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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Quartzuhr


Autor: Axel (Gast)
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Hi
Gibt es eine Quarzuhr die in einem Jahr nur etwa 30 bis 35 Sek. 
abweichung hat?
Hat da jemand erfahrung mit?

Autor: Falk (Gast)
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30 Sekunden pro Jahr sind 0,9 ppm. Dafür baucht man schon einen OCXO 
(Oven Crystal Oszillator), also einen auf konstante Temperatur 
geheizten, wie sie in Freqeunzzählern drin sind.

MfG
Falk

Autor: Peter Dannegger (peda)
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Also ich sach ma, das kriegt man bequem auch ohne OCXO hin.

Allerdings nicht mit normalen 32kHz Uhrenquarzen.

MC-Quarze im MHz-Bereich sind da schon wesentlich konstanter 
(prinzipbedingt, da anderer Aufbau).

Ich hab meine Uhr mit nem 12MHz Quarz am laufen.
Hab sie einmal mit dem Videotext gestellt und dann nochmal nach etwa 6 
Wochen damit verglichen. Aus der Abweichung hab ich dann die reale 
Quarzfrequenz berechnet, in die Source eingetragen und neu compiliert 
und geflasht.

Sie geht noch leicht nach (einige Sekunden pro Jahr).
Sie hats allerdings auch nicht besonders temperaturkonstant (steht 
direkt auf dem Heizkörper am Fenster).


Peter

Autor: tenambergen (Gast)
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Danke Peter!

Sag mal weisst du wo ich eine fertige Platine kaufen kann in der ich 
z.b. einen Atmel Mikrocontroller stecken kann und die diverse Ein und 
Ausgänge bietet? Wollte damit mit ausgelagertem Speicher und dmx 
Anschluss experimentieren. bin echt über jeden Tipp Dankbar

Autor: Sonic (Gast)
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Meinst du sowas (Anhang)?
Habe mir mal einen DMX-Slave gebaut, funktioniert prima und ist gut zum 
experimentieren geeignet.
8-Bit Datenbus, 6-bit Adressbus, LCD-Anschluss, Anschluss für 4 Taster, 
8 Analogeingänge, RS485 und ISP onboard. Damit kannste DMX empfangen und 
mit den Daten machen was du willst.
falls du Interesse hast kann ich dir den (EAGLE-) Schaltplan und das 
Board schicken, dann kannste dir eine Platine machen lassen. Bei 
Interesse kann ich dir auch den GCC-Code schicken.

Autor: Frank Zöllner (frankovic)
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Die Maxim DS3232 RTC (I²C) hat +/- 2 ppm

Autor: Falk (Gast)
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@Peter Dannegger

>Also ich sach ma, das kriegt man bequem auch ohne OCXO hin.

Das sehe ich anders.

>Allerdings nicht mit normalen 32kHz Uhrenquarzen.

Wieso nicht? Die ganze Welt baut damit recht genaue Quarzuhren. Kann so 
falsch nicht sein.

>MC-Quarze im MHz-Bereich sind da schon wesentlich konstanter
>(prinzipbedingt, da anderer Aufbau).

Was heisst bei dir wesentlich? Wieviel ppm driften sie deiner Meinung 
nach weg, bei +/-20 C Temperaturänderung?

>Sie geht noch leicht nach (einige Sekunden pro Jahr).

In welchem Zeitraum gemessen?

>Sie hats allerdings auch nicht besonders temperaturkonstant (steht
>direkt auf dem Heizkörper am Fenster).

Das würde ich schon als eher konstant bezeichnen.

Um es nochmal zu sagen. 0,9 ppm pro Jahr sind kein Pappenstil. Und wenn 
man eine Lösung will, die SICHER diese Eigenschaften hat (und nicht nur 
bastelmässig über den Daumen gepeilt), kommt man um eine 
Temperaturkompensation bzw. Temperaturkonstanthaltung nicht herum. 
Allein wenn man bedenkt, dass sich die Temperatur im Zimmer übers Jahr 
gesehen auch um mind. 5-10 Grad ändert.
Im Frühling mit wenig Heizung 22C, im Sommer 35 Grad (ohne Klimaanlage).
Siehe Anhang, dort sind mal Temperaturgänge von Quarzen gezeigt.

