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In memoriam
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Los relojes electrónicos se remontan a la aparición de los semi-conductores, diodos , transistores y con la miniaturización de estos, los C.I. (Circuitos integrados), que han llegado a contener en su interior miles de transistores en apenas unos mm2.
No solo fueron los relojes los que se aprovecharon de esas nueva tecnología, todo lo que podría ser susceptible de utilizar electrónica vio reducido su tamaño y se pudo convertir en portátil, afecto principalmente a todos los inventos modernos del siglo XX, para citar ejemplos que todos tenemos en mente, estamos hablando de Receptores de Radio, de Televisión, calculadoras, Computadoras y todo una gama de componentes o maquinas industriales.
En cada aplicación, el fín es distinto y se ha solucionado de distinta forma, así en un receptor de radio, el componente clave es el altavoz, en un receptor de Televisión, es la visualización en una pantalla, que ahora están sufriendo una importante transformación, gracias a la electrónica reduciendo su tamaño.
Los primeros instrumentos para visualizar magnitudes eléctricas, eran los Galvanómetros, los clásicos indicadores de aguja que se ven todavía en cuadros eléctricos o instrumentos portátiles que llevan los electricistas para medir voltios, Amperios u ohmios.
Los galvanómetros son mecánicos, una bobina arrollada sobre un núcleo, unas espiras de hilos de cobre, con una aguja conectada a esto y todos ello flotando entre 2 imanes permanentes, al hacer circular una corriente eléctrica, por inducción este aguja se desplaza para indicar la magnitud.
Esta instrumentación no servía para un reloj y hubo que seguir desarrollando tecnología, al igual que en las calculadoras mecánicas antiguas el indicador era un número, dispuesto sobre un disco rotativo que incorporaba hasta el número máximo a exhibir, normalmente del 0 al 9. también este sistema se usó y sigue usando en relojería, por ejemplo en el indicador del día del mes en los relojes de pulsera o en los relojes de salto de hora.
El problema de este sistema, para hacer un reloj electrónico era que incorporaba una compleja parte mecánica y que para hacer uno de grandes números, debería hacerse un reloj de gran tamaño, la proporción entre la cifra mostrada y el tamaño del reloj es de aprox. 5 a 1, si se quisiera hacer un reloj calendario en el que la cifra mostrada fuera de 20 cm. de alto, para verla de lejos, el tamaño del disco tendría que ser de aprox. 1 m de diámetro, este problema se solucionó con los relojes de números partidos, visible en otro hilo, con el titulo de "Relojes de lectura directa" pero este sistema aún precisa un importante componente mecánico.
El primer componente electrónico que permitió visualizar números, fue el tubo "Nixie", derivado de la válvula electrónica, la clásica válvula de los receptores de radio o televisión.
Los tubos Nixie, son válvulas electrónicas, tubos cerrados al vacío o con un gas inerte en su interior, donde se han colocados los números metálicos de 0 al 9, separados entre ellos menos de 1 mm. aislados unos de otros dentro de la válvula, aplicándole una tensión eléctrica a un determinado numero hay un circulación de electrones de un ánodo a un cátodo, (o inversa, según tipos), que produce su encendido.
Estos tubos, fueron muy populares en las calculadoras de oficinas en los años 70 y se aplicó también en instrumentación de laboratorio.
Vista de un tubo Nixie, apagado donde se aprecia, tras la reja, que hace de Ánodo o de cátodo, todos los números enteros
Con estos tubos Nixie y con unos circuitos electrónicos que pudieran decir al tubo que dígito iluminar, en función a la hora, ya se pudo realizar el primer reloj electrónico y digital.
Vista de un reloj, con horas y minutos, con 4 Tubos Nixie
Vista de un reloj , con horas, minutos y segundos, equipado con 6 tubos Nixie.
Uno de los mayores inconvenientes para que los Nixie, fueran un visualizador definitivo, era que cuando se encienden los números del fondo, la imagen que nos llega es relativamente sucia, ya que el esqueleto de algunos de los otros números están apagados frente al encendido.
Además en una visión angular, parte de los números pueden no ser visibles, ya que están diseñados para una visión frontal :
Los últimos Nixie fabricados, ya incorporaban una laca roja en toda la válvula, lo que permitía una mejor visión de los dígitos, incluso todos estos tubos, tenían que trabajar detrás de un filtro, sea plástico, metacrilato o cristal, de color rojo :
También su tamaño tenia un limite en su miniaturización, ya que cualquier elemento que tuviera que contener 10 números, sin tocarse, tendría que tener un espesor de mas de 15 mm. dejando solo entre ellos menos de 0.5 mm.
