Interne Uhr Microcontroller

Christian schrieb:
> Kann mir jemand sagen, umwieviel Sekunden die innerhalb eines Jahres
> falsch geht

Nein, das kann keiner.

Erstens weiß du selber nicht, wie genau dein angeschlossener Quarz ist, 
zweitens mußt du auch damit rechnen, daß dein µC irgendwann mal 
abstürzt, weil du irgend etwas nicht ganz richtig programmiert hast, 
drittens mußt du auch mal eine Störung oder einen Netz-Aussetzer mit 
einplanen.. und und und.

W.S.

AtMega32
Betriebsspannung 5V

Wollte nur wissen ob es im Sekundenbereich liegt oder ob es Minuten, 
Tage oder Wochen sind

Benutze im Moment ein 20mhz Quarz.

Ein 32768khz wäre wahrscheinlich auch besser

Percy N. schrieb:
> Das kommt darauf an, wie gut Du kalibrierst.

Die Ganggenauigkeit hängt in keiner Weise vom Kalibrieren ab.
Im Gegenteil, durch das Kalibrieren stellst du nur die Abweichung fest, 
welche dann wiederum durch das Justieren möglichst beseitigt werden 
sollen.

Die beiden Begriffe "Kalibrierung" und "Justierung" werden gern 
verwechselt. Dazu Wiki:

"Ein Abgleich oder eine Justierung kann im Anschluss an eine
Kalibrierung und eine Konformitätsprüfung erfolgen (wenn z. B.
die festgestellte Abweichung unzulässig hoch ist), ist aber
nicht zwingender Bestandteil. Nach jeder Justierung muss eine
erneute Kalibrierung stattfinden, weil durch die Änderung am
Messgerät eine vorher durchgeführte Kalibrierung bedeutungslos wird."

https://de.wikipedia.org/wiki/Kalibrierung

Nimm mal diesen Uhrenbaustein als Beispiel. Der hat einen internen Quarz 
mit Temperaturkompensation und ist vergleichsweise genau.

https://datasheets.maximintegrated.com/en/ds/DS3231.pdf

Der Baustein hat eine Genauigkeit nach Datenblatt von 2ppm (parts per 
million). Das ist schon wirklich gut. Das heißt: Nach einer Million 
Sekunden gibt es eine Maximalabweichung von 2s.

Ein Jahr hat 86400*365=31'536'000s, also etwa 32 Millionen Sekunden. 
Heißt also 64s Maximalabweichung nach einem Jahr oder etwa eine Minute.

Übliche Quarze für Microcontroller etc haben eine Genauigkeit von 
10...50ppm, wenn sie spezifikationsgemäß betrieben werden.

fchk

Percy N. schrieb:
> Unter den anzunehmenden optimalen Bedingungen passiert so etwas nicht.

Unter den anzunehmenden optimalen Bedingungen werden die Autowerkstätten 
arbeitslos, denn dann bleibt kein einziges Auto unterwegs liegen... ;-)

Christian schrieb:
> Benutze im Moment ein 20mhz Quarz.
>
> Ein 32768khz wäre wahrscheinlich auch besser

Das ist falsch.

Das besondere an Uhrenquarzen besteht darin, daß man damit sehr 
stromsparende Uhren bauen kann. Das ist alles.

Das Stabilitäts-Maximum hat du bei einem fertigen TCXO im Bereich von 
8..14 MHz - wenn du nicht massive Geschütze wie OCXO auffahren willst.

Aber es ist eigentlich alles nicht wirklich nötig. Besorge dir nen RTC 
von Seiko-Epson, zB RTC8564. Der mit einem 0.22F Goldcap versorgt, ist 
das beste, was du dir mit eher kleinem Geld leisten kannst.

W.S.

Manche µP lassen es zu, einen Uhrenquarz anzuschließen. Hauptsächlich 
eine Frage der Quarzgenauigkeit bzw. Stabilität.
Ein externer, normaler Quarz mit möglichst großer Stabilität. Auch hier 
eine Frage der Quarzgenauigkeit bzw. Stabilität.

Welchen Quarz Du auch immer nutzt, einer der Marke: "Trunkener Seemann" 
lässt sich nachträglich nicht "nüchtern" machen.

