Mọi thứ bạn cần biết về đồng hồ bấm giờ: Đồng hồ bấm giờ hoạt động như thế nào?

Đồng hồ bấm giờ hoạt động như thế nào?

Việc sử dụng đồng hồ bấm giờ với kim giây trung tâm là một quá trình vừa tinh vi vừa thanh lịch. Khi người dùng nhấn nút bấm, một cơ chế đòn bẩy bên trong được kích hoạt, khiến các bánh răng có răng cưa kết nối với nhau và bắt đầu chuyển động của kim bấm giờ. Nhấn nút lần nữa sẽ ngắt kết nối bánh răng cưa nhỏ hơn, dừng kim chính xác. Một bánh cóc dạng “lâu đài” (castle ratchet), với các răng hình bánh cóc và các phần nhô lên giống như “lâu đài”, khóa cơ chế lại để ngăn chặn sự di chuyển ngoài ý muốn. Khi nhấn nút lần thứ ba, bánh cóc và các đòn bẩy phối hợp để thả phanh và đặt lại cam hình trái tim, đưa kim trở về vị trí số 0 một cách mượt mà.  

Trong lĩnh vực chế tác đồng hồ, castle ratchet hoặc castle wheel là một bộ phận cơ khí quan trọng trong cơ chế bấm giờ (chronograph). Nó là một bánh xe có hình dạng đặc biệt, với các răng cưa (ratchet teeth) ở phía dưới và các phần nhô lên ở phía trên, trông giống như các tháp của một lâu đài – do đó có tên gọi “lâu đài”.

Hệ thống ly hợp ngang và dọc: Sự khác biệt, ưu điểm và nhược điểm là gì?

Bạn có thể nghe nhắc đến hệ thống ly hợp ngang và dọc của đồng hồ bấm giờ. Nhưng sự khác biệt kỹ thuật giữa chúng là gì, và liệu có hệ thống nào vượt trội hơn không?  

Nói một cách đơn giản, hệ thống ly hợp ngang hoạt động trên cùng một mặt phẳng với toàn bộ cơ chế bấm giờ. Trong hệ thống này, bánh xe trung tâm của bấm giờ thường được kết nối thông qua một ổ truyền động xoay. Ngược lại, trong hệ thống ly hợp dọc, bánh xe trung tâm của bấm giờ được kết nối trực tiếp và có thể chuyển đổi mặt phẳng nhờ các lò xo ma sát. Không thể nói hệ thống nào tốt hơn, nhưng có thể thấy hệ thống ly hợp ngang ít gặp lỗi hơn và đơn giản hơn về chức năng, trong khi hệ thống ly hợp dọc có ưu điểm là kết nối chính xác hơn. 

Cam hình trái tim – Thành phần cốt lõi

Trái tim của cơ chế bấm giờ chính là cam hình trái tim, một thành phần quan trọng được Adolph Nicole cấp bằng sáng chế vào năm 1862. Cam này không thể thiếu để đặt lại kim bấm giờ về số 0. Bản thân kim bấm giờ được gắn trên một bánh xe bằng đồng thau, xoay tự do trên trục trung tâm bên dưới ống kim đồng hồ. Bánh xe này có cạnh răng cưa mịn và được dẫn động bởi một bánh xe nhỏ hơn, cũng có răng cưa, gắn với bánh răng nối với bánh xe thứ tư. Các bánh xe này được thiết kế chính xác để đảm bảo kim bấm giờ hoàn thành một vòng quay quanh mặt số trong một phút.  

Bánh xe cột và cơ chế cam: Sự khác biệt, ưu điểm và nhược điểm là gì?

Dù bánh xe cột và cơ chế cam khác nhau về cấu trúc, chúng đều thực hiện cùng chức năng trên đồng hồ bấm giờ. Khi bộ máy sử dụng bánh xe cột, quá trình đo thời gian chính xác (bắt đầu/dừng/đặt lại) được điều khiển bởi bánh xe cột. Các đòn bẩy riêng lẻ được di chuyển đến vị trí cần thiết bằng cách cảm nhận các rãnh hoặc phần nhô trên bánh xe cột. Trong khi đó, cơ chế cam bao gồm một cam chuyển đổi có thể đặt ở ba vị trí khác nhau. Cả hai phiên bản đều đã tồn tại nhiều năm và đều đáng tin cậy trong hoạt động.  

Ba mặt số phụ trên đồng hồ bấm giờ là gì?