Entonces apareció en el mercado el Tubo Nixie, de 7 segmentos,
El reloj con Tubos 7 Segmentos, presentaba una excelente visualización ya que ningún otro número estaba colocado frente al encendido, cada número se formaba encendiendo algunos de los 7 segmentos, 4 verticales y 3 horizontales, o todos ellos, en el caso del ocho, para que este tubo fuera posible hubo que inventar un decodificador electrónicos para encender los segmentos para cada número, se consiguió con un multiplexador, mientras que para el tubo Nixie del 0 al 9, bastaba un circuito que tuviera 9 salidas y encendiera una u otra según la entrada que recibía, para los nuevos tubos se precisaban más, ya que cada número involucra algunos de los 7 segmentos.
Detalle del tubo Nixie, 7 segmentos, con señalización de sus segmentos y tubo apagado y encendido:
Finalmente, el reloj con tubos Nixie de 7 segmentos encendido, también debe trabajar detrás de un plástico o cristal de color rojo :
Los visualizadores de 7 seg. tipo Nixie, permitieron hacer tubos mayores con varios dígitos dentro, que con algunas variaciones técnicas mejoraron sensiblemente, se denominaron Tubos VFD, (Vaccum Fluorescent Display), los elementos iluminables estaban recubiertos de fósforo y podían ser excitados con solamente 12 v. (Corriente Alterna), aunque no lo sepamos casi todos nosotros los tenemos en casa actualmente, generalmente en los equipos reproductores de Vídeo o CD.
Ofrecían muchas ventajas ya que su espacio podría verse reducido, sobre todo el espesor, podría ser casi plano, con apenas unos milímetros de espesor, 3 ó 4.
Con estos visualizadores se fabricaron muchos relojes industriales y domésticos, uno de ellos, radio controlado de finales de los 70, es este Hopf, que os muestro, que además tiene un pequeño altavoz que a voluntad, puede dar los pitidos cortos cuando recibe la señal y largos a la horas en punto, igual a las señales horarios que oímos por radio.
Aún con todas mejoras mencionadas y su evolución, este tipo de Visualizadores presentaban un gran problema, sin solución si no llegaba una revolución, el problema es que para excitar el salto de electrones, el voltaje a aplicar en esos tubos es de 175 voltios ó 12 voltios, en ambos casos corriente alterna, que no se podía conseguir con pequeñas baterías o pilas, lo que impedía hacerlo portátil y minituarizarlo.
En el constante avance de la técnica, pronto se llegó a un semiconductor que podía emitir luz fría, sin incandescencia, así nació el Diodo LED (Diodo Emisor de Luz), (Light Emitting Diode). Es un dispositivo semiconductor que emite Luz cuando se hace pasar un flujo de corriente eléctrica a través de él en sentido directo.
UN LED BÁSICO :
La ventaja de estos LED, además de su duración, practicamente eternos, está su bajo consumo, entre 4 y 10 miliamperes, y el voltaje en que trabajan de 1 a 4 Voltios, lo que lo hace óptimo para trabajar conectados a una batería.
Al ser un semiconductor, tiene ademas la ventaja de que puede miniatuarizarse al máximo.
Solo con los diodos LED ya se podrían fabricar vistosos relojes , que precisaban complejos circuitos electrónicos para su funcionamiento.
Ejemplo de reloj con 612 Diodos LED , de 30 cm. de diámetro, radio controlado, con indicación central de dia/mes/año, (no visible apagado) :
Con diodos LED se podrían fabricar visualizadores de 7 Segmentos tan grande como se quisiera, visibles a grandes distancias.
Visualizador 7 Segmentos formados con 63 diodos Led de 25 cm. de altura.
Enseguida aparecieron los visualizadores 7 segmentos integrados en encapsulado plástico, para, en muy poco tiempo crecer hasta tamaños de hasta 10 cm. de altura (Aprox)
Todos estos elementos mejoran sensiblemente su visibilidad, colocando frente a ellos un filtro del mismo color de encendido, aquí una buena prueba de ello.
Al mismo tiempo que crecían, se miniatuarizaban, y así se llegó al reloj de de pulsera con Visualizador de LED, aqui les muestros 3 de ellos.
Estos relojes, inicialmente trabajan con 2 pilas conectadas en serie, para conseguir 3 voltios, y el encendido del reloj, no era permanente, se debía pulsar un botón para que la hora fuera visible durante unos segundos, con ello, las baterías duraban, aprox. 1 año, con el empleo normal del reloj.
