Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Simpler Mutteruhrersatz


von Julian H. (juhecomp)


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Hallo,

ich habe hier seid kurzem eine Bahnhofsuhr liegen, und möchte diese nun 
zu Weihnachten verschenken. Allerdings muss ich dafür eine Mutteruhr 
bzw. einen Ersatz einer solchen einbauen. Ich habe jetzt durch 
ausprobieren herausgefunden, dass der Minuten- und Stundenzeiger einen 
Minütlichen 12V Impuls benötigen bei dem die Polung mit jedem mal 
wechselt. (+ / - )
Ich bin im Bereich der Mikrocontroller noch totaler Anfänger deswegen 
wollte ich eine ganz einfach Schaltung bauen.
Da man die Uhr Manuell mit Rädchen einstellen kann habe ich mir gedacht, 
dass ich kein Funkuhrmodul (DCF77) benötige. Stimmt das?
Ich dachte mir am einfachsten müsste es ja mit einer if Schleife, einem 
delay und einer Variable, die mit jedem Schritt um 1 erhöht wird und 
nach 59 auf 0 springt gehen, wenn ich zusätzlich noch Prüfe ob die 
Variable gerade oder ungerade ist könnte ich doch mit einer H-Brücke das 
richtige Relais schalten.
Soweit zu meinen Überlegungen. Allerdings weiß ich nicht ob das 
überhaupt so funktioniert und ob es genau genug ist.

Könnt ihr mir Helfen?


Viele Grüße Julian

von Volker R. (pcl86)


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Hallo Julian,

diese Nebenuhren genannten "Schaltwerke mit Zeigern" anzusteuern ist 
ganz einfach.

Vor einem Jahr habe ich so ein Ding geschenkt bekommen und eine 
primitive (aber tadellos funktionierende) Ansteuerung gebaut.
Stellen der Uhr funktioniert mit einem Taster, Uhr läuft quarzgenau mit 
einer Abweichung von weniger als 1 Min im Jahr.
Leider war ich wie immer zu faul, einen Schaltplan zu zeichnen.
Wenn du am WE noch Interesse hast, melde dich, gerne schicke ich dir 
eine Handskizze des Schaltplänchens und eine Software für einen AVR 
(muss erstmal schauen, was ich eingabaut hab....)

Gruß
Volker

von Julian H. (juhecomp)


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Hey Volker,

das ist ja super vielen Dank für die schnelle Nachricht und natürlich 
hab ich Interesse.
Ich schreib dir eine PN mit meiner EMail Adresse.

Gruß
Julian

von Peter D. (peda)


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Such mal in der Codesammlung, da gibts das schon.


Peter

von Julian H. (juhecomp)


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@Peter:
Wenn du die Mutteruhr - Nebenuhrsteuerung mit AVR von Christian Koch 
meinst, die habe ich schon gesehen aber ich dachte es gibt vielleicht 
eine einfachere Methode.
Danke trotzdem für den Tipp

von Rolf N. (rolfn)


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Vielleicht findest Du hier Anregung: 
http://www.elektronik-labor.de/AVR/Mutteruhr.html

...Rolf

von Kurt (Gast)


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Das Einfachste ist eine Standard CMOS-Schaltung.

Wie man mit Standard-CMOS-Gattern einen Quarzoszillator
baut und wie man mit Standard-CMOS-Zählern die Frequenz
herunterteilt ist Mio-fach im Netz zu finden.

Das Signal mit 1/120 Hz muss man direkt (Q) und
invertiert (Q!) an diese Schaltung führen.

          (+12V)
             |
             |
           |<
Q---|10k|--|  T1 BC237
           |\
             |    -----
             +---|L-Uhr|--+
             |    -----   |
           |/            === +
Q!--|10k|--|  T2 BC237   --- Elko
           |>             |
             |            |
             |            |
            ---          ---

Der Kapazitätswert des Elkos ist so auszuwählen, dass er
bei 12 V genug Energie speichern kann, um den Zeiger sicher
zu bewegen. Der doppelte Wert wird dann fest eingebaut.

von Kurt (Gast)


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T2 muss natürlich ein BC337 (npn) sein

von Knut B. (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite


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DCF77 ist insofern schöner, da die Sommer/Winterzeitumstellung entfällt 
;-). Habe für einen Freund auch mal sowas gebastelt, siehe Schaltplan...

von Knut B. (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite


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Und das Board.

von bob (Gast)


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Moin,

wer nicht unbedingt Platinen selbst ätzt oder Lochraster/streifen 
schätzt kann das auch mit "Standard"-Pollinmodulen realisieren.

