Wie früher nur viel technischer und sehr spannend

Eine Sonnenuhr, die die Zeit nicht mit einem Schatten auf einer Skala anzeigt, sondern mit echten Ziffern – wie eine Digitaluhr. Ist aber pure Mathematik und cleveres Design. Und das Beste: Man kann sie mit einem 3D-Drucker selbst herstellen. Ein Grund, das genauer zu betrachten.

Das Prinzip: Mathematik trifft auf Sonnenlicht

Die digitale Sonnenuhr von Mojoptix – einem französischen Ingenieur namens Julien Coyne – ist ein brillantes Beispiel dafür, wie man mit simpler Physik und komplexer Berechnung etwas schaffen kann, das wie Magie aussieht.

Das Herzstück ist der Gnomon, jener Teil der Sonnenuhr, der den Schatten wirft. Nur ist dieser Gnomon bei der digitalen Variante durchlöchert wie ein Schweizer Käse – und zwar sehr präzise. Die Form wurde mathematisch so berechnet, dass die Sonnenstrahlen zu bestimmten Uhrzeiten in bestimmten Winkeln durch genau die richtigen Löcher fallen.
Das Ergebnis: Im Schatten des Gnomons erscheinen Ziffern, die die aktuelle Uhrzeit anzeigen. Zwischen 10:00 und 16:00 Uhr, in 20-Minuten-Schritten. Keine Batterie, kein Strom, kein Motor. Nur die Sonne und ein paar tausend strategisch platzierte Löcher.

Wie es funktioniert

Man kann sich das wie eine analoge Pixel-Anzeige vorstellen. Jedes Loch im Gnomon funktioniert wie ein Pixel. Wenn die Sonne wandert, fällt ihr Licht durch verschiedene Kombinationen dieser „Pixel“ und erzeugt so die Ziffern im Schatten.

Der Trick dabei: Die Löcher sind nicht einfach zufällig platziert, sondern in verschiedenen Winkeln und Positionen angeordnet. Mojoptix beschreibt es selbst als „really super-fancy shadow show“ – und genau das ist es auch.
Besonders clever: Man kann die Uhrzeit durch einfaches Drehen des Gnomons anpassen. Sommerzeit? Kein Problem. Einfach ein bisschen drehen, fertig.

Der 3D-Druck macht’s möglich

Bis vor etwa zehn Jahren wäre so eine Sonnenuhr praktisch unmöglich herzustellen gewesen. Die komplexe Geometrie mit ihren unzähligen präzise angewinkelten Löchern hätte man mit konventionellen Methoden kaum produzieren können.
Der 3D-Druck hat das geändert. Mojoptix veröffentlichte 2015 sein Design auf Thingiverse als Open Source. Seitdem haben tausende Maker weltweit ihre eigene digitale Sonnenuhr gedruckt.
Der Druck dauert etwa 30-35 Stunden und besteht aus vier Teilen. Wichtig: Man sollte ABS-Filament verwenden, kein PLA. Denn, die Sonnenuhr steht ja draußen in der Sonne, und PLA verformt sich bei Hitze. ABS hält das besser aus.

Die Grenzen der Technik

Natürlich hat auch diese Sonnenuhr ihre Einschränkungen:
Sie funktioniert nur bei Sonnenschein (logisch)
Sie zeigt nur von 10:00 bis 16:00 Uhr die Zeit an
Die Genauigkeit liegt bei 20 Minuten
Man braucht verschiedene Versionen für die Nord- und Südhalbkugel

Und dann gibt es noch eine Besonderheit: Um das ganze Jahr über zu funktionieren, müssten die „Pixel“ extrem breit sein (um den sich ändernden Sonnenstand über die Jahreszeiten auszugleichen). Das würde das Ding aber unpraktikabel groß machen. Mojoptix‘ Lösung: Man muss die Sonnenuhr etwa alle sechs Monate um etwa 10 Grad nach oben oder unten neigen.

Was mich daran begeistert

Für mich persönlich ist diese digitale Sonnenuhr ein perfektes Beispiel dafür, wie alte und neue Technologien zusammenkommen können. Die Sonnenuhr selbst ist eine der ältesten Zeitmesstechnologien der Menschheit – die frühesten Exemplare stammen aus dem Jahr 1500 vor Christus.
Und jetzt, mehr als 3.500 Jahre später, nutzen wir 3D-Drucker und komplexe mathematische Berechnungen, um dasselbe Prinzip in eine „digitale“ Form zu bringen. Es ist irgendwie anachronistisch und gleichzeitig total zeitgemäß.

Außerdem erinnert mich das Projekt an meine Faszination für Mechanik und clevere Lösungen. In der Uhrmacherei geht es um mechanische Lösungen für physikalische Probleme. Die digitale Sonnenuhr ist das Gegenstück dazu – nur eben mit Licht statt mit Zahnrädern.

Zum Selbermachen oder Kaufen

Wer einen 3D-Drucker hat, kann sich die Sonnenuhr einfach selbst drucken. Die Dateien sind frei verfügbar auf Thingiverse unter dem Stichwort „Digital Sundial by Mojoptix“. Man braucht noch:

• Ein leeres Marmeladenglas (als Gewicht und Basis)
• 3x M6 Schrauben, Flachkopf, Länge 20mm
• 1x M6 Schraube, Flachkopf, Länge 50mm
• 4x M6 Muttern
• 4x M6 Unterlegscheiben

Wichtig beim Drucken: Die Support-Strukturen ausschalten! Sonst verstopfen die ganzen kleinen Löcher, durch die das Licht fallen soll.
Wer keinen 3D-Drucker hat, kann die Sonnenuhr auch fertig kaufen – auf Etsy gibt es sie für etwa 70-80 Euro.

Fazit: Wenn die Sonne die Pixel entzündet
Die digitale Sonnenuhr ist für mich eines der coolsten 3D-Druck-Projekte, die ich in den letzten Jahren gesehen habe. Sie verbindet Mathematik, Physik, moderne Fertigungstechnik und uralte Zeitmesstradition zu etwas völlig Neuem.
Und sie zeigt einmal mehr: Die spannendsten Dinge entstehen oft dann, wenn man etablierte Konzepte auf unkonventionelle Weise neu denkt. Genau wie die Independent Watchmakers.
Nur dass hier nicht ein Uhrmacher jahrelang an einem Meisterwerk feilt, sondern ein französischer Ingenieur mit OpenSCAD-Software und einem 3D-Drucker die Sonnenuhr ins 21. Jahrhundert katapultiert.

No batteries, no motor, no electronics. Just a really super-fancy shadow show.

Links:

• Mojoptix Website: www.mojoptix.com
• Thingiverse Design: www.thingiverse.com/thing:1068443