Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik (empfindlicher) GPS Modul gesucht


von Ibram G. (ibram)


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Hallo,

Für mein Arduino-Projekt brauche ich einigermaßen genaue Uhrzeit, 
selbstkalibrierend.

Dazu könnte man verwenden: NTP über WLAN, DCF77, GPS.
Compilezeit und weiterzählen ginge auch, verliert aber Genauigkeit mit 
zunehmender Laufzeit.
1) WLAN im Arduino nur für die Zeit? Nicht wirklich
2) DCF funktioniert nicht. Weder selbstgebaut noch kommerzielle 
Produkte.
Zu viele Störungen, die Uhren bekommen keinen Fix.
3) GPS, um die Zeit zu extrahieren. Ging super, 4 Jahre lang. Dann gab 
der Amazon-Fernost-Modul auf, was ich ihm nicht vorwerfen möchte.

Das Problem:
Die aktuell verfügbaren "GPS+Keramik Antenne" sind zu unempfindlich.
Am Fenster funktionieren sie, auf dem Schreibtisch manche ein wenig, im 
Raum keiner. Es hilft auch kein "23db High Gain GPS - Keramik Antenna 
Modul"
Jedenfalls nichts von dem, was ich ausprobiert habe.

Frage:

Welches sind empfindliche Antenne/GPS Module?
Eventuell reicht auch eine funktionierende Antenne-Verstärker-Kombi.
Könnt Ihr welche weiterempfehlen?

Dank!

Ibram

von fpshe (Gast)


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uBlox?

von (prx) A. K. (prx)


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Ibram G. schrieb:
> WLAN im Arduino nur für die Zeit? Nicht wirklich

Wenn alle anderen Lösungen mit externem Funk an den Mauern abprallen, 
oder nach Aufwand riechen - warum nicht? Sonderlich aufwändig oder gar 
teurer ist das längst nicht mehr. Ein ESP8266 am Arduino, bloss für die 
Zeit, wirkt zwar schräg, ist aber einfach und spottbillig.

: Bearbeitet durch User
von Jens M. (schuchkleisser)


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Mit der richtigen Software kann DCF mehr als man meint, zudem wenn man 
ein wirklich gutes Empfangsmodul nutzt.
Die Software von Udo Klein (https://github.com/udoklein/dcf77/releases) 
tut's bei mir hervorragend, auch an billigen Modulen, und am Ossi ist 
das Signal für mich kaum von Zufall zu unterscheiden.
Dauert halt 20 Minuten bis es fixt.

Ein NTP-Simulator für DCF könnte evtl. auch gehen, gibts z.B. unter 
https://www.elektormagazine.de/labs/dcf77-emulator-with-esp8266
Braucht hat WLAN...
Kostet dann 2 oder 3€. Gibt's schlimmer.

Und nebenbei: heißt es nicht "das Modul"? ;)

von Magnus M. (magnetus) Benutzerseite


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Ibram G. schrieb:
> einigermaßen genaue Uhrzeit

Lässt sich das auch in Zahlen ausdrücken?

von (prx) A. K. (prx)


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Jens M. schrieb:
> Und nebenbei: heißt es nicht "das Modul"? ;)

Nicht bei Mathematikern. ;-)

von Sebastian S. (amateur)


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@Ibram G.
>2) DCF funktioniert nicht. Weder selbstgebaut noch kommerzielle
>Produkte.
>Zu viele Störungen, die Uhren bekommen keinen Fix.
Jetzt weiß ich endlich, warum die Dinger so verbreitet sind. Jeder hat 
zwei oder drei Stück, damit er auf Nummer Sicher gehen kann.

Übrigens: Sagt Dir der Begriff Gangreserve was. Fällt der Sender aus, 
flippen die wenigsten Uhren gleich aus. Ausnahmen hierbei sind wohl die 
Selbstprogrammierten. Unterm Strich sind die Teile wohl sicherer als 
Dein PC im Heim(strom)netz.
Apropos Netz. Gerüchten zufolge soll es im Netz an allen Ecken und 
Kanten die Zeit, sogar umsonst, geben.
Die 99€-Frage, wie genau es denn sein soll, ist immer noch 
unbeantwortet.

von Kalle G. (derunsichtbare)


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Jens M. schrieb:
> Mit der richtigen Software kann DCF mehr als man meint, zudem wenn man
> ein wirklich gutes Empfangsmodul nutzt.
> Die Software von Udo Klein (https://github.com/udoklein/dcf77/releases)
> tut's bei mir hervorragend, auch an billigen Modulen, und am Ossi ist
> das Signal für mich kaum von Zufall zu unterscheiden.
> Dauert halt 20 Minuten bis es fixt.

