Im Zuge meiner Ausbildung von 1998 bis 2003 an der HTL Wien 10 (Ettenreichgasse) war ich ab 2001 Teil eines Projektteams, das sich mit der elektronischen Sonnenuhr beschäftigte. Dieses Projekt ist ein besonders interessantes Beispiel dafür, wie ein historisches Zeitmessinstrument mit moderner Elektronik neu interpretiert werden kann.
Die elektronische Sonnenuhr ist kein Einzelprojekt, sondern das Ergebnis mehrjähriger Entwicklungsarbeit an der HTL Wien 10.
Grundidee der elektronischen Sonnenuhr
Die elektronische Sonnenuhr stellt eine Digitalisierung der klassischen Sonnenuhr dar. Ziel war es, den Sonnenstand elektronisch zu erfassen und daraus präzise Uhrzeiten zu berechnen und anzuzeigen.
Die ursprüngliche Idee entstand in einer 3. Klasse der HTL Wien 10, mit dem Anspruch, etwas Neues und Eigenständiges zu entwickeln. Daraus entstand ein Projekt, das über mehrere Jahre hinweg kontinuierlich weiterentwickelt wurde und schließlich sogar patentiert wurde.
Der erste Prototyp
Beim ersten Prototyp stand vor allem die Umsetzung der Grundidee im Vordergrund. In einem nahezu geschlossenen Gehäuse – anfangs aus Holz – wurde durch einen schmalen Spalt ein Lichtstreifen erzeugt. Dieser Lichtstreifen wurde von mehreren LDR‑Sensoren (lichtabhängigen Widerständen) erfasst.
Abhängig davon, welcher Sensor beleuchtet wurde, schaltete die Steuerung zwischen den jeweiligen Uhrzeiten um. Der Messbereich dieses frühen Prototyps lag zwischen 9:00 und 15:30 Uhr, in 30‑Minuten‑Schritten.
Dieses Grundkonzept bildete die Basis für alle späteren Weiterentwicklungen.
Weiterentwicklung und technische Verbesserung
In einer späteren Projektphase wurde das System technisch deutlich erweitert. Das Prinzip des Lichtstreifens im geschlossenen System blieb erhalten, jedoch wurde die Erfassung verbessert:
- Zwei LDR‑Sensoren im Inneren
- Ein zusätzlicher LDR an der Außenseite
- Automatische Ausrichtung zur Sonne mittels Getriebemotor
Der Sonnenwinkel wurde über ein 10‑Gang‑Potentiometer gemessen, das den Winkel als analogen Spannungswert weitergab. Dieser Wert wurde ausgewertet und die Uhrzeit über vier 7‑Segment‑Anzeigen dargestellt.
Der Messbereich konnte dadurch auf 6:00 bis 18:00 Uhr erweitert werden, mit einer Genauigkeit von 3‑Minuten‑Abständen.
Diplomarbeit: Maximale Genauigkeit
Im Rahmen einer späteren Diplomarbeit wurde das System nochmals deutlich verbessert. Zusätzlich zur Ausrichtung auf die Sonne wurde auch die Ausrichtung zur Erdachse berücksichtigt, was die Genauigkeit weiter erhöhte.
Die Steuerung und Auswertung erfolgte nun nicht mehr ausschließlich über klassische Elektronik, sondern über einen Computer mit LabVIEW. Damit konnte der Messbereich von 6:00 bis 18:00 Uhr in Minutenabständen realisiert werden.
Projektteam und Entwicklung
Die elektronische Sonnenuhr wurde im Rahmen einer schulinternen Projektwoche geplant, entwickelt und umgesetzt. Projektleiter waren Alexander Dolezal und David Schellander, unterstützt von weiteren Teammitgliedern.
Das Projekt wurde über mehrere Jahre hinweg weitergeführt und schließlich als Diplomarbeit abgeschlossen. Auch danach wurde weiter an der elektronischen Sonnenuhr gearbeitet.
Ich selbst war Teil des Projektteams und konnte dabei wertvolle Erfahrungen in den Bereichen Elektronik, Messtechnik, Teamarbeit und Projektorganisation sammeln.
Weitere Infos und bilder findest du hier: hobsite und bei cupro auf youtube.