Часы-кинетики: Батарейки не нужны!
Идея вечного двигателя пришла к нам из глубокой древности. Еще в 1150 году индийский математик Бхаскар описал колесо, внутри которого располагались специальные полости, наполненные ртутью
Идея вечного двигателя пришла к нам из глубокой древности. Еще в 1150 году индийский математик Бхаскар описал колесо, внутри которого располагались специальные полости, наполненные ртутью. Ученый утверждал: стоит колесо повернуть один раз - и оно будет вращаться вечно. Но, увы, закон сохранения энергии нерушим.
В XVII веке Парижская Академия наук приняла решение: патентные заявки на изобретение вечного двигателя не рассматривать. А между тем идеей вечного двигателя интересовались даже такие крупные ученые, как Леонардо да Винчи. Не обошли эти веяния и часовщиков.
Не заводишься? И замечательно!
Как избавить человека от необходимости заводить часы? Этим вопросом задавались мастера во все времена, но сейчас, когда каждую вещь ее создатели стремятся приблизить к техническому совершенству, он встал особенно остро. Еще бы: существуют часы всевозможных форм и вариантов отделки, антимагнитные и противоударные, из керамики и металла, показывающие лунные фазы, высоту над уровнем моря или глубину погружения... Вот только по-прежнему все их надо или заводить, или менять в них батарейки.
Для механических часов была придумана система автоматического завода. Человек идет, машет руками, специальный груз (сектор) внутри часов качается, с помощью храповика закручивает часовую пружину, пружина заставляет часы идти. Однако если часы не носить, то их механизм остановится. Автоподзавод, конечно, был серьезным шагом вперед, но решал проблему лишь частично.
Появление кварцевых механизмов дало идее часового perpetuum mobile второе дыхание. Разработка миниатюрных, но очень емких батарей шла семимильными шагами, и часы с опытными образцами такого рода элементов питания получили возможность автономной работы на протяжении десяти лет.
Однако сейчас стандартный срок службы не слишком дорогих, надежных батареек - два-три года. К тому же "батареечное" решение также небезупречно: часы долгое время работают, не требуя внимания, но, в конце концов, могут неожиданно подвести в самый ответственный момент. Стрелки остановятся, экран цифрового индикатора станет пустым и серым, и еще хорошо, если в ближайшем супермаркете найдется "таблетка" с заветной маркировкой. А если владелец часов находится вдали от благ цивилизации?
Четыре года, сон нормальный!
Так продолжалось до 1986 года, когда фирма Seiko создала часы со встроенным генератором - прототип технологии Kinetic. В нем груз автоподзавода вращается благодаря движению руки владельца часов и передает движение ротору микрогенератора, генератор вырабатывает электричество и заряжает аккумулятор, аккумулятор питает кварцевый часовой механизм. Оставаясь неподвижными, такие часы могут продолжать работать в течение нескольких месяцев. Точность кварцевых часов плюс отсутствие проблем с заменой батарейки - это ли не победа?
Механизмы совершенствовались в сторону увеличения эффективности генератора, емкости аккумулятора и, естественно, уменьшения размеров. А в 1999 году произошел новый революционный скачок: Seiko создала часы серии Kinetic Auto Relay. Их главный козырь - энергосбережение. Дело в том, что львиная доля энергии в обычных часах расходуется на движение стрелок. Но как на этом сэкономить?
Решение было найдено неожиданное - научить часы спать! Если Kinetic Auto Relay в течение трех суток находятся в неподвижности, и аккумулятор, разумеется, не подзаряжается, то часы "засыпают". Стрелки прекращают движение, и лишь микросхема продолжает отсчитывать время. Когда часы снова оказываются на руке, они чудесным образом "оживают", и стрелки сами становятся в нужное положение. Причем "спать" Kinetic Auto Relay могут до 4 лет!
Аналогичные технологии стали использовать многие швейцарские компании-производители. Так, модели с механизмами "автокварц" от ЕТА выпускают Omega, Longines, Ulysse Nardin и другие. Компанией Tissot выпущены несколько моделей - PR 100 Autoquartz, PR 200 Autoquartz и Ballade Autoquartz, - аккумулятор которых способен накопить запас энергии, достаточный для работы часов, остающихся в неподвижности, в течение ста дней. По сути Kinetik и Autoquartz - примерно одно и то же, однако есть и ряд различий. Так, в некоторых механизмах ETA аккумулятор можно подзарядить также и вращением заводной головки.
