Cadran solaire DIY - photo et schéma. Cadran solaire DIY. Cadran solaire DIY de classe de maître

Équatorial. La surface du cadran est inclinée par rapport au niveau du sol d'un angle égal à 90 degrés - la latitude de la zone et est tournée vers l'étoile polaire (au nord). La flèche est perpendiculaire au cadran et peut être une épingle ordinaire. Les indications d'heure sur le cadran sont tous les 15 degrés.

Horizontal. Le cadran est posé au sol ou posé strictement horizontalement. La flèche est un triangle dont l'angle est égal à la latitude de la zone. La direction de la flèche est le nord. La division du cadran en secteurs horaires s'effectue selon la formule.

Comment faire un cadran solaire

Équatorial.

• Sur un morceau de contreplaqué ou de plastique, nous dessinons un cadran divisé en secteurs horaires tous les 15 degrés.

• Insérez une épingle ou un bâton de n'importe quelle longueur perpendiculairement au centre du cadran.

Vous devez maintenant régler l'horloge correctement.

• Nous donnons au cadran fini un angle d'inclinaison à l'aide d'un support. La hauteur du stand (angle d'inclinaison) est déterminée séparément pour chaque emplacement. Par exemple, pour Moscou, l'angle sera de 90 degrés moins 55 degrés (latitude nord) = 35 degrés. Par conséquent, si vous habitez à Volgograd, vous devez alors soustraire la latitude de Volgograd (48 degrés) de 90 degrés.

La latitude de chaque ville peut être trouvée sur Wikipédia.

• Après avoir trouvé l'angle d'inclinaison du cadran, on l'oriente au sol en dirigeant la flèche désormais inclinée vers le nord.

L'inconvénient de ces montres est qu'elles n'afficheront l'heure que pendant six mois et qu'en hiver, elles seront à l'ombre.

Horizontal.
Ces montres sont très faciles à réaliser avec votre enfant.

• Découpez un gnome (flèche triangulaire) dans du contreplaqué ou du plastique. L'un des angles est droit (90 degrés), le second est la latitude de votre ville. Autrement dit, à Moscou, ce sera un triangle avec des angles de 90 et 55 degrés, et à Volgograd, de 90 et 48 degrés.

• On implante un triangle sur la zone où l'on planifie l'horloge, orienté par boussole vers le nord.

• Nous réglons une minuterie et toutes les heures, nous sortons et marquons les divisions.

DANS monde moderne les cadrans solaires ont au moins un aspect exotique et, dans la plupart des cas, ils constituent une décoration banale - décorant une datcha ou un terrain d'un immeuble résidentiel. Mais il ne faut pas oublier que dans les temps anciens, c'était une chose très utile et fonctionnelle, dont même certains produits modernes de ce type pourraient envier la précision. Si le cadran solaire est réalisé correctement, il pourrait bien rivaliser avec le vôtre. montre-bracelet. Tu peux en faire trois différentes façons, c'est ce dont nous parlerons dans cet article. Avec le site, nous nous familiariserons avec la question de savoir comment fabriquer un cadran solaire de vos propres mains - nous parlerons de trois variétés de ces articles et de leur fabrication correcte.

Cadran solaire équatorial : production DIY

Il s'agit d'un cadran solaire très simple à réaliser - cela est dû au fait que les divisions de son cadran sont les mêmes et s'élèvent à 15 degrés, ce qui correspond à une heure. En principe, c'est ici que se termine tout ce qui est simple dans cette montre et que commence la complexité - la montre de ce genre il faut établir correctement, ce qui en soi est difficile. Une telle horloge doit être installée simultanément sur deux plans.

Quant à la production proprement dite des cadrans solaires équatoriaux, tout est très simple. Il est préférable d’utiliser un matériau dur comme le plastique. Vous réalisez d’abord un cadran avec un gnomon, puis vous réfléchissez à la façon dont vous pouvez l’installer en biais, mais aussi l’orienter vers le nord, après quoi l’horloge fonctionnera. À propos, l'angle d'inclinaison du gnomon peut être facilement ajusté à l'aide d'un rapporteur et de règles - l'outil de dessin dispose d'un verrou spécial qui vous permet de définir l'angle souhaité entre une paire de règles. À propos, pour notre hémisphère, l'horloge doit être pointée vers le vrai pôle nord, mais si vous fabriquez une horloge dans l'hémisphère sud, le gnomon et le cadran doivent pointer vers le vrai pôle sud. Dans ce cas, le cadran sera un peu différent - ce sera l'image miroir d'un cadran solaire pour l'hémisphère nord de la Terre.

