DCF77 Uhr PL0045 Atomuhr
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© Harald Meißner [email protected] pic.haraldmeissner.de DCF77 Uhr PL0045 Atomuhr-Empfänger für PC Version 1.0 07.08.2013 DCF77 Uhr PL0045 Atomuhr-Empfänger für PC Inhaltsverzeichnis 1. Einleitung..................................................................................................................................... 2 2. Eigenschaften .............................................................................................................................. 2 2.1 Grundlegende Eigenschaften................................................................................................. 2 2.2 Optionale Eigenschaften........................................................................................................ 3 3. Schaltungsprinzip ........................................................................................................................ 3 4. Die RS232-Schnittstelle ............................................................................................................... 3 4.1 Hardware-Voraussetzungen.................................................................................................. 3 4.2 Die USB-to-Seriell-Bridge....................................................................................................... 3 4.3 Einstellungen des COM-Ports................................................................................................ 4 4.4 Hyperterminal ....................................................................................................................... 4 4.5 DCF77-Software..................................................................................................................... 5 5. Inbetriebnahme........................................................................................................................... 6 6. Hardware..................................................................................................................................... 7 7. Display-Kontrast und Helligkeit ................................................................................................... 8 8. Preise und Zubehör ..................................................................................................................... 8 9. Sicherheitshinweise und Garantie............................................................................................. 10 © Harald Meißner [email protected] pic.haraldmeissner.de 1. DCF77 Uhr PL0045 Atomuhr-Empfänger für PC Version 1.0 07.08.2013 Einleitung Mit dieser Schaltung kann der Zeitcode des Atomuhr-Zeitsignalsenders in Mainhausen bei Frankfurt empfangen, decodiert und an einen PC übertragen werden und dort automatisch als Systemzeit übernommen werden. Dadurch ist gewährleistet, dass auf dem PC immer die richtige Zeit angezeigt wird. Optional kann die Zeitinformation auch auf einem LCD-Display angezeigt werden. Die Schaltung funktioniert mit Display auch ohne PC-Verbindung. Ansicht des 1602-Displays 2. Eigenschaften 2.1 • Grundlegende Eigenschaften Offizielle Zeitinformation mit Auflösung 1 Sekunde, technisch bedingt (Signallaufzeiten o.ä. ) kann die Zeit um ca. 0,2 Sekunden von der offiziellen Zeitabweichen) • Verfügbare Zeitinformation: Jahr, Monat, Tag, Wochentag, Stunden, Minuten, Sekunden • Optischer Indikator für Spannungsversorgung und bei Empfang des Zeitzeichens (LED) • Serielle Schnittstelle via USB zur Übertragung der Zeitinformation an den PC • Software zum automatischen Stellen der PC-Zeit (einmalig oder kontinuierlich) © Harald Meißner [email protected] pic.haraldmeissner.de • 2.2 3. DCF77 Uhr PL0045 Atomuhr-Empfänger für PC Version 1.0 07.08.2013 Gangreserve bei Ausfall des Zeitzeichens auf dem optionalen Display Optionale Eigenschaften • Die Datenübertragung zum PC kann auch drahtlos via