Importanza dei consumi in Orologeria Elettronica

Il problema dei consumi energetici in Orologeria Elettronica, è ben lungi da essere banalizzato dal grande successo di Eco-Drive.

L’utilizzatore finale è spesso indotto a pensare che l’efficienza del sistema a ricarica pulita elaborato da Citizen abbia di fatto eliminato la ricerca di minimizzazione dei consumi.

Nulla di più errato, al punto che in un certo senso il risultato positivo della ricarica solare o comunque luminosa, è soggetto imprescindibilmente dalla limitazione dell’assorbimento.

image001Un circuito che richiede meno risorse energetiche, ovviamente, sarà in grado di funzionare più a lungo, qualsiasi sia il supporto offerto dall’alimentazione.

A questo vanno aggiunte le infinite nuove funzioni alle quali l’orologio è chiamato ad assolvere, per culminare, come nel caso di Citizen all’esosa richiesta dei ricevitori radio o satellitari, i quali necessitano di molta energia.

Il problema è valutato con estrema attenzione in laboratorio, dove sono all’ordine del giorno controlli e ricerche ad esso legate, e che sconfinano in altri parametri.

La misurazione del consumo è infatti legata anche al corretto funzionamento generale di un orologio al quarzo.

Vediamo ora nello specifico questo aspetto prettamente tecnico.

Come sappiamo, attualmente gli orologi a quarzo vengono alimentati alla tensione di V. 1,55 in caso di utilizzo di batterie all’ossido d’argento, o a V. 3,0 in caso di utilizzo di batterie al litio o di accumulatori.

Queste tensioni sono dovute fondamentalmente a quelle necessarie a fornire i circuiti integrati e direttamente il quarzo, il quale, come sappiamo esplica una funzione piezo-elettrica per oscillare e fornire la base dei tempi.

Il cosiddetto “voltaggio”, perciò, non può essere diverso da quello previsto dai costruttori di circuiti integrati, i quali sono a loro volta assoggettati ai limiti che vengono imposti dalla Fisica per i materiali semiconduttori usati.

Ne deriva che gli impulsi generati affinchè le bobine e i motori pas-a pas svolgano le loro funzioni, hanno una potenza matematicamente conseguente al potenziale utilizzato, filtrato dalla dissipazione termica tipica del processo (legge di Ohm).

Per inciso è corretto aggiungere, proprio in funzione della Legge di Ohm [la quale mette in relazione Resistenza (carico), Volt (tensione o differenza di potenziale) e Àmpere, da cui deriva anche il calcolo della potenza (W.= Watt)], che le batterie e gli accumulatori vanno misurati “sotto carico” ovvero “impegnati” da un circuito, e non liberi da questo sforzo, proprio perchè una qualsiasi batteria può apparire carica al prova-batterie, ma già scarica quando si trova a dover fornire energia. Questo però sarà il tema specifico di un futuro articolo.

Questo patrimonio risultante in µA., va adeguatamente sfruttato dai progettisti e dai tecnici, e non sprecato con inutili attriti, impedimenti o sovraccarichi.

Siccome µA. e V. sono strettamente correlati, al calare del secondo, diminuisce inevitabilmente anche il primo, per cui uno dei controlli tipici per determinare la correttezza del funzionamento di un movimento, o meglio ancora una delle sue qualità costruttive e quella del ruotismo, è il “limite minimo di funzionamento”.

Collegando il movimento ad appositi strumenti di controllo, il tecnico procede ad abbassare l’energia fornita, molto gradatamente, verificando qual’è la soglia al di sotto della quale l’orologio si ferma.

Come vediamo, si tratta di un parametro che coinvolge molti elementi costruttivi, sia elettronici (circuito integrato, circuiteria passiva, ecc.) che meccanici (motorino e relativi magneti, ruotismo, ecc.).

Più sarà bassa questa soglia, meno attriti meccanici saranno presenti e meno risorse energetiche saranno richieste per un corretto funzionamento.

Per logica conseguenza il consumo necessario ad un corretto funzionamento sarà minore, e la durata della riserva sarà quindi amplificata.

A questo punto si apre un’altra considerazione, ovvero quella relativa alle differenze di richieste a seconda delle funzioni inserite.

Quando l’orologio è in marcia “normale” ha un consumo limitato. Se a ciò aggiungiamo l’utilizzo del cronografo, la suoneria attiva, la richiesta di segnale radio, e altro, i consumi ovviamente si sommano.

Vedremo in un prossimo articolo tecnico questi risvolti e come i costruttori, Citizen in testa, li hanno brillantemente risolti.

Ovviamente resto a disposizione di tutti per chiarimenti, richieste e perplessità.

 


5 Commenti

  1. Ciao Enrico. Interessante il post. Però non ho capito bene lo schema in foto .

  2. Ciao Kris,
    si tratta del diagramma cartesiano relativo alla legge di Ohm.
    Il diagramma si legge così:
    In verticale troviamo le ordinate, ovvero, in questo caso indicano i dati di Intensità: gli Ampere.
    In orizzontale abbiamo le ascisse, qui i dati relativi alla tensione in Volt.
    All’interno del diagramma possiamo vedere come variano A. e V. a seconda dell’utilizzo di diverse resistenze del valore indicato.
    Il consumo risultante si ottiene dal prodotto tra V. e A.
    Spero di essere stato chiaro.
    Salutissimi.

  3. Quindi aumentando i volt della pila , aumenta la resistenza del circuito?

  4. Non è esattamente così.
    Immagina che la resistenza sia il carico, ovvero il modulo dell’orologio che oppone appunto resistenza alla corrente erogata.
    Per ogni valore di resistenza si determina l’accoppiata V. e A.
    Per esempio da questo grafico si deduce che in quel circuito specifico, una resistenza da 100 Ohm determina un flusso di corrente di 1 A. a 100 V., oppure un flusso di 1,5 A. a 150 V.
    Nello stesso circuito, se applicassimo una resistenza di 500 Ohm, avremmo 0,2 A. a 100 V.
    La Legge di Ohm è anche utilizzata per determinare che resistenza applicare nei vari punti del circuito se si vuole raggiungere una tensione voluta.
    Ciao.

  5. Federico Marchetti

    Buonasera Enrico,
    ho appena letto il tuo articolo, molto chiaro ed interessante, dato il tema molto tecnico affrontato.
    Vorrei chiedere inoltre il tuo parere in merito ad alcune domande che mi sono posto leggendo il tuo articolo sull’assistenza tecnica.
    Le puoi trovare cercando “come si cura nel tempo un orologio?”.
    Grazie 🙂

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