Diese Software funktioniert hier in meinem "Stahlbeton-Bunker" mit einem 
alten Conrad-Modul überhaupt nicht, während die billige Aldi-Uhr den 
DCF77 problemlos dekodiert... Deswegen baut meine Eigenbau-Uhr auf einem 
ESP8266 mit NTP-Sync via WLAN auf.

von Ibram G. (ibram)


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Hi,

fpshe schrieb:
> uBlox?
Hab ich. In Version 6, 7, 8.
Tut nicht :-( .

(prx) A. K. schrieb:
> in ESP8266 am Arduino,
In der Tat. Aber so verzweifelt bin ich noch nicht. :-)
Mich ärgert weniger der Preis, als es es mir technisch ein wenig zu ... 
unelegant ist.

Jens M. schrieb:
> Ein NTP-Simulator für DCF könnte evtl. auch gehen
Ja. Super für das Beispiel im Artikel und gut zu wissen, das es so etwas 
gibt. Habe demnächst Anwendung dafür.
Im aktuellen Fall ... wäre ich leider abhängig vom WLAN.
Insgesamt ist es ein Designziel, das meine Gadgets nur dann WLAN nutzen, 
wenn es funktional nötig ist - also wenn diese mobil über Browser 
gesteuert werden sollen. Oder die Wetterdatenbank befüllen.

Magnus M. schrieb:
> Lässt sich das auch in Zahlen ausdrücken?
+/- 5 sec sind ok.
Vielleicht sollte ich hinzufügen: Wartungsfreiheit.
Ich mag nicht einmal im Monat das Dingens auf genaue Uhrzeit stellen. 
Auch nicht einmal im Jahr. Soll einfach laufen.

Jens M. schrieb:
> (https://github.com/udoklein/dcf77/releases)
Werde ich ausprobieren. Ich hatte in der Vergangenheit einige Tests mit 
"Blinkenlight".
https://blog.blinkenlight.net/experiments/dcf77/dcf77-library/
Super auf dem Balkon, im Raum nicht nutzbar.

Danke so weit...  Ein gute(s)(r) GPS Modul/eine gute aktive Antenne, 
gern auch von  Aliexpress wäre mir das liebste :-)

Ibram

von Jens M. (schuchkleisser)


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Dominik H. schrieb:
> Diese Software funktioniert hier in meinem "Stahlbeton-Bunker" mit einem
> alten Conrad-Modul überhaupt nicht

Ibram G. schrieb:
> Super auf dem Balkon, im Raum nicht nutzbar.

Eigenartig.
Ich habe viele Kaufuhren mit dem 3-Tasten-Modul, die schon sehr gut 
gehen (Keller, falsche Ausrichtung, recht weit im Norden D's), und an 
manchen Stellen tun selbst die nicht. Das Blinkenlight mit einem 
Pollin-Modul läuft.

Aber es braucht halt im Gegensatz zu fertigen Systemen durchaus 20 
Minuten bis was geht vom Kaltstart. Tagsüber fallen die direkt neben 
Maschinen mit 25 Schaltnetzteilen mal etwas aus dem Sync, weichen bei 
gleichbleibender Raumtemperatur dank automatischer Trimmung aber kaum 
ab.

Ein Quarz & eine gute Stromversorgung für das Modul sind natürlich 
Pflicht, aber das ist bei jeder Uhr so.

von LORAN-Z (Gast)


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Ibram G. schrieb:

> Die aktuell verfügbaren "GPS+Keramik Antenne" sind zu unempfindlich.
> Am Fenster funktionieren sie, auf dem Schreibtisch manche ein wenig, im
> Raum keiner.

Wiederhole dein Experiment auf einem Backblech, o.ä.

von Bauform B. (bauformb)


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Ibram G. schrieb:
> Am Fenster funktionieren sie [die Empfänger], auf dem Schreibtisch
> manche ein wenig, im Raum keiner.
>
> Compilezeit und weiterzählen ginge auch, verliert aber Genauigkeit mit
> zunehmender Laufzeit.

Unter den Umständen:
Compilezeit + moderne RTC + LTC-Batterie + DCF + Software.
Wenn man vom DCF nur das 1Hz-Signal benutzt, kann man ganz anders 
filtern als wenn man die komplette Zeit dekodieren muss (wir haben ja 
die Compilezeit).

