DCF77 (3_3) Elektronik aus einer Funk-Armbanduhr

[Klaus D. (rodo38)]

DCF77 (3_3) Elektronik aus Funk-Armbanduhr

In den Antworten zu Bernhard S./Erfurt's Beiträgen zum Thema DCF77 
finden
sich Hinweise zu Arbeiten, auch einer Doktorarbeit, zur Entwicklung von
DCF77 Funk-Armbanduhren. Leider vermisse ich einfach nachzubauende
Schaltpläne zu Versuchsaufbauten. Auch bleibt alles recht theoretisch 
und
für einen Bastler ohne Ausbildung in Elektrotechnik nicht so einfach in
die Praxis umzusetzen.

Ich habe mir deshalb die billigste Funk-Armbanduhr zu € 19.99 bei Conrad
gekauft. Das war anscheinend eine gute Wahl: Sie läßt sich sehr leicht 
in
ihre Einzelteile zerlegen, alle peripheren Elemente sind nicht vergossen
und auch nicht angeklebt wie sonst bei SMDs üblich.

Die Elektronik erzeugt Impulse von 100 bzw. 200 [ms], jedoch im 
Gegensatz
zum DCF77-Modul von ELV in positiver Richtung. Um das gegebene Programm
zur Dekodierung der Impulse nicht ändern zu müssen, habe ich deshalb der
Elektronik zwischen Modul und RS232 Anschluß einen zweiten Transistor
spendiert. Man käme aber natürlich auch mit einem PNP Transtor aus.

Ein Transistor ist jedenfalls dann erforderlich, wenn man die 
ursprünglich
definierten Spannungsbereiche einhalten will:
-3 ... -15 [V] für eine logische 1
+3 ... +15 [V] für eine logische 0
Bei Verwendung eines RS232-USB Umsetzern wäre das nicht erforderlich.
Dieser akzeptiert auch 0 {V] und 5 [V], jedenfalls derjenige welchen ich
habe. Die o.g. Spannungsbereiche sind aber auch zulässig.

Das Funk-Armbanduhr Modul erzeugt Impulse, die tendenziell ca. 0.004 [s]
länger sind als 100 bzw. 200 [ms], die beim ELV Modul sind im Mittel
ca. 0.015 [s] kürzer. Im Programm gibt es dafür ein Fenster zur Eingabe.
Ob die Eingabe optimal war, zeigen die Fenster für die Mittelwerte der
Impulslängen in der Statistik nach dem Dekodier-Vorgang.

Die IC-Schaltung zur Ausgabe der Impulse ist eine Rail-To-Rail 
Schaltung:
kein Impuls: 0.0001 [V], Impuls: 2.9825 [V] (durch Aussuchen des R2 des
Spannungsreglers erzeugt dieser genau 3.0000 [V]).

Stromverbrauch der Funk-Armbanduhr Elektronik:

Nur Elektronik, keine DCF77 Impulse : konstant 0.85 µA
Nur Elektronik,   mit DCF77 Impulsen: nicht konstant 82 bis 105 µA

Mit Display,    keine DCF77 Impulse : konstant 1.61 µA
Mit Display,      mit DCF77 Impulsen: nicht konstant 83 bis 106 µA

Laut Bedienungsanleitung aktiviert die Uhr die DCF77-Signalauswertung
jeweils um 02:00 Uhr und um 04:00 Uhr.
Durch Einschalten der Versorgungsspannung sowie durch einen 3 Sekunden
langen Druck auf eine Taste wird sie auch aktiviert.

Die Spule der Ferrit-Antenne hat ein L von 2.152 [mH]
der Kondensator hat ein C von 2.20 [nF]

Der Rechner:

http://home.arcor.de/wetec/rechner/cskreis.htm

ermittelt daraus ein fo von 73.146 [kHz]

Wenn man die Spule ab- und den Kondensator auslötet und beides an das
ELV-Modul anlötet, dann arbeitet dies einwandfrei. Das war zu erwarten,
hat aber trotzdem Spaß gemacht.

Recht interessant ist das Verhalten der Funk-Armbanduhr Elektronik: es 
ist
nahezu identisch zu dem Verhalten des PC-Programms. Das PC-Programm
erwartet nach der 2. Signalpause von 2 [s] wieder einen Impuls, egal ob
100 oder 200 [ms]. Danach erfolgt die aktuelle Anzeige, es werden keine
weiteren Signale ausgewertet und die Uhr läuft mit der PC-Zeit VB6 API
timeGetTime.
Weil sich die Elektronik der Funk-Armbanduhr ganz genauso verhält,
mußte ich am PC-Programm in diesem Zusammenhang nichts ändern. Es kommt
aber vor, dass entweder das PC-Programm oder die Uhr einen Fehler 
erkennt
und dann einen neuen Dekodierversuch startet. Wenn das PC-Programm,
anders als die Uhr, den Fehler erkannt, dann läuft es weiter zunächst
ohne Resultat, weil ja keine Impulse von der Uhr mehr kommen. Dann muß
man die Uhr entweder von Hand starten oder bis 02:00 Uhr bzw. 04:00 Uhr
warten, eben bis die Uhr sich wieder von selbst startet.

Grüße

Klaus