Wednesday 24 June 2020

Pengetahuan: Ketepatan Jam Mekanikal Bhg. 1

Terdapat institusi-institusi piawaian bebas yang menguji dan memberi pensijilan ketepatan perakam waktu kepada movement-movement jam tangan yang dipasarkan. Antaranya Contrôle Officiel Suisse des Chronomètres atau C.O.S.C. untuk movement dan jam tangan yang dikeluarkan di Switzerland dan Glashütte Observatory untuk jam tangan keluaran negara German. Untuk piawaian standard chronometer; ada ISO (International of Standard Organisation) rujukan ISO 3159-2009, DIN (Deutsches Institut für Normung, Germany), JIS (Japanese Industrial Standard), dan METAS Federal Institute of Metrology Switzerland. Bagaimana pula movement dan jam tangan yang tiada pensijilan? Benarkah jam-jam ini kurang ketepatan? Secara peribadi dan berdasarkan pengalaman ianya tidak benar. Bergantung kepada jenis movement yang digunakan, samada movement-movement yang digunakan adalah dari jenis factory regulated atau un-adjusted; ada di antara movement-movement ini mampu mencapai julat (range) ketepatan (nota: julat +/-saat sehari) menyamai piawaian yang digunakan oleh institusi-institusi berkenaan. Bagaimana ia boleh terjadi? Ikuti artikel asas pengetahuan penting mengenai ketepatan perakam waktu jam mekanikal yang wajib kita tahu. Artikel agak panjang dan dibahagi kepada dua bahagian. - thetick-thetick2020


Operasi Mainspring, Escapement, dan Regulator
Terdapat tiga bahagian utama pada movement jam tangan mekanikal yang menentukan ketepatan perakam waktu. Bahagian-bahagian ini saling bergantung antara satu sama lain. Ia dikenali sebagai timekeeping module. Bahagian-bahagian ini adalah power source, power distribution, dan regulator sebagaimana merujuk ilustrasi di bawah.

[A] Power Source
Sumber kuasa jam mekanikal datang dari gulungan mainspring yang membolehkannya beroperasi secara autonomi (autonomous power). Semakin ketat gulungan, semakin tinggi kuasa dan lajunya kuasa memacu. Apabila gulungan kendur, semakin rendah kuasa dan perlahannya kuasa memacu. Jika mainspring memacu secara konsisten selama mungkin sebelum jam terhenti, ia adalah sesuatu yang amat bagus. Ini adalah kerana apabila mainspring memacu dengan konsisten, ketepatan perakam waktu yang diregulasikan oleh regulator turut konsisten. Bagi mencapai kebolehan untuk bergerak secara konsisten, kelajuan pacuan kuasa yang dilepaskan oleh mainspring perlu dikawal menggunakan train wheels.

[B] Power Distribution
Jumlah dan saiz train wheels akan menentukan kawalan kelajuan kuasa pusingan dari mainspring barrel yang dilepaskan. Transmisi kuasa yang disalurkan melalui train wheels akan berhubung terus dengan regulator. Kuasa kelajuan masih dikawal bagi mendapatkan ketepatan perakam waktu. Ia dikawal oleh regulator untuk menentukan vibration atau tick-tock pada balance wheel. Ketinggian atau kelajuan kuasa yang dilepaskan akan menentukan jumlah vibration seperti 6 detik sesaat (6bps -21,600bph), 8 detik sesaat (8bps - 28,800bph), dan 10 detik sesaat (10bps - 36,000bph). 

[C] Regulator
Fungsi regulator adalah untuk mengawal ketepatan detik-detik (beat) perakam waktu yang terhasil dari pacuan berterusan oleh mainspring melalui train wheels. Ia melibatkan escapement wheel, pallet fork, dan balance wheel. Balance wheel adalah komponen utama pada setiap regulator. Ia boleh diregulasikan (adjustment) bagi menentukan kelajuan separa-pusingan kiri dan kanan (tick-tock) dan mengawal kelajuan escapement wheel yang memacu perakam masa. Escapement wheel adalah gear yang menggerakan perakam waktu melibatkan gear pada jarum saat, minit, dan jam (hours).

Jika kita merujuk kepada perkara-perkara di atas (timekeeping module), kita boleh rumuskan bahawa ketiga-tiga bahagian ini berhubung-kait bagi memberikan ketepatan pada perakam waktu. Maka kerana itu apabila jam diservis, semua bahagian timekeeping module perlu dibersih dan oiling bagi melancarkan pergerakannya.

Kesan Magnet, Graviti, dan Suhu Persekitaran
Apabila jam tangan mekanikal beroperasi, ia terdedah kepada 3 elemen persekitaran yang mampu mengganggu kelancaran timekeeping module. Gangguan ini akan menyebabkan ketepatan perakam waktu berubah-ubah. Kerana itu setiap jam tangan mekanikal mempunyai julat ketepatan tersendiri. Sebagai contoh, cepat +15 saat sehari dan lambat -10 saat sehari. Ketepatan merakam waktu akan berada antara julat -10 saat sehingga +15 saat sehari. Julat-julat ketepatan ini biasanya akan dimaklumkan oleh pengeluar untuk setiap movement jam tangan yang digunakan.

