Tonton

Latar Belakang

Cara tertua untuk menentukan waktu adalah dengan mengamati letak matahari di langit. Saat matahari tepat di atas kepala, waktu menunjukkan sekitar pukul 12:00 siang. Perkembangan yang sedikit lebih lambat, dan satu hal yang kurang tunduk pada penilaian individu, adalah penggunaan jam matahari. Selama siang hari, sinar matahari jatuh pada tiang vertikal yang ditempatkan di tengah dial yang dikalibrasi, sehingga memberikan bayangan pada dial dan memberi pembaca pembacaan waktu yang relatif akurat.

Penemuan jam mekanis pada abad keempat belas merupakan kemajuan besar—itu memberikan metode pengukuran waktu yang lebih ringkas dan konsisten. Jam mekanis mencakup serangkaian roda, roda gigi, dan tuas yang rumit yang ditenagai oleh beban yang jatuh dan dengan pendulum (atau kemudian pegas yang digulung). Potongan-potongan ini bersama-sama menggerakkan tangan atau tangan pada dial untuk menunjukkan waktu. Penambahan lonceng atau gong pada jam, setengah jam, dan seperempat jam segera menyusul. Pada abad kedelapan belas, jam yang lebih kecil untuk rumah tersedia, dan, tidak seperti pendahulunya, ditutup dan disegel dalam wadah.

Semakin tepat pengerjaan bagian yang bergerak, semakin akurat jamnya. Dari penemuan hingga pertengahan abad kedua puluh, perkembangan pembuatan jam berfokus pada membuat bagian yang bergerak bekerja seakurat mungkin. Perkembangan teknologi logam dan miniaturisasi, pelumasan bagian-bagian kecil, dan penggunaan pertama, safir alami (dan kemudian safir buatan) di tempat-tempat yang menerima tekanan paling besar (gerakan permata) semuanya menjadi komponen integral dari ilmu horologi. Jam saku kecil, mungkin berdiameter dua hingga tiga inci (lima hingga tujuh sentimeter), tersedia pada akhir abad kesembilan belas. Jam tangan mekanik adalah barang sehari-hari di Amerika Serikat pada tahun 1960-an. Namun, masalah utama yang dihadapi oleh pembuat jam dan jam tangan tetap sama:suku cadang mekanis menjadi aus, menjadi tidak akurat, dan rusak.

Pada tahun-tahun segera setelah Perang Dunia II, minat pada fisika atom mengarah pada pengembangan jam atom. Bahan radioaktif memancarkan partikel (meluruh) pada tingkat yang diketahui dan stabil. Bagian-bagian dari jam mekanis yang berputar untuk menjaga waktu dapat digantikan oleh perangkat yang merangsang gerakan arloji setiap kali partikel dipancarkan oleh elemen radioaktif. Jam atom, kebetulan, masih dibuat dan dijual, dan ternyata akurat secara konsisten.

Dengan pengembangan microchip pada 1970-an dan 1980-an, jenis jam tangan baru ditemukan. Jam tangan yang memadukan teknologi microchip dengan kristal kuarsa menjadi standar; ada beberapa jam tangan non-kuarsa yang dibuat hari ini. Microchip digunakan untuk mengirim sinyal ke dial jam tangan secara terus-menerus. Karena itu bukan perangkat mekanis dengan bagian yang bergerak, itu tidak aus.

Penggunaan kuarsa dalam jam tangan memanfaatkan jenis listrik yang sudah lama dikenal yang dikenal sebagai piezoelektrik . Piezoelektrik adalah arus yang mengalir dari atau melalui sepotong kuarsa ketika kuarsa diletakkan di bawah tekanan listrik dan/atau mekanik (piezo berasal dari kata kerja Yunani yang berarti "menekan"). Jam tangan kuarsa menggunakan listrik dari sepotong kuarsa yang dialiri listrik dari baterai mengirim Inti dari arloji kuarsa adalah sepotong kecil kuarsa. Dalam bentuk alami, kuarsa pertama kali dimasukkan ke dalam ketel raksasa atau autoklaf. Tergantung dari atas autoklaf adalah biji atau partikel kecil kuarsa dengan struktur kristal yang diinginkan. Bahan alkali dipompa ke bagian bawah autoklaf, dan autoklaf dipanaskan sampai suhu tinggi, melarutkan kuarsa dalam cairan alkali panas, menguapkannya, dan menyimpannya di biji. Setelah sekitar 75 hari, ruang dapat dibuka, dan kristal kuarsa yang baru tumbuh dapat dikeluarkan dan dipotong menjadi proporsi yang benar. serangkaian sinyal (osilasi) yang teratur dan dapat dihitung ke satu atau lebih microchip. (Sebaliknya, jam dinding listrik menggunakan keteraturan arus dinding untuk melacak waktu.)