Die RV-3032 z.B. kann per Software mit 0.2ppm Auflösung getrimmt werden, 
das macht weniger als eine halbe Sekunde pro Woche. Eine halbe Sekunde 
ist die magische Grenze wenn man einfach die 1Hz-Signale von RTC und DCF 
vergleicht. Sollte mehr als eine Woche kein Empfang möglich sein, könnte 
sich ein Fehler von genau 1 Sekunde ergeben.

von M. Н. (Gast)


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Hallo,

ich möchte noch einwenden, dass die Uhrzeit durch GPS zwar sehr präzise 
ist, jedoch immer falsch ist, da Dinge wie Schaltsekunden in der 
GPS-Zeit keine Beachtung finden. Das sollte man beachten, wenn man eine 
genaue Zeit benötigt.

von Stefan F. (Gast)


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Ibram G. schrieb:
> 1) WLAN im Arduino nur für die Zeit? Nicht wirklich

Kostet aber nur ca. 2 Euro, wenn du einen ESP8266 verwendest.

Ibram G. schrieb:
> Mich ärgert weniger der Preis, als es es mir technisch ein wenig zu ...
> unelegant ist.

Wieso? Ob du eine RTC, ein GPS Modul oder das ESP Modul seriell abfragst 
ist doch kein großer Unterschied. Falls du meinst dass GPS Module 
technisch einfacher seien als der ESP Chip, dann schau da nochmal 
genauer hin.

> wäre ich leider abhängig vom WLAN.

Das stimmt wohl. Du kannst es natürlich so programmieren, dass er (wie 
üblich) auf Quarz weiter läuft, solange das WLAN nicht erreichbar ist.

von Jens M. (schuchkleisser)


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M. H. schrieb:
> GPS zwar sehr präzise
> ist, jedoch immer falsch ist, da Dinge wie Schaltsekunden in der
> GPS-Zeit keine Beachtung finden.

In der rohen GPS-Zeit ja.
Die Schaltsekunden zur UTC werden mit im Datenstrom übertragen, man 
(also entweder das GPS-Modul oder der Hauptoprozessor) muss sie nur 
auswerten.

von Ibram G. (ibram)


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Hallo,

Danke für die Tipps.
WLAN ist eine Problem, wenn man die Lösung weitergeben möchte - Man muss 
den LAN Zugang individuell konfigurieren.
Das ist nicht un-aufwendig, man kann es sicher organisieren mit dem ESP, 
mit Arduino ist es ein Aufgabe zur Compile-Zeit, falls man es überhaupt 
hinbekommt.

Aber DS3231, wie z.B. hier

https://www.reichelt.de/raspberry-pi-real-time-clock-modul-rtc-ds3231sn-rpi-rtc-clock-p224214.html

scheint mir eine feine Sache. Alle Tests positiv :-).

Vielen Dank,
Ibram

von Helmut -. (dc3yc)


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Ibram G. schrieb:
> WLAN ist eine Problem, wenn man die Lösung weitergeben möchte - Man muss
> den LAN Zugang individuell konfigurieren.
> Das ist nicht un-aufwendig, man kann es sicher organisieren mit dem ESP,
> mit Arduino ist es ein Aufgabe zur Compile-Zeit, falls man es überhaupt
> hinbekommt.

Das ist eigentlich kein Problem: man kann des ESP so programmieren, dass 
er z.B. nach dem Einschalten 3 Minuten als Accesspoint arbeitet und man 
während dieser Zeit ihn mit einem Handy programmieren kann. Danach 
verbindet er sich automatisch mit diesem WLAN. So mache ich das immer.

von Harald W. (wilhelms)


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Jens M. schrieb:

> Und nebenbei: heißt es nicht "das Modul"? ;)

Heisst es nicht "der Modul von Arabien"? :-)

von m.n. (Gast)


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Ibram G. schrieb:
> scheint mir eine feine Sache. Alle Tests positiv :-).

