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Orologi time computer solid-state a led

NUOVE TECNOLOGIE - HAMILTON "PULSAR"
L'era dei segnatempo digitali

Torniamo indietro nel tempo, nel 1960, in un laboratorio della General Electric, mentre Nick Holonyak Jr., durante esperimenti sullo spettro della luce, scoprì che la lunghezza d'onda dell'arseniuro di gallio (GaAs) poteva variare dall'infrarosso alla luce visibile modificando solamente la composizione chimica del cristallo stesso.
In sintesi, l'energia che veniva fatta passare attraverso il cristallo poteva essere trasformata o in calore o in luce a seconda della percentuale chimica tra arseniuro e fosfato di gallio presente; dopo vari esperimenti il 40% di fosfato ed il 60% di arseniuro plasmavano un cristallo in grado di emettere una luce rosso rubino molto luminosa.
Fisicamente accade che gli elettroni dell'area N scorrono verso l'area P ed una gran parte ne resta imprigionata  e si lega alle cariche positive perdendo energia che si trasforma in emissione luminosa (il processo viene definito ricombinazione).
Holonyak creò così nel 1962 il primo LED o diodo ad emissione luminosa.
Nel 1963 lasciò la General Electric per iniziare la sua carriera di professore di ingegneria elettrica alla University of Illinois, dove continuò i suoi studi e ricerche.
Hamilton Watch Company, produttrice nel '58 del Ventura electric, realizzò nel 1968 un orologio futuristico per uno dei personaggi del film "2001: Odissea nello Spazio", ma si trattava di una creazione puramente scenografica con all'interno nulla di veramente vitale.
Questa realizzazione però fu l'ispirazione a ricreare qualcosa di veramente originale, un orizzonte che appariva una fantascienza realizzabile sfruttando tutti i ritrovati tecnologici disponibili.
Iniziò così la ricerca della Hamilton Watch Company in un campo totalmente innovativo dove si abolivano lancette, ruote, motori e molle; si trattava di una rivoluzione nel modo di leggere l'ora: era iniziata l'era del "digitale", già visto nei modelli meccanici ad ore saltanti del '30.

link alla storia del quarzo negli orologi Æ moderno cristallo di quarzo sotto vuoto

