Fabriquer un cadran solaire est une science en soi. Cette construction apparemment simple n'est parfois pas si simple à mettre en œuvre car de nombreux faits techniques et scientifiques doivent être pris en compte. Il n’existe pas de cadran solaire universellement valable. Chaque exemplaire doit être précisément adapté à l'endroit où il est érigé afin qu'il puisse réellement indiquer l'heure exacte. Vous trouverez ci-dessous deux instructions de construction différentes pour un cadran solaire: une version très simple et facile à utiliser et un cadran solaire pour les utilisateurs avancés.
Cadran solaire simple pour les débutants
Un cadran solaire fonctionnel peut être réalisé même sans aucune connaissance technique de base. C'est si simple que même les enfants peuvent construire ce cadran solaire.
Matériel
- grand pot de fleur (au moins 30-40 cm de diamètre)
- Bâton ou tige métallique (longueur environ 50-60 cm)
- Cailloux ou graviers
- stylo étanche
Construction
Bien que cette méthode prenne beaucoup de temps, elle est très simple à mettre en œuvre et ne nécessite aucune connaissance ou compréhension technique préalable.
- Placez le pot de fleur dans un endroit ensoleillé du jardin
- Placez la tige au milieu du pot de fleur et remplissez-la de cailloux ou de gravier
- la tige doit dépasser d'au moins 30 à 40 cm des gravillons
- chaque heure sur l'heure, marquez l'endroit sur le bord du pot de fleur où tombe l'ombre
- peut-être continuer à marquer le lendemain
Conseil:
Alternativement, une grande dalle de pierre, une planche de bois ou un disque métallique peuvent également servir de cadran solaire, dans lequel une tige est insérée au milieu. Des punaises, des pierres collées et bien plus encore conviennent également pour marquer les heures.
Cadran solaire pour les utilisateurs avancés
Un cadran solaire doit être fabriqué dans un matériau résistant aux intempéries afin de pouvoir être laissé à l'extérieur en été comme en hiver, sous la pluie et la neige. Il n'y a pas de limites à votre imagination lorsqu'il s'agit de choisir des matériaux. Un cadran solaire peut être en bois, en métal, en pierre ou même en plastique. Il est important que des outils appropriés soient disponibles pour le traitement des matériaux.
Matériel
- trois planches de bois d'environ 20 x 25 cm (de préférence 3 à 4 mm d'épaisseur)
- Scie à découper
- grande équerre, côté le plus long 22 cm (ou autre rapporteur)
- Boussole (diamètre minimum 20 cm)
- crayon
- Boussole
- Peinture ou vernis pour peindre
Découpez le cadran de l'horloge
Le cadran de l'horloge est fabriqué à partir de l'une des planches. Il peut être découpé en rond ou en carré.
- Carré: longueur du bord 20 cm
- Cercle: diamètre 20 cm
Pour réaliser un cercle, il est préférable de dessiner d'abord un carré d'une longueur de bord de 20 x 20 cm sur le tableau. Alternativement, la planche peut être coupée immédiatement à cette taille. Pour marquer le centre, deux lignes diagonales sont tracées à partir des coins. Le point de rencontre des lignes se trouve au centre de la place. La pointe de la boussole est insérée dans ce point et un cercle d'un diamètre de 20 cm (rayon correspondant à 10 cm) est tracé. Découpez ensuite le cercle avec la scie à chantourner ou tracez-le simplement et laissez la planche former un carré.
Étiquetez le cadran
Le cercle est divisé en 24 morceaux de gâteau de tailles égales à l'aide de l'équerre et d'un crayon fin. Les lignes sont donc tracées du bord au centre. Toutes les divisions doivent avoir un angle de 15 degrés. Chacune des lignes marque une heure complète. Théoriquement, tous les nombres peuvent être tracés. Le cadran solaire semble plus professionnel si seules les heures d'ensoleillement réelles (c'est-à-dire entre 6h00 et 21h00 environ) sont enregistrées. De plus, le cadran paraît moins encombré s'il n'est appliqué que toutes les trois heures (6, 9, 12, 15, 18 et éventuellement 21).
Déterminer la latitude
Maintenant, cela devient un peu plus compliqué, car pour que le cadran solaire fonctionne correctement, il doit être aligné avec l'axe de la Terre. Un bord de la lance d'ombre triangulaire doit être parallèle à l'axe de la terre. Pour cela, il faut savoir à quelle latitude se trouve l’endroit où doit être installé le cadran solaire. La latitude est parallèle à l'équateur, l'Allemagne se situe entre le 48ème parallèle au sud et le 54ème parallèle au nord.
Exemples d'orientation:
- 48. jusqu'au 49ème parallèle: Fribourg, Stuttgart, Ulm, Munich, Passau
- 49. jusqu'à 50 degrés de latitude: Sarrebruck, Karlsruhe, Mannheim, Nuremberg, Würzburg
- 50. Latitude: Francfort-sur-le-Main, Wiesbaden, Mayence
- 51. Latitude: Cologne, Erfurt, Dresde
- 51.-52. Latitude: Dortmund, Kassel, Leipzig, Magdebourg
- 52.-53. Latitude: Osnabrück, Hanovre, Berlin, Brême
- 53.-54. Latitude: Hambourg, Schwerin, Rostock
- 54.-55. Latitude: Kiel, Flensbourg
Conseil:
Avec une application de boussole contrôlée par GPS, vous pouvez déterminer votre position très précisément et cela est souvent disponible gratuitement sous forme de petit programme. Ou, de manière classique, vous prenez un atal ou une carte et vous y lisez votre latitude.