>Die Maxim DS3232 RTC (I²C) hat +/- 2 ppm

Und das wird seinen Grund haben, dass die nicht 0,9 ppm schafft. 
Aufwand!

MfG
Falk

Autor: Frank Zöllner (frankovic)
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ja, obwohl die DS3232 ja schon temperaturkompensiert ist.

Autor: Christoph Kessler (db1uq) (Gast)
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In meinen nächsten Frequenzzähler kommt so ein OCXO vom Flohmarkt rein:
http://www.mti-milliren.com/ocxo_250_ocxo.html
"aging per year" irgendwo bei xxE-07 bis xxE-08 und das ist schon was 
besseres. 0,9ppm mit einem Mikroprozessorquarz ohne Ofen kann ich mir 
auch nicht vorstellen.

Autor: Winfried (Gast)
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Die Praxis zeigt, dass das schonmal funktionieren kann. Ob es 
reproduzierbar  und damit nachbbaubar funktioniert, ist die 
entscheidende Frage.

Autor: Peter Dannegger (peda)
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Falk wrote:

>>Sie geht noch leicht nach (einige Sekunden pro Jahr).
>
> In welchem Zeitraum gemessen?

Sach ich doch: 1 Jahr
Ich stell sie etwa 1* pro Jahr, Fehler ist <1min
Ich könnts ja mal genauer messen, würde allerdings 1 Jahr dauern.


>>Sie hats allerdings auch nicht besonders temperaturkonstant (steht
>>direkt auf dem Heizkörper am Fenster).
>
> Das würde ich schon als eher konstant bezeichnen.

Also ständige Schwankungen 15..50°C halte ich nicht für "konstant".


Es ist aber nicht allein der TK.
MHz-Quarze haben auch eine höhere Güte und arbeiten mit höherer 
Leistung. Dadurch sind sie unempfindlicher gegen Störungen und 
Schaltungseinflüsse.

Mehrfach kann man ja hier Beiträge sehen, daß die 32kHz-Quarze 
erhebliche Probleme machen.


Peter

Autor: Falk (Gast)
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@Peter Dannegger

>Sach ich doch: 1 Jahr
>Ich stell sie etwa 1* pro Jahr, Fehler ist <1min
>Ich könnts ja mal genauer messen, würde allerdings 1 Jahr dauern.

Man könnte auch einfach nen Freqeunzzähler nehmen . . . ;-)

>Also ständige Schwankungen 15..50°C halte ich nicht für "konstant".

Naja, in dem Fall sicher nicht. Heizungsreglung kaputt? ;-)

>Es ist aber nicht allein der TK.
>MHz-Quarze haben auch eine höhere Güte und arbeiten mit höherer
>Leistung. Dadurch sind sie unempfindlicher gegen Störungen und
>Schaltungseinflüsse.

Die machen aber bestenfalls kurzzeitige Frequenzverschiebungen, auf die 
Langzeitstabilität hat das wohl praktisch keinen Einfluss.

>Mehrfach kann man ja hier Beiträge sehen, daß die 32kHz-Quarze
>erhebliche Probleme machen.

ROTFL^3

DER war echt gut. Weil hier ja auch alles Profis zu gange sind. ;-)

MFG
Falk



Peter

Autor: Peter Dannegger (peda)
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Falk wrote:

> Man könnte auch einfach nen Freqeunzzähler nehmen . . . ;-)

Und dann ?
Wenn ich den ans Quarz halte, kriege ich nur Mondwerte.

> Naja, in dem Fall sicher nicht. Heizungsreglung kaputt? ;-)

Auch bei der Wärmeleitung gilt das Ohmsche Gesetz:
Die Quelle muß eine höhere Temperatur haben, damit ein Wärmestrom 
fließt.
60°C Wassertemperatur ist bei Heizungen üblich.


> DER war echt gut. Weil hier ja auch alles Profis zu gange sind. ;-)

Immerhin zeigt es, daß ein MHz-Quarz einfacher und konstanter zum 
Arbeiten zu bringen ist.
Auch Atmel gibt ja Probleme mit 32kHz an (Noise auf VCC), aber wenn Du 
meinst, daß bei Atmel keine Profis arbeiten.


