Das digitale Planimeter: Zuse Z 80
Geschrieben am 22.06.2023 von HNF
Wir schreiben den 22. Juni: Vor 113 Jahren wurde vor den Toren von Berlin Konrad Zuse geboren. Zur Feier des Tages betrachten wir ein ganz besonderes Produkt der Zuse KG, das Elektronische Planimeter Z 80 von 1960. Mit ihm konnte man Flächen auf Papier messen und die Werte auf Lochstreifen ausgeben. Angeschlossen war eine Addiermaschine.
Ein Planimeter ist ein wirklich erstaunliches Messgerät. Mit der Spitze oder der Lupe fährt man um eine auf einem Papierbogen gezeichnete Fläche. Ein Rädchen mit einer Skala zeigt dann den Flächeninhalt. Das erste Planimeter wurde 1817 in München gebaut. 1854 erfand der Schweizer Mathematiker Jakob Amsler-Laffon das Polarplanimeter, das sich weltweit verbreitete. Das Prinzip des Geräts zeigt dieser Clip, eine Einführung findet sich hier.
Scheibenrollplanimeter der Firma A. Ott aus dem Besitz des Geheimdienstes CIA
Anders funktioniert das Scheibenrollplanimeter. Es besitzt ein Fahrgestell und wird über das Papier gezogen. Der Arm mit der Spitze ist an einem Rahmen befestigt; dieser dreht sich um eine Achse, die durchs Fahrgestell führt. Mit dem Rahmen dreht sich das Skalen-Rädchen; es rollt auf einer Scheibe oben auf dem Fahrgestell. Ein Scheibenrollplanimeter bildet das Herzstück eines Systems, das die Zuse KG im Jahr 1960 herausbrachte. Das „Elektronische Planimeter“ Z 80 war die digitalisierte Ausführung des älteren analogen Messgeräts.
Das Exemplar des HNF ist in unserem Eingangsbild zu sehen, es befindet sich im zweiten Obergeschoss im Bereich Computer im Nachkriegsdeutschland. Unter dem Tisch steht der Elektronikkasten; das Z 80 verwendete bereits Transistoren. Auf dem Tisch erkennt man rechts das kleine Schaltpult und links eine Addiermaschine und ein Lochstreifengerät. Die Maschine trägt einen Aufsatz mit einer Mechanik zum Drücken der Tasten. In der Mitte der Tischplatte schützt ein Glaskasten das eigentliche Planimeter. Es kam mit ziemlicher Sicherheit von der Firma A. Ott in Kempten (heute Ott Hydromet).
Planimeter des Zuse Z 80 mit digitaler Erweiterung
Die Version für das Z 80 unterschied sich natürlich vom normalen Typ. Sie enthielt eine Rasterscheibe, die von der Mechanik des Planimeters bewegt wurde und die Bewegungen des Planimeter-Arms erfasste. Die Drehungen der Scheibe lösten fotoelektrische Impulse aus, die ein Zähler je nach Drehrichtung addierte oder subtrahierte. Jedem Impuls entsprach auf dem vermessenen Papier einer Fläche von 0,25 Quadratmillimetern. Abhängig vom gewählten Maßstab ermittelte die Elektronik des Z 80 daraus die realen Flächeninhalte.
Der Bediener oder die Bedienerin fuhr mit der Lupe und dem Planimeter einmal den Rand der Fläche ab, den Rest erledigte das Z 80. Die Daten des elektronischen Zählers gingen an den Locher oder einen Fernschreiber, der sie in Papierstreifen stanzte. Über das Schaltpult wurde auch die Addiermaschine bedient. (Die Maschine im HNF lässt sich unabhängig vom Schaltpult betätigen.) Sie addierte oder subtrahierte Flächeninhalte, die schon bekannt waren. Solche Aufgaben traten bei Berechnungen zur Flurbereinigung auf.
Walther-Addiermaschine mit Tastenkasten und das Lochstreifengerät
Die Zuse KG fertigte mehr als hundert Z 80. Überlebt haben neben dem System im HNF die Anlage im Konrad-Zuse-Museum Hünfeld; dem Z 80 im Computermuseum von Kiel fehlt das Scheibenrollplanimeter. 1964 erschien das Modell Z 81. Es zeigte die gemessene Fläche mit Leuchtziffern an und ließ sich als Zählgerät benutzen. Heute gibt es Polar- und Rollplanimeter mit digitaler Anzeige am Instrument, etwa von der Gebrüder HAFF GmbH in Pfronten. Die Firma bietet ebenso mechanische Planimeter an.
Das bringt uns noch zu einem zweiten Zuse-Thema, dem mechanischen Computer Z1 aus den 1930er-Jahren. Das Deutsche Technikmuseum in Berlin verfügt bekanntlich über einen Nachbau, den Konrad Zuse selbst anleitete. Seit 2022 bemühen sich Eva Kudrass vom Technikmuseum und Klemens Krause vom Computermuseum der Stuttgarter Informatik um eine Restaurierung. Dazu liegen auf YouTube zehn Videos, das letzte wurde im März 2023 freigeschaltet. Ein weiteres behandelt die Entstehung des Nachbaus in den Achtzigern.
Elektrischer Addierer Walther Simplex 10 im normalen Zustand
Last not least möchten wir die Leser und Leserinnen, die im Raum Paderborn wohnen, zum Sommerfest des HNF einladen. Es findet am Sonntag, dem 25. Juni, auf der Wiese dahinter statt, die sich in einen Rummelplatz verwandelt. Informationen gibt es hier. Der Eintritt ins HNF ist an diesem Tag frei.