Forum: Projekte & Code GPS-Uhr & NTP-Server auf einem ESP32-P4


von Uwe B. (boerge) Benutzerseite


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Moin,

ich habe gerade den aktuellen Stand meines derzeitigen Projektes auf 
github.com geladen und dachte, dass es vielleicht auch etwas für hier 
ist, um darüber zu diskutieren etc.:

https://github.com/boerge42/GPS-Clock-NTP-Server

Es handelt sich um eine Uhr auf einem ESP32, welche die Uhrzeit über ein 
GPS-Modul erhält. Da durch die Auswertung des PPS-Signals, das ebenfalls 
vom GPS-Modul generiert wird, eine recht genaue Synchronisation der 
Uhrzeit erfolgt, ist daraus auch ein kleiner NTP-Server (theoretisch 
Stratum 1) entstanden (deshalb auch ein ESP32-P4-ETH als Grundlage).

Die Ausgabe von Datum/Uhrzeit auf einem OLED (siehe Anhang) ist nicht 
sonderlich innovativ. Im Vordergrund standen da andere Informationen, 
die platzsparend und kompakt angezeigt werden sollten...

Ich würde mich freuen, wenn eine kleine und gewinnbringende Diskussion 
entsteht. Coole Ideen und Anregungen sind willkommen!

Uwe
von Frank D. (Firma: LAPD) (frank_s634)


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Gähn, das ist ja mal ganz was neues.
von Manfred P. (pruckelfred)


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Uwe B. schrieb:
> NTP-Server (theoretisch Stratum 1)

Aber nur in der Nacht während eines Traumes.
von Bauform B. (bauformb)


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Nun, es gibt viele Theorien... eigentlich sieht es doch so aus: NIST = 
0, Satellit = 1, GPS-Empfänger = 2, ESP = 3. Nur wegen GPS != NTP 
bekommen alle einen Bonus? Aber auch mit Bonus gibt es maximal eine 2.
von Uwe B. (boerge) Benutzerseite


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Manfred P. schrieb:
> Aber nur in der Nacht während eines Traumes.

Bauform B. schrieb:
> Nun, es gibt viele Theorien... eigentlich sieht es doch so aus: NIST =
> 0, Satellit = 1, GPS-Empfänger = 2, ESP = 3. Nur wegen GPS != NTP
> bekommen alle einen Bonus? Aber auch mit Bonus gibt es maximal eine 2.

Naja, die Vergabe des Stratum ist eigentlich recht eindeutig geregelt 
und keine Ermessensfrage. Vielleicht nochmal nachlesen?


...vielleicht kommt diese Skepsis am "Stratum 1" auch von der Annahme, 
dass ein selbstgebauter NTP-Server nicht ausreichend genau/stabil ist? 
Ich behaupte mal, dass meine Implementierung schon mal nicht ganz so 
schlecht ist. Verbesserungen sind immer möglich und u.a. darüber wollte 
ich gern hier diskutieren.

Uwe
: Bearbeitet durch User
von Thomas W. (datenreisender)


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Uwe B. schrieb:

> Ich würde mich freuen, wenn eine kleine und gewinnbringende Diskussion
> entsteht. Coole Ideen und Anregungen sind willkommen!

Uwe, -

meine Kommentare:

- Verlinke/Kopiere den Quellcode der verwendeten Bibliotheken (oder den 
verwendeten Stand) in der von Dir verwendeten Version. Bibliotheken 
werden weiter entwickelt und manchmal sind breaking-Changes nicht zu 
vermeiden. Und dann kann Dein Code nicht mehr kompiliert werden.

- Hinweis auf die verwendete Arduino-Version.

- Kommentare sind auf deutsch.

- Schaltplan fehlt. Ein PDFchen ist manchmal sehr hilfreich.

- Sehr schoenes Bildchen ueber das Zusammenspiel der Tasks und der 
Queues und Interrupts bei RTOS.

- Verwendete Lizenz fehlt.

Das ganze Projekt ist eigentlich ein sehr schoenes Beispiel warum 
Arduino so erfolgreich war. Mal sehen, wie sich die Zusammenarbeit 
community <-> Qualcomm in den naechsten Jahren entwickelt.
von Uwe B. (boerge) Benutzerseite


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Hallo Thomas,

danke für die Hinweise/Anmerkungen...

Thomas W. schrieb:
> - Verlinke/Kopiere den Quellcode der verwendeten Bibliotheken (oder den
> verwendeten Stand) in der von Dir verwendeten Version. Bibliotheken
> werden weiter entwickelt und manchmal sind breaking-Changes nicht zu
> vermeiden. Und dann kann Dein Code nicht mehr kompiliert werden.
>
> - Hinweis auf die verwendete Arduino-Version.