In realtà già nel dipartimento militare della Hamilton qualche anno prima iniziò la ricerca a cura dell'ingegnere Dick Walton e John Bergey durante la ricerca di un sistema elettronico di scansione del tempo, tali esperimenti furono trasferiti al settore di orologeria della Hamilton per sviluppare un sistema di orologio al quarzo a lancette.
Consapevoli dell'ombra grigia lasciata sulla compagnia dai modelli elettrici, la Hamilton si buttò a capofitto nello studio di un orologio che doveva imporsi come la creazione del secolo in questo campo… e a dire la verità ci riuscì.
Parallelamente all'Electro-Data di Garland (Texas) si studiava un sistema di display futuristico attraverso l'uso di diodi luminosi.
John Bergey creò una forma di collaborazione e sperimentazione insieme ad Electro-Data e i primi prototipi delle loro realizzazioni arrivarono nel 1970.
In due anni la Compagnia tirò le somme di un progetto mostruosamente complicato ed il 6 maggio del 1970 era stato costruito il primo prototipo di orologio completamente elettronico al mondo che fu battezzato con il nome "Pulsar".
Pulsar, come le radiostelle che emettono pulsazioni costanti e cicliche, questo orologio doveva essere la stella del firmamento Hamilton che avrebbe riportato in auge la compagnia dopo le vicissitudini del decennio precedente.
Non essendo presente nessun tipo di movimento fisico nell'orologio, tutte le funzioni venivano demandate a circuiti elettronici che oltremodo dovevavo essere miniaturizzati al massimo dato il poco spazio disponibile all'interno della cassa.
Il prototipo del Pulsar Time Computer era composto da 40 circuiti integrati che doveno interagire tra loro per ottenere la scansione del tempo, la modalità di visualizzazione, le funzioni di calendario limitatamente al mese ed al giorno ed altre curiose funzioni di cui parleremo in seguito.
La mancanza di parti in movimento rendeva l'orologio estremamente robusto agli urti eccetto quelli provocati al vetro (in realtà un composto di rubino sintetico), e la totale amagneticità per la precisione a qualunque intensità di flusso.
La base dei tempi era affidata ad un cristallo di quarzo che con le sue 32.768 vibrazioni al secondo era uno standard di precisione talmente elevato da usarlo tutt'oggi.
Un divisore binario di frequenza contava le oscillazioni del quarzo e le trasformava in avanzamenti orari che venivano poi trasmessi al sistema di visualizzazione che nel Pulsar era a LED.
Il quadrante praticamente era composto da quattro settori, ognuno in grado di visualizzare una cifra da 0 a 9; ogni settore era composto da 7 linee ognuna delle quali composta da 5 o 6 diodi LED.
I LED utilizzati nel Pulsar Time Computer furono realizzati con la collaborazione di Holonyak e la Monsanto, la cui "LED display division" fu tra le prime produttrici e per lungo tempo.
I moduli divisori vennero prodotti dall'Electro Data Incorporation, Garland Texas USA e dalla RCA USA.
Il display venne assemblato dalla Litronix, il vetro rosso rubino fornito dalla Corning Glass di New York, mentre i contatti magnetici, detti "reed", dalla HamlinUSA.
La cassa venne disegnata a St. Louis dallo scultore Ernest Trove.
La batteria per questo prototipo era ricaricabile con durata sei mesi, il voltaggio 4.5volt.
Il primo Hamilton Led in realtà non funzionava... la causa derivava dall'eccessiva complessità dei vari apparati: oltre 2.000 saldature metalliche, 13 basette ceramiche di sostegno dei circuiti, 144 integrati a cura della RCA e HP, 3 fototransistori e 144diodi luminosi.
Hamilton presentò questo mostro di tecnologia come il primo metodo diverso di segnare l'ora dopo 500 anni dalla creazione dell'orologio!
Venne organizzata una conferenza stampa e per l'occasione vennero assemblati 6 esemplari di orologi a led, ma allasera della conferenza solo 3 erano stati ultimati dalla Electro-Data...durante la notte uno si fermò definitivamente...e per finire durante la dimostrazione solo uno resistette!
La produzione iniziò dopo il perfezionamento e miniaturizzazione degli integrati a cura della RCA.  
La vendita di questo capolavoro inizio nel 1971 a Natale, con un modello in oro 18K a tiratura limitata (il P1 costruito in circa 400 esemplari ed oggi forse esistenti ancora 20!) e con un prezzo da capogiro… circa 2.100$.
Il numero di circuiti, contatti ecc. scese drasticamente a soli 16 rispetto alla mole dei  tre prototipi realizzati per la presentazione del modello.
La produzione su scala più ampia con modelli laminati ed in acciaio iniziò nell'agosto'72 con i calibri 101, 102 e 401 che avevano una rimessa dell'ora estremamente bizzarra: all'interno del cinturino era alloggiata una piccola chiavetta magnetica che doveva essere avvicinata alla parte bassa della cassa sui riferimenti HR per regolare l'ora o MIN per regolare i minuti.
In effetti si evitava in tal modo di  creare fori sulla cassa per inserire pulsanti e l'impermeabilità risultava perfetta.
All'interno infatti erano presenti i contatti reed, delle piccole capsule in vetro in grado di chiudere un contatto elettrico se sottoposte ad un flusso magnetico, che simulavano così un pulsante esterno senza i relativi problemi di infiltrazione ed ossidazione.
Questi primi movimenti non potevano essere considerati amagnetici, poiché la prima debole interferenza magnetica avrebbe prodotto delle regolazioni "non autorizzate" dell'ora.