Vous pouvez voir à quoi peut ressembler un cadran solaire dans cette vidéo.

Cadran solaire horizontal DIY

Une particularité de ce type de montre est la disposition horizontale du cadran : le gnomon est orienté exclusivement vers le véritable pôle de la Terre. D'un côté, c'est bien ( technologie plus simple fabrication), mais en revanche pas très bien, car le réglage de l'horloge semble très problématique. Dans de telles montres, l'ombre du gnomon ne se déplace pas sur la même distance en une heure, vous devez donc être patient et utiliser une montre. Les divisions devront être appliquées conformément à un chronomètre mécanique ou électronique. Ces montres sont fabriquées comme suit.

Aux heures paires, nous plaçons simplement des marques là où pointe l'ombre du gnomon.
Une fois les marquages ​​du cadran terminés, la montre peut être pleinement utilisée. En principe, ils peuvent être utilisés immédiatement après l'installation, mais sans division, vous pouvez déterminer l'heure de manière exclusivement intuitive.

Comment fabriquer un cadran solaire polaire pour le jardin

La beauté de ce chronomètre solaire réside dans son cadran : il n'est pas rond, comme la plupart des appareils illogiques, mais linéaire. L'ombre du gnomon se déplace le long de celui-ci en ligne droite, ce qui simplifie grandement la technologie de fabrication des cadrans solaires. Par dans l'ensemble, c'est toujours le même cadran solaire équatorial, seulement son gnomon n'est pas une épingle, mais un bâton situé en travers du soi-disant cadran. Les divisions dans ces montres sont également appliquées de manière inégale, ce qui permet d'affirmer que ce type de cadran solaire est une sorte d'hybride entre les deux premières options. Les cadrans solaires polaires à faire soi-même sont fabriqués comme suit.

En principe, il existe une quatrième option pour les cadrans solaires, qui sont très difficiles à fabriquer et à configurer : ce sont des cadrans solaires verticaux ou, comme on les appelle aussi, muraux. Ils sont plus pratiques à utiliser, mais leur assemblage nécessite beaucoup de calculs précis et une fabrication très joaillière (non moins précise).

Cadran solaire fais-le toi-même photo

Pour conclure le sujet sur la fabrication d'un cadran solaire de vos propres mains, je dirai quelques mots sur les matériaux. Leur choix dépend entièrement des finalités de production. Si c'est pour se faire dorloter ou juste Boîte à outils pour les enfants, le chronomètre peut être réalisé en carton. Si vous souhaitez créer un modèle véritablement fonctionnel et l'utiliser pour déterminer l'heure, vous devez choisir des matériaux plus fiables. Dans ce cas, le cadran peut être en béton (ou bien couper la surface Pierre naturelle grande taille), et le gnomon est en acier - une telle montre peut être laissée en toute sécurité air frais, et en même temps ils dureront très longtemps.

A la veille de l'été, soleil, l'été, les tâches de jardinage et toutes sortes de choses que je souhaite vous proposer instructions étape par étape Comment réaliser un cadran solaire de type horizontal sur votre site. Connaître l'heure par eux est parfois encore plus pratique que par téléphone mobile(parce que je n’ai pas toujours mon téléphone avec moi ; mes mains sont sales ; le soleil brille sur l’écran).

La base du cadran solaire est le gnomon. C'est un bâton dont l'ombre nous montrera l'heure. Plus nous orientons ce bâton avec précision parallèlement à l'axe de rotation de la Terre (comment faire - voir les points 1, 2, 3 ci-dessous), plus l'appareil sera précis. N'importe quel bâton droit, de taille similaire au manche d'une pelle, fonctionnera comme un gnomon (vous pouvez utiliser le manche lui-même si vous en avez un inutile qui traîne).

