Como se fazem relógios?

Relógios Digitais – Projeto FEUP

Mestrado Integrado em Engenharia Mecânica

Grupo: 02 Turma: 1M4 Francisco Luís Machado Campos - 201303393 José Abílio Ribeiro da Silva - 201303836 Tiago Jorge Maia Prata - 201302975 Luís Rodrigues de Castro – 201306391 4/11/2013

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1. Introdução

2. História do relógio

3. História do relógio digital

4. Funcionamento dos relógios

I. Equipamentos com ligação à corrente elétrica

II. Equipamentos alimentados a pilhas

III. Osciladores de Quartzo

IV. Tipologia de Mostradores

a. Díodo foto emissor (led)

b. Filamento ou plasma

c. Lcd (liquid cristal display)

5. Materiais constituintes dos relógios

I. O plástico

II. O vidro

6. Conclusão

Como se fazem relógios? – Relógios Digitais 2

Desde a sua origem que o Homem sentiu necessidade de medir o tempo, de o controlar e “manipular” de modo a conseguir gerir a sua vida mais facilmente ;

Dessa necessidade surgiu o relógio, objeto de medição do tempo criado para este efeito ;

No entanto os primeiros relógios eram de complicada utilização e os acelerados estilos de vida precisavam de uma maneira mais prática de ler as horas ;

Assim surgiu o relógio digital, que é atualmente o tipo de relógio onde a leitura é mais fácil.

3 Como se fazem relógios? – Relógios Digitais

O primeiro tipo de relógios inventados foi o relógio de sol, seguindo-se as clepsidras (relógios simples de água) e as conhecidas ampulhetas (relógios de areia) ;

Bem mais tarde foi inventado o primeiro relógio mecânico, pelo papa Silvestre II. Em 1500, Peter Henlein inventou o relógio de bolso ;

Como existiam poucas pessoas com relógio de bolso, este era considerado um item raro e luxuoso, sendo usado maioritariamente por membros da alta aristocracia ;

Mais tarde apareceu o relógio de pulso, que revolucionou totalmente o modo de ver o tempo e aumentou a utilização de relógios, tornando-os mais “vulgares”.

4 Como se fazem relógios? – Relógios Digitais

Um relógio digital é um tipo de relógio em que o tempo é exibido através de números, contrariamente ao analógico em que o tempo é demonstrado por ponteiros ;

Os relógios digitais são associados a unidades eletrónicas, mas a parte do “digital” refere-se à exibição, e não ao mecanismo de processamento ;

Em 1883, Josef Pallweber inventou o relógio digital de bolso. Em 1920, apareceu o primeiro relógio digital de pulso, com o mesmo mecanismo que o relógio deste inventor ;

Em 1970 surgiu o primeiro relógio de pulso digital com mostrador LED. O nome deste relógio era Pulsar, criado pela empresa “Hamilton Watch Company”.

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Os relógios digitais estão presentes em vários aparelhos eletrónicos, como os telemóveis, televisões, etc. ;

Os componentes essenciais que constituem os relógios digitais são a fonte de energia, os osciladores de quartzo (em alguns casos), os divisores, os contadores e os mostradores de LED’s, filamentos ou LCD´s ;

Os relógios digitais podem ser também alimentados de duas formas:

Corrente elétrica

Pilhas

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Nos relógios cuja fonte de energia é a corrente elétrica, esta fornece 60Hz, que é necessário transformar em 1Hz ;

Então usam-se 2 divisores: um divide por 6 (60Hz para 10Hz) e o outro divide por 10 (10Hz para 1Hz), obtendo 1 pulso elétrico por segundo ;

Depois temos os contadores, que contam os pulsos e transformam-nos em números, que são depois apresentados nos mostradores ;

Normalmente há 3 contadores, para as horas,

minutos e segundos ;

Quando o contador dos segundos chega a 60, este emite um pulso para o dos minutos. Quanto este último chega a 60, emite também um pulso para o contador das horas.

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A alimentação através do recurso a pilha é outra possibilidade. Estas convertem a energia libertada numa reação química em energia elétrica ;

Há dois grupos de pilhas: as primárias (cuja reação é irreversível,

logo não podem ser recarregadas) e as secundárias (que podem ser recarregadas) ;

Nos relógios digitais usamos pilhas primárias, que podem ser secas

ou alcalinas ;

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O oscilador de quartzo substitui a frequência da rede elétrica e está mais associado a equipamentos alimentados a pilhas/baterias;

O efeito piezoelétrico é um processo que consiste em aplicar tensão num cristal, neste caso de quartzo, produzindo uma corrente elétrica na sua superfície e fazendo o cristal vibrar a uma frequência bem definida;

A temperatura, tamanho e forma dos cristais são fatores que alteram a frequência de vibração destes;

A preocupação das empresas relojoeiras é ter um bom rácio entre o tamanho do cristal e a frequência de vibração, que não pode ser muito alta por causa do gasto energético.

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Existem 3 tipos de mostradores: os de LED, filamento e os de LCD.

Díodo foto emissor (LED):

O LED é um componente semicondutor que consegue transformar a energia elétrica em luz, ocorrendo esta transformação no estado sólido;

Este componente tem um terminal positivo e um

negativo. Dependendo de como seja polarizado, este vai permitir, ou não, a passagem de corrente elétrica e, consequentemente, a geração de luz.

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LCD (liquid cristal display): A utilização de LCD’s é muito frequente na indústria dos

computadores, televisões e relógios digitais;

Este tipo de mostradores usa uma tecnologia baseada na propriedade de certos cristais se poderem orientar segundo um campo elétrico;

Estes mostradores normalmente têm uma proteção de vidro ou plástico e, do lado de dentro, encontra-se o cristal num meio líquido; Elétrodos transparentes são eletrizados por uma corrente

elétrica e produzem um campo elétrico que permite a passagem de luz.

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Plástico nos relógios digitais: Os tipos de plásticos normalmente mais utilizados na composição

dos relógios digitais são, no visor, o PMMA, devido à sua semelhança com o vidro, e na estrutura os ABS ou os PP;

O plástico ABS é um termoplástico que tem uma elevada resistência térmica, química e à fadiga;

O PP (polipropileno) é um termoplástico produzido a partir da polimerização do gás propileno.

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O vidro: O vidro é obtido através de várias matérias-primas numa certa

proporcionalidade. Estas são a sílica (SiO2), carbonato de sódio (Na2CO3), carbonato de cálcio (CaCO3) e componentes que dão a coloração ao vidro;

Para fazer o vidro usado nos relógios usamos um processo a que se dá o nome de prensagem.

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O relógio em geral tem uma importância bem definida na sociedade mundial, que precisa do tempo para controlar melhor a vida;

O relógio digital é o tipo de relógio mais prático a nível de leitura, mas o seu funcionamento e criação são complexos.