I pulsanti laterali in se altro non sono che piccoli magneti che si muovono con una molla all'interno di una cavità cieca ed agiscono su altri reed per visualizzare l'ora (pulsante destro) o la data (pulsante sinistro); tenendo premuto il pulsante destro si passa alla visualizzazione dei secondi.
Altra caratteristica era quella di possedere a fianco dei display delle minuscole fotoresistenze (calibro 401, calibro 4000), in grado di percepire la luminosità dell'ambiente e regolare di conseguenza la luminosità dei LED per evitare inutili sprechi di energia.
Alcuni modelli possedevano inoltre una micro capsula in vetro con all'interno del mercurio e quest'ultimo aveva la funzione di creare dei contatti elettrici al movimento rapido del polso, per consentire la lettura dell'ora per 1.25 secondi senza dover premere il pulsante destro.
Nel 1974 iniziò la produzione dei primi modelli da donna, con casse leggermente più piccole ed un modello in particolare possedeva sul quadrante una piccola placca che permetteva l'accensione dei LED se sfiorata con un dito.
Già nel 1970, una buona parte della Hamilton fu rilevata dalla Katy Industries, che sotto un gruppo di compagnie denominato HMW Industries, possessore della Hamilton e di un gruppo di altre aziende, separò il progetto Pulsar dalla stessa Hamilton creando la Pulsar Time Computer Inc. con l'ingegnere John Bergey come presidente.
La Katy Industries vendette nel 1972 il 30% della Hamilton Watch e il rimanente nel 1974 ad una compagnia svizzera che oggi è la SMH (Swiss Microelectronic and Horology)
Furono prodotti soltanto circa 50.000 Pulsar dalla Hamilton, che nel 1975 cambiò nome alla Pulsar Time Computer con "Omega Time Computer", marchio con il quale cominciò a vendere gli orologi.
I calibri del Pulsar non sono molti e sono di seguito indicati: 102, 104, 401, 402, 403, 406, 3013 (uno dei meno affidabili), 4000, 4302, quelli da donna erano il 101 e 4300.

Pulsar mod. "Astronaut" o P2
indossato da James Bond nel film "Live and let die" che lo ha reso famoso