...ich habe jetzt im Quelltext-Kopf entsprechende Informationen als 
Kommentar hinterlegt
>
> - Schaltplan fehlt. Ein PDFchen ist manchmal sehr hilfreich.

ok, nicht so umfangreich/kompliziert, aber ich habe ein kleines Bildchen 
in die README eingebunden (der Anbieter, des verwendeten 
Zeichenprogramms hat sich mit einem präsenten Wasserzeichen verewigt...)

> - Verwendete Lizenz fehlt.

...habe ich bisher noch nie bei meinen Projekten gemacht, aber warum 
nicht; zu mindesten muss man bei der Auswahl der Lizenz mal darüber 
nachdenken, was für einen "go"/"no go" ist... und habe eine passende 
ausgewählt.

Uwe
: Bearbeitet durch User
von Uwe B. (boerge) Benutzerseite


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...aber mal was inhaltliches:

Welche Vorschläge habt ihr, um "meinen" NTP-Server mit anderen Servern 
zu vergleichen?

ntpdate -q <IP>  --> kenne ich.

Mich interessiert aber z.B., ob mein Server tatsächlich synchron zu 
anderen NTP-Servern ist. Dazu müsste man eigentlich ein paar Server 
"gleichzeitig" abfragen bzw. den entsprechenden Zeitversatz ins Ergebnis 
einberechnen. Hat jemand eine Idee?

Danke Uwe
von Bauform B. (bauformb)


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Uwe B. schrieb:
> Mich interessiert aber z.B., ob mein Server tatsächlich synchron zu
> anderen NTP-Servern ist. Dazu müsste man eigentlich ein paar Server
> "gleichzeitig" abfragen bzw. den entsprechenden Zeitversatz ins Ergebnis
> einberechnen.

Auf einem RPi oder einen normalen PC mit Debian reicht "apt install 
ntpsec". Dann läuft der "offizielle" ntpd und fragt ca. ein Dutzend 
Server im Internet ab. Nach ein einer halben Stunde (oder so) bekommt 
man mit "ntpq -pn" so eine Liste:
1
     remote           refid      st t when poll reach   delay   offset  jitter
2
==============================================================================
3
+212.18.3.19     212.18.1.106     2 u  175  256  377    4.627    2.870   2.398
4
-90.187.112.137  237.17.204.95    2 u  218  256  377   20.901   -2.089   2.222
5
-5.45.97.204     195.145.119.188  2 u  164  256  377   17.170   -2.183   3.293
6
+78.47.56.71     129.134.28.123   2 u   52  256  377    7.675   -0.538   2.761
Dann hängt man den ESP32 ins gleiche Netz und trägt seine IP-Adresse in 
/etc/ntpsec/ntp.conf ein, nach den "pool"-Zeilen, ungefähr so: "server 
192.168.1.42". Anschließend taucht der ESP gleichberechtigt in der 
ntpq-Liste auf. Sein jitter müsste eigentlich deutlich kleiner sein als 
hier bei meinem DSL-Internet.

Edit: die Liste ist gekürzt und ausgerechnet die Zeile mit dem * fehlt 
jetzt :(
: Bearbeitet durch User
von Harald K. (kirnbichler)


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Uwe B. schrieb:
> ok, nicht so umfangreich/kompliziert, aber ich habe ein kleines Bildchen
> in die README eingebunden (der Anbieter, des verwendeten
> Zeichenprogramms hat sich mit einem präsenten Wasserzeichen verewigt...)

Das ist leider kein Schaltplan, das sind nur ein paar bunte Striche.

Bei einem Schaltplan wären die Signale beschriftet, so daß man sich 
nicht die Anschlussbelegungen aller beteiligten Platinen raussuchen und 
nachsehen muss.

Schließlich könnte jemand ja auch auf die Idee kommen, das ganze mit 
einer anderen ESP32-Platine nachzubauen.

Fass' das jetzt aber bitte nicht als kompletten Verriss Deines Projektes 
auf - die Idee an sich finde ich reizvoll.
von Rainer W. (rawi)


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Bauform B. schrieb:
> Nach ein einer halben Stunde (oder so) bekommt
> man mit "ntpq -pn" so eine Liste:
>     remote      refid      st t when poll reach   delay   offset  jitter
> ...
> +212.18.3.19     212.18.1.106     2 u  175  256  377    4.627    2.870
> 2.398

Was sind denn das für unvollständige Angaben?
So simple Dinge wie "delay" oder "jitter" sind Zeitangaben, die als 
physikalische Größen auch einer Einheit bedürfen.