Peter

Autor: Falk (Gast)
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@Peter Dannegger

>> Man könnte auch einfach nen Freqeunzzähler nehmen . . . ;-)

>Und dann ?
>Wenn ich den ans Quarz halte, kriege ich nur Mondwerte.

Bischen bockig heute?

Schon klar dass man an einem IO-Pin messen muss und nicht direkt am 
Quarz. Einfach nen PWM oder Output compare nehmen.

>60°C Wassertemperatur ist bei Heizungen üblich.

Was aber nicht heisst, dass ne Platine die sich dort in der Nähe 
befindet, auch 60C hat.

>Immerhin zeigt es, daß ein MHz-Quarz einfacher und konstanter zum
>Arbeiten zu bringen ist.

Ja, ein Vorschlaghammer ist einfacher zu bedienen als ein 
Zahbarztbohrer.

>Auch Atmel gibt ja Probleme mit 32kHz an (Noise auf VCC), aber wenn Du
>meinst, daß bei Atmel keine Profis arbeiten.

Atmel ist nicht das Mass der Dinge. Andere kriegen das auch hin. Stabil.
Und wenn man mal kritisch die Bugreports/Erratas liest, kommen manchmal 
schon Zweifel an der Professionalität von Atmel.

MFG
Falk

Autor: Uwe (Gast)
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Hi!
Mal so am Rande, meine Armbanduhr geht pro Sommer/Winterzeit so 20s vor 
und es ist keine für 1000 Euro. Bei gutem Abgleich sollte also ein 32KHz 
Uhrenquarz bzw. eine ganze Uhr die Genauigkeit schaffen. Wie man das 
anstellt ist eine andere Seite.

Viel Erfolg, Uwe

Autor: Falk (Gast)
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@ Uwe

>Mal so am Rande, meine Armbanduhr geht pro Sommer/Winterzeit so 20s vor
>und es ist keine für 1000 Euro. Bei gutem Abgleich sollte also ein 32KHz
>Uhrenquarz bzw. eine ganze Uhr die Genauigkeit schaffen. Wie man das
>anstellt ist eine andere Seite.

Apfelmus ist Mus aus Äpfeln.
Danke für deinen gehaltvollen Beitrag.

SCNR ;-)

MfG
Falk

P.S. Uhrenquarze in Armbanduhren haben das Privileg, mit realiv 
konstanter Temperatur betrieben zu werden (Körpertemperatur am 
Handgelenk). Ich schätze mal dass die im Normallfall (nicht in Sibirien 
oder in der Sahara) in Mitteleuropa maximal +/- 10 C 
Temperaturabweichung sieht. Verbunden mit ner ordentlichen 
Temperaturkompensation kommt man da schon auf solche Werte.

Autor: Uwe (Gast)
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Hi!
@Falk
<Gibt es eine Quarzuhr die in einem Jahr nur etwa 30 bis 35 Sek.
<abweichung hat?

Nun bleibe mal auf dem Teppich und lese genau was er gefragt hat!

Uwe


Autor: Michael U. (Gast)
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Hallo,

@Falk:
>Man könnte auch einfach nen Freqeunzzähler nehmen . . . ;-)

naja, vielleicht hat er gerade keinen Zähler zur Hand, dessen Zeitbasis 
wenigstens um eine Zehnerpotenz genauer ist...

Ich habe meine Nixie-Uhr (100kHz Quarz im 70Grad Thermostat) damals mit 
einem geeichten/calibrierten? Zähler mit 100s Torzeit abgeglichen.

Lag dann irgendwo um knapp 1s/Monat.
Dummerweise ging dann der Treiber meiner Thermostat-Heizung kaputt.
Im gut isoliertem Thermostatgehäuse sahen die Polyester-Cs danach ganz 
komisch aus...
Der Quarz hat es überlebt, einen Thermostat hat er aber nie wieder 
bekommen.

Gruß aus Berlin
Michael

Autor: Peter Dannegger (peda)
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Falk wrote:

>>60°C Wassertemperatur ist bei Heizungen üblich.
>
> Was aber nicht heisst, dass ne Platine die sich dort in der Nähe
> befindet, auch 60C hat.

Sie steht nicht in der Nähe, sondern darauf, also direkt im Luftstrom 
aus den Rippen.