Nous trouvons un endroit où il n'y a pas beaucoup de monde et de chiens qui courent et où vous passez souvent. L'essentiel est qu'il soit éclairé par le soleil la majeure partie de la journée. Pour cela, recherchez le sud (soit naviguez avec Google Earth, soit tournez votre visage vers le soleil vers 12h-13h) et cherchez un endroit sur le site le plus dégagé possible (des toits, des arbres, etc. .) moitié sud ciel.

Les points 1 et 2 sont consacrés à trouver la direction exacte vers le nord. Oui, vous pouvez également utiliser une boussole pour cela, mais nous devons nous rappeler que la déclinaison magnétique (c'est-à-dire l'écart des lectures de la boussole par rapport à la direction réelle vers le nord géographique) dans notre pays peut atteindre 10, 20 degrés ou plus. De plus, vous pouvez détecter une anomalie magnétique locale. Par conséquent, la méthode de détermination du nord par le soleil est plus précise et plus fiable.

1. À l'heure de midi vrai (climax solaire, également appelé à tort « zénith »), nous préparons un fil à plomb (par exemple, nous accrochons un caillou/un morceau de fer à une corde et veillons à ce que tout ne pende pas). le vent) et une plateforme horizontale sur laquelle l'ombre de la corde est visible. Je décrirai ci-dessous les méthodes de calcul de l'heure de midi vrai pour votre région.

2. A midi vrai (ce serait une bonne idée de synchroniser l'heure avec Internet à l'avance, par exemple en utilisant le service time.is, ou l'application Android ClockSync), on marque la direction de l'ombre solaire de le fil à plomb, par exemple, à l'aide de plusieurs cailloux, que l'on place le long de l'ombre. C'est la direction exacte nord-sud (direction méridienne).

3. Nous calculons la tangente de l'angle à l'horizontale auquel le gnomon (c'est-à-dire notre bâton) doit se tenir. Pour cela, renseignez-vous sur la latitude du lieu, saisissez-la dans la calculatrice et appuyez sur tan. Par exemple, si la latitude est de 56 degrés, alors tan(56) = 1,483.

On multiplie ce nombre, par exemple, par un demi-mètre (50 cm), on obtient 74 cm. On enfonce un bâton dans le sol, dans le sens strictement nord (on l'a découvert au dernier point par fil à plomb), à partir de à cet endroit on place un caillou à 50 cm de l'endroit où le bâton est coincé, et on incline le bâton pour qu'il passe sur le caillou à une hauteur de 74 cm. Sur la figure 3 (et 3a pour plus de clarté) j'ai montré un fil à plomb. qui descend du gnomon et tombe sur la ligne méridienne (la longueur de ce fil à plomb dans notre exemple = 74 cm) . Au lieu d’un fil à plomb, vous pouvez « tirer » avec votre œil, mais ce ne sera pas aussi précis. Et dans cette position, nous commençons à enfoncer le bâton, en vérifiant/ajustant de temps en temps pour qu'il passe sur notre pierre « d'un demi-mètre » à une hauteur donnée. Dès que le bâton tient bien, on peut se féliciter, le plus important du travail est fait : nous avons orienté notre gnomon en parallèle l'axe de la terre. Et d'ailleurs, il souligne également avec une bonne précision étoile polaire(vous pouvez vérifier la nuit, « tirer » votre œil le long du bâton).

4 et 5. Les positions suivantes des index, faites par minuterie. Il convient de noter que même si le chiffre indique 12 heures pour l'heure de midi, en réalité l'heure civile sera différente. Pour éviter d'y penser, le plus simple est de marquer le cadran en approchant le gnomon à 13h00, 14h00 et ainsi de suite, et de marquer simplement la direction de l'ombre. Et le lendemain, du matin à midi, marquez les index restants.

Les index eux-mêmes peuvent être tout ce que vous voulez : vous pouvez enfoncer des tablettes avec des chiffres, vous pouvez les tapisser de pierres.

Calcul de l'heure vraie de midi

Permettez-moi d'énumérer exactement ce qui se passe au moment du vrai midi :
* le soleil est exactement au Sud (pour notre latitudes septentrionales);
* les ombres horizontales des objets verticaux tombent exactement vers le nord ;
* le soleil est au plus haut de sa course journalière ;
* c'est le moment - avec une bonne précision le point médian entre le lever et le coucher du soleil ce jour-là.