Gegenüber Deiner ursprünglichen Anforderung hast Du wohl einen 
deutlichen Schritt rückwärts gemacht. Eine Uhr mit max. +/-2 Minuten 
Abweichung/Jahr kann man nicht mit einer DCF77 oder GPS-Zeit 
vergleichen.
Den hier gezeigten Test kann ich nicht als abschließend positiv sehen: 
"Nachtrag" in http://www.harald-sattler.de/html/ds3231_-_ungenau-.htm

Eine Alternative wäre vielleicht, einen "normalen" Uhrenbaustein 
(PCF8563 o.ä.) per Trimmkondensator abzugleichen und je nach 
Empfangssituation die freilaufende Uhr per DCF oder GPS zu korrigieren.

von c-hater (Gast)


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Ibram G. schrieb:

> 2) DCF funktioniert nicht. Weder selbstgebaut noch kommerzielle
> Produkte.
> Zu viele Störungen, die Uhren bekommen keinen Fix.

Dann musst du einfach deine Hardware nachbessern, damit sie deinen 
eigenen DCF-Empfänger (und andere Leute) nicht so sehr stört. Das ist 
alles.

> 3) GPS, um die Zeit zu extrahieren. Ging super, 4 Jahre lang. Dann gab
> der Amazon-Fernost-Modul auf, was ich ihm nicht vorwerfen möchte.

GPS hat, allein schon bedingt durch den verwendeten Frequenzbereich, 
kaum eine Chance in geschlossenen Räumen aus üblichen Baustoffen. Die 
sind nämlich allesamt hygroskopisch.
Es müssen schon viele günstige Umstände zusammenkommen, damit es 
funktioniert. Nichtfunktion in geschlossenen Räumen ist also mehr oder 
weniger der NORMALZUSTAND.

von Forist (Gast)


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Jens M. schrieb:
> Und nebenbei: heißt es nicht "das Modul"? ;)

Guckst du hier, falls du da im Zweifel bist:
https://www.duden.de/rechtschreibung/Modul_Element_Lehreinheit

von Anna Kobold Bärlauch (Gast)


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> brauche ich einigermaßen genaue Uhrzeit
Lern erstmal Deutsch!

>  (empfindlicher) GPS Modul gesucht
Es ist immer noch der Genitiv!

Vielleicht klappts dann auch mit der Elektronik.

von Stefan F. (Gast)


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Ibram G. schrieb:
> mit Arduino ist es ein Aufgabe zur Compile-Zeit, falls man es überhaupt
> hinbekommt.

Das stimmt nicht. In Arduino kannst du die WLAN Parameter im Betrieb 
ändern.

> 3 Minuten als Accesspoint ... So mache ich das immer.

So mache ich das auch. Klappt (bei mir) zuverlässiger als WPS.

von Martin (Gast)


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Ich verwende für eine Word Clock und eine LCD-Wetterstation mit Kalender 
DCF77 und die RTC DS3231.

Klappt wunderbar. Die RTC wird regelmäßig mit dem DCF77-Signal 
synchronisiert.

Wenn es tagsüber Empfangsprobleme gibt: nachts klappt der Empfang bei 
mir auf jeden Fall. Einmal Synchronisieren pro Tag reicht mir.

von Philipp K. (philipp_k59)


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m.n. schrieb:
> Den hier gezeigten Test kann ich nicht als abschließend positiv sehen

Ich habe ein Projekt mit einem ds3231 und gps Langzeittest.. ich habe 
auf 2 Jahre genau 2ppm ermittelt wie es im Datenblatt steht. Das wurde 
leider durch eine leere Knopfzelle bei Stromausfall nach 30 Monaten 
unterbrochen. Das war sogar nur  ein Zehnerpack aus China für 5€.

Ich lasse die interne Uhr einfach alle 10 Minuten Synchronisieren.

Ein zweites Projekt zählt die ds3231 Takte gegen ein GPS PPS Signal, 
ebenso ein super Ergebnis.

Ich Stelle die seriell mit der Unix-Time nach da hat man nicht soviel 
Aufwand.

von Ibram G. (ibram)


Angehängte Dateien:

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Hallo,

Maxim liefert 2 verschiedene DS3231, S/SN mit Quarz und M/MZ, mit MEMS.
Bei reichelt bekommt man den DS3231 gelabelt als "Für RPI" als Breakout 
Board
mit "Gold"-Cap und den 4 essentiellen Pins schon für 5 €.
Für S/SN muss man dort das doppelte anlegen, bekommen dafür Quartz und 
mehr Pins :-)

Alle wesentlichen Daten findet man:

https://www.maximintegrated.com/en/site-search.html#q=ds3231&sort=relevancy.

Für den Fall das sich die Links ändern, die PDF attached.

Dank an Stefan und Helmut fuer die Unterstützung bezüglich ESP.

Ibram

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