Bauplan Schaltplan Funkuhr manipulieren - Tiny85 erzeugt DCF77 Signal
Als kleine Erweiterung zu der hier gezeigten DCF77 Software habe ich versucht, diese so abzuändern, dass damit die direkte Beeinflussung von einfachen Funkuhren möglich wird. Dieser Quellcode findet sich hier.

Bekannterweise wird das Zeitzeichensignal ja auf einer Frequenz von 77.5Khz übertragen. Also galt es zuerst, diese Frequenz möglichst genau zu erzeugen.

Leider lässt sich mit keinem handelsüblichen Mikrocontrollerquarz diese Frequenz durch Teilung mit einem Atmel Controller exakt erzeugen, also wurde ein kleiner Trick angewendet:

Wenn man einen 16MHz Quarz verwendet, ergibt sich ein benötigtes Teilerverhältnis von etwa 206,45. Dieses Teilerverhältnis kann man aber nicht einstellen. Stattdessen wird der Timer1 so konfiguriert, dass er eine Periode mit Teiler 206 und die nächste Periode mit Teiler 207 arbeitet. Hierfür wird der CTC-Modus des Timer1 verwendet, bei jedem Interrupt (etwa 77500 mal pro Sekunde) wird die Teiler-Einstellung geändert. Im Mittel ergibt sich auf diese Weise eine Frequenz von ziemlich genau den gewünschten 77.5kHz. Mit dem Frequenzzähler gemessen ergab sich noch eine kleine Abweichung nach oben, die durch einen Lastkondensator am Quarz praktisch genau kompensiert werden konnte.

Durch die hohe Anzahl an Interrupts pro Sekunde ist der Prozessor natürlich schon stark ausgelastet, die zur Berechnung des DCF Signals notwendigen Programmteile können aber trotzdem noch ausgeführt werden.

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Frequenz exakt getroffen.

Um nun die gewünschte Trägerabsenkung zu realisieren, wird dieses Signal über einen 270 Ohm und einen 22 Ohm Widerstand mit einem weiteren Ausgangspin verbunden, welcher im Takt des codierten Uhrzeit den 22 Ohm Widerstand nach Masse verbindet. Dies entspricht einem geschalteten Spannungsteiler, an dessen Ausgang nun das amplitudenmodulierte Trägersignal anliegt. Der Spannungsteiler hat ein höheres Verhältnis als die benötigten 1 zu 4, in Verbindung mit dem Innenwiderstand des Portpins ergibt sich aber dann etwa die gewünschte Pegelabsenkung auf 25 Prozent. Der Spannungsteiler wurde dabei recht niederohmig ausgelegt, damit einige Milliampere an Strom fliessen, die dann ein ausreichend starkes Magnetfeld erzeugen.


Der Schaltplan.

Das Zeitsignal mit Trägerabsenkung am Ausgang des Spannungsteilers R1/R2

Für einen ersten Test habe ich einfach einen ca 70cm langen Draht an den Ausgang des Spannungsteilers angeschlossen und die andere Seite über einen 3.3n Kondensator mit Masse verbunden. Damit fliesst ein kleiner Strom in dem Draht, welcher dann tatsächlich von einem handelüblichen 5 Euro Funkwecker empfangen werden konnte. Da dieser Draht mit einem Rechecksignal gespeist wird, ergeben sich natürlich auch deutliche Abstrahlungen in höheren Frequenzbereichen, es ist also darauf zu achten, dass keine anderen Funkdienste gestört werden. Die Schaltung sollte zudem nur immer sehr kurzzeitig betrieben werden

Die Reichweite betrug dabei etwa 50cm, für ein erstes Experiment ganz passabel.


Improvisierter Aufbau auf Steckbrett.
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Datenblatt Tiny85
Modul DCF77

Zweifelsohne könnte man das Trägersignal (nach ordnungsgemässer Oberwellen-Filterung über einen Tiefpass) mit einem einfachen Leistungsverstärker auch noch über wesentlich grössere Distanzen übertragen, was aber Aufgrund gesetzlicher Bestimmungen nicht erlaubt ist.

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