Chaque méridien a son propre moment de vrai midi. Ainsi, disons, par rapport au centre de Moscou, le vrai midi à l'est de la ville arrive environ 1 minute plus tôt et à l'ouest, une minute plus tard. Ici calendrier annuel heure de midi pour le centre de Moscou (pour le fuseau horaire UTC+3, dans lequel Moscou est située en permanence depuis octobre 2014) :

Autrement dit, sur le méridien de Moscou, vous pouvez simplement utiliser ce graphique. Le graphique aura exactement la même forme dans votre emplacement, seulement il devra être décalé en fonction de axe vertical par le montant (D–37,6)/15 heures, où D est votre longitude géographique. Par exemple, prenons Perm, sa longitude est de 56,2 degrés, remplacez-la dans la formule : (56,2-37,6)/15 = 1,24 heures = 1 heure 14,5 minutes. Autrement dit, à Perm, midi vrai arrive 01h14,5m plus tôt qu'à Moscou, et selon l'heure de Moscou, 01h14,5m doit être soustrait de l'horaire ci-dessus. Par exemple, pour le 22 mai, nous obtenons 12h26,5 moins 01h14,5 = 11h12 heure de Moscou, ajoutez 2 heures (la différence entre les fuseaux horaires de Perm et de Moscou), nous obtenons 13h12. Rappelons cette fois pour comparer avec la méthode suivante.

La deuxième méthode consiste à trouver votre localité sur un site Web météo qui affiche les heures de lever et de coucher du soleil. Par exemple, pour le cas de Perm, on ouvre le site météo Yandex yandex.ru/pogoda/perm et on y voit Lever du soleil : 04h37 Coucher du soleil : 21h47, on trouve la moyenne arithmétique de ces deux heures (04h37 + 21h47) / 2 = 13h12 . En même temps que nous sommes arrivés ci-dessus.

La troisième méthode consiste à utiliser des programmes de calcul. Vous pouvez choisir un programme à votre goût, j'utilise mon Day–night (sur le lien daybit.ru/video/video-i-soft.html vous trouverez une vidéo sur son utilisation, et le programme lui-même), et il donne l'heure de midi pour Perm = 13:11:45.

Remarques

1. Le graphique ci-dessus pour Moscou est une conséquence de ce qu'on appelle l'équation du temps - la différence entre l'heure solaire moyenne et l'heure solaire réelle. A noter que les lectures de votre cadran solaire évolueront avec la même amplitude que sur ce graphique. C'est-à-dire jusqu'à plus ou moins un quart d'heure tout au long de l'année. Cependant, si vous regardez attentivement, vous constaterez que le plus intéressant pour nous heure d'été les fluctuations ne sont pas si importantes et se situent entre plus ou moins 5 à 6 minutes. Parfois, lorsqu'on souhaite obtenir une précision infime, un programme de correction est spécialement établi pour les cadrans solaires tout au long de l'année.

Ce graphique, par exemple, montre clairement que si vous réglez votre cadran solaire à la mi-juin, il sera 5 minutes plus rapide à la mi-septembre.

2. Pourquoi ne devriez-vous pas simplement utiliser un bâton vertical ? Pourquoi s'embêter avec son inclinaison et son parallélisme à l'axe de rotation de la Terre ? Le fait est qu'une horloge fabriquée à l'aide d'un bâton vertical commencera tôt ou tard à afficher une heure sensiblement incorrecte. Ainsi, une horloge conçue pour un bâton vertical en juin aura un dysfonctionnement d'une heure le matin et le soir en septembre. Plus de détails ici sundial-ru.livejournal.com/2337.html

3. Si vous le souhaitez, vous pouvez immédiatement calculer le cadran de votre zone en utilisant, par exemple, le programme Shadows shadowspro.com, prendre les angles de ce calcul et les mesurer immédiatement sur le sol, au lieu de courir toute la journée et de marquer la position du soleil. ombre.

J'AI LONGTEMPS RÊVÉ D'AVOIR UNE HORLOGE DÉCORATIVE DE JARDIN DEVANT LE PORTAIL DU TERRAIN.

J'AIME ET PEUX TRAVAILLER LA PIERRE, ALORS JE L'AI PRIS COMME BASE D'UN FUTUR PRODUIT.