Jam tangan kuarsa yang paling akurat adalah jam yang menampilkan waktu dalam tampilan digital yang dikontrol secara elektronik, diproduksi melalui light-emitting diode (LED) atau layar kristal cair (LCD). Tentu saja dimungkinkan agar mikroprosesor mengirimkan sinyalnya ke perangkat mekanis yang membuat tangan bergerak pada permukaan jam, menciptakan tampilan analog. Tetapi karena tangan dioperasikan secara mekanis melalui bagian jam tangan yang dikenal sebagai rangkaian roda gigi, jam tangan analog biasanya tidak seakurat digital dan dapat dikenakan. Kedua jenis jam tangan ini mencapai akurasi yang luar biasa, dengan jam tangan digital biasanya akurat dalam tiga detik per bulan.

Bahan Baku

Jam tangan elektronik menggunakan banyak bahan paling modern yang tersedia, termasuk plastik dan logam paduan. Kasing dapat dibuat dari plastik atau logam; jam tangan dengan kotak logam sering kali menyertakan baja tahan karat dukungan. Microchip biasanya terbuat dari silikon, sedangkan LED biasanya terbuat dari galium arsenida, galium fosfida, atau galium arsenida fosfida. LCD terdiri dari kristal cair yang diapit di antara potongan kaca. Kontak listrik antar bagian biasanya terbuat dari sedikit emas (atau berlapis emas); emas adalah konduktor listrik yang hampir ideal dan dapat digunakan dengan sukses dalam jumlah yang sangat kecil.

Manufaktur
Proses

Bagian ini akan fokus pada jam tangan digital kuarsa dengan tampilan LED. Meskipun perakitan jam tangan tersebut harus dilakukan dengan hati-hati dan metodis, aspek yang paling penting dari proses manufaktur adalah dalam pembuatan komponen.

Kuarsa

• 1 Inti dari jam tangan kuarsa adalah sepotong kecil kuarsa. Kuarsa yang diproduksi secara sintetis dipotong oleh pabrikan dengan gergaji berlian dan dikirim ke pembuat jam untuk digunakan. Produksi kuarsa "tumbuh" adalah langkah penting dalam prosesnya.

  Kuarsa, dalam bentuk alami, pertama kali dimasukkan ke dalam ketel raksasa atau autoklaf (perangkat yang sama yang digunakan oleh dokter dan dokter gigi untuk mensterilkan instrumen). Tergantung dari atas autoklaf adalah biji atau partikel kecil kuarsa Dalam perakitan jam tangan, seluruh rangkaian kristal dan microchip diatur ke papan sirkuit. Baterai juga dipasang yang menghasilkan listrik untuk kristal kuarsa dan memasok daya untuk tampilan LED. dengan struktur kristal yang diinginkan. Bahan alkali dipompa ke bagian bawah autoklaf, dan autoklaf dipanaskan sampai suhu sekitar 750 derajat Fahrenheit (400 derajat Celcius). Kuarsa alami larut dalam cairan alkali panas, menguap, dan mengendap di biji. Saat mengendap, ia mengikuti pola struktur kristal benih. Setelah sekitar 75 hari, ruang dapat dibuka, dan kristal kuarsa yang baru tumbuh dapat dikeluarkan dan dipotong menjadi proporsi yang benar. Sudut dan ketebalan yang berbeda dalam pemotongan menghasilkan tingkat osilasi yang dapat diprediksi. Tingkat osilasi yang diinginkan untuk kuarsa yang digunakan dalam jam tangan adalah 100.000 megaHertz atau 100.000 osilasi per detik.

• 2 Agar bekerja paling efektif, potongan kuarsa perlu disegel dalam ruang hampa udara. Paling umum, kuarsa ditempatkan ke dalam semacam kapsul, dengan kabel terpasang pada kedua ujungnya sehingga kapsul dapat disolder atau dihubungkan ke papan sirkuit.