Ich hab gestern mal einen Thermosensor neben die Uhr auf die Heizung 
gestellt: 47,7°C.
Da war also meine Schätzung mit 50°C ganz gut.


Peter

Autor: Rahul, der Trollige (Gast)
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Seid das ihr beide?
http://www.funny-games.biz/videos/311-oldfight.html

Wenn das Fenster auch noch nach Süden geht, sind die 
Temperaturunterschiede ja noch stärker...

Bis jetzt hatte ich noch keine Uhr, die selbstständig "genau genug" 
ging.
Nicht man der Videorekorder, der seine Systemzeit aus dem Fernsehsignal 
"extrahiert", schafft es "20:00" pünktlich zur Tagesschau anzuzeigen... 
(Mein Händi zeigt seit ewiger Zeit die Uhrzeit von vor 6 Minuten an...)

Autor: Falk (Gast)
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@Peter Dannegger

>Ich hab gestern mal einen Thermosensor neben die Uhr auf die Heizung
>gestellt: 47,7°C.
>Da war also meine Schätzung mit 50°C ganz gut.

Na gut. Dann lass mal ein IO Pin per Timer toggeln und häng nen 
Frequenzzähler dran. Dann die gleiche Messung im Kühlschrank. Dann 
wissen wir, die genau so eine normale Oszillarorschaltung wirklich ist.

MFG
Falk

Autor: Peter Dannegger (peda)
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Falk wrote:

> Na gut. Dann lass mal ein IO Pin per Timer toggeln und häng nen
> Frequenzzähler dran. Dann die gleiche Messung im Kühlschrank. Dann
> wissen wir, die genau so eine normale Oszillarorschaltung wirklich ist.


1. ich hab keinen hochgenauen Frequenzmesser.

2. ich weiß nicht mehr, wo ich das Source mit den dazugehörenden 
Korrekturwerten hab, müßte also nach ner Programmänderung nochmal völlig 
neu kalibrieren.

3. ich hab keine Steckdose im Kühlschrank

4. ich bin ja mit der jetzigen Genauigkeit völlig zufrieden, hab daher 
überhaupt keine Lust, daran irgendwas zu ändern, nur um irgendjemand 
irgendwas zu beweisen.


Peter

Autor: Falk (Gast)
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@Peter Dannegger

Heute der Tag der grossen Ausreden?

>1. ich hab keinen hochgenauen Frequenzmesser.

Hmm, das ist ein Problem, wenn auch kein unlösbares. Ich kann dir wohl 
kaum einen per Email schicken.

>2. ich weiß nicht mehr, wo ich das Source mit den dazugehörenden
>Korrekturwerten hab, müßte also nach ner Programmänderung nochmal völlig
>neu kalibrieren.

Was gibts da zu kalibrieren? Du kalibrierst bestenfalls die Frequenz, 
aber kaum den Temperaturgang.

>3. ich hab keine Steckdose im Kühlschrank

Brauchst du auch nicht, einfach die Schaltung in den Kühlschrank und 
Kabel durch die Gummidichtung führen (NEIN, nicht aufschneiden, einfach 
dünnes Kabel verwenden)

>4. ich bin ja mit der jetzigen Genauigkeit völlig zufrieden, hab daher
>überhaupt keine Lust, daran irgendwas zu ändern, nur um irgendjemand
>irgendwas zu beweisen.

Womit deine Aussage

"Also ich sach ma, das kriegt man bequem auch ohne OCXO hin."

wieder vollkommen haltlos im Raum steht.
Naja. Wenns drauf ankommt kneifen halt die meisten.

MfG
Falk

Autor: anton (Gast)
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der kleine falk möchte aus dem kinderparadies abgeholt werden!

Autor: Christoph Kessler (db1uq) (Gast)
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als genaue Zeitreferenz bietet sich an
- der Sekundenpuls eines GPS-Empfängers
- die Zeilenfrequenz eines amtlichen TV-Senders (ZDF) der noch nicht auf 
DVB-T umgestellt ist
- mit Abstrichen DCF77 oder Deutschlandfunk auf Langwelle, oder ein 
Zeitzeichensender auf 10 MHz, also Kurzwelle

Autor: Christoph Kessler (db1uq) (Gast)
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Auf den Grundlagenartikel zur hochgenauen Frequenzmessung habe ich hier 
schon mal hingewiesen:
http://www.ulrich-bangert.de/AMSAT-Journal.pdf

