]> git.earman.xyz Git - sensor-watch.git/commitdiff
Implement local solar time face
authorRaffael Mancini <raffael.mancini@mnhn.lu>
Sat, 21 Feb 2026 17:06:19 +0000 (18:06 +0100)
committerRaffael Mancini <raffael.mancini@mnhn.lu>
Sat, 21 Feb 2026 17:06:31 +0000 (18:06 +0100)
Full implementation of the local solar time complication using the
pveducation.org formula set (LSTM, B, EoT, TC, LST, HRA). EoT and TC
are cached by day-of-year and recomputed once at midnight rollover.

Three display modes cycle with the Alarm button:
  SO HH:MM:SS  — Local Solar Time
  nO HH:MM     — Solar Noon in local clock time
  Hr ±DDD      — Hour Angle in degrees

Location is read from location.u32 on the filesystem. In the simulator
the browser lat/lon globals are written to location.u32 on activation
if not already set, fixing the "no Loc" issue in the emulator.

movement_config.h
movement_faces.h
watch-faces.mk
watch-faces/complication/local_solar_time_face.c [new file with mode: 0644]
watch-faces/complication/local_solar_time_face.h [new file with mode: 0644]

index 2f48d8fdf20a8df578e4886d96903c027bdf4bf7..bd23b8105e9530baf0ecbc4d405742746577f877 100644 (file)
@@ -28,8 +28,9 @@
 #include "movement_faces.h"
 
 const watch_face_t watch_faces[] = {
-    clock_face,
-    world_clock_face,
+  local_solar_time_face,
+  clock_face,
+    /* world_clock_face, */
     sunrise_sunset_face,
     moon_phase_face,
     fast_stopwatch_face,
index 164dbb4c5ee03b86d1d11844b2ab67eb7f6c389d..4a3468507ee450bd46224d8639de91cd4a216925 100644 (file)
@@ -80,4 +80,5 @@
 #include "simon_face.h"
 #include "ping_face.h"
 #include "rtccount_face.h"
+#include "local_solar_time_face.h"
 // New includes go above this line.
index 69ec4e9c48658865c3a7a865ba1cc1c24177f5f6..bb5d5aca9c3490add226b8ec7f1fb8ed651295bb 100644 (file)
@@ -55,4 +55,5 @@ SRCS += \
   ./watch-faces/complication/lander_face.c \
   ./watch-faces/complication/simon_face.c \
   ./watch-faces/complication/ping_face.c \
+  ./watch-faces/complication/local_solar_time_face.c \
 # New watch faces go above this line.
diff --git a/watch-faces/complication/local_solar_time_face.c b/watch-faces/complication/local_solar_time_face.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..4c8b239
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,227 @@
+/*
+ * MIT License
+ *
+ * Copyright (c) 2025 Raffael Mancini
+ *
+ * Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a copy
+ * of this software and associated documentation files (the "Software"), to deal
+ * in the Software without restriction, including without limitation the rights
+ * to use, copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense, and/or sell
+ * copies of the Software, and to permit persons to whom the Software is
+ * furnished to do so, subject to the following conditions:
+ *
+ * The above copyright notice and this permission notice shall be included in all
+ * copies or substantial portions of the Software.
+ *
+ * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR
+ * IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY,
+ * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT. IN NO EVENT SHALL THE
+ * AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER
+ * LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING FROM,
+ * OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS IN THE
+ * SOFTWARE.
