Распечатанные на 3D-принтере солнечные часы Sundial показывают время цифрами.
Солнечные часы на 3D-принтере: скачай и распечатай

Человек — такое странное существо, вечно его что-то не устраивает. Все он норовит улучшить. Колесо — казалось бы, что еще? Но и тут появляются бесконечные модификации, включая даже некруглые. Как ни странно, эта настырность приносит пользу. Механизмы и устройства, отточенные веками, вдруг начинают работать проще и быстрее. Возможно, в этом и есть человек: двуногое без перьев, с ногтями — и с непреодолимым желанием вертеть все в руках с одной мыслью: «Что бы тут можно улучшить»?..

С тех пор как один сказал другому: «Встретимся, когда тень от дерева дойдет до того камня» — конструкция солнечных часов изменилась мало. До сих пор это всего две детали: кадран (плоскость с часовыми делениями) и отбрасывающий тень стержень-гномон. Сразу видно, что тут попросту нечего совершенствовать. Но человеческая страсть ко всему новому, любопытство и экспериментаторство, прекрасно поддержанные всей нашей эволюцией и даже физиологией мозга, сработала и в этот раз. Французские разработчики из группы Mojoptix придумали совершенно новую схему: их солнечные часы Sundial показывают время цифрами.

По большому счету, никто не знает, как это устройство работает, однако рассуждения изобретателей совсем бесхитростны. Достаточно разбить числа на точки, как в почтовом индексе. Каждая точка может образоваться солнечным лучом, прошедшим сквозь свое отверстие в гномоне. Каждому определенному моменту времени соответствует определенное положение Солнца на небе — и такой же заранее просчитанный набор отверстий. Чтобы не усложнять задачу, временной шаг наших часов возьмем, скажем, в 20 минут. Кроме того, можно исключить ночные, слишком ранние и поздние часы, ограничившись временем от 10:00 до 16:00.

Остается сформулировать эту задачу математически и «скормить» ее подходящей компьютерной системе 3D-моделирования, что и сделали в Mojoptix, получив готовую модель гномона (в форме полуцилиндра) с набором прорезей. Понятно, что на разных широтах Солнце в одно и то же время поднимается на разную высоту, поэтому нашим цифровым солнечным часам понадобится система для настройки угла наклона. Чтобы не возиться с моделированием самостоятельно, в открытой базе Thingverse можно найти готовые файлы: Sundial выложены для бесплатного пользования. Так поступили и в редакции «ПМ»: после того как наши друзья из Top3DShop распечатали цифровые солнечные часы на 3D-принтере, мы испытали их в деле. Они действительно работают — пусть никто и не знает, как именно в точности. Конструкция Sundial эффективна и точна — а впрочем, и здесь найдется что усовершенствовать. Кажется, стоило бы добавить компас для упрощения точной ориентации на север. Оснастить автоматической настройкой под местность по сигналам GPS. Или рассчитать более сложную систему отверстий для работы с инкрементом не в 20 минут, а всего в минуту… В самом деле, что бы еще улучшить?

Тысячелетиями вся разница между разными видами солнечных часов заключалась в ориентации плоскости кадрана — горизонтальной (на столе), вертикальной (на стене) или «экваториальной», под углом, так что тень в течение дня сохраняет постоянную длину и позволяет использовать круглый циферблат.

Единственным остроумным новшеством можно назвать использование инвертированной конструкции, время в которой указывается не тенью, а светом, проходящим сквозь прорезь в экране.

Материал — пластик REC PLA, изготовляемый из сахарного тростника и кукурузы. Биологически инертный, долговечный и не требующий сложных температурных условий для печати, он годится для последующей окраски и скрепления эпоксидными клеями.

Благодарим экспертов компании Top3DShop.Ru за помощь в испытаниях и качественную распечатку модели Sundial

Скачать файл с 3D-моделью «цифровых» солнечных часов Sundial можно здесь.

Статья «Оцифрованное Солнце» опубликована в журнале «Популярная механика» (№9, Сентябрь 2016).