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日の出、日の入り時刻からアナレンマを描く(ソフト改良)

 Ambientへアナレンマのグラフを描く話の続編です。ハードを作り直した時にソフトもかなり修正したので、その内容についてまとめておきます。

 アナレンマを描くための情報としては、日の出時刻(t1)と日の入り時刻(t2)が必要で、この値から昼の長さと南中時刻を計算で求め、Ambientに送っています。データーの送信は日の入り検出後、つまりその日の t2 が判ってから行っていました。ということで、1日に一点のプロットを行っていました。この状態では一年間に365個の点がプロットされるので、散布図としては悪くないデーター量だと思います。

 ただこのやり方だと夜が明けて日の出時刻 (t1) が確定していても、実際にグラフにプロットされるのはその日の夕方になるので、タイムラグが大きくてあまり面白くありません。もちろん日の入り時刻が決まっていないのでアナレンマのグラフは書けないのですが、せめて日の出時刻くらいはプロットしておきたいところです。

 そんなことを思っているうちに、次のように考えることで、日の出を検出した時にも昼の長さと南中時刻を決定出来ることに気付きました。

▼夜のデータから昼の長さと南中時刻を求める
南中、北中、計算式
 この図で言いたいのは、夜の中心は北中時刻なので、その反対側(0.5日前)は南中時刻になります。また一日の長さから夜の長さを引けば昼の長さを求めることが出来ます。こうすることで、日の出時刻(t1)と前日の日の入り時刻(t2)のペアからもアナレンマのプロットを行うことがが可能となります。とは言っても、北中時刻なんてのを持ち出してみても、式を変形していくと結局は同じ計算式になっています。

 ちなみに、こんなややこしいことを考えなくても、昨日と今日で日の出/日の入り時刻は大きく変わらないので、t1とt2のペアを順に作り計算すればOK、と考えることが出来ます。というか、この考え方の方が判り易いです。

 新しいソフトではこういう考え方でアナレンマの作図データーを作っています。実際にAmbientに送信したデータは以下のようになっています。

▼Ambientに送ったデーター (EXCELで編集)
Ambientへアップロードしたデーター
 これは送ったデーターをダウンロードしたものの一部です。ダウンロードしてローカルに保存出来るので Ambient に万一のことがあっても(失礼、、)安心です。d2からd5には1日を1.0とした時刻の値が入っていますが、この表でそれを hh:mm:ss に変換しています。

 一行毎に日の出、日の入り時刻が入り、その後ろにアナレンマの作図に必要なデーターが続きます。なお、最初の行は起動後最初の朝で、前日の夜の値 (t2) が無いので、アナレンマの作図に必要なデーターは空欄になっています。日の入りから始めた場合も同じようなデーターになります。

 ということで、1月26日から新しいプログラムに切り替えました。この変更でグラフのプロット数が倍になるので、天候の影響などの外乱に強くなると思います。また、システムの停止などがあった場合でも、影響は最小限になると思います。なにより、朝起きてグラフを見ると、その日の夜明け時刻が既にプロットされているので嬉しいです。

 新しいスケッチ:_20170125_AnaLtest-IP28_final_BLOGはこちら 拡張子をinoに変更。これ以外に Ambient.h と Ambient.cppが必要です。

▼現在の作図状況(2017年2月2日現在)
Ambient 20170202

 左下がアナレンマのグラフです。プロットがばらついていますが、下の方の冬至の位置から右上方向に弧を描いてプロットが動いています。このあたりは、アナレンマの8の字の底の部分の右半分あたりになるはずです。なお、太陽を撮影した本物のアナレンマはこの図と左右逆なのでご注意ください。

 他のグラフ以外を見ると、日の出/日の入り時刻の変化の傾向がはっきりと判るようになってきました。1年分のグラフが完成すればもっと面白いものになるはずなので、今から楽しみです。
 なお、最新のグラフはこちら→「アナレンマを描く試み (チャネルID: 200)」

 この状態でずっと動かしておいて、適当な節目でこのブログで紹介したいと思います。最後になりましたが、Ambient という便利で優れた仕掛けを提供していただいている開発者の下島健彦さんに感謝します。

 アナレンマ関連の記事は「アナレンマを描く」のカテゴリにまとめています。興味のある方はご覧ください。
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