Bluetooth erfolgen • LCD-Display zur Anzeige der Zeitinformation auch ohne PC Schaltungsprinzip Der Zeitzeichenempfänger sendet die Zeitinformation in einem gewissen Format innerhalb einer Minute (s. z.B. http://de.wikipedia.org/wiki/DCF77 ). Die Zeitinformation wird decodiert und an einem PC-übertragen und/oder auf einem separaten LCD-Display angezeigt. Für den PC steht Software zur Verfügung, um die Systemzeit automatisch aktuell zu halten. Bei Empfang des Zeitsignals, der über eine LED angezeigt wird, steht die gültige Zeitinformation frühestens nach einer, spätestens nach zwei Minuten nach dem Einschalten der Versorgungsspannung zur Verfügung. Solange die Zeitinformation ungültig ist, wird die PC-Zeit nicht aktualisiert, die Zeit auf dem Display läuft über die interne Uhr aber weiter, allerding können sich bei längerem Ausfall des Zeitsignals Abweichungen zur Atomzeit ergeben. Wenn das Signal wieder zur Verfügung steht, erfolgt automatisch eine neue Synchronisation.. Bei gültiger Zeitinformation wird diese ca. zweimal pro Sekunde an den PC übertragen. 4. Die RS232-Schnittstelle Die Schaltung ist mit einer RS232-Schnuttstelle ausgestattet, die über einen USB-Port mit dem PC verbunden wird. Optional kann auch ein Bluetooth-Modul zur drahtlosen Verbindung verwendet werden. 4.1 Hardware-Voraussetzungen - PC mit Windows XP, Vista oder Windows 7. (Windows 8 noch nicht getestet) - freier USB-Port ab V 1.1/Bluetooth Empfangsmodul - freier COM-Port von COM1 – COM9 4.2 Die USB-to-Seriell-Bridge Da viele neue Computer keine klassische serielle Schnittstelle mehr haben und überdies für eine derartige Schnittstell ein Pegelwandler erforderlich wäre, wird die Schnittstelle mittels © Harald Meißner [email protected] pic.haraldmeissner.de DCF77 Uhr PL0045 Atomuhr-Empfänger für PC Version 1.0 07.08.2013 USB emuliert. Details finden Sie in der Dokumentation „Seriell-to-USB-Bridge“ (http://pic.haraldmeissner.de/USB_BRIDGE.htm) . 4.3 Einstellungen des COM-Ports Die Schnittstelle wird mit folgenden Parametern betrieben: Baudrate: 9600 Databits: 8 Stopbits: 1 Handshake: none 4.4 Hyperterminal Die Zeitdaten können mit jedem Programm zur Steuerung einer seriellen Schnittstelle, z.B. mittels eines Hyperterminal empfangen und angezeigt werden. Details entnehmen Sie bitte der Dokumentation „Hyperterminal“ (http://pic.haraldmeissner.de/Software/RS232/Hyperterminal.pdf) . Die Datei 16F876_9600.ht (http://pic.haraldmeissner.de/Software/RS232/16F876_9600.ht ) beinhaltet die gesamte Konfiguration der Schnittstelle. Allerdings erfolgt ohne weitere Software dann keine automatische Anpassung der Systemzeit. © Harald Meißner [email protected] pic.haraldmeissner.de DCF77 Uhr PL0045 Atomuhr-Empfänger für PC Version 1.0 07.08.2013 Ansicht DCF-Empfang im Hypertherminal mit Status-Anzeigen Befehle (werden direkt im Hyperterminal mit der Tastatur eingegeben): 1s: Ein- bzw. Ausschalter der DCF-Status-Infos im LCD-Display 1v: Anzeigen der Programm-Versionsnummer im LCD-Display 4.5 DCF77-Software Ich habe spezielle Software entwickelt, um die Zeitinformationen auf dem PC zu empfangen und die Systemzeit entsprechend einzustellen. Es kann in zwei Moden betrieben werden: 1. Kontinuierliches Zeit-Update: solange das Programm läuft und gültige Zeitinformation vorhanden ist, wird die Systemzeit ca. 2 x/Sekunde eingestellt 2. Das Programm wird gestartet, wartet bis eine gültige Zeitinformation vorliegt, stellt die Systemzeit entsprechend ein und schließt sich dann selbstständig Das Programm zeigt optisch den Betriebszustand an: Kein Zeitzeichen vorhanden, Zeitinformation ungültig Zeitsynchronisation im Gange, Zeitinformation ungültig © Harald Meißner [email protected] pic.haraldmeissner.de DCF77 Uhr PL0045 Atomuhr-Empfänger für PC Version 1.0 07.08.2013 Zeitinformation gültig Das Programm bitte in ein beliebiges Verzeichnis kopieren. Es ist keine Installation erforderlich. Aufruf mit DCF77.exe. Das Programm kann so eingestellt werden, dass Mit dem Button „Status“ können die DCF-Statusinformationen im optionalen LCD-Display anund abgeschaltet werden. D: DCF-Signal detektiert S: Synchronisation im Gange V: DCF-Zeit gültig *: gültiger Empfang für mind. 5 Sek erfolgt 1) .: DCF-Zeit gültig 2) 1) In den ersten 5 Sekunden einer neuen Minute verschwindet der Indikator auch, obwohl eine gültige zeit anliegt. 