunar como una fracción del ciclo entre 0 y 1, donde 0 es luna nueva y 0,5 es luna llena. Esa única fracción se convierte en uno de los ocho nombres habituales, luna nueva, creciente, cuarto creciente…, mediante una simple serie de límites. Multiplicada por la duración media de una lunación, 29,530588853 días, da también la edad de la luna, sin cálculo aparte: la misma fracción lleva ambas informaciones.

6. 06

   El Domingo de Resurrección, y su doble control

   algorithme grégorien anonyme (Meeus, Jones, Butcher), confronté à l'algorithme de Gauss de 1900 à 2200

   Los once días festivos del régimen general se deducen todos de una fecha fija o del Domingo de Resurrección, calculado sin conexión por el algoritmo gregoriano anónimo, válido para cualquier año del calendario gregoriano. En lugar de creerlo bajo palabra, una prueba lo contrasta con el algoritmo de Gauss, formulado independientemente, a lo largo de los trescientos un años de 1900 a 2200: ambos concuerdan cada año. Alsacia-Mosela añade dos días al régimen general, el Viernes Santo y el 26 de diciembre, en virtud del derecho local.

7. 07

   El instante correcto, en el huso horario correcto

   instant local = mur UTC − décalage(fuseau), décalage recalculé deux fois après un premier essai

   Programar un anuncio a las dieciocho horas locales exige conocer el desfase de ese huso justo en ese instante, y sin embargo ese desfase depende, por el horario de verano, del propio instante que aún se busca. La primera estimación parte de una hora de reloj tratada como UTC, y después el desfase real se recalcula en ese instante corregido, dos veces seguidas: el procedimiento converge incluso en un día de cambio de hora, y una prueba lo comprueba a lo largo de trescientos sesenta y cinco días y tres husos horarios.

Una tendencia es fácil de anunciar y difícil de sostener: dos lecturas bastan para trazar una recta, y un sensor ruidoso traza una nueva en cada medición. Esto es lo que hace la app para decir «está subiendo» solo cuando realmente sube.

1. 01

   La recta, por Theil-Sen

   pente = médiane des (vⱼ − vᵢ) ⁄ (tⱼ − tᵢ), pour toutes les paires i < j

   La pendiente no se ajusta por mínimos cuadrados sino que se toma como la mediana de las pendientes de todos los pares de puntos. Un valor atípico solo entra en los pares que lo contienen, una minoría, y la mediana lo descarta. Los mínimos cuadrados, en cambio, minimizan cuadrados de desviaciones: un solo punto disparatado pesa más que todos los demás juntos. Sobre trescientos puntos son 44 850 pares, unos milisegundos.

2. 02

   El ruido del sensor

   σ = 1,4826 × médiane( |rᵢ − médiane(r)| ), avec rᵢ = vᵢ − (a + b·tᵢ)

   El ruido se mide sobre las desviaciones respecto a la recta, no sobre los valores brutos: una subida clara no es ruido. Se emplea la desviación absoluta mediana, que el factor 1,4826 convierte en desviación típica. Un suelo protege de una trampa: en un sensor cuantizado, un anemómetro en kilómetros por hora enteros por ejemplo, más de la mitad de las desviaciones pueden ser idénticas y la estimación caer a cero. El ruido nunca se anuncia, pues, más fino que la mitad del paso del sensor.

3. 03

   La incertidumbre sobre la pendiente

   σ_pente = σ ⁄ ( √n × σ_t ) × 3600

   El ruido de una medida no es el ruido de la pendiente. Cuantos más puntos, más segura la pendiente, de ahí la raíz de n; y cuanto más repartidos en el tiempo, más segura todavía, de ahí la desviación típica de las marcas de tiempo en el denominador. Diez medidas tomadas en un minuto dicen mucho menos de una tendencia que esas mismas diez repartidas en una hora.

4. 04

   La zona muerta

   zone morte = k × σ_pente, avec k = 3 par défaut

   Por debajo de tres veces su propia incertidumbre, una pendiente no se distingue del ruido: la app anuncia «estable» en lugar de inventar un movimiento. El factor es ajustable, y puede sustituirse por un umbral fijo en unidades por hora cuando se sabe qué se busca.

