Solo quattro giorni l'anno il sole culmina esattamente alle dodici di un orologio convenzionale: il 15 aprile, il 13 giugno, il 1° settembre e il 25 dicembre. Negli altri 361 giorni esiste uno scarto, e l'equazione del tempo è la complicazione che lo rende leggibile sul quadrante.
La causa è duplice. L'orbita terrestre è ellittica, non circolare: la Terra accelera in prossimità del perielio e rallenta all'afelio, modificando la velocità apparente del sole nel cielo. A questo si aggiunge l'inclinazione dell'asse terrestre di circa 23,5°, che altera ulteriormente il tempo di culminazione solare lungo i mesi. Il risultato è una differenza che oscilla tra −14 e +16 minuti nel corso dell'anno, con i valori estremi raggiunti intorno al 12 febbraio e al 3 novembre.
Il meccanismo classico si basa su una camma a profilo reniforme, incisa o ricavata su un disco che compie una rotazione annuale completa. Un palpatore segue il profilo della camma e trasmette il movimento, attraverso un'asta, alla lancetta di equazione. La forma della camma codifica fisicamente la curva dell'equazione del tempo, che gli astronomi calcolano da secoli e che non cambia sensibilmente su scala umana.
Esistono due famiglie di display. Nella versione statica, o retrograde, una lancetta su scala graduata mostra il valore in minuti di anticipo o ritardo rispetto all'ora civile: utile per sapere quando correggere una meridiana, meno immediato nella lettura quotidiana. Nella versione marchante, introdotta da Breguet nel suo riferimento 5887, una seconda lancetta dei minuti — spesso terminante con un sole dorato — avanza o arretra in tempo reale rispetto alla lancetta civile. Le due lancette si allontanano e si riavvicinano lungo l'anno: non c'è calcolo da fare, si legge il tempo solare vero direttamente come si legge l'ora. È la versione meccanicamente più complessa, perché la lancetta marchante deve muoversi continuamente, non scattare a intervalli.
In alcuni orologi astronomici, come certi Vacheron Constantin o il Solaria di Ochs und Junior, l'equazione del tempo si integra con indicazioni di alba, tramonto, altezza solare e declinazione, calibrate su una latitudine specifica. In questi casi la camma non basta da sola: entrano in gioco differenziali e moduli aggiuntivi. Al banco ho visto complicazioni di questo tipo con camme in zaffiro trasparente, leggibili dal fondello: una scelta tecnica e insieme visiva che non trovo banale.
Non conosco la posizione precisa delle camme nei movimenti di ogni manifattura, e non riporto numeri che non ho verificato direttamente sulla documentazione tecnica originale.