+ *
+ * Solar time formulas follow the notation from:
+ *   https://www.pveducation.org/pvcdrom/properties-of-sunlight/solar-time
+ */
+
+#include <stdlib.h>
+#include <string.h>
+#include <math.h>
+#include "local_solar_time_face.h"
+#include "watch.h"
+#include "watch_utility.h"
+#include "filesystem.h"
+
+#if __EMSCRIPTEN__
+#include <emscripten.h>
+#endif
+
+#ifndef M_PI
+#define M_PI 3.14159265358979323846f
+#endif
+
+/* ---------------------------------------------------------------------------
+ * Solar time math (pveducation.org notation)
+ * ---------------------------------------------------------------------------
+ *
+ *  LSTM = 15 * ΔTUTC                          [degrees]
+ *  B    = (360 / 365) * (d - 81)              [degrees]  d = day-of-year
+ *  EoT  = 9.87*sin(2B) - 7.53*cos(B)
+ *           - 1.5*sin(B)                      [minutes]
+ *  TC   = 4 * (Longitude - LSTM) + EoT        [minutes]
+ *  LST  = LT + TC/60                          [hours]
+ *  HRA  = 15 * (LST - 12)                     [degrees]
+ * ---------------------------------------------------------------------------
+ */
+
+static movement_location_t _load_location(void) {
+    movement_location_t loc = {0};
+    filesystem_read_file("location.u32", (char *)&loc.reg, sizeof(loc.reg));
+    return loc;
+}
+
+/* Compute and cache EoT and TC. Call when d != state->last_calc_d. */
+static void _compute_daily(local_solar_time_state_t *state, uint16_t d) {
+    /* LSTM — movement_get_current_timezone_offset() returns seconds from UTC */
+    float delta_T_UTC = (float)movement_get_current_timezone_offset() / 3600.0f;
+    float LSTM = 15.0f * delta_T_UTC;
+
+    movement_location_t loc = _load_location();
+    float longitude = (float)(int16_t)loc.bit.longitude / 100.0f;
+
+    /* B in radians for sinf/cosf */
+    float B = (360.0f / 365.0f) * ((float)d - 81.0f) * ((float)M_PI / 180.0f);
+
+    state->EoT = 9.87f * sinf(2.0f * B) - 7.53f * cosf(B) - 1.5f * sinf(B);
+    state->TC  = 4.0f * (longitude - LSTM) + state->EoT;
+    state->last_calc_d = d;
+}
+
+/* Recompute if the day-of-year has rolled over. Returns current d. */
+static uint16_t _maybe_recompute(local_solar_time_state_t *state, watch_date_time_t dt) {
+    uint16_t d = watch_utility_days_since_new_year(
+        (uint16_t)(dt.unit.year + WATCH_RTC_REFERENCE_YEAR),
+        dt.unit.month,
+        dt.unit.day
+    );
+    if (d != state->last_calc_d && _load_location().reg != 0) {
+        _compute_daily(state, d);
+    }
+    return d;
+}
+
+/* LST as total seconds since midnight (0..86399).
+ * LST = LT + TC/60  =>  in seconds: LT_sec + TC*60 */
+static int32_t _lst_seconds(watch_date_time_t dt, float TC) {
+    int32_t lt  = (int32_t)dt.unit.hour * 3600
+                + (int32_t)dt.unit.minute * 60
+                + (int32_t)dt.unit.second;
+    int32_t tc  = (int32_t)(TC * 60.0f);
+    return ((lt + tc) % 86400 + 86400) % 86400;
+}
+
+static void _update_display(local_solar_time_state_t *state, watch_date_time_t dt) {
+    char buf[14];
+
+    if (_load_location().reg == 0) {
+        watch_display_text(WATCH_POSITION_FULL, "SO  no Loc");
+        return;
+    }
+
+    switch (state->mode) {
+
+        case LOCAL_SOLAR_TIME_MODE_LST: {
+            int32_t s = _lst_seconds(dt, state->TC);
+            sprintf(buf, "SO  %02d%02d%02d",
+                    (int)(s / 3600), (int)((s % 3600) / 60), (int)(s % 60));
+            watch_set_colon();
+            break;
+        }
+
+        case LOCAL_SOLAR_TIME_MODE_NOON: {
+            /* Solar noon: moment when LST = 12:00 → LT_noon = 12h - TC/60 */
+            int32_t s = (int32_t)(( 12.0f - state->TC / 60.0f) * 3600.0f);
+            s = ((s % 86400) + 86400) % 86400;
+            sprintf(buf, "nO  %02d%02d  ", (int)(s / 3600), (int)((s % 3600) / 60));
+            watch_set_colon();
+            break;
+        }
+
+        case LOCAL_SOLAR_TIME_MODE_HRA: {
+            /* HRA = 15 * (LST - 12); negative = morning, positive = afternoon */
+            int32_t s   = _lst_seconds(dt, state->TC);
+            int16_t hra = (int16_t)roundf(15.0f * ((float)s / 3600.0f - 12.0f));
