پیش از ساعت قابل‌حمل
اندازه‌گیری زمان با پدیده‌هایی آغاز شد که تغییرشان قابل مشاهده بود. جای سایه در طول روز عوض می‌شد و ساعت‌های آبی با جریان تدریجی آب گذشت زمان را نشان می‌دادند. هر کدام محدودیتی داشتند. ساعت سایه‌ای به نور و موقعیت خورشید وابسته بود و در ساعت آبی باید جریان آب تا حد ممکن یکنواخت می‌ماند.
طرح‌های ساعت آبی جزری نشان می‌دهند که پیش از فراگیر شدن ساعت مکانیکی، مهندسان برای نمایش زمان از سازوکارهای پیچیده استفاده می‌کردند. تصویر زیر نسخه‌ای از طرح ساعت طاووس است که در سال ۱۳۱۵ میلادی از رسالهٔ جزری نسخه‌برداری شده. در اروپا هم تا نیمهٔ اول سدهٔ چهاردهم میلادی، ساعت‌های مکانیکی وزنه‌دار در بعضی شهرهای ایتالیا به برج‌های عمومی راه پیدا کردند. این ساعت‌ها زمان را برای یک شهر اعلام می‌کردند و هنوز وسیله‌ای شخصی به حساب نمی‌آمدند.
تاریخ ساعت‌های اولیه در مؤسسهٔ ملی استاندارد و فناوری آمریکا · پیدایش ساعت‌های مکانیکی عمومی
فنر اصلی و تولد ساعت قابل‌حمل
در ساعت‌های مکانیکی بزرگ، وزنه‌ای که به‌آرامی پایین می‌آمد به چرخ‌دنده‌ها نیرو می‌داد. وقتی ساعت از دیوار یا برج جدا می‌شد، این راه‌حل دیگر مناسب نبود. فنر اصلی جای وزنه را گرفت. با کوک کردن، فنر جمع می‌شود و انرژی را در خود نگه می‌دارد. سپس هنگام باز شدن، نیرو را به چرخ‌دنده‌ها می‌رساند. به این ترتیب منبع انرژی به اندازه‌ای کوچک شد که بتوان آن را داخل ساعت قرار داد.
موزهٔ متروپولیتن نمونه‌های ساعت فنری قابل‌حمل را تا حوالی ۱۴۵۰ میلادی دنبال می‌کند و شکل‌گیری ساعت شخصی را احتمالاً به ایتالیا در حدود سال ۱۵۰۰ نسبت می‌دهد. ساعت‌سازان مناطق آلمانی‌زبان هم در گسترش این فناوری سهم مهمی داشتند. نسبت دادن اختراع ساعت به یک نفر، از جمله پیتر هنلاین، از شواهد تاریخی فراتر می‌رود. ساعت منقوش به تاریخ ۱۵۳۰ در موزهٔ والترز نمونه‌ای از ساعت‌های به‌جاماندهٔ آن دوره است.
کوچک شدن موتور فقط برای حمل آسان نبود. ساعت می‌توانست داخل یک شیء زینتی جا بگیرد. طرح انگشتر ساعت‌دار که در سال ۱۵۶۱ در لیون چاپ شد، نمونه‌ای از این پیوند میان زمان‌سنجی و جواهرسازی است.
پژوهش مت دربارهٔ ساعت‌های اولیهٔ اروپا · ساعت ۱۵۳۰ در موزهٔ والترز
چرا دقیقه‌شمار اهمیت پیدا کرد؟
کوچک کردن ساعت مشکل انرژی را حل کرد، اما دقت مسئلهٔ دیگری بود. فنر اصلی در ابتدای کوک نیروی بیشتری دارد و با باز شدن ضعیف‌تر می‌شود. اگر نیرو بی‌وقفه به چرخ‌دنده‌ها برسد، عقربه‌ها با سرعت مناسب حرکت نمی‌کنند. سازوکار گریز، چرخ‌دنده‌ها را در فاصله‌های منظم آزاد می‌کند و به تنظیم‌کنندهٔ ساعت ضربه‌های کوچک می‌رساند.