IL EST DEVENU BEAU ET UTILE - MAINTENANT, MOI ET TOUT PASSANT PAR UNE JOURNÉE ENSOLEILLÉE POUVONS FACILEMENT DÉTERMINER L'HEURE IL EST.

J'ai trouvé un rocher de taille appropriée avec une large surface plane.

Pour vérifier la qualité d'un rocher, vous devez le gratter avec quelque chose - si la pierre s'effrite facilement, elle ne convient pas au travail. Le granit est mieux poli et meulé.

Puis il a commencé à faire les calculs. J'ai découvert la latitude à laquelle se trouve Mogilev : 53 degrés. 55 minutes. - l'angle d'inclinaison du gnomon* (53 degrés) selon la latitude de la zone garantit la précision du cadran solaire. Voie expérimentée déterminé la hauteur approximative du gnomon ; son ombre ne doit pas s'étendre au-delà des limites du futur cadran.

J'ai marqué un angle droit sur un morceau d'aluminium. À l’aide d’un rapporteur, j’ai tracé un angle de 53 degrés à partir de la ligne du bas vers le haut. 55 minutes. (voir schéma 1). J'ai dessiné des lignes bouclées à l'intérieur pour rendre le pointeur plus amusant et je l'ai découpé avec une scie à métaux (peut être fabriqué à partir de clous longs, d'épingles en plastique ou d'aiguilles à tricoter).

Sur surface plane Le rocher marquait le centre du cercle, traçait une ligne de celui-ci jusqu'au bord - c'est l'heure de midi, à midi. A partir de cette ligne, à l'aide d'un rapporteur, j'ai décalé 15 degrés, dans chaque direction 8 fois (Schéma 2) - repères de cadran de 4h à 20h.

1. Les marquages ​​du cadran peuvent d'abord être dessinés sur une feuille de papier qui correspond exactement à la taille du plan du cadre**, puis transférés sur la plaque.

2. Si les dimensions le permettent, vous pouvez marquer les divisions des demi-heures et des quarts d'heure sur le cadran avec des morceaux de fil inoxydable, des pierres de couleur, du verre, en les fixant avec de la colle imperméable.

A l'aide d'une meuleuse munie d'une meule diamantée, j'ai scié ces lignes sur la pierre, de 2 mm de largeur et 5 mm de profondeur. Le gnomon a été enfoncé avec un marteau le long de la ligne de midi, en alignant le centre de l'aiguille avec le centre du cadran comme sur le schéma 2.

J'ai tordu du fil d'aluminium d 1,5 mm en spirale et je l'ai enfoncé dans toutes les coupes avec un marteau (photo 1) Aux extrémités des lignes j'ai percé des trous et y ai enfoncé des écrous borgnes (photo 2) J'ai creusé un évidement dans le partie inférieure du rocher et j'y ai inséré un tuyau d 150 mm - sur un tel socle, il est plus facile de régler et de serrer la montre. J'ai enfoncé le tuyau dans le sol (photo 3) et placé un rocher dessus.

J'ai réglé le cadran de la boussole sur la ligne de midi au nord. J'ai vérifié les lectures du cadran solaire comme d'habitude à midi. J'ai placé des petits pavés sous le rocher et je l'ai cimenté.

Sur lieu permanent Le cadre du cadran solaire est installé strictement horizontalement. Vous pouvez vérifier le niveau à l’aide d’une assiette remplie d’eau à ras bord.

J'ai proposé un design correspondant pour une telle montre. Sous le pavé, j'ai placé un fil courbé en forme de cou et de tête (photo 4) - il s'est avéré que c'était un cygne. J'ai percé les chapeaux des champignons et les ai posés sur les tiges dans les pattes (photo 5)

J'ai trouvé un cœur de pierre dans le Dniepr, j'ai fixé une flèche des deux côtés (photo 6), j'ai enfoncé une épée dans un autre pavé, après avoir scié la pierre (photo 7). D'ailleurs, j'ai connecté toutes les pièces sans colle.

Il y a 5 dragons dans ma famille selon la ville de l'Est, j'ai donc sculpté une sculpture de cet animal à partir d'une pierre caméléon. Près du garage, le mur d'argile s'effritait. Renforcé avec des pavés et carreaux décoratifs en utilisant mortier de ciment(photo 8)

Sur une note

La séquence des symboles horaires sur le cadran suit la règle de mouvement de l'aiguille d'une montre mécanique. Le point de référence est la ligne de midi partant de la base du gnomon. Il peut être déterminé assez précisément à l'aide d'une boussole (ligne nord-sud).