+            sprintf(buf, "Hr  %+4d  ", (int)hra);
+            watch_clear_colon();
+            break;
+        }
+
+        default:
+            return;
+    }
+
+    watch_display_text(WATCH_POSITION_FULL, buf);
+}
+
+/* ---- Movement callbacks -------------------------------------------------- */
+
+void local_solar_time_face_setup(uint8_t watch_face_index, void **context_ptr) {
+    (void)watch_face_index;
+    if (*context_ptr == NULL) {
+        *context_ptr = malloc(sizeof(local_solar_time_state_t));
+        memset(*context_ptr, 0, sizeof(local_solar_time_state_t));
+        /* last_calc_d == 0 guarantees recomputation on first tick */
+    }
+}
+
+void local_solar_time_face_activate(void *context) {
+    local_solar_time_state_t *state = (local_solar_time_state_t *)context;
+
+#if __EMSCRIPTEN__
+    /* In the simulator the browser exposes lat/lon as JS globals.
+     * Write them to location.u32 if not already set. */
+    int16_t browser_lat = EM_ASM_INT({ return lat; });
+    int16_t browser_lon = EM_ASM_INT({ return lon; });
+    if (browser_lat || browser_lon) {
+        movement_location_t browser_loc = {0};
+        filesystem_read_file("location.u32", (char *)&browser_loc.reg, sizeof(browser_loc.reg));
+        if (browser_loc.reg == 0) {
+            browser_loc.bit.latitude  = browser_lat;
+            browser_loc.bit.longitude = browser_lon;
+            filesystem_write_file("location.u32", (char *)&browser_loc.reg, sizeof(browser_loc.reg));
+        }
+    }
+#endif
+
+    /* Force recompute on activation: timezone or location may have changed */
+    state->last_calc_d = 0;
+    watch_date_time_t dt = movement_get_local_date_time();
+    _maybe_recompute(state, dt);
+}
+
+bool local_solar_time_face_loop(movement_event_t event, void *context) {
+    local_solar_time_state_t *state = (local_solar_time_state_t *)context;
+
+    switch (event.event_type) {
+        case EVENT_ACTIVATE:
+        case EVENT_TICK: {
+            watch_date_time_t dt = movement_get_local_date_time();
+            _maybe_recompute(state, dt);
+            _update_display(state, dt);
+            break;
+        }
+
+        case EVENT_ALARM_BUTTON_UP:
+            state->mode = (local_solar_time_mode_t)((state->mode + 1) % LOCAL_SOLAR_TIME_NUM_MODES);
+            {
+                watch_date_time_t dt = movement_get_local_date_time();
+                _update_display(state, dt);
+            }
+            break;
+
+        case EVENT_LOW_ENERGY_UPDATE: {
+            if (!watch_sleep_animation_is_running()) watch_start_sleep_animation(1000);
+            watch_date_time_t dt = movement_get_local_date_time();
+            _maybe_recompute(state, dt);
+            _update_display(state, dt);
+            break;
+        }
+
+        case EVENT_TIMEOUT:
+            state->mode = LOCAL_SOLAR_TIME_MODE_LST;
+            if (_load_location().reg == 0) movement_move_to_face(0);
+            break;
+
+        default:
+            return movement_default_loop_handler(event);
+    }
+
+    return true;
+}
+
+void local_solar_time_face_resign(void *context) {
+    local_solar_time_state_t *state = (local_solar_time_state_t *)context;
+    state->mode = LOCAL_SOLAR_TIME_MODE_LST;
+    watch_clear_colon();
+}
diff --git a/watch-faces/complication/local_solar_time_face.h b/watch-faces/complication/local_solar_time_face.h
new file mode 100644 (file)
index 0000000..dc677ed
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,84 @@
+/*
+ * MIT License
+ *
+ * Copyright (c) 2025 Raffael Mancini
+ *
+ * Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a copy
+ * of this software and associated documentation files (the "Software"), to deal
+ * in the Software without restriction, including without limitation the rights
+ * to use, copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense, and/or sell
+ * copies of the Software, and to permit persons to whom the Software is
+ * furnished to do so, subject to the following conditions:
+ *
+ * The above copyright notice and this permission notice shall be included in all
+ * copies or substantial portions of the Software.