Vista del visualizar de un reloj de pulsera con diodos LED de 7 seg. con 4 elementos, para horas y minutos.
Al tiempo que crecían se mejoraban, mientras que el Visualizador de 7 segmentos, permitía reproducir cualquier cifra del 0 al 9, no era posible una visualización alfanumérica, hasta que apareció el Visualizador de 14 segmentos
Estos nuevos visualizadores, ya permitían representar cualquier carácter alfanumérico, vemos ahora un detalle de ambos, para apreciar sus diferencia :
Una vez encendidos, permiten la representación de cualquier carácter alfanumérico, si bien algunas consonantes se representan de una forma algo burda.
Vista completa de este reloj, uno de los mejores que pueden conseguirse de este sistema, de fabricación alemana, radio controlado, visible con Hora, Minuto, segundos, mes, día y año, con día de la semana y opción para visualizar también el Nº de semana del año.
Como otras veces, os muestro la versión sin filtro de color y con filtro.
Paralelamente a la aparición de los visualizadores de 7 y 14 segmentos, se empezaron a desarrollar visualizadores matriciales configurados a través de diodos LED, esta matriz formada por 35 LED en cada dígito, permite visualizar en más forma muy legible, todos los caracteres alfanuméricos.
En un detalle de este Visualizador matricial, apreciamos la disposición de los 35 diodos LED, 7 en altura y 5 en ancho. (para mejor visión, aléjese del monitor)
Ahora este reloj de aprox. 25 x 25 Cm. en funcionamiento, con y sin su filtro para una perfecta visibilidad.
Con todo y con la mejoras que estos diodos luminosos aportaron a la visualización de los relojes, por su consumo, que aún siendo bajo, era excesivo para permanecer encendidos siempre que se alimentaran con pequeñas baterías, había que seguir investigando, para encontrar el Visualizador óptimo para relojes de pulsera.
Visualizador LCD, (Display de Cristal Líquido), si tuviéramos que describir como es y como trabaja un Visualizador LCD, no sería nada fácil, ya que es una tecnología totalmente distintas a los vistos anteriormente, Tubos NIXIE y Diodos LED, En síntesis, este Visualizador se compone de 5 ó 6 capas de diferentes elementos, entre ellos hay 2 capas de cristal líquido polarizante, separadas un solamente unas micras y que al hacer circular una corriente eléctrica se genera un campo eléctrico entre ellas (campo que es perpendicular a las placas) y esto causa que las moléculas del liquido se agrupen en sentido paralelo al campo eléctrico y cause que aparezca una zona oscura sobre un fondo claro (contraste directo o positivo) y así aparece la información que se desea mostrar. (para saber mas ver,https://es.wikipedia.org/wiki/LCD)
La realidad de este Visualizador es que no emite luz, solo la refleja por polarización de los distintos segmentos o dibujos que queremos ver y a los que les aplicamos el paso de una corriente.
La ventaja de estos visualizadores es que su consumo es mínimo, aprox. 5 miliamperes, para un Visualizador completo, lo que los convierte en idóneos para relojes, ya sean de sobremesa o pulsera, alimentados por baterías.
Los primeros visualizadores LCD aparecieron en el mercado en los años 70 en relojes de pulsera :
Seiko fue uno de los precursores de estos visualizadores fabricando relojes electrónicos complejos.
Rápidamente el sistema se adapto a visualizadores de medio tamaño, para relojes de sobremesa con los ya conocidos visualizadores 7 segmentos, ahora con esta tecnología.
y en relojes Mixtos, como información adicional:
A medida que se fueron haciendo grandes los visualizadores LCD, se les fueron agregando dibujos o símbolos que con la misma técnica se hacían aparecer o desaparecer, pudiendo así indicar tendencias, gráficas, tablas, etc...
Pronto se vió que la aplicación más práctica para estos visualizadores en relojes de pulsera, era la de 2º Visualizador, con información accesorios o de otras complicaciones técnicas, como cronógrafos, timers, zonas horarios, calendarios, etc... y pronto se llego a los relojes que ademas de las convencionales agujas, nos ofrecían una segunda información en pantallas LCD.
La evolución de la tecnología en estos visualizadores nos permitió ofrecer, tanto visualizadores directos, negro sobre blanco o inversos, blanco sobre negro.
Las principales marcas de relojería adaptaron estos visualizadores en sus modelos en los años 80 y 90.