Thông thường, đồng hồ bấm giờ có mặt số “tricompax”, tức là ba mặt số phụ tại vị trí 3, 6 và 9 giờ, dù đôi khi cũng có mặt số “bicompax” với chỉ hai mặt số phụ. Quay lại vấn đề chính: ba mặt số phụ điển hình trên đồng hồ bấm giờ có thể hơi khác nhau tùy thuộc vào từng mẫu đồng hồ. Tuy nhiên, chúng luôn được dùng để đo các khoảng thời gian đã trôi qua. Thông thường, một mặt số phụ theo dõi số giây đã trôi qua sau khi kích hoạt bấm giờ, thường chạy liên tục hoặc bắt đầu khi bấm giờ được bật. Mặt số phụ thứ hai ghi lại số phút đã trôi qua, thường lên đến 30 hoặc 60 phút tùy thiết kế. Mặt số phụ thứ ba theo dõi số giờ, thường đo được tối đa 12 giờ, cho phép ghi lại các khoảng thời gian dài hơn.  

Tuy nhiên, cách bố trí của đồng hồ bấm giờ đôi khi có sự khác biệt. Hãy xem xét hai mẫu đồng hồ bấm giờ nổi tiếng nhất: Rolex Daytona và Omega Speedmaster (hay còn gọi là “Moonwatch”). Hai chiếc đồng hồ này có cách trình bày thang đo thời gian và mặt số phụ khác nhau.  

Rolex Daytona và Omega Speedmaster đều có chức năng bấm giờ với ba mặt số phụ, nhưng bố cục và cách trình bày của chúng khác nhau. Trên các mẫu Daytona hiện đại sử dụng bộ máy Calibre 4130, mặt số phụ tại 9 giờ theo dõi số giờ đã trôi qua, mặt số phụ tại 3 giờ đo số phút đã trôi qua, và kim bấm giờ trung tâm hình mũi tên theo dõi số giây đã trôi qua, sử dụng thang đo 60 giây quanh viền mặt số.

Ngược lại, Omega Speedmaster có bố cục hơi khác. Mặt số phụ tại 3 giờ hiển thị bộ đếm 30 phút, mặt số phụ tại 6 giờ theo dõi số giờ đã trôi qua (tối đa 12 giờ), và mặt số phụ tại 9 giờ dành cho giây chạy liên tục. Kim giây bấm giờ của Speedmaster được gắn ở trung tâm, lớn, nhọn và mỏng hơn kim giờ và phút, hoạt động cùng với thang đo tốc độ để tính toán tốc độ hoặc khoảng cách. Sự khác biệt chính nằm ở cách hai chiếc đồng hồ sử dụng mặt số phụ và kim giây trung tâm, với Daytona mang phong cách truyền thống hơn và Speedmaster nổi bật với kim giây bấm giờ trung tâm đặc trưng.

Cách đọc đồng hồ bấm giờ

Mặc dù có vẻ phức tạp do có nhiều cách bố trí khác nhau, việc đọc đồng hồ bấm giờ không quá khó để làm quen. Để đọc đồng hồ bấm giờ, trước tiên bạn cần kích hoạt chức năng bấm giờ bằng cách nhấn nút bấm, thường nằm ở cạnh bên của đồng hồ. Thao tác này sẽ khiến kim bấm giờ chính, thường là kim giây ở trung tâm, bắt đầu di chuyển. Kim bấm giờ sẽ quét quanh mặt số, ghi lại thời gian theo đơn vị giây. Các mặt số phụ thường được dùng để theo dõi phút và giờ. Mặt số phụ đếm phút, thường nằm ở vị trí 3 giờ hoặc 9 giờ, sẽ ghi lại số phút đã trôi qua kể từ khi bạn bắt đầu bấm giờ. Mặt số này thường tự đặt lại sau 30 hoặc 60 phút, tùy thuộc vào mẫu đồng hồ.

Nếu đồng hồ bấm giờ của bạn có mặt số đếm giờ, nó sẽ theo dõi các khoảng thời gian dài hơn. Để dừng đo thời gian, nhấn nút bấm một lần nữa, kim bấm giờ sẽ dừng lại tại điểm bạn dừng, hiển thị thời gian đã trôi qua tính bằng giây. Để đọc tổng thời gian đã trôi qua, chỉ cần nhìn vào vị trí của kim bấm giờ và các kim trên mặt số phụ để xác định thời gian tính bằng giây, phút và giờ.