Beide "Grundgenauigkeiten" lassen sich erhöhen, wenn eine rechnerische 
Korrektur vorgenommen wird. Bleibt aber die Frage: Woher kommt die 
Referenzzeit für den Abgleich?

Die Grundfrage: Welche Genauigkeit brauchst Du und eine realistische 
Einschätzung der Annahmen, kann Dir niemand abnehmen. Laien liegen hier 
oft weit ab vom sinnvoll machbaren.

fchk schrieb:

> Übliche Quarze für Microcontroller etc haben eine Genauigkeit von
> 10...50ppm, wenn sie spezifikationsgemäß betrieben werden.

Ja, aber man kann diese Genauigkeit allein mit Software nochmal massiv 
verbessern.

Dieser Baustein, sieht sehr interessant aus?


https://datasheets.maximintegrated.com/en/ds/DS3231.pdf

Wie wird da die Uhrzeit gestellt über den I2C?

W.S. schrieb:
> Christian schrieb:
>> Benutze im Moment ein 20mhz Quarz.
>>
>> Ein 32768khz wäre wahrscheinlich auch besser
>
> Das ist falsch.
>
> Das besondere an Uhrenquarzen besteht darin, daß man damit sehr
> stromsparende Uhren bauen kann. Das ist alles.

Anmerkung: Wobei imho allerdings auch dies für einen konkreten 
Anwendungsfalls mit einem spitzen Bleistift nachzurechnen ist: Niedriger 
Stromverbrauch für lange Zeit vs. hoher Stromverbrauch für kurze Zeit.

Btw, ein weiterer Vorteil von Uhrenquarzen besteht darin das ihre 
Frequenz eine Zweierpotenz ist. Das erspart einem aufwendige Rechnungen 
(welche bei Verwendung einer MCU aber auch kaum mehr ins Gewicht 
fallen).

Vermutlich dort, wo es auch ATmega32 gibt, die mit 20 MHz spezifiziert 
sind (statt mit 16).

Wenn du ein Blue-Pill Board verwendest, hast du µC und Uhr in einem 
Chip. Das ist billiger, als einen AVR + RTC zu kombinieren.

> Wie wird da die Uhrzeit gestellt über den I2C?

Falls das I2C stört, den gibt es auch für SPI als DS3234S, der ist 
allerdings etwas größer (mit neun(!) 'N.C.').

Erwin D. schrieb:
> Die beiden Begriffe "Kalibrierung" und "Justierung" werden gern
> verwechselt.

Dazu Wiki: https://de.wikipedia.org/wiki/Korinthenkacker

W.S. schrieb:
> Das ist falsch.
>
> Das besondere an Uhrenquarzen besteht darin, daß man damit sehr
> stromsparende Uhren bauen kann. Das ist alles.

Stimmt so nicht.
Der übliche 32kHz Uhrenquartz ist mit 20ppm i.A. genauer als ein 
Megahertzquartz der eher 50ppm besitzt.

Natürlich sind temperaturstabilisierte oder ofengeheizte Oszillatoren 
noch genauer.

Joachim B. schrieb:

> c-hater schrieb:
>> Ja, aber man kann diese Genauigkeit allein mit Software nochmal massiv
>> verbessern.
>
> und wenn man sie auf Temperatur hält Quarzofen dann macht auch Sommer
> und Winterbetrieb bzw. abweichende Raumtemperatur nicht mehr viel
> Unterschied.

Du hast scheinbar nicht alle Implikationen verstanden. Ich meinte 
natürlich auch (und gerade) die Temperaturkompensation, neben der 
Kompensation des Grundfehlers.

Joachim B. schrieb:

> doch doch ich habe es verstanden kann aber besser Hardware als Software
> und würde eben eher eine Quarzheizung bauen als permanent den Controller
> umflashen um den Korrekturfaktor anzupassen, das überlasse ich den
> Softis.

OMG. Schonmal was von Lookup-Tabellen gehört?

Geflasht wird nur einmal, beim Abschluss der Kalibrierung. Nämlich genau 
diese Tabelle und der Skalarwert für den Grundfehler. Danach wird die 
Tabelle und der Skalarwert nur noch gelesen.

fchk schrieb:
> Nimm mal diesen Uhrenbaustein als Beispiel. Der hat einen internen Quarz
> mit Temperaturkompensation und ist vergleichsweise genau.

