บทความตอนที่ 1 หลักการทำงานของนาฬิการะบบ Quartz และ Mechanical

บทความตอนที่ 1 หลักการทำงานของนาฬิการะบบ Quartz และ Mechanical

สวัสดีครับท่านผู้อ่านและผู้ติดตามเพจทุกท่าน โพสนี้เป็นโพสเเรกของผมที่จะมาแบ่งปันความรู้เรื่องของนาฬิกาสำหรับผู้ที่หลงไหลและชื่นชอบนาฬิกาเป็นอย่างยิ่ง พวกเราคงรู้และเคยได้ยินมาก่อนแล้วว่านาฬิกาแบ่งได้ 2 ประเภทหลักๆ คือระบบควอทส์ (Quartz) และระบบกลไก (Mechanical) และระบบใหม่ที่เพิ่งถูกคิดค้นมาเมื่อไม่กี่สิบปีนี้เองโดยบริษัทยักษ์ใหญ่ของญี่ปุ่น Seiko โดยตั้งชื่อระบบใหม่นี้ว่า Spring Drive เป็นการผสมผสานระบบกลไกและระบบไฟฟ้าเข้าไว้ด้วยกัน แต่เราจะยังไม่พูดถึงระบบ Spring Drive ในตอนนี้ เอาไว้ให้ท่านผู้อ่านได้ติดตามในตอนต่อๆไปครับ เมื่อเรารู้แล้วว่านาฬิกาแบ่งได้ 2 ประเภทหลักๆ ทีนี้เราจะมาพูดถึงรายละเอียดในแต่ระบบการทำงานของนาฬิกาในแต่ละประเภทกันครับ

1. นาฬิการะบบ QUARTZ ก็คือนาฬิกาที่ใช้ไฟฟ้าในการขับเคลื่อน นาฬิกาที่ใช้ระบบไฟฟ้านี้ถูกคิดค้นมาตั้งแต่ปี 1950 และพัฒนาเรื่อยมาจนเป็นระบบ Quartz โดยความร่วมมือของกลุ่มผู้ผลิตนาฬิกาของประเทศสวิสในช่วงต้นทศวรรษ 1970 ต่อมาในยุคปลายทศวรรษ 1970 ก็มีนาฬิกาแบบ Quartz ราคาถูกจากญี่ปุ่น ออกมาตีตลาดโลก เป็นผลให้อุตสาหกรรมผู้ผลิตนาฬิกาสวิสได้รับผลกระทบกันอย่างหนัก เกิดเป็นปรากฏการณ์ Quartz Crisis แบรนด์ดังๆหลายแบรนด์ต่างปิดตัวกันไป เพราะสู้ราคาต้นทุนการผลิตแบบจำนวนมากของญี่ปุ่นไม่ใหว หลักการทำงานของระบบ Quartz ก็คือ มีผู้ค้นพบว่าผลึก Quartz นั้น เมื่อได้รับประจุไฟฟ้าเข้าไป ก็จะสร้างความถี่ที่คงที่ออกมา นักประดิษฐ์จึงใช้หลักความคิดนี้สร้างนาฬิกาแบบ Quartz ออกมาโดยสร้างวงจรขึ้นมาเพื่อเทียบความถี่นี้ออกมาเป็นวินาที และใช้มอเตอร์ขนาดเล็กขับดันเข็มวินาทีให้เคลื่อนไปทีละวินาทีๆ ทดกับฟันเฟืองต่างๆกลายเป็นเข็มสั้น บอกนาทีและบอกชั่วโมง

                          รูปภาพแร่ Quartz

ตามปกตินาฬิกาแบบ Quartz ต้องเปลี่ยนถ่านเมื่อถ่านหมด แต่มีนาฬิกาบางชนิดไม่จำเป็นต้องเปลี่ยนถ่าน เพราะตัวนาฬิกาสามารถสร้างพลังงานไฟฟ้าเองได้ เป็นที่มาของชื่อที่ใช้เรียกระบบต่างๆของนาฬิกาQuartz เช่น ระบบ Kinetic, Solar, Ecodrive, etc.

          รูปแสดงระบบของนาฬิกาแบบ Quartz

ข้อดีของนาฬิการะบบ Quartz ก็คือค่าบำรุงรักษาต่ำ บำรุงรักษาง่าย สองถึงสามปีจะมีการเปลี่ยนแบตเตอรี่ครั้งหนึ่ง และช่างที่ไหนก็สามารถเปลี่ยนได้ แต่ข้อเสียก็คือเมื่อลืมเปลี่ยนแบตเตอรี่จนทำให้มีของเหลวออกมาก็จะทำให้วงจรนาฬิกาเสียหายได้ และเนื่องจากเป็นวงจรอิเลคโทรนิค เมื่อเกิดความเสียหายจึงต้องเปลี่ยนแผงวงจรใหม่

2. นาฬิกาแบบกลไก (Mechanical Watch) ก็คือนาฬิกาที่ใช้ลานหรือขดลวดสปริง (mainspring) เป็นพลังงานในการขับเคลื่อน หลักการของนาฬิกาแบบกลไกก็คือ ขดลวดสปริงจะค่อยๆคลายตัวออกมาผลักดันผ่านชุดฟันเฟืองต่างๆทดกันเป็นเข็มบอกวินาที นาที ชั่วโมง และวัน นาฬิกากลไกนี้จะมีตัวจักรกลอก (balance wheel) คอยแกว่งไปแกว่งมาด้วยความถี่คงที่ เพื่อรักษาความเที่ยงตรง