Autor: Wolfgang (Gast)
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Wegen einer Quarzuhr so ein Aufstand.
Der  Bau einer Quarzuhr war vor etwa 30 Jahren das Thema aller 
Elektronikbastler. Der Aufwand  für einen hochgenauen Quarzoszillator 
wäre m. E. , nachdem es DCF77 gibt, nur noch für andere Anwendungen ( 
Frequenzzähler usw. ) interessant. Meine „Quarzuhr“ läuft mit einem 
stinknormalen Quarz und wird durch DCF77 synchronisiert. Da muss man 
sich noch nicht mal um Sommer- oder Winterzeit kümmern.
Wolfgang

Autor: Falk (Gast)
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@anton

>der kleine falk möchte aus dem kinderparadies abgeholt werden

Hast DU ne Ahnung wie gross der kleine Falk ist. ;-)

>als genaue Zeitreferenz bietet sich an

die diversen Verdächtigen.

Klar, so kann man das sicher pragmatisch lösen. Der Knackpunkt ist aber 
Peters Schuss aus der Hüfte, dass 0,9ppm pro Jahr easy mit nem 0815 
Quarzoszillator zu machen sind.

>Auf den Grundlagenartikel zur hochgenauen Frequenzmessung habe ich hier
>schon mal hingewiesen:

SOOOOO genau ja nun wieder auch nicht. ;-)

>Wegen einer Quarzuhr so ein Aufstand.

Wenn es ums Prinzip geht, dann schon ;-)

MFG
Falk

Autor: Christoph Kessler (db1uq) (Gast)
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Elektor hat es sich auch etwas einfach gemacht. Im Sonderheft 
Mikrocontroller wird eine Zeitwaage beschrieben, um mechanisch tickende 
Uhren zu messen, aber eine geeignete Zeitreferenz muß der Leser selbst 
finden.
Wenn mein Frequenzzähler mal läuft, muß ich das auch ausprobieren. Meine 
DCF77-Armbanduhr tickt auch, da sollte was zu messen sein.

Autor: Peter Dannegger (peda)
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Falk wrote:

> Klar, so kann man das sicher pragmatisch lösen. Der Knackpunkt ist aber
> Peters Schuss aus der Hüfte, dass 0,9ppm pro Jahr easy mit nem 0815
> Quarzoszillator zu machen sind.


Was ist daran denn ein Schuß aus der Hüfte, wenns bei mir praktisch 
läuft ?

Und ganz easy wars ja auch, nur 2 mal mit Videotext vergleichen und 
dazwischen eben einige Wochen warten.

Wozu erst umständlich nen teuren Frequenzmesser ranschaffen, wenns auch 
easy geht.


Peter


P.S.:
Es ist kein Quarzoszillator, sondern ein 12MHz Quarz mit 2*33pF.

Autor: Falk (Gast)
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@Peter Dannegger

>Was ist daran denn ein Schuß aus der Hüfte, wenns bei mir praktisch
>läuft ?

[] Du kennst den Unterschied zwischen typischem und Worst Case 
Verhalten.

Ich dachte du bist Ingenieur. :-(

Wozu brauch ich Airbags, ich fahre seit 10 Jahren unfallfrei?!

>Wozu erst umständlich nen teuren Frequenzmesser ranschaffen, wenns auch
>easy geht.

Ach? Plötzlich so locker? Wie war das doch gleich in dem Thread

Beitrag "Stoppuhr im Handel"

>> Wie aber machen das Stoppuhren für ein paar Euro die Zeit auf 1/100stel
>> genau zu messen.

>Die werden einfach kalibriert.
>Nur so Quarz einlöten und dann denken, das ist genau, ist ein großer
>Irrtum.
>Egal ob 32kHz oder 16MHz, ohne Abgleich ist alles nur Zufall.

Aber dir ist scheibar nicht klar, dass du damit nichts, aber auch gar 
nichts gegen die Temperaturempfindlichkeit tust.

>Es ist kein Quarzoszillator, sondern ein 12MHz Quarz mit 2*33pF.

Geschenkt. Das ist quasi das gleiche, in den 0815 Oszillatoren ist auch 
nix anderes drin.

MfG
Falk

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