C'est encore plus pratique à utiliser montre simple, comparant leurs lectures avec l'ombre du gnomon. Cette ligne est déterminée avec une précision particulière par l'horloge des jours précédant et suivant le 16 avril, le 15 juin, le 31 août et le 26 décembre. La conception d'horloge la plus simple est horizontale, vous pouvez donc la réaliser avec vos enfants directement au sol : dessinez un cercle pair, collez un bâton au centre - il vous servira de gnomon.

Tracez une ligne droite du centre du cercle vers le nord - midi selon l'heure astronomique. Divisez le cercle en vingt-quatre secteurs égaux. Inclinez le pointeur en direction du nord selon un angle correspondant à la latitude de votre zone particulière.

Cadran solaire DIY - photo

Cadran solaire DIY - dessin

* Gnomon est une tige attachée au cadran et son ombre indique l'heure.

**Le Cadran est une surface sur laquelle sont appliqués les marquages ​​appropriés.

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Elena Belega

Les cadrans solaires sont les plus fiables, car ils n’avancent jamais et ne sont jamais en retard. Par conséquent, ils ont probablement été construits par les Égyptiens, les Chinois, les Babyloniens, les Grecs, les Indiens et les Incas péruviens. Vouloir essayer? Fabriquer une telle horloge peut aussi être une merveilleuse leçon de mathématiques et d’astronomie pour vos enfants. Le cadran solaire équatorial le plus simple peut être fabriqué à partir de matériaux de récupération et placé dans le jardin ou sur le balcon. Ces montres sont dites équatoriales car le plan de leur cadran est parallèle au plan de l'équateur terrestre.

1. Déterminons la direction vers le nord comme la plus ancienne et d'une manière exacte. Pour ce faire, on fixe un pion vertical (gnomon) sur une surface horizontale. Quelques heures avant midi solaire, marquez la position de l'ombre du gnomon avec un point et tracez un cercle avec un centre à l'endroit où est fixé le gnomon et un rayon égal à la longueur les ombres qui en résultent au moment initial de l'observation.

2. Suivons l'ombre : elle va diminuer, s'éloigner du cercle que nous avons dessiné, mais à un moment donné elle va recommencer à grandir et à le traverser à nouveau. Fixons cette touche d'ombre avec le deuxième point et connectons-la au premier. Divisez le segment obtenu en deux. Une droite passant par le centre du cercle et le milieu du segment nous donnera la ligne de midi. Cette ligne correspond exactement à la direction nord-sud.

3. Marquons maintenant le cadran. Pour les montres équatoriales, c'est aussi simple que d'éplucher des poires : divisez le cercle en 24 parties égales de 15° (24h x 15° = 360°) et marquez les heures.

4. Il est temps de fabriquer le corps. Pour cela, un carton épais, un morceau de contreplaqué ou une planche fine (nous avons utilisé de la mousse de polystyrène) conviennent. Il faut fixer le gnomon perpendiculairement à la surface et placer le cadran dessus.

5. Il ne reste plus qu'à orienter correctement la structure résultante. Pour ce faire, les conditions suivantes doivent être remplies : a) la ligne de numérotation « 6-18 » doit être située strictement horizontalement ; b) la ligne « 12-24 » doit coïncider avec la direction nord-sud, que nous avons déjà trouvée (voir 1) ; c) le plan du cadran de l'horloge doit être incliné vers le nord de manière à ce que l'angle entre le gnomon de l'horloge et le plan de l'horizon soit égal à la latitude géographique de votre région (pour Moscou, il s'agit d'environ 55,5°). L'horloge est prête !

Ils reflètent la vérité heure solaire, et leur témoignage coïncidera avec le vôtre montre-bracelet, si l'on prend en compte l'heure d'été en vigueur dans notre pays et période de maternité. En hiver, une horloge de cette conception ne fonctionnera malheureusement pas : le soleil sous nos latitudes est trop bas au-dessus de l'horizon et le gnomon ne fournira pas d'ombre.