Eine funkgesteuerte Uhr mit einem lokalen Zeitsignal zum Laufen bringen

Ist es möglich, funkgesteuerte Uhren (sogenannte "Atom"-Uhren, wie https://www.amazon.co.uk/Wall-Clocks-Radio-Controlled/s?ie=UTF8&page=1&rh=n%3A376322011 %2Cp_n_feature_keywords_browse-bin%3A1249834031 ), um mit einem beliebigen (lokalen) Zeitsignal statt mit dem Standardzeitsignal zu synchronisieren (dh MSF in Großbritannien, WWVB in den USA oder eine beliebige Anzahl anderer Zeitsignalstationen auf der ganzen Welt)?

Aus meiner Sicht würde dies zwei Teile umfassen:

a.) Einstellen des Funkempfängers in der Einheit, um auf einer anderen Funkfrequenz eines lokal bereitgestellten Zeitsignals statt auf der Standardfrequenz zu hören

b.) Senden Sie das gewünschte Zeitsignal im erwarteten Format auf dieser Frequenz.

Ich habe mir den Signalstandard angesehen und denke, dass ich mit einer Handvoll Komponenten ein Signal senden könnte, wie es hier http://www.npl.co.uk/upload/pdf/MSF_Time_Date_Code.pdf beschrieben wird und ein Arduino. Allerdings bin ich mir nicht sicher, wie ich an die Einstellung des Empfängers wie unter a.) beschrieben herangehen würde - oder ob es einen besseren Ansatz gibt, den ich wählen könnte? (oder andere Fehler in meinem Plan, die ich nicht berücksichtigt habe), und mein Google-fu hat keine nützlichen Ressourcen hervorgebracht, die darauf hindeuten, dass andere dies in der Vergangenheit erreicht haben. Ich fragte mich, ob ich überhaupt die Frequenz ändern müsste oder ob die Erzeugung eines lokalen Signals auf derselben Frequenz genügend Leistung hätte, um das offizielle Zeitsignal zu "überschreiben". Jeder Tipp wäre dankbar!

Um meinen Zweck weiter zu erklären; Ich versuche nicht, die Genauigkeit zu verbessern - ich versuche, eine beliebige lokale "Stoppuhr" -Zeit zu senden und anzuzeigen, die nichts mit der tatsächlichen aktuellen Zeit zu tun hat. (Aus dem klärenden Kommentar des Fragestellers)