Das ist dann modular und kann auch für verschiedene andere Zwecke 
genutzt werden.

Als "Mainboard" kommt entweder
810 038 ATMEL Evaluations-Board Version 2.0.1 - Bausatz
oder
810 046 Funk-AVR-Evaluations-Board
zum Einsatz.

benötigt wird dann ein 40pol Flachbandkabel z.b. aus dem Fundus 
ehemaliger IDE-Kabel

dazu je nach Gusto und Komfort
entweder
810 067 Bausatz Atmel-EVA 4-fach Sub-D-Adapter (Achtung, enhält 2 
Layoutfehler an der 40pol Wanne) +
entsprechendes Kabel 720 139 Sub-D-Verbindungskabel, 25-polig, 2x 
Stecker, 1:1, 1,8m
oder
810 053 Bausatz ATMEL Addon-Board V1.0

was nun noch fehlt ist die Brückenschaltung, hier bietet sich an:
810 027 Schrittmotorplatine-Bausatz

Ggf. geht auch eine Minimal-Konfiguration mit folgender Kombination:
oben genannte Schrittmotorplatine und 810 024 
"8-Kanal-IR-Fernbedienungs-Bausatz IR8", indem man den 2313 "umwidmet".

Der Preisrahmen bewegt sich dann zwischen knapp 20 Euro und in der 
Luxusausführung bei 55 Euro.

Die Schrittmotorplatine wird einfach als Brückenschaltung verwendet, mit 
der Platine lassen sich auch Bahnhofsuhren mit Suchzeiger oder separatem 
Sekundenanschluss über die 2. Hälfte steuern.
Für die Ansteuerung der Uhr kann man auch den Kühlkörper weglassen.

Bei Verwendung des "SUB-D Adapters" kann man das ganze noch um eine 
Relaiskarte erweitern um sich eine/n "Bahnhofswecker oder -schaltuhr" zu 
bauen.

von Hannes L. (hannes)


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bob schrieb:
> mit "Standard"-Pollinmodulen realisieren

Seit wann sind Pollin-Bausätze Standard? Mir ist kein Pollin-Bausatz 
bekannt, der (wirklich) sinnvoll und fehlerfrei entwickelt wurde. Nur 
weil die Platinen schön industriell grün aussehen sind sie noch lange 
nicht optimal.

...

von Knut B. (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite


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Trotzdem kann man sich freuen, dass Pollin diese Aktion macht und vielen 
Neueinsteigern günstige Plattformen bietet. Man sollte halt immer etwas 
Fädeldraht liegen haben ;-).

von Hannes L. (hannes)


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Knut Ballhause schrieb:
> Trotzdem kann man sich freuen, dass Pollin diese Aktion macht und vielen
> Neueinsteigern günstige Plattformen bietet. Man sollte halt immer etwas
> Fädeldraht liegen haben ;-).

Ja sicher doch! - Nur lasse ich mir nicht einreden, dass dies "Standard" 
sei. Jedes einzelne Ding hätte man ohne finanziellen Mehraufwand 
bedeutend besser machen können.

Gruß in die halbe City...

...

von Knut B. (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite


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Hannes Lux schrieb:
> Nur lasse ich mir nicht einreden, dass dies "Standard"
> sei.

Natürlich nicht. Ich glaube der Poster meinte "Standard-Pollin"-Teile, 
also den Begriff an sich. Gruß in die Nähe der Landeshauptstadt :)...

von Uhrenbesitzer (Gast)


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von Frank B. (frank501)


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Ich behaupte mal, es geht auch ohne Mikrocontroller.
Ein Quarzoszillator und ein Teiler reicht vollkommen aus. Dann muß man 
nur noch eine einfache Treiberstufe dran hängen.
Sowas gibt es als Plan hier :
http://www.suessbrich.info/elek/ErsatzMutteruhr.html

Frank

von Harald W. (wilhelms)


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Frank B. schrieb:
> Ich behaupte mal, es geht auch ohne Mikrocontroller.
> Ein Quarzoszillator und ein Teiler reicht vollkommen aus. Dann muß man
> nur noch eine einfache Treiberstufe dran hängen.
> Sowas gibt es als Plan hier :
> http://www.suessbrich.info/elek/ErsatzMutteruhr.html
>
> Frank

Ja, vor allen die Treiberstufen von Frank und Kurt sind sehr praktisch
und bauteilsparend. Es muss eben nicht immer eine teure H-Brücke sein.
Gruss
Harald

von MaWin (Gast)


