Funktionsweise DCF77-Uhrwerk

Dec 07, 2019 78 Replies
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Hallo Gruppe,



ich habe mal eine grundsätzliche Frage zu diesen 5-EUR DCF77-Uhrwerken, die in so Wanduhren überall verbaut sind. Falls es die Zeit zulässt möchte ich eines davon auf NTP konvertieren. Also die Elektronik komplett ersetzen, nur die Elektromechanik lassen.



Ich habe jetzt mal eines aufgemacht, angeschlossen und gemessen. So ganz schlau werde ich daraus nicht, habe aber von den Uhrwerken auch keine Ahnung.



Bei meinem Modell gehen zentral vier gepunktschweißte (?) Drähte zu einem unbeschrifteten Baustein, sieht aus wie ein kleiner 1 x 2mm großer IC. Wenn ich an den Beinchen messe, glaube ich dass ein Pin Vcc (1.5VDC) ist, einer GND, und zwei Signalausgänge (Hall-Sensor?). Beim Stellen sehe ich auf einem Signalpin im Sekundentakt etwas zappeln, auf dem anderen Signalpin sehe ich, wenn das automatische Stellen läuft, die meiste Zeit nur 0V aber das Uhrwerk geht intern dann in einen Modus, in dem über etwa 10 Sekunden langsamer "getaktet" wird und genau dann erscheinen da kurze Impulse, die jeweils von der Hightime immer länger werden (10ms dann 20ms).



Dann gibt es noch einen kleinen Elektromagneten mit zwei Anschlüssen, ich nehme mal an der "tickt" die Uhr dann eine Sekunde weiter.



Gibt es da eine Standardmethode wie dieser Sensor funktioniert bzw was der misst? Oder muss ich das spezifisch zu jedem Uhrwerk selber rausfinden?



Vielen Dank schonmal! Viele Grüße, Johannes


Anderer Ansatz: Elektronik drinnen lassen, in die Antenne ein getürktes DCF77 Signal einspeisen. Magnetisch durch weitere Ferrit-Antennenpule aus DCF77 Bausatz. Träger wäre mit passendem Quarz ( z.B. dem Filterquarz des Bausatzes ) leicht erzeugt. Die Modulation würde nichtmal 8 Bit Controller in HLL überlasten.

MfG JRD

Ich weiß es leider auch nicht, aber es würde mich auch interessieren.

Da man zu diesen Uhrwerken AFAIK keine besonderen Zeigersätze bekommt, sondern die für Quarzwerke nimmt, vermute ich, daß der Sensor optisch funktioniert (wenn ein Zifferblatt dran ist, muß man dort vermutlich ein kleines Loch machen) und detektiert, wenn ein Zeiger das Loch abdeckt, Lichtschranke, Helligkeitssensor oder sowas. Über die Übersetzung kann er rückschließen welcher Zeiger der Minutenzeiger, welcher der Stundenzeiger ist.

/ralph

Es gibt fertige DCF77-Simulatoren für Arduinos (kann man natürlich auch auf nackte Atmel-Chips schreiben):

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/ralph

Am 07.12.19 um 17:13 schrieb Johannes Bauer:

Meine erste DCF77 Uhr war nur ein Schaltplan voll mit 7400er Logikbausteinen, soweit ich mich erinnere waren da auch Schieberegister im Einsatz. Die Uhrzeit (Auch Monat, Tag) war dann auf 7 Segmentanzeigen sichtbar. Das gute an dieser Bauanleitung, das komplette DCF77 Übertragungsprotokoll war dort ausführlich erklärt.

Stört man damit nicht andere Empfänger?

Nur im unmittelbarsten Nahbereich

/ralph

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ausserirdische sind gesund

Hast du den Schaltplan noch? Wäre mal interessant.

Gerrit

Da müsste ich in meiner Zeitschriften Fundgrube nachsehen. Es war in der Elektronikschau (oder Radio Elektronikschau), Erb Verlag, Wien abgedruckt, Verfasser war, soweit ich mich korrekt erinnere Jemand von der Uni Innsbruck.

Einscannen wär kein Problem!

Mach mir nun einen Knopf ins Taschentuch, dmit ich nicht vergess ;-)))

PS: Du kannst mich auch per Mail erinnern - die beiden Mailadressen (so spassig sie auch aussehen) sind aktiv.

Hallo Ralph,

Du schriebst am Sat, 7 Dec 2019 17:34:14 +0100 (CET):

Loch schon, aber bei den Werken, die ich kenne, sitzt "das Loch" in ein paar Zahnrädern und gibt den Strahlengang für die Erkennung für bestimmte Zeigerstellungen frei, i.a. wohl bei 12:00 (oder 0:00).

Ja, eine Art Lichtschranke, diskret aufgebaut aus einer LED, einem Lichtleiter am Gehäuse und einer Fotodiode oder einem Fototransistor.

Das machen die Räder im Getriebe schon.