Molte personalità come Roger Moore, Leonid Brezjnef , Haili Selassie, Sammie Davisand lo Shah dell'Iran, il Presidente Nixon e Ford possedevano un Pulsar, orologio magico e misterioso che attirava l'attenzione già dalla forma della cassa quasi tipo televisore e dal cristallo rosso rubino quasi nero che proteggeva i LED.
Ogni persona ne rimaneva affascinata, ma rimaneva ostativo il prezzo ancora elevato; le case orologiere ormai non potevano che copiare il prodotto e rivenderlo a prezzi più accessibili e fu quanto successe.
Da parte sua anche la concorrenza asiatica si faceva sempre più incombente producendo molti calibri a LED a basso prezzo, rendendo difficile la vita alla Hamilton che purtroppo si era adagiata sugli allori del Pulsar senza considerare l'invenzione degli LCD o display a cristalli liquidi, in grado di dare in minor spazio più informazioni di lettura, costante affissione delle cifre dal momento che il consumo di energia elettrica è bassissimo, quindi uso di una e non più due batterie.
Hamilton interruppe la produzione del Pulsar nel 1977, poiché l'operazione aveva fatto perdere all'azienda circa 6 milioni di dollari.
Purtroppo la gloriosa ed innovativa Hamilton Watch Company entrò in bancarotta e fu rilevata dalla Rhapsody Incorporation, che dopo poco rivendette alla Seiko.
Questa ultima convertì tutta la produzione della Hamilton in modelli analogici (quindi ritorno alle lancette), produzione che continua tutt'oggi anche con modelli commemorativi, ma tutti o quasi indiscutibilmente al quarzo.
Oltre al Pulsar, furono prodotti secondariamente molti altri orologi con lo stesso sistema di affissione digitale da case molto importanti che non persero assolutamente il passo tecnologico.
I LED avevano aperto una nuova era nella storia dell'orologeria e non bastò
 l'introduzione dei quadranti LCD (liquid cristal display) per porre fine a questi primi gioielli nei quali si era raggiunta una tecnologia impressionante per realizzare gli integrati ad elevata miniaturizzazione, le micro saldature e quant'altro fosse necessario.
I più grandi produttori di orologi digitali a LED furono la Hughes Aircraft e la Fairchild con un numero di esemplari decisamente elevato.
La produzione di questi bizzarri segnatempo durò in tutto otto anni, dal Pulsar agli ultimi orologi giapponesi.
Gli orologi a LED avevano delle qualità eccezionali, anche se estremamente delicati.
La loro precisione, sebbene controllata dal quarzo, non era estrema specialmente nei primi modelli per due ragioni sostanziali: innanzitutto non si era ancora riusciti ad ottenere un circuito elettronico in grado di controllare con precisione le rapidissime oscillazioni del quarzo, causando un'inevitabile perdita di minuti nell'arco dei mesi; secondariamente ad ogni accensione dei LED, l'energia assorbita dagli stessi era talmente elevata da influire sull'alimentazione del circuito del tempo, variandone sensibilmente la marcia, tralasciando le caratteristiche dei quarzi dell'epoca purtroppo inaffidabili, facili all rotture e dalla frequenza discontinua.
Presentati come orologi completamente resistenti agli urti, lamentavano in realtà una estrema fragilità alle sollecitazioni nella zona del vetro o della resina rossa in sé poco elastica e facile alle incrinature.
I LED saldamente ancorati al circuito potevano divenire vacillanti dopo urti ripetuti, compromettendo gli innumerevoli contatti e saldature.
Per essere obiettivi, nessun orologio al mondo che si rispetti può essere maltrattato oltre il dovuto, se vogliamo pretendere dallo stesso un funzionamento preciso negli anni; quindi forse per un eccesso di entusiasmo si voleva etichettare questi orologi come "perfetti ed indistruttibili"...come venne fatto con il Synchronar Sun Watch...talmente eterno che è pressochè impossibile trovarne uno funzionante!.
La resistenza all'acqua era praticamente perfetta solo nei Pulsar che adottavano i contatti magnetici e i pulsanti a camera stagna, bensì nei modelli successivi era buona la resistenza a patto di non premere i pulsanti finchè l'orologio era immerso in acqua e a patto che le piccole guarnizioni ad anello in prossimità del pulsante fossero in perfetto stato ( cosa impensabile dopo 30 anni!).
Purtroppo l'elettronica presente nell'orologio è in grado di risentire dell'umidità in modo considerevole; bastava quindi porre attenzione alla vicinanza dell'acqua, senza preoccuparsi eccessivamente poiché quasi tutti presentavano una buona schermatura agli agenti atmosferici ed alla polvere.
Le batterie all'epoca, marchiate solitamente 228, rendevano funzionante l'orologio al massimo per un periodo di 6 mesi, quindi un mantenimento eccessivamente dispendioso e scomodo, oltremodo le celle dell'epoca non avevano nessun tipo di mantello antiacido e risultavano pericolose non appena esaurita la carica.
Le batterie 386 di nuova generazione, normalmente utilizzate al posto delle vecchie 228, sono in grado di assicurare più di un anno di continuo funzionamento ( e quasi due anni se usati di rado) ed una totale sicurezza sulla perdita degli acidi, quindi oggi come oggi sono diventati orologi tranquillamente utilizzabili, Pulsar invece monta le moderne PX625 alkaline...ormai anch'esse obsolete e disponibili solo nella versione alkalina LR9.
La Bulova presentò il suo modello a LED denominato "Computron", in diversi modelli in acciaio o laminati, con casse tonneau o tondeggianti, sempre nello stile delle linee futuristiche e poco morbide degli anni '70, oppure a lettura tangenziale come presentato nel modello in acciaio braccialato della Girard Perregaux il "GP LED" o dalla Mido.
Estetiche particolari e raffinate , frutto della Tissot Research, in modelli rettangolari con profili in resina rossa bombata.
Di rara eleganza il modello ibrido della Zenith, presentato alla fiera di Basilea nel 1976, denominato "Futur"; in effetti l'orologio presenta una doppia indicazione attraverso motore passo-passo al quarzo per il movimento delle lancette (ed è da sottolineare che il calibro Zenith si contraddistingueva per una spiccata precisione) unito ad una indicazione digitale a LED in posizione delle ore 6.


Tale indicazione forniva alternativamente la data o i secondi, inoltre un pallino LED dava l'indicazione di antimeridiano o pomeridiano.
A dar vita a questo raro orologio era il calibro Zenith 470 o altri derivati, di fattura accurata e robusta, di buona impermeabilità agli agenti esterni e sufficientemente resistente agli urti.
Purtroppo per imperizia dei riparatori ed orologiai che eseguivano la sostituzione della batteria, molto spesso si inserivano nell'orologio delle batterie marchiate 343, quelle con il voltaggio per il Bulova Accutron (1.35 volt), quindi insufficienti come voltaggio.
Per chiarire dubbi, la Zenith adottava le 343 per tutti i calibri al quarzo eccetto per quelli a LED, dove la tensione richiesta doveva essere superiore.
Improvvisamente i quadranti perdevano luminosità diventando pressoché illeggibili, dopo poco si bloccava lo stadio di accensione dando l'impressione di essersi guastata una cella a LED; in realtà il più delle volte basta avere pazienza con gli orologi a LED, inserire le celle fresche con esatto voltaggio ed aspettare qualche settimana; quasi sicuramente la situazione si sblocca da sola (a patto che non siano presenti danni dovuti ad urti od umidità).
Lo Zenith "Futur" era disponibile con cassa tonda in acciaio, braccialato e quadrante argento oppure con cassa asimmetrica sempre braccialato, presente anche la versione acciaio-oro.