Mikrochip

• 3 Kabel elektronik yang dihasilkan oleh baterai melalui kuarsa (menghasilkan osilasi) akan menuju ke microchip yang berfungsi sebagai "sirkuit pembagi frekuensi". Pembuatan microchip, seperti kuarsa, juga dilakukan oleh pemasok ke produsen jam tangan. Proses yang ekstensif dan kompleks, pembuatan microchip melibatkan etsa kimia dan/atau x-ray dari sirkuit elektronik mikroskopis ke sepotong kecil silikon dioksida.
• 4 Tingkat osilasi mungkin 100.000 getaran/detik dikurangi menjadi 1 atau 60 atau jumlah osilasi lain yang lebih dapat diatur. Pola osilasi baru kemudian dikirim ke microchip lain yang berfungsi sebagai "pengemudi counter-decoder." Chip ini sebenarnya akan menghitung osilasi yang diterimanya. Jika ada enam puluh osilasi per detik, chip akan mengubah pembacaan pada LED setiap detik. Setelah 3.600 osilasi (60 x 60), penghitung akan menginstruksikan LED untuk mengubah pembacaan selama beberapa menit. Dan, setelah 60 x 60 x 60 osilasi (216.000), penghitung akan mengubah pembacaan jam.

Majelis

• 5 Seluruh rangkaian kristal dan microchip diatur ke papan sirkuit. Papan menggabungkan ruang untuk menahan baterai yang memasok listrik ke kristal kuarsa dan memasok daya untuk tampilan LED. Umumnya, ruang untuk baterai berada di permukaan luar yang menghadap ke belakang casing. Baterai dapat diganti dengan melepas bagian belakang arloji, mengocok yang lama, dan memasukkan baterai baru.
• 6 Mekanisme yang digunakan untuk mengatur jam tangan kemudian dihubungkan. Mekanisme ini melibatkan dua pin yang melampaui casing jam tangan. Satu pin memungkinkan rangkaian penghitung mengetahui pembacaan mana yang harus disetel ulang—detik, menit, atau jam. Pin kedua didorong beberapa kali untuk membawa tampilan ke pembacaan yang diinginkan.
• 7 Seluruh papan sirkuit, bersama dengan baterai, kemudian ditutup ke dalam wadah, dan tali pergelangan dipasang.

Fitur Jam Tangan Tambahan

Karena microchip dalam jam tangan kuarsa mampu menampung informasi dalam jumlah besar, dari sudut pandang teknik, dimungkinkan untuk menambahkan fungsi lain ke jam tangan tanpa banyak kesulitan. Tombol tekan tambahan pada kasing yang terhubung ke sirkuit penghitung dapat memberikan alarm, informasi pasang surut, dan banyak lagi. Microchip dapat dengan mudah diprogram untuk mengatur jam maju atau mundur dalam jumlah yang ditentukan dengan menekan tombol, sehingga pemilik dapat menentukan waktu di zona waktu lain, atau mungkin memiliki dua, tiga, atau lebih waktu zona waktu. ditampilkan berturut-turut.

Kontrol Kualitas

Semua komponen jam tangan elektronik diproduksi di bawah sistem kontrol kualitas yang ketat. Kristal kuarsa, misalnya, telah diuji frekuensinya sebelum digunakan dalam jam tangan. Microchip harus dibuat di lingkungan "ruang bersih" dengan udara yang disaring secara khusus, karena bahkan partikel debu terkecil pun dapat membuat chip tidak berguna. Microchip diperiksa dengan cermat dan juga diuji akurasinya sebelum digunakan.

Setelah jam tangan diproduksi, jam tangan tersebut kembali diuji sebelum dikirim ke pasar. Selain akurasi ketepatan waktu, itu juga dikenakan uji jatuh di mana ia harus terus beroperasi dengan benar setelah dijatuhkan dan disalahgunakan; tes suhu; dan tes air. Sementara pembuat jam dapat, dengan pengujian dan bukti yang tepat, mengklaim bahwa jam tangan "tahan air" pada spesifikasi tertentu yang diketahui, tidak akurat untuk mengatakan jam tangan "tahan air karena tanpa spesifikasi tertentu penunjukan itu tidak ada artinya.

Perusahaan jam tangan besar membuat semua komponen mereka sendiri, memastikan bahwa standar kualitas produk sudah ada sejak awal dalam proses manufaktur.

Masa Depan

Karena jam tangan elektronik saat ini dirancang dengan sangat akurat, akurasi bukanlah satu-satunya tujuan yang menjadi tujuan produsen jam tangan. Perubahan produk di masa mendatang akan memanfaatkan teknologi lain dari bidang lain seperti penambahan fungsi kalkulator pada jam tangan, atau bahkan penambahan pemancar radio yang dapat mengirimkan sinyal yang dapat dilacak jika pemakainya hilang atau dalam masalah.