Цифровые часы: история и развитие

Введение

Тип часов, показывающих время с помощью цифр – прибор.

Цифровые часы отображают время в цифровом виде (то есть цифрами или другими символами), в отличие от аналоговых часов. Цифровые часы часто связаны с электронными приводами, но термин "цифровые" относится только к дисплею, а не к механизму. (И аналоговые, и цифровые часы могут приводиться в действие механически или электронно, но механические часы с цифровым дисплеем встречаются редко.)

История

Первые цифровые карманные часы были изобретены австрийским инженером Йозефом Паллвебером, который создал свой механизм "прыгающего часа" в 1883 году. Вместо традиционного циферблата, в часах с "прыгающим часом" было два окна в эмалевом циферблате, через которые отображались часы и минуты на вращающихся дисках. Секундная стрелка оставалась традиционной. К 1885 году механизм Паллвебера уже использовался в карманных часах компаний Cortébert и IWC, что, вероятно, способствовало последующему росту и коммерческому успеху IWC. Принципы механизма "прыгающего часа" Паллвебера появились в наручных часах к 1920-м годам (Cortébert) и до сих пор используются сегодня (Chronoswiss Digiteur). Хотя у первоначального изобретателя в то время не было собственного часового бренда, его имя впоследствии было возрождено новой часовой мануфактурой. Часы "Плато" использовали схожую идею, но другую компоновку. Эти часы с пружинным заводом состояли из стеклянного цилиндра с колонкой внутри, к которой крепились небольшие цифровые карточки с напечатанными на них цифрами, которые переворачивались по мере хода времени. Часы "Плато" были представлены на Всемирной выставке в Сент-Луисе в 1904 году и производились компанией Ansonia Clock Company. Юджин Фитч из Нью-Йорка запатентовал дизайн этих часов в 1903 году. Тринадцать лет ранее, в 1890 году, Йозеф Паллвебер запатентовал то же изобретение, используя цифровые карточки (в отличие от патента 1885 года с использованием движущихся дисков) в Германии (DRP No. 54093). Немецкая фабрика Aktiengesellschaft für Uhrenfabrikation Lenzkirch производила такие цифровые часы в 1893 и 1894 годах. Самый ранний патент на цифровые будильники был зарегистрирован Д. Э. Процманом и другими 23 октября 1956 года в Соединенных Штатах. В 1970 году Процман и его коллеги запатентовали еще одни цифровые часы, которые, как утверждалось, использовали минимальное количество движущихся частей. Две боковые пластины удерживали цифровые цифры между собой, а электродвигатель и кулачковый механизм снаружи контролировали их движение. Эти часы, названные Pulsar и произведенные компанией Hamilton Watch Company, были анонсированы за два года до этого, когда та же компания создала нефункциональный цифровой реквизит для часов (с основным аналоговым циферблатом, но дополнительным цифровым дисплеем) для фильма Кубрика "2001 год: Космическая одиссея".

The first digital pocket watch was the invention of Austrian engineer Josef Pallweber who created his "jump hour" mechanism in 1883. Instead of a conventional dial, the jump hour featured two windows in an enamel dial, through which the hours and minutes are visible on rotating discs. The second hand remained conventional. By 1885, Pallweber mechanism was already on the market in pocket watches by Cortébert and IWC; arguably contributing to the subsequent rise and commercial success of IWC. The principles of Pallweber jump hour movement had appeared in wristwatches by the 1920s (Cortébert) and are still used today (Chronoswiss Digiteur). While the original inventor did not have a watch brand at the time, his name has since been resurrected by a newly established watch manufacturer. Plato clocks used a similar idea but a different layout. These spring wound pieces consisted of a glass cylinder with a column inside, affixed to which were small digital cards with numbers printed on them, which flipped as time passed. The Plato clocks were introduced at the St. Louis World Fair in 1904, produced by Ansonia Clock Company. Eugene Fitch of New York patented the clock design in 1903. Thirteen years earlier, Josef Pallweber had patented the same invention using digital cards (different from his 1885 patent using moving disks) in Germany (DRP No. 54093). The German factory Aktiengesellschaft für Uhrenfabrikation Lenzkirch made such digital clocks in 1893 and 1894. The earliest patent for a digital alarm clock was registered by D. E. Protzmann and others on October 23, 1956, in the United States. Protzmann and his associates also patented another digital clock in 1970, which was said to use a minimal amount of moving parts. Two side plates held digital numerals between them, while an electric motor and cam gear outside controlled movement. Called the Pulsar, and produced by the Hamilton Watch Company, this watch was hinted at two years prior when the same company created a non function digital watch prop (with a main analogue face but a secondary digital display) for Kubrick's 2001: A Space Odyssey.

Строительство

Цифровые часы обычно используют колебания переменного тока частотой 50 или 60 герц или кварцевый генератор частотой 32 768 герц для отсчета времени. Большинство цифровых часов отображают время суток в 24-часовом формате, однако в Соединенных Штатах и некоторых других странах часто используется 12-часовой формат (с указанием AM или PM). Некоторые приборы, например многие цифровые часы, могут переключаться между 12- и 24-часовыми режимами. Эмуляции аналоговых циферблатов часто используют ЖК-экран, и их также иногда называют "цифровыми".

Дисплеи

Для отображения времени большинство цифровых часов используют семисегментный светодиод, VFD или ЖК-дисплей для каждой из четырех цифр. Обычно они также включают другие элементы для индикации того, утро это (AM) или вечер (PM), установлен ли будильник и тому подобное. В более старых цифровых часах использовались цифры, нарисованные на вращающихся барабанах, или индикатор с перекидными пластинами. Высококачественные цифровые часы используют точечно-матричные дисплеи и анимацию при смене цифр.

Обстановка

Если людям сложно установить время в некоторых моделях цифровых часов в электронных устройствах, где часы не являются основной функцией, они могут оставаться не установленными, отображая значение по умолчанию после включения – 00:00 или 12:00. Поскольку цифровые часы работают от электросети, их часто требуется перенастраивать при каждом отключении питания, даже кратковременном. Это особенно актуально для будильников без резервного источника питания, так как перебои в электроснабжении ночью обычно приводят к тому, что будильник не срабатывает утром. Для решения этой проблемы многие устройства, работающие от бытовой электросети, оснащаются резервной батареей, поддерживающей время во время отключений и при отключении от сети. В последнее время некоторые устройства используют автоматическую настройку времени, например, принимая радиосигнал точного времени от атомных часов, получая время через подключение к спутниковому телевидению или компьютеру, либо устанавливаясь на заводе и затем поддерживая время благодаря кварцевому механизму, работающему от встроенного аккумулятора. Коммерческие цифровые часы, как правило, надежнее бытовых. Для поддержания времени при отключении питания могут использоваться резервные батареи с длительным сроком службы.

Применение

Поскольку цифровые часы могут быть очень маленькими и недорогими устройствами, повышающими привлекательность дизайна продукции, они часто встраиваются в различные устройства, такие как автомобили, радиоприемники, телевизоры, микроволновые печи, обычные духовки, компьютеры и мобильные телефоны. Иногда их полезность подвергается сомнению: часто жалуются на необходимость переводить время на летнее время, что требует повторной настройки многих домашних часов. Проблема решается благодаря внедрению автоматической синхронизации по радиосигналу точного времени (см. радиочасы). Интеллектуальные цифровые часы, помимо отображения времени, могут отображать дополнительную информацию, например, прогноз погоды и уведомления.