Thang đo Foudroyante

Một tính năng bạn có thể bắt gặp trên đồng hồ bấm giờ là thang đo Foudroyante – khi bạn đã quen với thuật ngữ chế tác đồng hồ này, bạn chắc chắn đã trở thành một chuyên gia về đồng hồ bấm giờ! Foudroyante là một tính năng xuất hiện trên một số đồng hồ bấm giờ, thường được biểu thị bằng một mặt số phụ nhỏ với các số từ 0 đến 8. Kim trên mặt số phụ này hoàn thành một vòng quay mỗi giây, và khi di chuyển, nó cho phép người dùng đọc thời gian ở các đơn vị nhỏ hơn, như 1/8 giây. Chức năng chính xác này giúp tăng độ chính xác khi đo thời gian cho các sự kiện ngắn.

Ngoài 1/8 giây, một số mặt số Foudroyante còn được thiết kế để đo 1/4 hoặc 1/5 giây. Cơ chế Foudroyante đặc biệt hữu ích trong các ứng dụng thể thao hoặc khoa học, nơi cần đo thời gian chính xác đến từng phần nhỏ. Tính năng này  được phát minh và cấp bằng sáng chế bởi nhà chế tác đồng hồ Louis Moinet vào năm 1816.

Đồng hồ bấm giờ phi công

Đồng hồ bấm giờ phi công là những chiếc đồng hồ đo thời gian chính xác được thiết kế dành riêng cho các yêu cầu đặc thù của ngành hàng không, kết hợp giữa độ chính xác, tính năng và độ bền. Được tạo ra để trở thành công cụ thiết yếu cho phi công, những chiếc đồng hồ này có mặt số lớn, dễ đọc với các chữ số cỡ lớn và dấu hiệu tương phản cao, đảm bảo vẫn có thể đọc được trong điều kiện khó khăn của buồng lái.

Núm chỉnh giờ lớn cũng thường xuất hiện như một chi tiết lịch sử, gợi nhớ đến thời kỳ phi công đeo găng tay khi bay, giúp việc sử dụng đồng hồ dễ dàng hơn. Nhiều đồng hồ còn tích hợp các complication đặc biệt dành cho hoạt động bay, như đồng hồ bấm giờ flyback, thang đo tốc độ (tachymeter) đã đề cập trước đó, và múi giờ kép. Không chỉ là công cụ đo thời gian chính xác, đồng hồ bấm giờ phi công còn được xem như những “máy tính thủ công”; do đó, kết hợp giữa hình thức và chức năng, đồng hồ bấm giờ phi công đã trở thành công cụ phổ biến và thường mang tính biểu tượng để điều hướng cả bầu trời lẫn sự phức tạp của ngành chế tác đồng hồ hiện đại.

Chức năng Flyback

Chức năng flyback là điểm nổi bật của nhiều đồng hồ bấm giờ phi công, cho phép kim bấm giờ được đặt lại ngay lập tức chỉ bằng một lần nhấn nút, mà không cần dừng trước. Tính năng này đặc biệt hữu ích khi đo thời gian cho các thao tác hoặc ghi lại các khoảng thời gian trong chuyến bay. Thang đo tốc độ, thường được khắc trên vành bezel hoặc mặt số, giúp phi công tính tốc độ trên một quãng đường cố định, trong khi chức năng múi giờ kép hoặc GMT rất quý giá để theo dõi giờ địa phương và giờ điểm đến trên các chuyến bay đường dài. Đồng hồ Type XX của Breguet là đồng hồ bấm giờ đầu tiên có chức năng flyback, được giới thiệu theo yêu cầu của các phi công quân sự Pháp. Ngày nay, chức năng flyback thường được xem là một ưu điểm lớn của các đồng hồ bấm giờ hiện đại.

Đồng hồ bấm giờ flyback là một chức năng phức tạp tinh vi, giúp đơn giản hóa chức năng bấm giờ bằng cách đặt lại và khởi động lại chỉ với một lần nhấn nút. Không giống các đồng hồ bấm giờ thông thường, cần nhấn riêng để bắt đầu, dừng và đặt lại, cơ chế flyback tiết kiệm những giây quý giá, trở thành công cụ không thể thiếu cho các chuyên gia như phi công và thợ lặn, những người phụ thuộc vào thời gian chính xác cho các phép tính quan trọng. Một ví dụ về sự đổi mới này là mẫu RM011 ra mắt vào năm 2007, khi nhà chế tác đồng hồ Richard Mille giới thiệu một mẫu đồng hồ mới được phát triển cùng tay đua Felipe Massa. RM011 lấy cảm hứng từ kỹ thuật chính xác công nghệ cao của xe đua F1, được thiết kế để mang lại hiệu suất vượt trội trên đường đua.