در سال ۱۶۷۵، کریستیان هویگنس طرح فنر مارپیچیِ چرخ تعادل را منتشر کرد. فنر به چرخ کمک می‌کرد پس از هر حرکت به سمت وضعیت میانی برگردد و نوسانش منظم‌تر شود. این تغییر باعث شد نمایش دقیقه در ساعت‌های شخصی کاربرد بیشتری پیدا کند. ساعت یوهانس فان کولن، تصویر ابتدای این راهنما، نمونه‌ای از به‌کارگیری زودهنگام این فناوری است. نمونه‌های پیش از این تحول گاهی فقط ساعت و نیم‌ساعت را نشان می‌دادند.
از دریانوردی تا تولید کارخانه‌ای
زمان دقیق روی دریا ارزش دیگری داشت. دریانورد می‌توانست ساعت محلی را با زمانِ یک مبدأ مقایسه کند و از اختلاف آن‌ها برای محاسبهٔ طول جغرافیایی کمک بگیرد. شرط این بود که ساعتِ مرجع در سفر و در شرایط متغیر، زمان را به‌خوبی نگه دارد.
جان هریسون پس از تجربه با زمان‌سنج‌های بزرگ‌تر، به طراحی کوچک‌تری روی آورد. زمان‌سنج دریایی H4 او در ۱۷۵۹ تکمیل شد. این نمونه نشان داد که شکل نزدیک به ساعت جیبی هم می‌تواند مبنای یک ابزار دقیق دریایی باشد. ساخت چنین زمان‌سنجی دشوار بود و گسترش ساعت شخصی به شیوهٔ دیگری برای تولید نیاز داشت.
در دههٔ ۱۸۵۰، شرکت ساعت‌سازی آمریکایی والتام موتور ساعت را برای ساخت ماشینی با قطعات قابل‌تعویض بازطراحی کرد. وقتی قطعه‌ها با اندازه‌های استاندارد ساخته می‌شدند، دیگر لازم نبود برای هر ساعت از ابتدا و جداگانه جفت شوند. این تغییر به افزایش تعداد ساعت‌های ساخته‌شده، پایین آمدن هزینه و ساده‌تر شدن جایگزینی قطعه‌ها کمک کرد.
زمان‌سنج دریایی هریسون در موزه‌های سلطنتی گرینویچ · نمونهٔ اولیهٔ والتام در اسمیتسونین
چطور ساعت از جیب به مچ رسید؟
در ساعت جیبی، قاب و حلقه برای حمل در جیب یا آویختن با زنجیر مناسب بودند. ساعت مچی نیاز دیگری را برطرف می‌کرد. کاربر می‌توانست بدون بیرون آوردن ساعت و در حالی که دست دیگرش مشغول بود، زمان را ببیند. برای این نوع استفاده، اتصال بند، اندازهٔ قاب و خوانایی صفحه به بخشی از طراحی ساعت تبدیل شدند.
آرشیو برگه سفارش ساعت مخصوص مچ برای کارولین مورا، ملکهٔ ناپل، را در ۱۸۱۰ و تحویل آن را در ۱۸۱۲ ثبت کرده است. در سال ۱۹۰۴، لویی کارتیه برای خلبان آلبرتو سانتوس‌دومون ساعتی ساخت که خواندن زمان را در پرواز آسان می‌کرد. هر دو نمونه در تاریخ ساعت مچی مهم‌اند و به نیازهای متفاوتی پاسخ می‌دادند.
در جنگ جهانی اول، نیاز به هماهنگی زمانی در میدان، استفاده از ساعت مچی را گسترش داد. نمایش زمان در یک نگاه، کاربردی بود که از موقعیت‌های خاص به زندگی روزمره راه یافت. با جا افتادن این فرم، طراحی قاب و بند برای نوع استفاده اهمیت بیشتری پیدا کرد و بعدها مدل‌های رسمی، ورزشی و حرفه‌ای به نیازهای متفاوتی پاسخ دادند.