Wozu braucht man bei stabilen 20C einen Baustein mit 
Temperaturkompensation?

Michael B. schrieb:
> Sauschlacht

Guten Appetit!

Michael B. schrieb:
> Externer Quartz: Leidlich (1 Stunde)

Das verwechselst du wohl mit einem deutlich billigeren Resonator, wie er 
auf vielen Mikrocontrollerboards an Stelle eines Quarzes verbaut ist.

Sachtmal Leute, spinnt ihr?

Hier wurde nach 4mal am Tag Messwerte übertragen gefragt und ihr kommt 
mit Ofenquarzen an? Das ist mal wieder typisch dieses Forum: Kollosal am 
Thema vorbeidiskutiert.

@TO: Ich löse es bei meiner Wetterstation so, dass der Atmega mit einem 
32kHz Uhrenquarz synchronisiert wird, dabei aber auf internem 8MHz Takt 
läuft.

Die mögliche Gangabweichung von mehreren Minuten pro Jahr wird 
korrigiert, indem der Empfänger im nRF24L01 Acknowledge die aktuelle 
Zeit zurückgibt.

Ein Fensterthermometer löst es anscheinend so, dass es auf die täglichen 
Temperaturmaxima und Minima synchronisiert. Das ist zwar kurzzeitig sehr 
ungenau, bleibt aber im jährlichen Verlauf immer im Tagesrhythmus.

W.S. schrieb:
> Aber es ist eigentlich alles nicht wirklich nötig. Besorge dir nen RTC
> von Seiko-Epson, zB RTC8564. Der mit einem 0.22F Goldcap versorgt, ist
> das beste, was du dir mit eher kleinem Geld leisten kannst.

Na na na.
TCXO mit 0,5ppm gibts für etwa 1..2EUR. 0,5ppm sind etwa 16s/a.
KT2520K26000ACW18TAS

rgds

S. R. schrieb:
> Man kann auch die Netzfrequenz als Normal heranziehen. Die
> Kurzzeitstabilität ist zwar eher mäßig (dürfte aber nur selten mehr als
> ein paar Minuten abweichen), die Langzeitstabilität jedoch hervorragend.
>
> Um 4x am Tag was zu tun, reicht das vollkommen aus.

Korrekt. Aber der Aufwand die Netzfrequenz vernünftig zum Controller zu 
bringen ist etwas höher. Am einfachsten wäre ein kleiner Trafo zur 
Stromversorgung und da die Netzimpulse zusätzlich ableiten. Will aber 
keiner mehr da die USB-Wandwarze heute schick ist :(

rgds

Eine Echtzeituhr ohne Akku kostet fast nichts auf eBay. Ich habe dort 
drei Stück für zusammen 1,50€ erstanden. Also 0,50€ pro RTC. Bei den 
Kosten lohnt sich eine Diskussion über theoretisches hätte, wenn, und 
aber, doch gar nicht mehr.

MaWin schrieb:
> Stimmt so nicht.
> Der übliche 32kHz Uhrenquartz ist mit 20ppm i.A. genauer als ein
> Megahertzquartz der eher 50ppm besitzt.

Du wirfst hier was durcheinander. Die nominelle Abweichung des Quarzes 
als solchem ist das Eine, die Beschaltung der Rest. Der Einfluß der zwei 
Kondensatoren am Quarz ist beim Uhrenquarz weitaus größer als bei einem 
AT-Schnitt mit einigen MHz. Ich hab hier grad so eine kleine Designuhr 
stehen, die geht am Tag mehr als 5 Sekunden vor, weil eben einer der C's 
nicht ganz stimmt (0402) und es gibt keinen Trimmer drin. Bei 
Uhrenquarzen geht es über alles viel hochohmiger zu als bei handfesten 
Quarzen auf höheren Frequenzen. Da macht schon allein der Versuch, nen 
Frequenzzähler anschließen zu wollen, unlösbare Probleme, sofern man 
nicht einen Ausgang des Teilers zugänglich hat.

W.S.