Radiantti 3-2016: Aurinkokelloprojekti

Aurinkokellon rakentaminen on helpompaa kuin uskotkaan. Helpoimmillaan se on hiekkaan pystytetty tikku ja siinä vaikka kokemusperäinen asteikko. Hieman pysyvämmän aurinkokellon rakentaminen ei juuri ole kovinkaan paljoa vaikeampaa, tarvitaanvain hieman asiaan tutustumista ja muutama käsityökalu.

Teksti ja kuvat Timo Ulmanen

Paperiproto 1

Löysin netistä yksinkertaisen ohjelman^[1], jonka avulla sain tulostettua paperista omalla seinälläni aikaa näyttävän aurinkokellon. Syöttötietoina tarvittiin kellon sijoituspaikan koordinaatit sekä ilmansuunta johon seinä osoitti. Minun kotini etuseinä on kääntynyt 6.1 astetta etelästä länteen. Kellon rintamasuunta voi olla siis mikä vaan, joskin eteläseinällä aurinko paistaa eniten. Mukava projekti vaikka lasten kanssa, mutta paperihan ei ulkoseinässä kauaa pysy.

Proto versio 2

Viime keväänä liityin Tampereen Nekalassa toimivaan Hacklabiin ^[2], jossa on jäsenten käytössä hienoja työkaluja kuten laserleikkuri ja 3D-tulostin. Aurinkokello oli luonteva koeprojekti työkalujen testaamiseen. Tutustuin muihinkin piirrosohjelmiin ja päädyin Shadows Prohon ^[3].

Shadowsillekin annetaan sijainnin koordinaatit sekä kellon rintamasuunta, mutta siinä on muitakin hienouksia.

Kuten tunnettua, maapallon kiertonopeus Auringon ympäri muuttuu hieman vuodenaikojen mukaan (Keplerin II laki), ja siitä syystä aurinkokellotkin edistävät tai jättävät pahimmillaan yli varttitunnin. Tämä voidaan korjata tuntiasteikon kahdeksikon muotoisella analemma-kuviolla.

Luettavuuden helpottamiseksi tulostin kellooni vain analemman puolikkaan. Miinuksena seuraa, että alemman kuvan kello näyttää oikeata aikaa vain vuoden jälkimmäisellä puoliskolla. Toisaalta ajan tulkintaan ei tarvita korkeakoulututkintoa.

Lisänä myös on kalenteri; vaakatasossa kulkevat päivämääräkäyrät. Shadows piirtää haluttaessa vaikkapa käyrän jokaisen kuukauden ensimmäiselle päivälle. Kesäpäiväntasauksen aikana aurinko on korkeimmillaan ja osoittimen eli gnomonin varjo on pisimmillään ja sen kärki kulkee alimmalla käyrällä. Vaakakäyrät voidaan luetella alhaalta ylöspäin: kesäpäiväntasaus, heinäkuu(n 1. päivä), elo-, syys-, loka-, marras-, joulukuu ja talvipäivänseisaus.

Kelloni näyttää kesäaikaa, joten tarkkaan ottaen se on ajassa vain runsaat kolme kuukautta!

Sitten laserleikkaamaan. Laserleikkuri ja cad-ohjelmat ymmärtävät dxf-formaattia ja kuvansiirto onnistuukin näin Shadowsista CAD-ohjelmaan. Siellä tein hiukan taiteellista työtä ja lopuksi leikkasin koko komeuden laserilla vanerille. Osoittimena vaimon sponsoroima sukkapuikko!

Gnomonin suunnan määrittelystä:

osoitin on samansuuntainen kuin maapallon akseli! Shadows merkitsee osoittimen alkupisteen kellotaulusta ja kertoo sen pituuden. Osoittimen ja kellotaulun välinen kulma A saadaan yksinkertaisesti kaavalla A = 90 – LP, missä LP on sijaintipaikan leveyspiiri. Tampereella käytettävän aurinkokellon osoittimen ja kellotaulun kulman tulee olla siis 28,5 astetta.

Sundial Atlas

Netistä löytyy aiheesta paljon lisää hakusanalla Sundial. Esimerkiksi Sundial Atlas -tietokannalla saat selville, että pelkästään Italiassa on yli 13 000 tietokantaan rekisteröityä aurinkokelloa. Suomesta löytyy tällä hetkellä kolme kelloa, joista kaksi on minun sinne syöttämääni. Jos aihe kiinnostaa ja tiedät lisää Suomessa olevia kelloja, niin sitten vaan syöttämään tiedot Atlakseen. Tietokannan ylläpitäjä Fabio ilahtuu!