La Girard Perregaux, con il suo innovativo modello a lettura tangenziale aveva creato un orologio estremamente robusto e totalmente inattaccabile dalle corrosioni separando la sede per le batterie dal circuito con un setto in metallo.
Analogo commento riguarda il Computron della Bulova, leggermente più sensibile nella zona del quadrante, ma assai robusto e ben congegnato come cassa, quasi sempre laminato oro con fondo cassa in acciaio serrato con quattro viti.
Altro modello a lettura tangenziale fu prodotto dalla Mido.

Per concludere questo capitolo sugli orologi a LED, è necessario riprodurre un po' di cronologia dei produttori e dei momenti salienti della produzione:
     1973 la Fairchild, produttrice di quadranti LED fornì la Huges Aircraft e la Uranus, asemblatori del calibro elettronico.
     La Elgin produsse l' "American Minicom", l' "American" e l' "Helbros Minicom": i primi modelli esclusivamente in oro erano prodotti esclusivamente per Tiffany, il modulo era fornito dalla Uranus.
     La "Micro Electronics Products" della Huges Aircraft produsse il "Digitime".
     Il Solitron della Solitron Devices (New York), con cassa in oro, uscì di produzione subito dopo essere stato presentato
     1973 alla Fiera di Basilea fu presentato il primo "Time Computer" della Omega, con calibro 1600, uguale al Pulsar
     1974 la Texas Instruments presenta la sua linea di orologi a LED, estremamente più economica sul mercato; sempre nello stesso anno, il calibro ESA 9290 viene adottato dalla Jaz e dalla Mido
     1975 il calibro 9002 denominato "Quartz Crystron LED" viene prodotto dalla Citizen.
     1976 la Orient produce il calibro LED "Touchtron" in grado di illuminare i LED al semplice tocco delle dita con un contatto solitamente situato sul quadrante.

     1976 altri produttori di movimenti a LED furono Ricoh Watch, Quantum, Ledo, Nivada "Quartzonic", Hudson Harris e Computer Crown;  il primo calibro LED prodotto in Russia fu il 2651, mentre la Compagnia Tegrov produsse una imitazione con numeri fluorescenti e retroilluminata da una piccola lampadina.
     1976 viene presentato alla Fiera di Basilea il sopracitato Zenith "Futur".
Gli orologi a LED in genere, con casse esagonali, tonde, curvex, univano la fantasia e la genialità delle case produttrici, creando un prodotto tecnologico, innovativo, di qualità; un piacere ancora esistente nei modelli funzionanti, ma destinato a diventare privilegio di pochi, data la sempre maggiore rarità nel reperirli.
Quotazioni in crescente rialzo sono sintomo ormai assodato di un prepotente ingresso in campo collezionistico di questi orologi che dopo 30 anni dalla loro creazione sono in grado di suscitare imbarazzo in chi li vede per la prima volta, scambiandoli per novità.
Infatti si può considerare come le idee del passato in realtà siano spesso prese come spunto per creare oggetti moderni che in se difficilmente ricreano le stesse emozioni degli originali; forse è dovuto ad un impoverimento che la normale industrializzazione tende ad applicare ai prodotti ed ai materiali utilizzati, ma forse manca quel pizzico di follia in cui si lanciavano le ditte del passato che credevano più nei loro prodotti che in una rete commerciale e finivano il più delle volte per creare articoli originalissimi e costosi, improponibili per  i criteri odierni di standardizzazione.
Siamo così nei primi anni '80, a causa dei costi elevati di produzione si preferisce abbandonare il progetto LED per passare agli LCD, soluzione affidabile, economica, estremamente parsimoniosa nei consumi energetici ed in grado di fornire più indicazioni sul quadrante.
Ormai i circuiti degli orologi erano in grado di svolgere più funzioni simultaneamente, quali i cronografi o altimetri ed altre curiosità.
Già nell'82 la tecnologia LCD, conosce un esperimento estremamente efficace promosso dalla Seiko, ovvero la prima televisione LCD in bianco/nero da polso.

QUOTAZIONI

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