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> T2 muss natürlich ein BC337 (npn) sein

Seit wann ist der BC337 das Gegenstück zum BC237,
nicht mal der BC327 als PNP würde passen, und über
10k können die schon lange nicht durchgeschaltet werden.
Entweder BC307 oder BC547/557 oder BC327/BC337.
und möglichst so eine Schaltung um shoot thru
zu verhindern:

       +12V
        |
    +--|< NPN
    |   |E
Q --+   +--Motor--Elko-- GND
    |   |E
    +--|< PNP
        |
       GND


>  Habe für einen Freund auch mal sowas gebastelt, siehe Schaltplan...

Diese Vollbrücke kann nicht mir Q/Q Dauerpulsen eines
Zählerflipflops ansteuern werden, sondern darf jeweils nur
kurz jeweils einen Eingang aktivieren.
Die Lösung mit nur einer Halbbrücke und dem Elko ist schlauer,
weil sie vo alleine den Puls erzeugt und viel weniger Aufwand
benötigt.

von Knut B. (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite


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Frank B. schrieb:
> Ich behaupte mal, es geht auch ohne Mikrocontroller.

Natürlich, wenn man kein DCF77 braucht.

Harald Wilhelms schrieb:
> Es muss eben nicht immer eine teure H-Brücke sein.

4x BC847/857: 24Cent
8 Widerstände: 8Cent
4 Dioden:     16Cent
Summe:        48Cent

Wow, teuer...

von Knut B. (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite


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MaWin schrieb:
> Die Lösung mit nur einer Halbbrücke und dem Elko ist schlauer,
> weil sie vo alleine den Puls erzeugt und viel weniger Aufwand
> benötigt.

Ist schon richtig. Allerdings ist die Länge des Pulses durch die 
Hardware vorgegeben und muss für die betreffende Uhr angepasst werden. 
Eine Vollbrücke erlaubt bei entsprechender Ansteuerung beliebige 
Pulslängen oder -Variationen bei zum Beispiel schnellem Vorlauf zwecks 
Stellen.

von Julian H. (juhecomp)


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Vielen Dank für die zahlreichen Antworten.
Allerdings kann ich sie nicht ganz sortieren, da manche über eine Lösung 
mit Polin Boards schreiben andere über eine Umsetzung ohne 
Mikrocontroller, die ich mir leider nicht vorstellen kann, da ich ja 
einmal den Impuls jede Sekunde brauche und dann genau bei Sekunde 60 
einen weiteren davon "unabhängigen" Impuls für die Minuten.

Diesen Mutteruhrersatz:
http://www.suessbrich.info/elek/ErsatzMutteruhr.html
kenne ich auch allerdings ist dieser für eine Uhr ohne Sekundenzeiger 
wenn ich das richtig erkenne.

von Harald W. (wilhelms)


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Julian H. schrieb:

> Allerdings kann ich sie nicht ganz sortieren, da manche über eine Lösung
> mit Polin Boards schreiben andere über eine Umsetzung ohne
> Mikrocontroller, die ich mir leider nicht vorstellen kann, da ich ja
> einmal den Impuls jede Sekunde brauche und dann genau bei Sekunde 60
> einen weiteren davon "unabhängigen" Impuls für die Minuten.
>
> Diesen Mutteruhrersatz:
> http://www.suessbrich.info/elek/ErsatzMutteruhr.html
> kenne ich auch allerdings ist dieser für eine Uhr ohne Sekundenzeiger
> wenn ich das richtig erkenne.

Deine Uhr braucht zwei Impulsgeber? Bist Du Dir da sicher? Bei alten
Bahnhofsuhren wurde der Sekundenzeiger intern angetrieben. Er blieb
dann bei 60 sek kurz stehen und wartete auf den nächsten Minutenimpuls.
Gruss
Harald

von Julian H. (juhecomp)


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Ja ich bin mir sicher. Ich habe vier Kabel, die aus der Uhr kommen.
Diese kann ich getrennt betreiben, wenn ich an das eine Kabelpaar 12V 
anlege springt der Minutenzeiger lege ich die Spannung an das andere 
Kabelpaar an springt der Sekundenzeiger um eine Stelle weiter 
vorausgesetzt die Polung stimmt ;)

von Harald W. (wilhelms)


