Більшість людей вважає, що цифровий годинник принципово відрізняється від своїх механічних попередників. Вони не відрізняються. Архітектура залишається тією ж. Змінився лише матеріал.
Розглянемо стандартний настінний годинник. Ви знаєте, як вони влаштовані. Є джерело енергії. Є тимчасова база. Є спосіб поділу часу на години та хвилини. Нарешті є циферблат, який відображає результат.
Цифровий годинник слідує такому ж плану. Різниця полягає виключно в електроніці.
Джерело живлення
У традиційному маятниковому годиннику енергію забезпечують гравітація або заведена пружина. Цифровим годинникам гравітація не потрібна. Їм потрібний електричний струм.
Зазвичай він надходить від батареї. Також годинник може підключатися до мережі змінного струму 120 В. Джерело енергії простий. Це лише засіб для досягнення мети. Але без нього нічого не працює. Нічого не відраховується. Нічого не відображається.
Електронна часова база
Це «серцебиття».
У механічному годиннику гойдається маятник. У цифровому годиннику вібрує кристал. Він називається кварцовим генератором. Ви, можливо, бачили такі всередині годинника. Коли через нього проходить струм, він вагається з точною частотою.
Ця вібрація – це «тік». Він дуже стабільний. На відміну від маятника, на який впливають опір повітря та тертя, кристал підтримує постійну швидкість. За цю точність ми довіряємо цифровим дисплеям відлік секунд, годин та років.
Цифрова передача: Лічильник
Як перевести мільйони вібрацій о 15:00?
Механічний годинник використовують шестерні. Вони уповільнюють базу часу, щоб виділити менші одиниці часу. У цифровому годиннику немає фізичних шестерень. Вони використовують логіку.
Зокрема, вони використовують компонент, що називається лічильником. Це цифрова схема. Вона вважає кожен “тік” від кварцового кристала. Коли досягається певна кількість, запускається така одиниця. Секунди перетворюються на хвилини. Хвилини перетворюються на годинник.
Це математична заміна на механічний редуктор. Результат той самий. Час поділяється на зручні для використання частини.
Відображення
Зрештою, вам потрібно побачити результат.
Старий годинник використовував стрілки. Цифровий годинник використовують світло або рідину.
Два найбільш поширені методи:
- Світлодіод (LED): Випромінює пряме світло. Він яскравий та енергоефективний. Ви бачите їх на будильниках та таймерах мікрохвильових печей.
- Рідкокристалічний дисплей (LCD): Не випромінює світло. Він блокує його. Вони створюють зображення, маніпулюючи рідкими кристалами. Вони тонші і споживають менше енергії. Ви бачите їх на комп’ютерних моніторах та смартфонах.
Обидва виконують ту саму функцію. Перетворюють дані від електронних лічильників у формат, який читає людське око.
Чому це важливо?
Ви можете подумати, що така річ є тривіальною. Це негаразд.
Перехід від механічного до цифрового годинника — це не просто питання естетики. Це питання точності. Кристали відраховують час точніше, ніж маятники. Вони не зношуються так швидко. Їм не потрібна заводна головка.
Ця надійність має вирішальне значення. Ми перестали перевіряти годинник на точність. Ми почали покладатись на них для координації.
Інтернет дотримується того ж принципу. Синхронізація часу. Підрахунок «тіків». Відображення даних. Логіка та сама.
Ми живемо у світі, побудованому на електронній базі часу. І ми майже цього не помічаємо.
