| |
| |
| |
| |
Viidentenä demokellona piirretään suoraan länteen osoittava paikallista aurinkoaikaa näyttävä vertikaalinen tasoaurinkokello maantieteelliselle leveydelle 60°
Apugrafiikan piirtämisen vaihtoehtona varjopisteet voisi laskea etukäteen ohjelmalla ja muodostaa aurinkokellon asteikon näistä. Piirtämisellä on se etu että laskenta jää vähemmälle ja mm. aikaviivan paikka horisontissa on helppo ratkaista silloin kun Aurinko on esim. minimideklinaatiollaan horisontin alapuolella mutta jollakin suuremmalla deklinaatiolla horisontin yläpuolella ; ei tarvitse tietää millä deklinaatiolla Aurinko on täsmälleen horisontissa.
SolidWorks -ohjelman Front -tason on sovittu osoittavan kohti Etelää, joten Länteen osoittavan kellon asteikko tulee Right -tasoon.
Asteikon koko olkoot 400mm * 300mm ja asteikon origo keskilinjalla 50 mm päässä yläreunasta. Asteikko pursotetaan idän suuntaan, joten asteikkotaso on levyn pinnassa lännen puolella.
Polaarisauva olkoot 100 mm etäisyydellä asteikkotasosta. Leveydellä 60° se muodostaa pystysuoran kanssa 30° kulman.
Koska suoraan länteen osoittava kellotaulu ja polaarisauva ovat samansuuntaisia, täytyy polaarisauva "kiinnittää" asteikkoon erikoisella tavalla. Suora polaarisauva ei nimittäin leikkaisi asteikkotasoa missään.
Luodaan Right -tason suuntainen meridiaanitaso 100 mm asteikkotason lännen puolelle. Polaarisauva piirretään meridiaanitasoon ja liitetään asteikkoon origosta lähtevällä asteikkoa vasten kohtisuoralla tuella niin että asteikko ja varjosauva muodostavat nimellisesti yhden kokonaisuuden. Todellisuudessa ne toki olisivat erillisiä.
Ekvaattoritaso luodaan kohtisuorana polaarisauvan akselia vasten polaarisauvan alapään kohdalle koska polaarisauvan alapää on asteikon origon kohdalla.
Meridiaanitasoon luodaan apuympyrä polaarisauvan alapään kohdalle. Tähän luodaan apuviivat Auringon eri deklinaatioiden simuloimiseen käytettäviä polaarisauvaa vasten kohtisuoria tasoja varten. Vertailutasona toimii ekvaattoritaso.
Sitten alkaa uuvuttava tuntikulmien merkintä aputasoille. Kunkin tason apuympyrä sivuaa meridiaanitason isompaa ympyrää ja keskipiste on polaarisauvan akselilla.
Kun tässä käytetään paikallista aurinkoaikaa niin Aurinko on suoraan lännessä kello 18.
Luottamusta mallin toimivuuteen tässä varhaisessa vaiheessa saadaan jyrsimällä Auringon nolladeklinaation varjoviiva joka ulottuu origosta (klo 18 paikallista aurinkoaikaa) asteikon reunaan (noin 13:30 paikallista aurinkoaikaa). Deklinaatiolla nolla Aurinko laskee länteen joten varjoviivaa ei jatketa klo 18:ta myöhemmille ajoille Top -tason yläpuolelle.
Symmetriaominaisuutta voi tasossa käyttää hyväksi tuntikulmien luonnissa peilaamalla apuviivoja klo 18:n viivan suhteen.
 |
 |
Kun maksimideklinaation varjopisteet on projisoitu Right -tasoon niin uskalta kaivertaa tuntien tekstit koska tämän alemmas ei polaarisauvan alapään varjo koskaan tule.
Kannattaa ehkä yhdistää varjopisteet apuviivalla että ko. pisteiden koordinaatit pystyisi myöhemminkin lukemaan. SolidWorks ei nimittäin näytä "vieraan" tason pisteen koordinaatteja ellei sitä ole kytketty "tämän" tason piirteisiin.
Maksimideklinaation varjopisteitä voidaan yhdistää splinillä ja jyrsiä Auringon keskikesällä polaarisauvan alapäästä piirtämä ura.
Polaarisauvan alapään kanssa vaakatasossa olevan lahjomaton Top -taso paljastaa että klo 22 tuli merkityksi asteikolle turhaan sillä maksimideklinaatiollaan Aurinko laskee jo klo 21:n jälkeen paikallista aurinkoaikaa leveydellä 60°. Esimerkiksi Helsingissä klo 21 paikallista aurinkoaikaa on kesällä noin 22:20 Suomen virallista kesäaikaa.
Näin jatketaan muillekin deklinaatioille, myös ekvaattorin eteläpuolella
Sitten on aika vetää asteikon tuntiviivat. Asteikkoviivojen leikkauspistettä ei voida määrittää kun polaarisauva ja asteikko ovat samansuuntaisia, mutta aikaviivojen kaltevuus pystysuoran suhteen on se sama 30° kuin polaarisauvallakin.
Tässä kaiverrukset on kuitenkin tehty yhdistelemällä saman tuntikulman eri deklinaatioiden varjopisteitä ja tarvittaessa etsimällä leikkauspiste Top -tason kanssa.
Tarkkana saa olla piirtäessään. Tässäkin tapahtui pari huolimattomuusvirhettä jotka vasta koordinaattien tarkistus laskemalla paljasti. Jos varjosauva on muodostettu piirteeksi täytyy varmistaa että viivat asteikolle projisoidaan sauvan keskiakselin eikä reunan mukaan. Joitakin varjopisteiden koordinaatteja:
φ = 60° N
(longitudilla λ ei merkitystä koska paikallinen aurinkoaika)
a = 100 mm
z = 90°
D = 90° etelästä länteen (eli suoraan länteen)
Paikallinen aurinkoaika
Dec +23,44° Dec +20,15° Dec +11,47° Dec +0,00°
H Klo x mm y mm x mm y mm x mm y mm x mm y mm
15° 13 -239,4 -331,7 -252,3 -309,4 -284,0 -254,5 -323,2 -186,6
30° 14 -106,6 -161,7 -113,3 -150,2 -129,7 -121,7 -150,0 -86,6
45° 15 -55,9 -103,1 -60,7 -94,9 -72,3 -74,9 -86,6 -50,0
60° 16 -25,0 -72,2 -28,8 -65,6 -38,3 -49,2 -50,0 -28,9
75° 17 -0,8 -52,3 -4,2 -46,3 -12,7 -31,6 -23,2 -13,4
90° 18 +21,7 -37,5 +18,3 -31,8 +10,1 -17,6 ( origo )
105° 19 +45,6 -25,5 +42,2 -19,5 +33,7 -4,8 +23,2 +13,4 (ei paista)
120° 20 +75,0 -14,5 +71,2 -7,8 +61,7 +8,6 +50,0 +28,9
135° 21 +117,3 -3,1 +112,5 +5,1 +86,6 +50,0
150° 22 +193,4 +11,5 +150,0 +86,6
165° 23 +407,0 +41,5 +323,2 +186,6
Polaarisauvasta ei oikeastaan ole ratkaisevaa hyötyä suoraan länteen suunnatussa kellossa jos aikamerkinnät tehdään varjosauvan pään suhteen. Tilanne olisi toinen jos aikamerkinnät vedettäisiin sauvan varren mukaan.