Mọi đồng hồ bấm giờ flyback đều cần một kim flyback. Tuy nhiên, thuật ngữ “kim flyback” mang hai ý nghĩa trong chế tác đồng hồ. Chủ yếu, nó chỉ đồng hồ bấm giờ flyback, cho phép bấm giờ được đặt lại và khởi động lại ngay lập tức chỉ với một lần nhấn nút flyback, khác với đồng hồ bấm giờ truyền thống cần nhấn riêng để bắt đầu, dừng và đặt lại. Ngoài ra, thuật ngữ này còn mô tả chuyển động đặt lại nhanh của một đồng hồ bấm giờ thông thường hoặc bất kỳ kim nào có cơ chế retrograde – tức là quay trở lại vị trí ban đầu một cách tức thì. Đặc điểm này, được gọi là kim flyback, chuyển động flyback hoặc chức năng flyback, thể hiện sự chính xác và tinh tế trong kỹ thuật chế tác đồng hồ.

Vai trò của Breitling trong thế giới đồng hồ bấm giờ

Đồng hồ bấm giờ dành cho phi công là một cầu nối mượt mà để giới thiệu một nhân tố quan trọng khác trong lĩnh vực đồng hồ bấm giờ: Breitling. Thương hiệu này nổi tiếng với mẫu Navitimer, một trong những chiếc đồng hồ phi công được biết đến nhiều nhất trong ngành nhờ chức năng thước trượt (slide rule). Tuy nhiên, lịch sử của Breitling trong lĩnh vực đo thời gian chính xác còn vượt xa mẫu đồng hồ này. Đến nay, chúng ta đã đề cập đến những chiếc đồng hồ bấm giờ đeo tay đầu tiên với hệ thống nút bấm đơn (monopusher). Nhưng đồng hồ bấm giờ hai nút (dual pusher) đầu tiên trên thế giới lại bắt nguồn từ đơn xin cấp bằng sáng chế của Breitling vào tháng 10 năm 1933. Bằng sáng chế này bổ sung một nút đặt lại riêng biệt ở vị trí 4 giờ để tạm dừng và tiếp tục đo thời gian sự kiện, từ đó định hình bố cục điển hình của các đồng hồ bấm giờ ngày nay.

Dưới sự dẫn dắt của Willy Breitling, nhà sản xuất đồng hồ Thụy Sĩ này tiếp tục cho ra đời mẫu Chronomat, được thiết kế để trở thành “công cụ cho các nhà khoa học, nhà toán học, kỹ sư và doanh nhân”. Được cấp bằng sáng chế vào năm 1940, chiếc đồng hồ này cung cấp chức năng bấm giờ cho các phép tính phức tạp như nhân, chia, đo thời gian sản xuất, tính lãi suất, tỷ giá hối đoái, quy tắc tam suất và các phép tính hình học. Thực tế, chính từ mẫu đồng hồ bấm giờ Chronomat này mà chiếc Navitimer nổi tiếng ra đời. Bạn có thể tìm hiểu thêm về mẫu Navitimer trong bài viết của nhà sử học Breitling uy tín Fred Mandelbaum tại đây.

Đồng hồ bấm giờ bánh xe cột: Điều gì khiến chúng vượt trội?

Thành tựu lớn nhất của Breitling trong lĩnh vực đo thời gian chính xác hiện đại chắc chắn là bộ máy B01, được trang bị bánh xe cột (column wheel). Cũng giống như chức năng flyback, bánh xe cột là một đặc điểm được săn đón trong các bộ máy bấm giờ. Bánh xe cột điều khiển các hoạt động của cơ chế bấm giờ, bao gồm chức năng bắt đầu, dừng và đặt lại về zero. Cơ chế này bao gồm một bánh xe xoay có khía, đứng thẳng, với các răng cưa ở phía dưới và các cột dọc ở phía trên, hoạt động như một liên kết trượt để vận hành các đòn bẩy, cho phép đồng hồ bấm giờ thực hiện các chức năng của mình. Các đồng hồ bấm giờ có bánh xe cột thường được coi là những bộ máy tinh xảo hơn, không chỉ vì chúng mang lại cảm giác chính xác mà còn vì cảm giác bấm nút mượt mà, thỏa mãn khi người dùng thao tác.

Xem thêm:

• Mọi thứ bạn cần biết về đồng hồ bấm giờ: 1816 - Sự ra đời của cơ chế bấm giờ đầu tiên trên thế giới
• Frederique Constant Classic Tourbillon Manufacture Green: Sắc Xanh Thời Thượng Trong Tầm Tay