Die Hauptfrage ist, warum sich die Mühe machen? Sie können die Genauigkeit der bestehenden Standardzeitsignale nicht verbessern. WWWB kann in den meisten Teilen der Vereinigten Staaten zuverlässig empfangen werden. Welche Vorteile gibt es in Ihrem System.
1) Link zum Produkt funktioniert nicht 2) Es hängt vom Produkt ab, ob es "hackbar" ist, nur die Leute, die es entwickelt haben, können es Ihnen mit Sicherheit sagen. Vielleicht hat es ein (Masken-)ROM, damit jede Einstellung für immer in das System "eingebrannt" wird. 3) Es wäre viel einfacher, eine eigene Funkuhr zu bauen und sie empfangen zu lassen, was Sie wollen. 4) Es ist Ihnen möglicherweise nicht gestattet, Zeitsignale zu senden, selbst wenn es für Ihren eigenen Gebrauch ist!
@Barry - Entschuldigung - ich habe meinen Zweck nicht erklärt; Ich versuche nicht, die Genauigkeit zu verbessern - ich versuche, eine beliebige lokale "Stoppuhr" -Zeit zu senden und anzuzeigen, die nichts mit der tatsächlichen aktuellen Zeit zu tun hat.
@Bimpelrekkie - 1.) Entschuldigung, das wurde verstümmelt. Ich habe kein bestimmtes Produkt im Sinn - aber der allgemeine Typ ist einer von amazon.co.uk/Wall-Clocks-Radio-Controlled/… . 2.) In der Tat. Ich schätze, ich suchte nach Vorschlägen, wie ich feststellen könnte, ob ein bestimmtes Produkt "hackbar" ist, bevor ich Dutzende verschiedener Einheiten kaufe und sie auseinandernehme. 3.) Ich bin mir nicht sicher, ob es das tun würde - habe das in der Vergangenheit versucht und die interne Uhrmechanik ist sehr fummelig! 4.) Wenn ich es im 433-MHz-Bereich mache, brauche ich keine Lizenz?
Sie werden eine typische Funkuhr nicht "einstellen", um auf 433 MHz zu empfangen. Sie müssen den Empfänger vollständig ersetzen. Die Taktsignale werden typischerweise auf einer niedrigen Frequenz ausgestrahlt. Deutschland verwendet 77 kHz - es gibt keine Möglichkeit, einen Empfänger so einzustellen, dass er ein 433-MHz-Signal empfängt.
Sie hätten wahrscheinlich mehr Glück, wenn Sie die Antenne entfernen und ein sehr schwaches Signal mit der ursprünglichen Frequenz einspeisen, wahrscheinlich über einen winzigen Serienkondensator. Stellen Sie jedoch sicher, dass kein Teil Ihres Generators strahlen kann, um andere zu stören.
Wenn ich es im 433-MHz-Bereich gemacht habe, sollte ich keine Lizenz benötigen? Tatsächlich ist 433 MHz eines der "freien" ISM-Bänder, Sie können es ohne Lizenz verwenden. Vielleicht nutzen Sie 433 MHz bereits für Ihren Autoschlüssel, Garagentoröffner oder Ihre Wetterstation.
@ChrisStratton – das ist eigentlich eine geniale Idee! Ich bin mir ziemlich sicher, dass ich das richtige Übertragungssignal erzeugen kann, also kann ich diesen Ausgang einfach direkt anstelle des Taktantennensignals einspeisen, wodurch die Notwendigkeit entfällt, die Empfängerfrequenz überhaupt einzustellen. Das einzige potenzielle Problem, das bleibt, ist, wie von glen_geek erwähnt, dass sich die Uhr möglicherweise nur periodisch an das empfangene Signal anpasst, aber das kann sich von Einheit zu Einheit unterscheiden. Danke - ich bin auf dem Weg zu experimentieren!
Wenn Sie von einer analogen Uhr mit Zifferblatt und Zeigern sprechen, wäre es nicht am einfachsten, die Elektronik in Ruhe zu lassen und den Stundenzeiger auf eine der 12 Stunden des Zifferblatts zu bewegen? RC-Uhren in den USA verfügen normalerweise nur über vier Zeitzonenoptionen, sodass sie nicht außerhalb der 48 zusammenhängenden Bundesstaaten verwendet werden können und keine Zeiten anderswo auf der Welt anzeigen können, z. B. UTC / GMT. Wenn ich jedoch den Stundenzeiger lösen, ein paar Stunden vorstellen und wieder auf die Welle drücken würde, sollte die Uhr in der Lage sein, die Zeit für jede Stadt auf der Erde genau anzuzeigen.

Antworten (3)

Diese kommerziellen Produkte lassen sich nur sehr schwer für andere Zwecke anpassen:

  • Die Datenraten sind sehr langsam, oft ein Bit pro Sekunde.

  • Uhren "aktualisieren" oft nur periodisch (einmal pro Stunde? ein paar Mal pro Tag?)

  • Die Betriebsfrequenz ist sehr genau, vielleicht quarzgesteuert.

  • Hochintegriert für niedrige Kosten.

Ich bin größtenteils mit WWVB vertraut und habe einen Mikrocontroller so programmiert, dass er sein 60-kHz-Signal empfängt. Das Projekt ist für Anfänger nicht zu empfehlen.

Die Datenübertragung per Funk über kurze Entfernungen ist ein häufiger Wunsch, der von HF-Modulen bedient wird ... der Sender akzeptiert digitale Eingaben und der Empfänger gibt eine digitale Kopie aus. Stellen Sie sicher, dass die Betriebsfrequenz und -leistung für Ihre Region geeignet sind.