            รูปภาพแสดงกลไกนาฬิกาแบบไขลาน

อธิบายเข้าไปถึงในรายละเอียดเรื่องกลไกสำหรับผู้ที่อ่านข้างบนแล้วยังสงสัย หลักการก็คือแรงไขลานด้วยมือจากเม็ดมะยมจะเข้าไปขดลานซึ่งเป็นลักษณะสปริง อยู่ในตลับลาน (barrel) ให้แน่นแล้วลานก็จะค่อยๆคลายตัวออกมา ผ่านชุดเฟืองซึ่งทดเป็นชั้นๆเพื่อบอกเวลา และแรงที่ลานคลายออกมาผ่านชุดเฟืองก็จะค่อยๆไปกระทำต่อสายใย (hairspring) ซึ่งติดอยู่กับจักรกลอก สปริงสายใยก็จะบังคับให้จักรกลอกจะกลิ้งไปกลิ้งมาด้วยความถี่คงที่ เช่น 21600 รอบต่อชั่วโมง หรือ 6 รอบต่อวินาที เมื่อจักรกลอกกลิ้ง 6 ครั้ง เข็มวินาทีก็จะเลื่อนไป 1 วินาที และเข็มต่างๆก็ค่อยๆเคลื่อนไปเรื่อยๆจนถึง 21600 รอบ เข็มชั่วโมงก็เลื่อนไปจนครบ 1 ชั่วโมง ทำให้นาฬิกาสามารถบอกเวลาได้ แต่ก็ไม่แม่นยำเท่าแบบใช้ไฟฟ้า ความถี่ยิ่งสูงขึ้นเป็น 28800 หรือ 36000 รอบต่อชั่วโมง นาฬิกาก็จะยิ่งมีความถูกต้องมากยิ่งขึ้น และเข็มวินาทีก็จะยิ่งเดินได้นิ่มนวลขึ้น เพราะอัตราการเคลื่อนที่ของเข็มวินาทีถี่ขึ้นในการเดินทางใน 1 วินาที แต่ก็ต้องแลกด้วยความสึกหรอที่มีเพิ่มขึ้นไปตามกัน นาฬิกาแบบจักรกลสามารถปรับตั้งให้เดินช้าหรือเร็วได้โดยการปรับความสั้นยาวของสปริงสายใย มีตัวปรับที่เรียกว่า Regulator เป็นตัวปรับตั้ง วิธีปรับก็ง่ายๆเพียงเลื่อนเข้าออกเพื่อปรับความสั้นยาวของสายใย พอความยาวเปลี่ยนไป ความแข็งของสปริงสายใยก็จะเปลี่ยนแปลง เป็นผลให้นาฬิกาเดินช้าลงหรือเร็วขึ้นด้วย นาฬิกาแบบจักรกลนี้ก็สามารถแบ่งได้เป็นอีกสองกลุ่มใหญ่ๆคือแบบไขลานด้วยมือเอง (manual winding) และแบบมีระบบกลไกเพื่อขึ้นลานอัตโนมัติ (self winding or automatic) แบบไขลานด้วยมือก็คือใช้มือหมุนเม็ดมะยม เพื่อขึ้นลานให้พลังงานแก่นาฬิกา เจ้าของก็ต้องไขลานเองทุกวัน เรียกได้ว่าเป็นเสน่ห์บางอย่างของผู้ชื่นชอบนาฬิกาไขลานเลยก็ว่าได้ ส่วนแบบขึ้นลานอัตโนมัติหรือที่ทั่วไปเรียกว่าแบบออโตเมติค  นาฬิกาแบบออโตเมติคนี้ก็จะมีระบบกลไกลูกตุ้ม (rotor) แกว่งไปมาตามการเคลื่อนไหวของข้อมือ เชื่อมต่อกับระบบลานคอยขึ้นลานให้กับนาฬิกา

         รูปภาพแสดงกลไกนาฬิกาแบบออโตเมติค

นาฬิกาข้อมือระบบออโตเมติคถูกคิดค้นขึ้นมาราวๆปี 1926 โดยMr. John Harwood นาฬิกาแบบจักรกลมีข้อดีคือเดินได้ด้วยพลังงานจากการเคลื่อนไหวข้อมือ ไม่ต้องเปลี่ยนถ่าน มีคุณค่าทางจิตใจ และบางรุ่นสามารถซื้อขายต่อได้ และบางรุ่นถ้าเก็บไว้นานๆ คุ้มค่ากว่าเอาเงินไปฝากธนาคารอีก ส่วนข้อเสียก็มีเยอะกว่า เช่นค่าบำรุงรักษาแพง ค่าตัวแพง ต้องไขลานหรือตั้งเวลาอยู่เป็นประจำ วิธีสังเกตคือนาฬิกาแบบ Quartz คือเข็มวินาทีจะเดินเลื่อนไปทีละ 1 วินาที ส่วนแบบกลไกนั้นเข็มวินาทีจะเดินแบบนิ่งๆเรียบๆวินาทีละ 5 ครั้งเป็นอย่างต่ำ ยิ่งเครื่องที่ถูกปรับตั้งมาให้เดินที่รอบสูงเข็มนาฬิกาก็จะยิ่งเดินถี่ ส่วนแบบออโตเมติกส่วนมากก็จะมีเขียนไว้ที่หน้าปัดว่า Automatic เป็นวิธีสังเกตง่ายๆสำหรับคนเริ่มหัดดูนาฬิกา

รูปภาพ Mr.John Harwood ผู้คิดค้นนาฬิการะบบ Self-winding

ขอขอบคุณข้อมูลดีๆจากเวป siamnaliga
แถมท้ายด้วยภาพกลไกนาฬิกาสวยๆที่ผมชื่นชอบเป็นพิเศษ ติดตามกันต่อโพสหน้าครับ

By GuanGu