Kesan Magnet
Secara umum, kita terdedah kepada kesan magnet dipersekitaran. Kesan magnet ini terhasil dari aliran arus elektrik yang terdapat pada pendawaian dalam bangunan dan juga perkakasan elektrik yang kita gunakan. Jika di kawasan perlombongan mineral, kesan magnet amat tinggi. Memandangkan movement jam tangan diperbuat dari logam, kesan magnet ini mampu menyerap kepada setiap bahagian. Bahkan, kebanyakan logam yang digunakan adalah jenis bendalir (conductive material). Menyedari perkara ini, pembuat-pembuat movement telah memaksimakan penggunaan bahan-bahan yang anti-magnetic. Ada juga pengeluar yang menggunakan penutup bahan anti-magnetic yang dipasang pada movement dan kebanyakan pengeluar akan nyah magnet (demagnetize) setiap jam tangan semasa proses pengeluarannya.

Demagnetizer. Digunakan untuk nyah magnet pada jam tangan dan bahan-bahan logam.

Pengaruh Graviti Pada Balance Wheel
Balance wheel, sebahagian dari komponen regulator pada movement adalah bahagian yang paling banyak bergerak (vibration, contoh 28,800 separa pusingan kiri dan kanan satu jam). Ia berfungsi untuk mengawal ketepatan perakam waktu dan perlu bergerak secara konsisten dan stabil sepanjang masa. Namun apabila anggota tangan bergerak, jam tangan yang dipakai turut bergerak dan mengubah kedudukan balance wheel. Pengaruh dari graviti akan mengganggu kelancaran dan kestabilan pergerakannya. Kerana itu institusi-institusi yang mengeluarkan pensijilan ketepatan perakam waktu (chronometre) akan menguji setiap movement pada kedudukan tertentu. Mengikut C.O.S.C. ujian akan dibuat pada 5 kedudukan sementara Seiko menguji pada 6 kedudukan. Glashütte Observatory turut mengikut standard yang digunakan oleh Seiko. Ilustrasi berikut menunjukkan enam kedudukan di mana balance wheel dipengaruhi tarikan graviti. Pada kedudukan-kedudukan ini jugalah ketepatan pada movement-movement jam tangan diuji.
5 kedudukan + 1 kedudukan (6th position). Panah berwarna merah menunjukkan arah tarikan graviti (ke bawah). Pada setiap kedudukan, kesan graviti adalah berbeza. Setiap kedudukan mempunyai rakaman waktu yang berbeza dan mewujudkan julat ketepatan masa apabila jam beroperasi.

Kesan Suhu Panas dan Sejuk
Mengikut pengeluar jam tangan Seiko; disebabkan movement diperbuat dari logam, bahan logam ini akan sedikit mengembang (expand) dan menguncup (contract) apabila terdedah kepada suhu persekitaran yang panas dan sejuk. Apabila takat suhu panas agak tinggi, timekeeping module akan bergerak perlahan dan apabila suhu sejuk akan mempercepatkan pergerakannya. Antara bahagian yang paling terkesan pada suhu adalah balance wheel hairspring. Sifat fiziknya yang halus menyebabkannya mudah kembang apabila panas dan menguncup apabila sejuk. Pasti akan menggangu perakam waktu kerana ia adalah fungsi utama pada regulator. Kesan suhu ini bukan hanya diterima-pakai oleh Seiko bahkan industri pembuatan jam itu sendiri. Oleh kerana itu, institusi-institusi pensijilan chronometre akan menguji ketepatan setiap movement pada suhu tertentu, panas dan sejuk. Jika kita lihat pada movement-movement jam tangan mewah yang mendapat pensijilan; kita akan temui engraving seperti "Adjusted in 5 positions. Heat and Cold.". Ini bermakna movement tersebut telah diuji pada 5 kedudukan, pada suhu panas, dan suhu sejuk.

Seiko Cal. 9S54A digunakan pada model-model mewah Grand Seiko. Tidak seperti jenama-jenama besar Swiss, Seiko membuat adjustment pada 6 kedudukan dan suhu. Swiss Certified Chronometre hanya pada 5 kedudukan.
"Jam guna movement hi-beat lebih accurate dari low-beat? 10bps/36,000bph lebih bagus dari 8bps/28,800bph? Macam mana 6bps/21,600bph boleh dapat ketepatan yang sama dengan 10bps/36,000bph? Ikuti sambungan di bahagian kedua." - thetick-thetick2020

[Semak dan susun semula 14 Julai 2020]