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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Kleine DCF Antenne für Propeller Clock


Autor: Byter (Gast)
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Liebe Forensianer,

ich möchte eine Propeller Clock aus ästhetischem Antrieb heraus basteln, 
die zur Zierde in einer Ecke meines Zimmers plaziert wird. Da diese Uhr 
nicht ständig laufen wird, habe ich mir überlegt, wie ich bei 
Präsentationen das zwangsläufige Einstellen vermeiden kann.

So kam ich auf die Idee das DCF Signal abzugreifen. Erste Überlegungen 
ergaben, dass es einfacher wäre die Antenne am Propeller zu 
installieren. Leider habe ich festgestellt, dass die handelsüblichen 
Antennen ziemlich groß sind, so dass sich mein Propeller nicht mehr 
drehen würde. Da dies dem eigentlichen Anliegen zuwider liefe, habe ich 
mich im Internet ein wenig schlau gemacht und bin auf folgendes PDF 
gestoßen:

http://www.uni-stuttgart.de/wechselwirkungen/ww2000/mohr.pdf

Das Bild auf Seite 1 zeigt eine Funkarmbanduhr mit entsprechend kleiner 
Antenne, die auch mein Propellor verkraften würde. Nun zu meinen Fragen:

1. Weiß jemand, woher ich eine solch kleine Antenne bekomme (mit 
Empfangsmoul)?
2. Gäbe es Schwierigkeiten beim Empfang des DCF Signals, wenn sich 
Antenne und Empfangsmodul ständig drehen?

MfG
Der Byter

Autor: Ronny (Gast)
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Wieso kein Uhrenquarz?Bei einer Genauigkeit von 20ppm würdest du im Jahr 
mit einem Fehler von etwa 10 Minuten rechnen müssen.Es gibt etliche 
Mikrocontroller,die bei so niedrigen Taktraten sogut wie keinen Strom 
aufnehmen.Und wenn die Uhr eingeschaltet wird,kann dann der Takt z.b von 
einem internen Oszillator mit geringerer Genauigkeit (oder einem 
normalen Quarz) bereitgestellt werden.Damit sparst du dir die gesamte 
DCF-Antenne und Dekodier-Logik.

Autor: Michael U. (Gast)
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Hallo,

ich sehe mehrere Probleme.

Du mußt am Standort einen guten und stabilen Empfang haben, damit die 
Uhr es halbwegs sicher innerhalb 2 Minuten schafft, sich zu stellen.
Du wirst vermutlich keinen ungestörten Empfang in dieser Umgebung 
hinbekommen, weil die Propellerclock-Elektronik zu sehr stört.

Kombiniert mit kleiner Antenne, die ja außerdem richtempfindlich ist, 
sehe ich da wenig Chancen.

Kleine Batterie mit rauf, Atmel als Uhr unter Ausnutzung aller 
Stromsparmodi sollte besser zu realisieren sein.

Gruß aus Berlin
Michael


Autor: Emperor_L0ser (Gast)
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moin, ich kann mich bezüglich der empfangsprobleme Michael nur 
anschliessen, allerdings könntest du versuchen das dcf signal ausserhalb 
des propeller zu generieren und das ganze über einen schleifkontakt 
zwischen propeller und antriebsblock zu übertragen. somit hast du das 
problem der größe nicht mehr.
allerdings muss der kontakt gut gearbeitet werden und mit nem kleinen 
kondensator gepuffert, damit nicht ständig falsche signal rüber kommen

mfg Emperor_L0ser

Autor: Matthias (Gast)
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Hallöchen,
wie wäre es denn mit nem kleinen, extra batteriegepufferten IC?
Diese Pufferung kann zB durch nen Goldcap (SPK220000 von reichelt, ca 
1Euro)
durchgeführt werden?
Der IC kümmert sich selbst um die Uhrzeit. musst sie nur einmal 
einstellen und gut. Haben wir hier auch auf unserer Propelleruhr

Autor: Jochen S. (jochen_s)
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Also ich kenne die Drehzahl des Propellers nicht genau, aber für ein 
stehendes Bild müsste der Propeller mindestens 25 mal die Sekunde die 
gleiche stelle überstreichen. Bei diesen Drehzahlen und den daraus 
resultiernden Geschwindigkeiten sollte auch mal der Dopplereffekt 
bedacht werden, des Weiteren hast du auch eine Fliehkraft, welcher dein 
Propellerlager abfangen muss. Alles in allem ein gewagtes Unternehmen. 
Mein Vorschlag, den Empfänger dirckt an der Antriebsachse montieren, 
dann den Atmel weil so das schwerste Teil den geringstem Abstand zur 
Achse hat und so den kleinstem Weg zurücklegen muss => geringste 
Geschwindigkeit  => minimalster Einfluss des Dopplereffekts und 
minimalste Fliehkraft.