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Julian H. schrieb:
> Ja ich bin mir sicher. Ich habe vier Kabel, die aus der Uhr kommen.
> Diese kann ich getrennt betreiben, wenn ich an das eine Kabelpaar 12V
> anlege springt der Minutenzeiger lege ich die Spannung an das andere
> Kabelpaar an springt der Sekundenzeiger um eine Stelle weiter
> vorausgesetzt die Polung stimmt ;)

Dann musst Du entweder die Schaltung zweimal aufbauen oder Du brauchst
einen Frequenzteiler mit zwei Ausgängen. Die Treiberschaltung brauchst
Du natürlich auf jeden Fall doppelt. Im Endeffekt kann man einen
Sekundenteiler natürlich leicht aus einen billigen Analog-Quarzwecker
ausbauen. Dahinter könntest Du dann einen 60 zu 1 Teiler bestehend
aus einem 4024-IC mit passender Rückkopplung schalten.
Gruss
Harald

von Julian H. (juhecomp)


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Hallo vielen Dank für den Vorschlag mit dem Wecker allerdings weiß ich 
nicht wie ich damit einen Polwechsel gestalten soll, da ich ja bei dem 
Treiber abwechselnd die Eingänge schalten muss.

von Knut B. (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite


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Weckersekundensignal als Trigger für ein FlipFlop mit invertierendem 
Ausgang verwenden (z.B. 1/2 74HC74), die schalten dann wechselseitig den 
Brückentreiber (Halbbrückentreiber) für den Sekundenzeiger mit jeweils 
0.5Hz.

von funker (Gast)


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Vor einigen Jahren erhielt ich eine solide Nebenuhr geschenkt (T&N, 
Bahnhofs-Design). Ursprünglich wollte ich irgenwie die Impulsgabe einer 
Hauptuhr nachbilden. Doch dann siegte der gesunde Pragmatismus über den 
Basteltrieb. Hier die ultimative Lowcost-Lösung:

Ich erwarb für einen Heiermann ein analoges Quarzuhrwerk und konnte dies 
problemlos gegen den originalen Zeigerantrieb tauschen. Man kann sowas 
für 2,50€ bei Pollin kaufen, muss aber nicht :-).

Ist auch von der Energiebilanz weitaus günstiger als die hier 
diskutierten Lösungen. Der einzige Nachteil bestand darin, dass das 
Quarzuhrwerk nicht genügend Drehmoment aufbrachte, um die aus Alublech 
gestanzten, schweren  Originalzeiger korrekt zu bewegen. Ich schnitt aus 
schwarzem Fotokarton passende Zeiger zurecht und die Sache funzte.

von Julian H. (juhecomp)


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@funker:
Nette Idee, allerdings für meine Begriffe zu unecht, ich möchte gerne 
die Original Zeiger verwenden und keine Pappreplikate

von Knut B. (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite


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Ausserdem spielt auch der "Sound" des Magnetankers eine Rolle :).

von Harald W. (wilhelms)


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Knut Ballhause schrieb:
> Weckersekundensignal als Trigger für ein FlipFlop mit invertierendem
> Ausgang verwenden (z.B. 1/2 74HC74), die schalten dann wechselseitig den
> Brückentreiber (Halbbrückentreiber) für den Sekundenzeiger mit jeweils
> 0.5Hz.

Aus dem Wecker kommen ja schon die passenden Signale aus den beiden
Ausgängen raus, man muss sie nur verstärken. Ob die Impulslänge
allerdings passt, weiss ich nicht. Ein Quarzwecker funktioniert ja
nach dem gleichen Prinzip wie eine Nebenuhr.
Gruss
Harald

von Ralf G. (old-school) Benutzerseite


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http://www.nebenuhrsteuerung.de/

kann ich nur empfehlen läuft zuverlässig ...

Gruss Ralf

von Ralf G. (old-school) Benutzerseite


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>> Ausserdem spielt auch der "Sound" des Magnetankers eine Rolle :).

genau ... ist schon was besonderes

von Knut B. (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite


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Harald Wilhelms schrieb:
> Aus dem Wecker kommen ja schon die passenden Signale aus den beiden
> Ausgängen raus, man muss sie nur verstärken.

Richtig, habe ich nicht bedacht, hatte immer nur Quarzwecker mit LCD...

von Volker R. (pcl86)


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Ralf G. schrieb:
> http://www.nebenuhrsteuerung.de/
>
> kann ich nur empfehlen läuft zuverlässig ...


Hallo,

mag ja sein, aber hast du dir mal die Preise angesehen?
Außerdem macht selbermachen (und was lernen) viel mehr Spaß ;-)

Gruß
Volker

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