5. 05

   La fiabilidad

   fiabilité = min( 100 ; 50 × |pente| ⁄ (k × σ_pente) )

   Dice en cuánto la pendiente supera su propio ruido, y nada más. Cincuenta significa que la pendiente equivale exactamente a la zona muerta, cien que la duplica. Una pendiente clara en un sensor ruidoso puede por tanto ser muy fiable, y una pendiente minúscula en un sensor preciso no serlo.

6. 06

   La previsión y el plazo

   v̂ = a + b·t_dernier · prévision = v̂ + b × horizon · échéance = (seuil − v̂) ⁄ b

   Ambas parten del valor del modelo en el último instante, nunca de la última medida bruta: extrapolar desde un punto ruidoso propagaría ese ruido. El plazo hasta un umbral queda vacío en los tres casos en que una cifra mentiría, a saber, una pendiente dentro de la zona muerta, un umbral ya cruzado o situado del lado equivocado, y un plazo superior a veinticuatro horas, distancia a la que la pendiente habrá cambiado varias veces.

7. 07

   La histéresis

   changement retenu si confirmé 2 fois de suite ET direction précédente tenue ≥ 300 s

   Es lo único que impide que una persiana oscile en torno a su umbral. Un cambio de dirección solo se acepta tras dos confirmaciones consecutivas, y únicamente si la dirección anterior se mantuvo al menos cinco minutos. Ambas condiciones se exigen juntas.

8. 08

   El punto de inflexión

   fenêtre coupée en deux, chaque moitié ajustée ; signes opposés et hors zone morte → pic ou creux

   Una sola recta no ve una cima: la promedia. La ventana se corta por tanto en dos mitades, cada una ajustada por separado, cada una con al menos cuatro puntos. Si ambas pendientes salen de la zona muerta y tienen signos opuestos, la app anuncia un pico cuando la primera subía, y un valle cuando bajaba.

Prever un paso exige saber dónde estará la estación, cómo se sitúa respecto a usted, y si podrá verla. Las tres preguntas se tratan por separado, y en la tercera es donde más fácilmente se yerra.

1. 01

   Dónde estará la estación

   le service répond aux instants futurs, jusqu'à 24 h, balayage au pas de 60 s, 30 instants par requête

   No hay propagador de órbita embarcado, y es una decisión. El servicio acepta que se le pida la posición en un instante futuro, hasta veinticuatro horas, de modo que basta con barrer la ventana minuto a minuto. Un día entero cuesta cuarenta y nueve peticiones, frente a una cuota anunciada de trescientas cincuenta por cada cinco minutos. El barrido solo se ejecuta al arrancar, a medianoche y bajo petición.

2. 02

   El ángulo que le separa de su vertical

   γ = 2·arcsin( √( sin²(Δφ⁄2) + cos φ₁ · cos φ₂ · sin²(Δλ⁄2) ) )

   Es el ángulo en el centro de la Tierra entre su casa y el punto situado bajo la estación. Se calcula con la fórmula del haversine y no con el coseno directo, que pierde toda precisión cuando dos puntos están próximos, es decir justamente cuando la estación pasa por su cenit. Una prueba lo comprueba con dos puntos separados un metro.

3. 03

   La altura sobre el horizonte

   h = arctan2( cos γ − R ⁄ (R + a) , sin γ )

   Es lo que el ojo ve, y por tanto la magnitud que lo decide todo. Se emplea el arcotangente de dos argumentos en lugar de una división, que daría infinito en el cenit, donde el seno se anula. El ajuste del dispositivo actúa sobre esta altura, diez grados por defecto: por debajo, un paso queda comido por tejados y árboles.

4. 04

   Las dos distancias, que no se comparan

   d = √( R² + (R + a)² − 2 · R · (R + a) · cos γ )

   La distancia a la estación es la cuerda a través del espacio, dada por la ley de los cosenos. La distancia en el suelo es el arco recorrido sobre la superficie, R por el ángulo. Cuando la estación está lejos, el arco es más largo que la cuerda, lo que sorprende al leer el mosaico pero es perfectamente exacto: a cien grados de separación hay cerca de once mil kilómetros de suelo para diez mil en línea recta.