Hoffe geholfen zu haben.


Jochen_s
www.rs485-hausbus.de.vu

Autor: Sonic (Gast)
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DCF-Antennen sind wegen des Aufbaus (der Niedrigen Frequenz) sehr 
Bewegungsempfindlich, da das Erdmagnetfeld den Pegel bei Bewegung 
beeinflusst. Man kann das testen, indem man eine LED oder Oszi an den 
Ausgang hängt und die Antenne horizontal bewegt.
Uhrenquaze sind wegen ihres Aufbaus mit ziemlich Toleranz behaftet und 
sollten abgeglichen werden (Drehkondensator).
Die Methode mit Software-RTC im AVR finde ich auch die Beste 
(Stromsparendste).

Autor: Byter (Gast)
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Danke schön für eure Vorschläge. Wie gesagt bin ich noch im 
Planungsstadium, und ich habe auch schon daran gedacht, die Antenne an 
der Basis zu installieren. Wie ich aus den Antworten schließe, scheint 
das wohl die beste Lösung zu sein.

Allerdings interessiert mich die RTC-Lösung von Matthias. Wie lange hält 
denn der Epson Chip, ohne dass man ihn neu einstellen muss?

MfG

Autor: Matthias (Gast)
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@Byter:

laut Datenblatt des RTC liegt die Stromaufnahme im Standbymodus (Uhr 
läuft weiter) bei etwa 1µA. Da die Betriebsspannung von knapp 5V bis auf 
2V sinken kann, bis die Fkt nicht mehr gewährleistet wird, und der 
Kondensator 0.22F hat, ergibt sich eine theoretische Zeitdauer von ca 
500'000sek = 6,3Tage.
Allerdings kann ich dir noch keine Erfahrungswerte geben..

Autor: Falk (Gast)
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@ Jochen S.

> stehendes Bild müsste der Propeller mindestens 25 mal die Sekunde die
>gleiche stelle überstreichen. Bei diesen Drehzahlen und den daraus

Naja, manchmal muss es auch mit der Hälft egehen.

> resultiernden Geschwindigkeiten sollte auch mal der Dopplereffekt

Dopperleffekt bei ROTATION? Nicht wirklich.

http://de.wikipedia.org/wiki/Dopplereffekt

> bedacht werden, des Weiteren hast du auch eine Fliehkraft, welcher dein
> Propellerlager abfangen muss. Alles in allem ein gewagtes Unternehmen.

Das Lager fängt die Fliehkraft auf? Schonmal was von Auswuchten gehört? 
Das ist vor allem bei 25 U/s nicht nur ratsam, sondern schlicht 
notwendig.

http://de.wikipedia.org/wiki/Auswuchten

> Hoffe geholfen zu haben.

Ich fürchte, diese Hoffung muss unerfüllt bleiben.

MFG
Falk

Autor: Fred (Gast)
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Hallo zusammen,

@Falk: also im Prinzip tritt der Dopplereffekt schon auf (es sei denn, 
der Sender befindet sich genau auf der Rotationsachse). Allerdings habe 
ich mal überschlagen:
Bei einem Radius von 30cm (als obere Grenze) und einer Frequenz von 25Hz 
(ebenfalls obere Grenze) verschiebt sich das Signal maximal um etwa 
0,00001567%. Ich denke mal, dass diese Änderung vernachlässigbar klein 
ist.
Gruß

Fred

Autor: Arno H. (Gast)
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Hallo,
es ergibt sich aber durch die Drehung vermutlich eine 
Amplitudenmodulation, weil der Dipol Ferritantenne bei jeder Drehung je 
2 mal das Minimum und Maximum der Empfindlichkeit durchläuft. Lesley 
lässt grüßen, hi.
Vertikale Montage der Antenne ist auch nicht das Pralle.
Arno

Autor: Falk (Gast)
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Nen DCF-Empfänger auf ner Propeller-Clock halte ich für unsinnig. Es 
wurden ja schon wesentlich sinnvollere Lösungen vorgeschlagen. Einfach 
ne Uhr im uC per normalem Quarz. Oder exteren RTC. Und wens wirklcih 
DCF-77 sein soll, dann einen Empfänger (+Dekoder) ausserhalb der 
Propeller-Uhr und eine Übertragung per IR auf dem uC der Propelleruhr.