سفارش ثبت‌شدهٔ کارولین مورا در آرشیو برگه · سانتوس در تاریخ کارتیه · زمان و هماهنگی در نمایشگاه اسمیتسونین
کوارتز، نمایش دیجیتال و ساعت هوشمند
در قرن بیستم، برق هم به ساعت مچی راه پیدا کرد. یکی از نمونه‌های مهم، آکیوترون بولوا در ۱۹۶۰ بود که از دیاپازون فلزیِ مرتعش استفاده می‌کرد. گام بعدی استفاده از کریستال کوارتز به‌عنوان مرجع زمان بود. سیکو آسترون 35SQ را در ۲۵ دسامبر ۱۹۶۹ به بازار عرضه کرد. آسترونِ اولیه عقربه داشت و مدار الکترونیکی و یک موتور کوچک حرکت آن‌ها را کنترل می‌کردند.
صفحه‌های دیجیتال شکل نمایش را هم تغییر دادند. ساعت دیجیتال پولسار در ۱۹۷۲ زمان را با نمایشگر نوری نشان می‌داد که با فشردن دکمه روشن می‌شد. نمایشگرهای کم‌مصرف‌تر به مرور امکان نمایش پیوسته و افزودن قابلیت‌هایی مانند تقویم و زنگ را فراهم کردند.
ساعت‌های متصل، مانند اپل‌واچ که عرضهٔ آن در ۲۰۱۵ آغاز شد، این مسیر را با حسگر و ارتباط با تلفن ادامه دادند. ساعت مچی امروز می‌تواند یک ابزار مکانیکی ساده، یک زمان‌سنج الکترونیکی یا دستگاهی برای اعلان‌ها و ثبت فعالیت روزانه باشد. این تنوع از تفاوت در تأمین نیرو، تنظیم زمان و شیوهٔ نمایش می‌آید.
آکیوترون و پولسار در تاریخ ساعت‌های الکترونیکی · تاریخچهٔ آسترون سیکو · اعلام عرضهٔ اپل‌واچ
یک ساعت مچی امروزی چطور ساخته می‌شود؟
ساخت ساعت از تصمیم دربارهٔ نوع موتور، اندازهٔ قاب و کاربری شروع می‌شود. قطر موتور جای عقربه‌ها، موقعیت دسته‌کوک و ابعاد صفحه را محدود می‌کند. اگر ساعت تاریخ‌نما داشته باشد، پنجرهٔ تاریخ هم باید دقیقاً مقابل حلقهٔ تاریخ روی موتور قرار بگیرد. برای همین طراحی قاب، صفحه و موتور به هم وابسته‌اند.
- ساخت قطعات. صفحه‌ها، چرخ‌دنده‌ها و اجزای نگهدارندهٔ موتور با تلرانس‌های مشخص ساخته می‌شوند. قاب، شیشه، صفحه و عقربه‌ها هم جداگانه آماده می‌شوند.
- مونتاژ موتور. در ساعت مکانیکی، فنر و چرخ‌دنده‌ها در کنار تنظیم‌کننده نصب می‌شوند. در ساعت کوارتز، کریستال، مدار و اجزای محرک یا نمایشگر کنار هم قرار می‌گیرند.
- تنظیم و کنترل اولیه. عملکرد موتور و نرخ حرکت آن بررسی می‌شود. در بعضی فرایندها، دقت موتور پیش از نصب در قاب هم جداگانه اندازه‌گیری می‌شود.
- صفحه، عقربه و قاب. ساعت‌ساز صفحه و عقربه‌ها را در جای درست می‌گذارد. مجموعه داخل قاب می‌نشیند و واشرها، دسته‌کوک و درِ پشت نصب می‌شوند.
- آزمون ساعت کامل. عملکرد عقربه‌ها، تنظیم زمان و قابلیت‌هایی مانند تاریخ بررسی می‌شوند. آزمون‌های دیگری مانند آب‌بندی به مشخصات مدل و روش سازنده بستگی دارند.
یک نمونهٔ قدیمی و یک ساعت امروزی ممکن است از نظر دقت یا نوع انرژی فرق زیادی داشته باشند، اما هر دو به منبع انرژی، سازوکاری برای اندازه‌گیری زمان و راهی برای نمایش آن نیاز دارند. برای مقایسهٔ دقیق این روش‌ها، راهنمای انواع موتور ساعت را بخوانید.
فرایند ساخت و مونتاژ در استودیوی شینشو · کنترل دقت موتور پیش از قاب‌گذاری