Еще одной интересной новинкой 2002 года стал механизм компании Bulova - одного из прародителей кварцевых часов. Ротор в этом механизме расположен спереди, со стороны стрелок, и владелец часов может наблюдать его вращение. Кварцевые по своей сути часы из коллекции Millennia стали такими же "живыми", как механические.
Фирма Ventura, продолжив творческий поиск Seiko, создала свою оригинальную конструкцию. Часами серии Ventura d_SPARC fx легко восхититься, даже ничего не зная об их техническом устройстве. Секрет - дизайн. Титановый браслет, черное обрамление циферблата, строгие электронные цифры под сапфировым стеклом. Что-то космическое, рассчитанное на автономную работу в условиях нечеловеческих перегрузок. Первое впечатление не подводит - часы на руке своего хозяина действительно могут идти вечно, а дожидаясь его, способны "проспать" почти пять лет. А награда "За лучший дизайн", полученная на международной выставке в Чикаго, - гарантия того, что снимать d_SPARC fx вам просто не захочется.
Я на солнышке сижу...
Японские коллеги-конкуренты Seiko из компании Citizen предложили собственную альтернативу "Кинетику" - технологию Eco-Drive. В первых моделях Eco-Drive циферблат часов являлся фотоэлементом, вырабатывающим электричество для кварцевого механизма. Вместо батарейки - аккумулятор, способный накапливать энергию, когда фотоэлемент освещен. Итак, часы становятся все более "живыми": им для движения нужен только свет. Fiat lux!
Название Eco-Drive было выбрано, чтобы подчеркнуть экологичность часов: для их работы не требуется внешних источников энергии, а отсутствие необходимости замены батареек позволяет не засорять окружающую среду отработанными элементами питания, которые, как известно, содержат вредные вещества.
Первые модели Eco-Drive имели циферблат характерного для солнечных батарей светлого тона. Нравилось это далеко не всем, и конструкторы Citizen способ, позволяющий создавать часы с циферблатами различных цветов: на свет появились такие разновидности часов, как Eco-Drive Vitro (тончайшие нити солнечных элементов размещены на внутренней стороне стекла) и Eco-Drive Eclisse (солнечный элемент представляет собой пленочное кольцо, расположенное вокруг циферблата).
Компанией Citizen также создан механизм, совмещающий в себе обе технологии: наряду с циферблатом - солнечным элементом он имеет и устройство, генерирующее энергию от движения руки.
Вечный двигатель от RICOH
Свой вариант решения проблемы - электромагнитную индуктивную систему зарядки - предложила. компания RICOH. В отличие от Kinetic и Eco Drive, в технологии Rechargeable Electromagnetic Quartz (REQ) используется внешний источник энергии.
Для пополнения запаса энергии батарейки достаточно на некоторое время положить часы на зарядное устройство, работающее от обычной электросети. Пяти минут зарядки достаточно для работы в течение полного дня, а если оставить часы на зарядном устройстве на всю ночь, то после этого они смогут работать 3-4 месяца.
Новая технология имеет ряд преимуществ перед. Хотя эти технологии не зависят от внешних источников питания, они не позволяют Технология REQ снимает ограничения Kinetic и Eco Drive, касающиеся возможности получить достаточно энергии для работы устройств с повышенным энергопотреблением (подсветка, будильник и т.п.).
Венец творения
Следуюшим этапом развития энергосберегающих технологий стало создание хронографа Seiko Sportura Kinetic. Совместить генератор и хронограф - сложная задача, ведь последний потребляет в несколько раз больше энергии, чем обычные часы, а мощность миниатюрного генератора не беспредельна. Seiko удалось создать генератор с очень высокой эффективностью и хронограф с минимальным потреблением энергии.
Но, кажется, и это не предел! В 2000 году на выставке в Базеле и Seiko, и Citizen дружно представили последние разработки на тему "вечного двигателя" - часы, работающие от тепла человеческой руки Thermic и Eco-Drive Thermo. Электричество в этих моделях вырабатывается за счет разницы температур между задней крышкой, касающейся руки человека, и циферблатом. Какие еще будут идеи?
Опубликовано в журнале "Мои Часы" №3-2002