+ *
+ * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR
+ * IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY,
+ * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT. IN NO EVENT SHALL THE
+ * AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER
+ * LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING FROM,
+ * OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS IN THE
+ * SOFTWARE.
+ */
+
+#pragma once
+
+/*
+ * LOCAL SOLAR TIME FACE
+ *
+ * Displays solar time information based on the user's location.
+ * Formulas follow the notation from:
+ *   https://www.pveducation.org/pvcdrom/properties-of-sunlight/solar-time
+ *
+ * Variables (pveducation.org notation):
+ *   LSTM  - Local Standard Time Meridian [degrees]  = 15 * ΔTUTC
+ *   B     - Seasonal angle [degrees]                = (360/365) * (d - 81)
+ *   EoT   - Equation of Time [minutes]              = 9.87*sin(2B) - 7.53*cos(B) - 1.5*sin(B)
+ *   TC    - Time Correction Factor [minutes]        = 4*(Longitude - LSTM) + EoT
+ *   LST   - Local Solar Time [hours]                = LT + TC/60
+ *   HRA   - Hour Angle [degrees]                    = 15*(LST - 12)
+ *
+ * B, EoT and TC only depend on the day-of-year d, so they are cached
+ * in state and recomputed exactly once per day: the cache key is d itself
+ * (1-366). Zero-initialisation of state guarantees a recompute on first use.
+ *
+ * Requires the location to be set via the Sunrise/Sunset face, stored in
+ * "location.u32" on the filesystem.  If no location is set, displays
+ * "SO  no Loc".
+ *
+ * Display modes (cycle with the Alarm / start-stop button):
+ *   SO  HH:MM:SS  — Local Solar Time (LST), live seconds display
+ *   nO  HH:MM     — Solar Noon in local clock time
+ *   Hr  ±DDD      — Hour Angle (HRA) in degrees; negative=morning, positive=afternoon
+ */
+
+#include "movement.h"
+
+typedef enum {
+    LOCAL_SOLAR_TIME_MODE_LST  = 0,  /* Local Solar Time    SO HH:MM:SS */
+    LOCAL_SOLAR_TIME_MODE_NOON = 1,  /* Solar Noon (local)  nO HH:MM    */
+    LOCAL_SOLAR_TIME_MODE_HRA  = 2,  /* Hour Angle          Hr ±DDD     */
+    LOCAL_SOLAR_TIME_NUM_MODES
+} local_solar_time_mode_t;
+
+typedef struct {
+    local_solar_time_mode_t mode;
+    uint16_t last_calc_d;  /* day-of-year (1-366) when EoT/TC were last computed;
+                              0 (zero-init) guarantees recomputation on first tick */
+    float    EoT;          /* Equation of Time [minutes]       */
+    float    TC;           /* Time Correction Factor [minutes] */
+} local_solar_time_state_t;
+
+void local_solar_time_face_setup(uint8_t watch_face_index, void **context_ptr);
+void local_solar_time_face_activate(void *context);
+bool local_solar_time_face_loop(movement_event_t event, void *context);
+void local_solar_time_face_resign(void *context);
+
+#define local_solar_time_face ((const watch_face_t){ \
+    local_solar_time_face_setup,    \
+    local_solar_time_face_activate, \
+    local_solar_time_face_loop,     \
+    local_solar_time_face_resign,   \
+    NULL,                           \
+})