MFG
Falk

Autor: marc989 (Gast)
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Ich würde die Auswertung des DCF-Signals auf dem feststehenden Teil des 
Systems machen, die Pulsweiten des Signals dann Optisch per IR-Dioden 
auf kurzer Distanz auf ein Fototransistor (im dehenden Teil) übertragen, 
und von der Clock auswerten um die Zeit abzugleichen und die Uhr 
automatisch zu stellen.
Marc989

Autor: Jochen S. (jochen_s)
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@Falk:
Ich weiss nicht wie bewandert du in Sachen Funktechnik bist solltest dir 
vielleicht aber mal die Funktionsweie eines Doppler-Funkpeilempfängers 
(hier mit 3000 Umdrehungen) ansehen. Drehachse ist hier zwar die 
Horizontale denoch bewegt dich die Empfangsantenne gegenüber der 
Sendeantenne. Umfangsgeschwindigkeit v (r=0.15m und 
U=25s^-1)=2r*pi*U=0.3pi*25= 23,56m/s

25Hz also 25 U/s sind der Idealfall habe nicht geagt, dass es so sein 
muss.

Auswuchten ist mir ein Begriff keine Sorge, mancher Modellbauer mag auch 
eine Wuchtwaage für Flugzeugpropeller besitzen, denoch halte ich es für 
unschön solche Massen an sich bewegende Teile zu hängen (Propeller 
wenige g die ganze Elektronik min 100 g mit Stromversorgung noch mehr).

Also keinen Grund sämtliche Denkanstösse von mir, die auch eine Hilfe 
sein können, zu verschreien.

Gruss

JOCHEN_S
www.RS485-HAUSBUS.de.vu

Autor: Falk (Gast)
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@Jochen S.

Wer die DCF-77 Antenne (welche ja eine Ferrit-Antenne ist) auf 15 cm 
Radius seiner Propelleruhr montiert, macht mehrere Fehler. Die wurden 
alle schon diskutiert (Richtcharakteristik der Antenne, rotierende 
Masse)

-> also Quark (selbst mit Auswuchten)

Ausserdem hast du selber die Achse als Anbringungsort vorgeschlagen, da 
gibts dan keinerlei Dopplereffekt mehr. Und mal ganz davon abgesehen, 
dass die Frequenzverschiebung selbst bei 15cm Rotationsradius gerade mal
0,083ppm ausmacht.

> Auswuchten ist mir ein Begriff keine Sorge, mancher Modellbauer mag auch
> eine Wuchtwaage für Flugzeugpropeller besitzen, denoch halte ich es für
> unschön solche Massen an sich bewegende Teile zu hängen (Propeller
> wenige g die ganze Elektronik min 100 g mit Stromversorgung noch mehr).

????

Ich hatte sicher nicht befürwortet, die DCF-77 Antenne auch die 
Propelleruhr zu bauen. Und selbst wenn, es ändert nix daran, dass deine 
Formulierung "des Weiteren hast du auch eine Fliehkraft, welcher dein
Propellerlager abfangen muss." schlichtweg falsch ist.

> Also keinen Grund sämtliche Denkanstösse von mir, die auch eine Hilfe
> sein können, zu verschreien.

Sie waren schlicht und ergreifend rein akademisch und vollkommen an der 
realen Problematik vorbei. Du hättest genausogut sagen können 1+1=2. Ist 
zwar richtig, tut aber nix zur Sache. Beim nächsten Mal vielleicht 
vorher ein wenig nachdenken und rechnen.

MfG
Falk

Autor: Jochen S. (jochen_s)
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1+1=2
du hast recht und ich mei ruh

ABO ABBESTELL

Autor: kelvin65 (Gast)
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Hallo.

Ich habe vor 3 Jahren das selbe Problem mit DCF-Signal.
Die Spannungsübertragung ist bei mir ein Lufttrafo mit ~120kHz.
Im Umkreis vom ~50cm war KEIN DCF Signal zu bekommen, da der Trafo zu 
viel abgesondet hat. Ich habe dann das DCF Modul ca. 2 Meter von der Uhr 
aufgehängt (mit 3 Adern an der Basisplatine +,-, Signal) und ALLE 
Flanken des DCF Signals als kurze Trafounterbrechung übertragen. Ich 
weis nicht mehr wie lange diese Unterbrechungen waren, aber so 2..5ms. 
Diese Unterbrechungen habe ich im rotierenden Teil detektiert und aus 
den Abständen der Unterbrechungen das Signal rekonstuiert. Ging wirklich 
einfach und hat Super funktioniert.
Ich habe mittlerweile aber auch eine Batteriegepufferte RTC auf der 
Basisplatine, da ich das "Absetzten" der Funkuhr nicht wollte.
PS. Die Übertragung der RTC mache ich auch weiterhin über den Trafo, da 
der Rotierende Teil bereits fertig war.

Gruß
Kelvin65

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