2) Die Status-Anzeige in der 1. Zeile kann über das USB-Interface aus- und eingeschaltet werden. Das Statussignal in der 2. Zeile nicht 5. Inbetriebnahme 1. Treiber für USB-to-TTL-Bridge installieren (s. Punkt 4.2) 2. USB-to-TTL-Bridge mit PC verbinden. Schaltung wird mit Spannung versorgt 3. Uhr auf Display startet mit 00:00:00 © Harald Meißner [email protected] pic.haraldmeissner.de DCF77 Uhr PL0045 Atomuhr-Empfänger für PC Version 1.0 07.08.2013 4. Gelbe LED des DCF-Empfängers leuchtet 5. nach einigen Sekunden blinkt die rote LED des DCF-Empfängers (kurzer Impuls 100ms oder längerer Impuls 200 ms) 6. Der DCF-Indikator „D“ wird angezeigt: DCF-Signal wird empfangen 7. falls die rote LED nur flackert, bitte Antenne drehen. Ferritstab senkrecht zur Richtung Frankfurt ausrichten 8. falls für mind. 5 Sekunden gültige DCF-Daten empfangen werden wird der „*“Indikator angezeigt. Das kann auch verwendet werden, um die Antenne auszurichten 9. wenn das erste Minuten-Signal des DCF-Senders empfangen wird, wird der „S“Indikator angezeigt: Synchronisation ist im Gange 10. wenn das gesamte DCF-Signal gültig dekodiert ist, wird der „V“-Indikator und der „.“-Indikator angezeigt: DCF-Zeit gültig Fall in irgendeinem Zustand kein gültiges DCF-Signal empfangen werden kann, startet der Prozess von vorn. Der „V“-Indikator verschwindet. Es wird eine intern generierte Zeit angezeigt, die allerdings bei längerer Abwesenheit des DCF-Signals von der wahren Zeit abweichen kann. Sobald das DCF-Signal wieder empfangen wird, synchronisiert die Uhr erneut. Das optionale Display wird jede Minute kurz initialisiert,d.h. das Display wird für ca. 100 ms gelöscht. 6. Hardware Anschlussmarkierung für den Zeitzeichenempfänger © Harald Meißner [email protected] pic.haraldmeissner.de 7. DCF77 Uhr PL0045 Atomuhr-Empfänger für PC Version 1.0 07.08.2013 Display-Kontrast und Helligkeit Auf der Platine des Multithermometers und auf der zweiten Anzeigeeinheit befinden sich zwei Potentiometer, mit dem der Display-Kontrast und dessen Helligkeit optimal eingestellt werden kann (s. Punkt 5.1). Helligkeit Kontrast Technische Änderungen vorbehalten. 8. Preise und Zubehör Die Basissaustattung der Schaltung beinhaltet: - DCF77-Platine PL0045 - DCF77-Empfänger - Serielle USB-Schnittstelle 23,00 € Folgender Zubehör ist erhältlich: - Aufpreis LCD-1602-Display für stationäre Zeitanzeige 5,00 € - Bluetooth-Modul (statt USB-Schnittstelle) 8,00 € - Steckernetzteil 5V (bei Verwendung Bluetooth-Modul oder als - Aufpreis Stand-Alone-Uhr;nicht erforderlich bei USB-Schnitstelle) 4,95 € Steuersoftware (DCF-77 Software ) gratis © Harald Meißner [email protected] pic.haraldmeissner.de DCF77 Uhr PL0045 Atomuhr-Empfänger für PC Version 1.0 07.08.2013 Da ich nicht alle Bauteile in größeren Mengen vorrätig habe, kann es zu Verzögerung durch die Beschaffung kommen. © Harald Meißner [email protected] pic.haraldmeissner.de DCF77 Uhr PL0045 Atomuhr-Empfänger für PC Version 1.0 07.08.2013 9. Sicherheitshinweise und Garantie Die vorgestellte Hard- und Software wurde gewissenhaft erstellt und geprüft. Dennoch kann keine Garantie für eine fehlerfreie Funktion in allen Einsatzbereichen gegeben werden. Eine Verwendung der Hard- und Software, insbesondere in sicherheitsrelevanten Bereichen, z.B. Schutz von Leben und Sachwerten, erfolgt somit auf eigene Gefahr. Aus dem Gebrauch der Hard- und Software können keine Garantie- und/oder Schadensersatzansprüche abgeleitet werden.