1983/84 gab es eine Bauanleitung in der DDR-Zeitschrift "Funkamateur". Der Autor hatte die Schieberegister seinerzeit mittels D-FlipFlops nachgebildet, evtl. gab es in seiner Gegend gerade keine Schieberegister, so was war ja "Normal" in der DDR. Beim Nachbau habe ich zum einen die Impulslogik per Karnaughplan optimiert (dadurch 1..2 7400 & Co. weniger) und je zwei D-FFs durch ein 7495 Schieberegister ersetzt. Die Stromversorgung machte trotzdem noch gut 1/3 des Gesamtvolumens aus.

Das liest sich wie die digitale Modulation mit der Zeit- und Datumsinformation. Wird jede Minute ab Sekunde 20 pulsängenmoduliert und im Sekundentakt übertragen.

Bei Zeigeruhren beobachte ich regelmäßig, dass die ihre halbe Batterie für minutenlanges Kurbeln verbrauchen, wenn die Zeit eingestellt wird. Unabhängige Steuerung von Stunden- und Minutenzeiger ist gewöhnlich Fehlanzeige. Evtl. haben die nur einen einzigen Sensor für die Position des Minutenzeigers, Reed-Relais oder so was?

Am 09.12.19 um 10:44 schrieb Chr. Maercker:

Das geht mir bei einigen Uhren auch auf den Geist, wenn diese nachts auf einmal zum rattern anfangen. Dürfte durch kurzen Senderausfall hervorgerufen sein. Wüsste die Uhrwerkslogik wo die Zeiger stünden, könnte diese das einfacher korrigieren.

AFAIK besitzen die Funk-Uhren mitunter auch einen Quarz für Ausfälle.

Mach aus dem 'mitunter' ein 'immer'. Batteriebetriebene Funkuhren schalten den Empfänger nur einmal (*) am Tag an und synchronisieren sich, den Rest der Zeit laufen sie als Quarzuhr. Heutige Quarzuhren sind genau genug, daß in 24h weniger als 1 sec. Abweichung aufläuft.

(*) Ja, manche auch zwei oder dreimal, aber nie durchgehend.

So hält die Batterie dann sehr lange. Bei mir im Bad steht so eine Uhr, gekauft 2002. Ist immer noch die Original-Batterie (AA, Zink-Kohle, kein Alkali) drin.

Alte Funkuhren wie die ACS-77 tun das nicht, bei denen läuft der Empfänger durchgehend. Dafür brauchen sie mehr Strom.

Gerrit

Das Original kam aus der Funkschau. Irgendwann in den Siebzigern. Dort hatten die SN74164 drin.

MfG hjs

Gerrit Heitsch wrote: [AFAIK besitzen die Funk-Uhren mitunter auch einen Quarz für Ausfälle.]

Bei manchen Funkuhren habe ich nicht den Eindruck. ;-)

ACK, bei den Eigenbauten mit TTL-ICs war der Luxus eines Quarzes nicht drin. Die waren hierzulande rar und teuer.

BTW: ich erinnere mich, dass das DFC77-Signal früher mit Allwellenempfängern hörbar war. Kürzlich hatte ich mal auf 77..78kHz reingehorcht und es war absolut nix zu hören, nicht mal ein Träger bei eingeschaltetem BFO. (Wie) empfangen die Uhren das Signal überhaupt noch? Die haben z.T. nur relativ einfache Geradeausempfänger, können gegen einen ordentlichen Allwellenempfänger also einklich nicht anstinken.

Hans-Juergen Schneider wrote: [Bauanleitung DCF77-Uhr in der DDR-Zeitschrift "Funkamateur"]

Das erklärt's. Der DDR-Autor hat die Schaltung ungeprüft übernommen. Seit wann etwa gibt es die 7495 Schieberegister in Ländern westlich des "eisernen Vorhangs"? Evtl. noch nicht zum Zeitpunkt der ursprünglichen Veröffentlichung? Oder noch zu teuer?

Und hier waren Quarze mit 32768 Hz schon immer sehr billig.

Die benutzt man inzwischen auch für komplett andere Anwendungen. Der RDA5807FP ist ein UKW-Radio-Chip (so ziemlich alles drauf, gesteuert über I2C) und verwendet einen solchen 32768 Hz Quarz.

Das ist alles schon länger alles auf einem IC integriert und sogar in Armbanduhren zu finden. Ich nehme an, das ist kein simpler Geradeausempfänger mehr.

Gerrit

Bei der Frequenz gehen Gradeausempfänger immer noch, warum er da am Allwellenempfänger nichts gehört hat wird wohl eher daran gelegen haben daß da keine passende Antenne dran war, oder der Bereich von Schaltnetzteilen oder anderen HF-Quellen so zugemüllt ist daß der DCF77 nicht mehr durch kommt.

Frank

Am 09.12.2019 um 10:44 schrieb Chr. Maercker:

Noch viel schädlicher bei Funkuhren: einmal pro Tag wird das Uhrwerk auf

12:00 vorgestellt, dann nach Funkzeit Ausschau gehalten, und dann wieder auf die aktuelle Zeit vorgestellt. Das sind 50% mehr Bewegungen als notwendig.

DoDi

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