Siendo finalmente los inversos los que mayor aceptación están teniendo en estos momentos, ya que apagados, sobre fondo oscuro, desaparecen de la carátula del reloj
La posibilidad de realizar todo tipo de dibujos, permitió hacer relojes incluso de agujas LCD, como estos pequeños publicitarios, donde tanto las horas, los minutos y los segundos, representados con agujas, están realizados sobre los cristales LCD
Estos visualizadores también se mostraron perfectos para procesos industriales o relojes profesionales completos, ya que al aparecer los dígitos matriciales se obtenía la visualización de cualquier carácter incluso la introducción de mensajes circulantes.
Vista de un reloj de radioaficionado, radio controlado, donde van circulando las horas y frecuencia de todos los países.
Uno de los inconvenientes de estos visualizadores LCD, es que al no generar luz propia, no se pueden ver en la oscuridad, para ello, muchos de estos visulizadores están retroiluminados (iluminación posterior en visualizadores de medio o gran tamaño) o iluminación lateral, en relojes de pulsera.
En las aplicaciones Industriales más destacadas, tenemos este complejo reloj para Iglesia, capaz de controlar el toque de hasta 8 campanas, radio controlado, con Visualizador matricial de 2 lineas, con matriz de 35 puntos por dígitos, retroiluminado
Con detalle de su Visualizador :
Finalmente uno de los mejores relojes que se han construido para control industrial, con 4 lineas independiente para esclavos, configurables, radio controlado, con Visualizador matricial LCD.
En este largo Hilo hemos podido ver prácticamente todos los sistemas electrónicos para visualizar la hora de nuestros relojes.
A los tubos Nixie, se les debe agradecer la iniciación hacia esos visualizadores y la aparición de la disposición de los 7 segmentos, que desde entonces ha resultado el mejor sistema, para visualizar números.
Los diodos LED y sus visualizadores han ganado la batalla de los relojes que conectados a la red eléctrica desean ser vistos, día y noche, a corta o larga distancia, con un bajo consumo y una larga vida (Más de 50.000 Horas).
Los visualizadores LCD, ocupan para siempre, merecidamente, su espacio en los relojes de pulsera, ya como único Visualizador o como complemento a un reloj convencional de agujas, al tiempo de que se usarán en relojes de sobremesa o portátiles. La tecnología LCD, es la que esta presente en las pantallas de los teléfonos móviles, Ordenadores y desde ahora en todos los televisores extraplanos modernos.
Este hilo fué restaurado en Abril 2020, con motivo del Confinamiento, esto me ha permitido restaurar las fotografías y añadir seguidamente un nuevo sistema de visualización que no existía cuando se realizó el hilo.
Visualizadores de tinta - E-Ink
Ofrecen mucha mejor visibilidad desde cualquier angulo, alto contraste y solo consumen cuando se genera el carácter, no consumiendo cuando se muestra.
Yo compre todos los que encontré en el mercado, que no eran muchos, conseguí de 3 marcas que ahora os mostraré.
Antes veamos en que consiste este sistema de visualización.
En términos muy genéricos diríamos que la pantalla de estos relojes esta formada por microcapsulas de tinta electrónica con electrodos cargados con polaridad positiva y negativa, así con carga positiva la pantalla es blanca y con carga negativa, será negra. Solo se requiere una pequeña corriente para invertir la polaridad de los electrodos y hacer visible cualquier carácter, que permanecerá en pantalla sin consumir hasta que se produzcan cambios a mostrar. La aplicación inicial de estas pantallas fué hace unos 12 años, en los libros electrónicos, no llegando a los relojes de pulsera hasta aprox. 2014. Como inconveniente está la velocidad de refresco, por ejemplo, no permitiría hacer un cronógrafo con décimas de segundo, pero sí con segundos, aunque en esas aplicaciones es cuando se nota mucho el consumo.
Os muestro los mios, Seiko los utilizó para una serie preciosa :
O las 8 horas 54 minutos;
O la hora en Berlin ;
O en Reversa;
Los Seikos no tienen limitaciones.
Otro de los que conseguí es este DeTomaso, de pantalla única, curvex, grandotote para mi muñeca. Puede mostrarla sobre fondo blanco o invertido.
Finalmente conseguí 2 ejemplares de Phosphor, fuera de los Seiko, los mejores.
Y un sin fin de cosas más.... la pila le está durando un año, si es muy buena.
Espero que haya sido de vuestro interés y como siempre agradezco vuestra atención. Un cordial saludo. Tantdetemps
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