Das sollte eigentlich jedem, der nicht nur lernt, seinen Namen zu 
tanzen, in der Schule eingetrichtert worden sein.
von Bauform B. (bauformb)


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Harald K. schrieb:
> Das ist leider kein Schaltplan, das sind nur ein paar bunte Striche.
>
> Bei einem Schaltplan wären die Signale beschriftet, so daß man sich
> nicht die Anschlussbelegungen aller beteiligten Platinen raussuchen und
> nachsehen muss.

Formal hast du natürlich Recht, aber für die Zielgruppe ist dieses bunte 
Bild optimal. Und speziell dieses hier ist doch wirklich gut. Man könnte 
natürlich auch in so einem Bild die Signalnamen dran schreiben. Aber bei 
RX und TX hilft dir das auch nicht viel :)

Mit einem normalen Schaltplan müsste der Anwender auch die 
Anschlussbelegung raussuchen, nur in der umgekehrten Richtung. Und 
manchmal sind die Pin-Nummern nicht eindeutig, dank WiringPi (oder wer 
hat das verbrochen?).

Hab' ich jetzt gerade Arduino in Schutz genommen? So kenne ich mich 
garnicht ;)

Harald K. schrieb:
> Fass' das jetzt aber bitte nicht als kompletten Verriss Deines Projektes
> auf - die Idee an sich finde ich reizvoll.

Unterschreib! Das Projekt spielt auf jeden Fall in einer anderen Liga.
von Bauform B. (bauformb)


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Rainer W. schrieb:
> So simple Dinge wie "delay" oder "jitter" sind Zeitangaben, die als
> physikalische Größen auch einer Einheit bedürfen.
> ...Schule...

Das Format hat sich ein Professor¹ ausgedacht, gewöhnliche Schüler 
können da nicht mitreden.

1) https://en.wikipedia.org/wiki/David_L._Mills
von Thomas W. (datenreisender)


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Bauform B. schrieb:
> Harald K. schrieb:
>> Fass' das jetzt aber bitte nicht als kompletten Verriss Deines Projektes
>> auf - die Idee an sich finde ich reizvoll.
>
> Unterschreib! Das Projekt spielt auf jeden Fall in einer anderen Liga.

Auch die Ausfuehrung (mit Tasks und Semaphores) und eine 
Interrupt-Routine ist sehr gut geloest.
von Rainer W. (rawi)


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Bauform B. schrieb:
> Das Format hat sich ein Professor¹ ausgedacht, gewöhnliche Schüler
> können da nicht mitreden.

Auch für den sollte es ein Leichtes sein, in den Spaltenüberschriften 
ein "delay/ms", "jitter/ms" oder in welche Einheit auch immer die Größen 
angegeben werden, unterzubringen, damit man nicht erst sonst wo 
recherchieren muss, um die Bedeutung der Zahlen zu erfahren.
: Bearbeitet durch User
von Jens M. (schuchkleisser)


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Aber dann wäre die geheime Linuxelite ja keine verschworene geheime 
Linuxelite mehr....

Was bedeutet denn das +/- vorn, und st, t, when, poll und reach sind 
auch unerklärlich.
Und natürlich fehlt die Einschätzung wie sich die ESP-Maschine 
schlägt...
von Uwe B. (boerge) Benutzerseite


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Moin,

Jens M. schrieb:
> Aber dann wäre die geheime Linuxelite ja keine verschworene
> geheime
> Linuxelite mehr....
>
> Was bedeutet denn das +/- vorn, und st, t, when, poll und reach sind
> auch unerklärlich.

RTFM bzw. befrage eine der zahlreichen KIs...

> Und natürlich fehlt die Einschätzung wie sich die ESP-Maschine
> schlägt...

kommt demnächst, wenn ich ein entsprechendes Python-Script, auf Basis 
ntplib, "vorzeigewürdig" habe!

Grüße Uwe
von Lu (oszi45)


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GPS-Uhr ist natürlich interessant, sofern GPS zuverlässiger als DCF77 
funktioniert, man sollte trotzdem die Plausibilität aller Empfänger 
gründlich prüfen und gegen Spoofing sichern, nachdem man so hört, was 
alles gefälscht wird. Durch Schaden wird man klüger. Ein kaputtes 
DCF-Impulstelegramm hat mir schon viel Ärger eingebracht.
von Norbert (der_norbert)


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Jens M. schrieb:
> Aber dann wäre die geheime Linuxelite ja keine verschworene geheime
> Linuxelite mehr....

Das muss aber geheime Unix-Elite heißen.
Aus der hat sich dann die geheime Linux-Elite gebildet.
Das letzte Wort des vorherigen Satzes ist wörtlich zu verstehen, die 
können nämlich man-pages und RFCs lesen. ;-)
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