Punkt 2 macht dies eher unmöglich als sehr schwierig
Bei Punkt 2 bin ich mir allerdings nicht so sicher. Nach meinem Verständnis werden sie im Wesentlichen jedes Mal aktualisiert, wenn sie einen vollständigen Frame mit korrekten Prüfsummen erhalten, was höchstens einmal pro Minute geschieht.
@pipe Einige schalten den Funkempfänger tagsüber aus, wenn Rauschen und Ausbreitung schlecht sind, um Batteriestrom zu sparen.
Danke für die Antworten und Kommentare. In der Tat wäre Punkt 2 ein Killer, an den ich nicht gedacht hatte. Aus dem Datenblatt, das ich verlinkt habe, beginnt die erste Sekunde der Minute mit einer Periode von 500 ms bei ausgeschaltetem Träger, um als Minutenmarkierung zu dienen. Die anderen 59 (oder ausnahmsweise 60 oder 58) Sekunden der Minute immer Beginnen Sie mit mindestens 100 ms 'aus' und enden Sie mit mindestens 700 ms Träger.
@AlastairAitchison Verfügbar sind Nur-Empfänger- Module mit Ferritantenne, die für Ihre Zwecke geeignet erscheinen (Produktwerbung ist hier verboten). Sie würden einen Mikrocontroller benötigen, um die Impulsbreiten zu decodieren und einen mechanischen Uhrmechanismus anzutreiben. Diese Empfänger liefern einen Impulsausgang, solange Sie Gleichstrom anlegen.

Sie könnten auf der Standardfrequenz senden oder die Uhr hacken, um eine andere zu empfangen.

Wie weit möchten Sie zu dieser Uhr übertragen?

Wenn es nur ein Zoll oder so ist, können Sie möglicherweise mit so geringer Leistung senden, dass Sie das nationale Signal zur Uhr übertönen können, und so wenig Leistung haben, dass Sie die Nachbarn oder die FCC nicht verärgern. Jede Antenne wäre bei diesen Frequenzen im Nahfeld, und so würde eine gut ausgerichtete, fast direkte Kopplung mit dem Ferritstab der Uhr praktisch keine EM-Strahlung aussenden.

Wenn Sie versuchen, Zähler zu übertragen, wäre dies in jeder Gerichtsbarkeit illegal. Sie müssten eine Kraft einsetzen, die die Zeitmessung Ihrer Nachbarn durcheinanderbringt und den Zorn der Telekommunikationsbehörden herabsetzt.

Was das Hacken einer Uhr betrifft, so ist es ein Fall von Open One und siehe da. Ältere Uhren sind möglicherweise besser und haben eher einen separaten HF-Bereich mit Audiomodulationsausgang. Wenn ich heutzutage einen entwerfe, wäre ich vielleicht geneigt, etwas Cleveres zu tun, indem ich die HF direkt nach ein wenig abgestimmter Verstärkung subsample und so den Demodulator in Silizium vergrabe. Wenn Sie die Modulation lokalisieren können, sollte es ein Kinderspiel sein, mit dem Ausgang Ihres 433-MHz-Garagentoröffners zu fahren. Testen Sie es jedoch zuerst direkt mit Ihrem Arduino.

Möchten Sie, dass die Uhr tatsächlich eine Funkwanduhr ist oder wie eine aussieht oder nur wie eine Uhr aussieht? Mit einem Display und einem Arduino könnten Sie eine Uhr schreiben und sie mit Ihrem Garagentoröffner-Empfänger ausstatten, und Sie sind fertig.