Recadrer la roulette d'ombre
La latitude est l'un des angles du triangle qui compose l'ombre. Cet angle est maintenant dessiné sur le deuxième plateau à l'aide de l'équerre. Pour ce faire, tournez la planche de manière à ce que le côté long soit en bas. L'équerre est placée de manière à ce que l'échelle centimétrique pointe vers le bas. L'échelle doit être alignée avec le tableau en bas. L'équerre est maintenant poussée si loin vers la gauche que le point zéro (A) de l'échelle se trouve approximativement dans le tiers gauche du côté du plateau.
- Marquer le point zéro avec un trait de crayon fin (point A)
- lisez l'angle approprié en bas à droite du tableau
- marquer avec un point (point B)
- Tracez une ligne de connexion entre les points A et B
- l'angle s'ouvre vers la droite
- Remplacez l'équerre par le point zéro (le zéro sur l'échelle au point A)
- Faites pivoter l'équerre vers la droite jusqu'à ce que la ligne à 90 degrés soit sur la ligne de connexion entre les points A et B
- poussez maintenant l'équerre vers le haut jusqu'à atteindre une distance de 10 cm du bord de la planche (sur le côté droit), marquez le point C sur le bord de la planche
- trace le trait de 10 cm de long avec le crayon
- tracer une ligne verticalement vers le haut à partir du point final de la ligne de 10 centimètres (point C)
- marquez le point où cette ligne rencontre l'angle (entre les points A et B)
- Si nécessaire, prolongez la ligne entre A et B
- Un triangle rectangle est créé avec l'angle droit en bas à droite
- Découpez le triangle avec la scie sauteuse
Conseil:
Si vous n'êtes pas sûr de tout faire correctement, vous pouvez d'abord fabriquer le cadran solaire comme modèle en carton.
Assemblez le cadran et la roulette d'ombre
Le cadran n'est pas posé à plat sur le sol, mais est installé dans la roulette d'ombre légèrement inclinée. De cette façon, la déviation provoquée par la courbure de la terre est compensée.
- Sciez le cadran à 12 heures de cinq centimètres de profondeur et la largeur de la planche (3 ou 4 mm)
- Sciez le triangle au niveau de la ligne des 10 centimètres (à partir du côté le plus long) sur 5 cm de profondeur et 3 (ou 4) mm de largeur
- assemblez les deux parties (l'angle droit du triangle rencontre la marque 12 heures)
- éventuellement coller si les découpes sont un peu trop grandes
- les deux parties doivent s'emboîter étroitement
Assembler la plaque de base
La plaque de base du cadran solaire est maintenant créée à partir de la troisième plaque de bois.
- Taille: 20 x 25 cm
- Une ligne de 25 cm de long est désormais tracée au milieu du côté long
- Tournez l'assiette avec le côté long vers le bas
- marquez l'extrémité gauche de la ligne avec S (sud)
- étiquetez l'extrémité droite de la ligne avec une flèche et N (nord)
- mesurez 5 cm sur la planche à partir du côté droit de la planche
- tracer une ligne passant par le point (perpendiculaire à la ligne nord-sud)
- cette ligne marque la ligne ouest-est
- Alignez le cadran (avec ombre) avec les chiffres orientés vers le nord
- installé avec le côté inférieur (12 heures) exactement sur la ligne est-ouest
- fixer avec des petits clous ou des vis
Configurer le cadran solaire
Pour que l'heure puisse être affichée correctement sur le cadran solaire, la flèche sur la plaque de base doit pointer exactement vers le nord. La boussole est nécessaire pour cela. L'heure solaire peut désormais être lue à partir de l'ombre que le triangle (source d'ombre) projette sur le cadran.
Heure du soleil
Si vous utilisez un cadran solaire, vous ne devriez pas être surpris si cette heure diffère légèrement de celle indiquée par nos horloges. L'heure du fuseau est affichée sur les horloges normales. En Allemagne, par exemple, l'heure d'Europe centrale (CET) s'applique. Bien que Madrid, la capitale espagnole, se trouve à environ 2 500 km plus à l'ouest et que le soleil n'atteigne son point culminant qu'une heure et demie plus tard qu'à l'est de Budapest, midi est affiché en même temps dans les deux villes.
Conclusion
Construire un cadran solaire simple est possible à l'aide d'un pot de fleur ou d'un disque dans lequel est insérée verticalement une tige, qui projette des ombres dessus à certaines heures de la journée. Il ne vous reste plus qu'à marquer chaque heure. Les cadrans solaires professionnels prennent également en compte l'axe de la Terre et la latitude de l'endroit sur lequel se trouve le cadran solaire.
