Семен Бронников - История часов [Эволюция от солнечных до водородных]

Фирма «Гамильтон» не ограничилась выпуском лишь одной модели часов с электронным механизмом. Спустя 13 лет — в 1970 году она объединяется с фирмой «Сейко» (Seiko) и создает первые в мире электронные часы с цифровым индикатором. Модель называлась Seiko Pulsar. В ней для отображения информации использовался дисплей на дискретных светодиодах.

Ввиду новизны и эксклюзивности разработки производители выставили на часы очень высокую по тем временам цену — $ 2100.

Это сейчас такие часы как, например Casio G-7500-1VER, обладая значительно лучшими характеристиками, стоят относительно недорого. А тогда все новое, созданное в области электроники, считалось очень дорогим.

Источником питания для наручных электронных часов служит батарейка, замена которой может быть связана с определенными неудобствами.

В 1971 году швейцарская часовая фирма BWC представила прототип первых электронных часов с экраном на жидких кристаллах (LCD). Часы были бесхитростно названы Liquid Crystal Quarz. Тогда жидким кристаллам, которые давно уже были открыты, только начинали находить какое-то практическое применение. В этом первом прототипе использовалась технология динамического рассеяния (DSM).

В 1977 году компания Seiko опять радует поклонников революционной разработкой — электронными часами с калькулятором — модель Pulsar Module 1. Помимо кнопок управления отображением и установки времени, на лицевой панели, под светодиодным дисплеем, часы имели небольшие кнопки как у обычного настольного калькулятора. Вскоре многие компании переняли эту идею, выпустив на рынок целое семейство подобных девайсов.

В 1980 году другая компания, известная своими инновационными разработками в области электроники — «Касио» (Casio), выпустила модель цифровых часов Game-10. Их особенностью было наличие в устройстве одной простенькой видеоигры-стрелялки.

Всего через 2 года в 1982 опять компания Seiko выпускает очередную модель электронных часов — Seiko TV Watch. Как можно догадаться из названия — они были оснащены встроенным телевизором. Правда, в часах располагался лишь сам дисплей для телевизора. Приемник TV-сигнала представлял собой отдельное устройство, которое пользователю приходилось носить в кармане. Воплощение этой идеи, конечно же, было так себе: и изображение постоянно «дергалось» и звук был нечетким, но модель TV Watch произвела такой фурор, что ее даже носил Джеймс Бонд в фильме про агента 007 вышедшем на экраны в 1983 году.

В этом же 1983 году увидела свет очередная новинка фирмы Casio — электронные часы с переводчиком. Модель ТЕ-2500 способна была переводить отдельные слова с японского, испанского, французского и немецкого языков на английский. В ее электронной памяти хранилось около 1,5 тыс. слов.

В 1985 году компания Epson выпускает наручные электронные часы со встроенным миникомпьютером. В модели RC-20 устанавливался 8-бит-ный процессор, 2 Кбайтный модуль оперативной памяти и 8 Кбайтная память в качестве запоминающего устройства.

Часы оснащались черно-белым дисплеем разрешением 42 на 32 точки.

В 2000 году появилась модель Casio WQV-1 со встроенной камерой и достаточно хорошим монохромным дисплеем, который мог отображать до 16 оттенков серого цвета.

Кроме этого, производились и совершенствовались обычные наручные электронные часы, которые в качестве дополнительных функций имели лишь будильник и календарь. Они были не менее популярными, чем часы с различными, порой совершенно ненужными дополнениями.

От классических механических вновь созданные кварцевые модели отличались поразительной точностью. Началась эра часов электронных. Кварцевые часы имеют механизм, состоящий из электронного блока и так называемого шагового электродвигателя. Двигатель, получая сигнал от электронного блока, передвигает стрелки. Вместо привычного циферблата в кварцевых часах может использоваться цифровой дисплей. У нас их называют электронными. На Западе — кварцевыми с цифровой индикацией. Сути это не меняет. Фактически, кварцевые часы — это мини-компьютер. Очень легко добавляются дополнительные функции: секундомер, указатель фаз Луны, календарь, будильник. Цена часов при этом, в отличие от механики, возрастает не так сильно. Это делает их более доступными. Кварцевые часы очень точные. Их погрешность составляет ±15 секунд/месяц. Корректировать показания приборов достаточно дважды в год. В 1978 году американская компания «Хьюлетт Паккард» впервые выпустила кварцевые часы с микрокалькулятором. На нём можно было совершать математические операции с шестизначными числами. Его клавиши нажимали шариковой ручкой. Размер этих часов составлял несколько квадратных сантиметров. В 1990-х годах на рынке были представлены оригинальные часы — гибрид автоподзавода и кварцевых часов. Япония представила модель «Кинетик» компании Seiko, а Швейцария — модель «Автокварц» компании Tissot и Certina. Особенность данных часов была в том, что в них стояла не батарейка, а аккумулятор, который подзаряжался устройством автоподзавода, как и обычно устанавливаемым на механических часах.

С развитием атомной физики ученые предложили использовать в качестве колебательных систем именно частицы вещества. Так появились первые атомные часы. Идею о возможности использования атомных колебаний водорода для измерения времени предложил еще в 1879 году английский физик лорд Кельвин, однако только к середине XX века это стало возможным.

В 1930-х годах американский физик и первооткрыватель ядерного магнитного резонанса Исидор Раби начал работать над атомными часами с цезием-133, однако начало войны помешало ему. Уже после войны в 1949 году в Национальном комитете стандартов США с участием Гарольда Лайонсона были созданы первые молекулярные часы, использующие молекулы аммиака. Но первые такие приборы измерения времени не были точными, как современные атомные часы.

Относительно малая точность была связана с тем, что из-за взаимодействия молекул аммиака между собой и со стенками емкости, в которой находилось это вещество, изменялась энергия молекул, и их спектральные линии уширялись. Этот эффект очень похож на трение в механических часах.

Позднее, в 1955 году, Луи Эссен из Национальной физической лаборатории Великобритании представил первые атомные часы на цезии-133. Эти часы накапливали ошибку в одну секунду за миллион лет. Прибор получил название NBS-1 и стал считаться цезиевым эталоном частоты.

Принципиальная схема атомных часов состоит из кварцевого генератора, контролируемого дискриминатором по схеме обратной связи. В генераторе используются пьезоэлектрические свойства кварца, тогда как в дискриминаторе происходят энергетические колебания атомов, так что колебания кварца отслеживаются сигналами от переходов с разных энергетических уровней в атомах или молекулах. Между генератором и дискриминатором находится компенсатор, настроенный на частоту атомных колебаний и сравнивающий ее с частотой колебаний кристалла.