Danke für die Antwort. Nein, ich möchte nicht, dass es tatsächlich eine Uhr ist , die die Zeit anzeigt - ich möchte eine Uhr, die so gesteuert werden kann, dass sie einen beliebigen Wert anzeigt, der als HH:MM codiert werden kann. Um es klar zu sagen, ich spreche hier von einer "analogen" Uhr mit Stunden- und Minutenzeigern. Wenn ich eine Digitaluhr erstellen würde, würde ich natürlich nur einen 7-Segment-Anzeigeblock mit dem Arduino verdrahten und fertig :) Ich dachte, dass es einfacher wäre, die Elektronik einer vorhandenen funkgesteuerten Uhreneinheit zu modifizieren Anstatt mit winzigen Zahnrädern herumzuspielen, die erforderlich sind, um meinen eigenen Mechanismus herzustellen, aber vielleicht auch nicht!
Ja, Subsampling des 60-kHz-Analogeingangs (in Mikrocontroller-AD) nach etwas Verstärkung und Selektivität ist möglich. Bringt einen einfachen 8-Bit-Mikrocontroller an seine Grenzen - es ist kein einfaches Projekt. Eine 433 MHz pulscodierte (OOK) Funkverbindung ist viel einfacher. In jedem Fall muss OP noch einen mechanischen Anzeigemechanismus antreiben.

Um es klar zu sagen, ich spreche hier von einer "analogen" Uhr mit Stunden- und Minutenzeigern. Wenn ich eine Digitaluhr erstellen würde, würde ich natürlich nur einen 7-Segment-Anzeigeblock mit dem Arduino verdrahten und fertig :) Ich dachte, dass es einfacher wäre, die Elektronik einer vorhandenen funkgesteuerten Uhreneinheit zu modifizieren Anstatt mit winzigen Zahnrädern herumzuspielen, die erforderlich sind, um meinen eigenen Mechanismus herzustellen

Bei dieser Klarstellung des Ziels sollte darauf hingewiesen werden, dass die meisten "analogen" Uhren elektrischer Natur tatsächlich einen kleinen unidirektionalen Einzelspulen-Schrittmotor verwenden, um das Räderwerk anzutreiben. Die Spule wird in einem geeigneten Intervall gepulst, das von einem Quarzkristall (oder vielleicht bei netzbetriebenen Modellen die Netzfrequenz) geteilt wird. Dies trifft in der Regel überall zu, von Ladenmodellen mit AA-Batterien bis hin zu Modellen, die Sie möglicherweise in einer Schule finden, die ein kabelgebundenes Signal von einer Hauptuhr empfangen.

Aufgrund ihrer digitalen Schrittmotornatur ist es durchaus möglich, den elektromechanischen Mechanismus von Ihrem eigenen Impulskreis statt vom Original anzutreiben. Viele Leute haben dies genutzt, um ihre eigenen Versionen der berüchtigten "Lord Ventinaris Uhr" aus Terry Prachetts Scheibenwelt-Romanen zu erstellen. Bei dieser Anwendung wird die Uhr mit einer unregelmäßigen Rate gepulst, die Zuschauern Unbehagen bereiten soll, aber die Anzahl der Pulse wird verfolgt und gesteuert, so dass die durchschnittliche vorgerückte Zeit über längere Zeiträume korrekt ist.

Ein solcher Mechanismus hätte natürlich eine maximale Schrittrate, aber wenn diese bestimmt und eingehalten wird und durch sorgfältiges Zählen der gesendeten Impulse, sollten Sie in der Lage sein, die Hände durch die Verwendung von fast jeder kleinen MCU in beliebige Positionen zu führen. Dies wird viel einfacher sein, als zu versuchen, ein falsches Zeitreferenzsignal zu erzeugen, um auf ähnliche Weise die Zeiger einer funkreferenzierten Uhr durch ihre vorhandene Elektronik zu führen. Es ist vielleicht möglich, dass zur Unterstützung von selbsteinstellenden funkreferenzierten Modellen Mechanismen vorhanden sind, die höhere Schrittraten als gewöhnliche unterstützen, aber selbst in diesem Fall wird es einfacher sein, die Antriebselektronik auszutauschen und den leistungsfähigeren Mechanismus zu nutzen , als zu versuchen, den Mechanismus anzutreiben, indem man die Elektronik mit einem falschen Referenzsignal täuscht.

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