5. 05

   La comprobación que valida toda la geometría

   rayon de visibilité = R · arccos( R ⁄ (R + a) ) ≈ 2 257 km à 420 km d'altitude

   Es el radio del círculo desde el que la estación está por encima del horizonte. El servicio publica su propia huella, el diámetro de ese mismo círculo, de modo que ambos se comparan. La diferencia medida es de 1,34 kilómetros sobre 2 258, seis centésimas de uno por ciento, lo que corresponde a la elección del radio terrestre, medio aquí y ecuatorial allí. La geometría queda así validada sin tener que creer al servicio bajo palabra.

6. 06

   Si la estación está iluminada, y la trampa que había que evitar

   la station est éclairée si γ(station, point subsolaire) < 90° + arccos( R ⁄ (R + a) )

   El servicio publica un campo llamado «visibility», y fiarse de él sería un error. Describe el suelo bajo la estación, no la estación: responde «pleno día» cuando es de día debajo, aunque la estación esté a pleno sol y sea perfectamente visible para un observador lejano sumido en la noche. Confiar en él llevaba a concluir que ningún paso era visible en veinticuatro horas; al calcular la iluminación desde el punto subsolar, que el servicio también facilita, aparecían dos pasos, ambos de madrugada, que es justamente cuando la estación se ve en esta época. La sombra de la Tierra se trata como un cilindro, y la altitud añade unos veinte grados al semiángulo.

7. 07

   La oscuridad de su cielo

   hauteur du Soleil chez l'observateur < −6°, le crépuscule civil

   Es la condición que el servicio no da y que hay que calcular aquí: una estación iluminada que sobrevuela un cielo de pleno día sigue siendo invisible. La altura del Sol procede de las ecuaciones NOAA, las mismas que en la app Efemérides, y ambas implementaciones se han contrastado: concuerdan hasta la diezmilésima de grado sobre un valor leído en funcionamiento.

8. 08

   El corte en pasos

   un passage = les instants consécutifs où h > 0 ; retenu si son sommet atteint la hauteur minimale

   La serie barrida se corta en tramos de instantes consecutivos en que la estación está por encima del horizonte. Cada tramo da un paso, del que se conservan el inicio, el final, la cima y su acimut. Los cuya cima no alcanza la altura ajustada se descartan, y un paso solo se declara visible si uno de sus instantes reúne las tres condiciones a la vez. La tarjeta de distancia, por su parte, solo se dispara al cruzar hacia abajo: de lo contrario se volvería a disparar en cada lectura mientras la estación siguiera dentro del radio.

Vigicrues no ofrece ni búsqueda por coordenadas ni por nombre: el flujo nacional da todos los tramos a la vez, y es la app la que debe ordenarlos. La Météo des forêts, por su parte, solo publica un flujo que crece cada día, con el último valor de un departamento enterrado dentro.

1. 01

   El tramo más cercano

   distance ≈ haversine(centroïde du tronçon, position de la Homey)

   Cada tramo es una línea, a veces de decenas de kilómetros: su posición se reduce a la media de todos los puntos de su geometría, un centroide, suficiente para ordenar más de trescientos tramos por proximidad sin calcular una distancia real al segmento más cercano. La misma lista sirve tanto para el emparejamiento, para sugerir tramos cerca de la Homey, como para la búsqueda por nombre.

2. 02

   Una sola lectura para todos los tramos seguidos

   un relevé national partagé par tous les appareils, plutôt qu'un par appareil

   El flujo nacional pesa unos dos megabytes, sea cual sea el número de tramos que se busquen en él. Obtenerlo una vez por cada dispositivo seguido habría multiplicado ese peso sin motivo: por eso se guarda en caché durante un ciclo y se comparte entre todos los dispositivos del controlador, cada uno de los cuales solo recoge su propio tramo.

3. 03

   La ausencia estacional, distinguida de una avería

   hors juin-septembre : le fichier de l'année est absent, pas en panne

   La Météo des forêts solo se publica durante la temporada de fuegos, de junio a septiembre: fuera de esa ventana, el archivo del año simplemente aún no existe o ya no existe. El dispositivo lo indica tal cual, sin confundirlo con una avería de red, que sigue señalándose como tal.