Todo tiene una hora exacta - DCF77 con el Arduino

Ya hemos construido algunos relojes, o el tiempo se ha calculado sobre la base de las entradas manuales y los tiempos de espera, por NTP o con un módulo RTC. Hoy queremos presentarles una nueva forma de "ganar tiempo" a través del DCF77.

DCF77 Sender:

En Mainflingen, cerca de Fráncfort del Meno, Hay una emisora de onda larga para 77,5 kHz. Este transmisor emite 50.000 W, la hora actual se codifica una vez por minuto.

Este transmisor y la señal se denominan DCF77. La denominación DCF77 es el indicativo de llamada asignado al emisor para la identificación internacional.

Con un módulo de Recepción adecuado (p. ej. pollin.de 810054) la señal puede ser captada y descodificada en un radio de hasta 2000 km alrededor de Mainflingen.

Para información, en otros países se utilizan emisoras de tiempo diferentes, con frecuencias diferentes.:

Indicativo de llamada de radio Localización Frecuencias
Beta Rusia 25 kHz
BPC China 68,5 kHz
BPL China 100 kHz
BPM China, Lintong (Xi'an)) 2,5 MHz, 5 MHz, 10 MHz, 15 MHz
CHU Canadá, Ottawa 3,330 MHz, 7,850 MHz, 14,670 MHz
DCF77 Alemania, Mainflingen 77,5 kHz
IBF Italia, Turín 5 MHz
JJY Japón, Monte O 40 kHz
JJY Japón, Monte Hagane 60 kHz
Mike Finlandia, Espoo 25 MHz
MSF Gran Bretaña, Ánhorn 60 kHz
RBU Rusia, Taldom 66,66 kHz
RTZ Rusia, Irkutsk 50 kHz
RWM Rusia, Moscú 4,996 MHz, 9,996 MHz, 14,996 MHz
TDF Francia, Allouis 162 kHz
WWV Estados Unidos, Fort Collins 2,5 MHz, 5 MHz, 10 MHz, 15 MHz, 20 MHz
WWVB Estados Unidos, Fort Collins 60 kHz
WWVH Estados Unidos, Hawái, Kekaha 2,5 MHz, 5 MHz, 10 MHz, 15 MHz
YVTO Venezuela, Caracas 5 MHz

 

Estructura de la señal DCF77:

El DCF77 enviará más información en 60 minutos.

La información se codificará en impulsos secundarios. Un impulso alto de 100ms (900ms LOW) significa un 0 y un impulso alto de 200ms (800ms LOW) un 1. esta codificación "binaria" se puede calcular a continuación en la fecha y hora, además de MESZ/MEZ y datos meteorológicos.

Se transmiten 59 Bits con el siguiente significado: :

Bit Significado Valor
0 Inicio de nuevo minuto (siempre 0)
1 códigos
Datos meteorológicos
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15 Rufbit
16 Conversión cet/MESZ
17 MESZ
18 Cet
19 Shaltskunde
20 Inicio información sobre el tiempo (siempre 1)
21 Minuto 1
22 2
23 4
24 8
25 10
26 20
27 40
28 Paridad Minuto
29 Hora 1
30 2
31 4
32 8
33 10
34 20
35 Paridad Hora
36 Fecha Día 1
37 2
38 4
39 8
40 10
41 20
42 Día de la semana 1
43 2
44 4
45 Fecha Mes 1
46 2
47 4
48 8
49 10
50 Fecha Año 1
51 2
52 4
53 8
54 10
55 20
56 40
57 80
58 Paridad Fecha

 

Gracias a esta información, podemos hacer un Sketch Arduino.:

Nuestro receptor del DCF77 está conectado al Pin 2 del Arduino. 

Sketch Arduino:

# define STATUS_PIN LED_BUILTIN
# define DCF_PINA 2
 
int HIGH_Start = 0;
int HIGH_Ende = 0;
int High_tiempo = 0;
int LOW_Start = 0;
int LOW_Ende = 0;
int Tiempo bajo = 0;
 
bool Señal = false;
bool Nuevo minute = false;
int BIT = -1;
int Tiempo[65];
int Hora;
int TIEMPO_MINUTE;
int HORA_TAG;
int TIEMPO_MONATO;
int TEMPORA_AÑO_;
int Días de la semana;
int PAR_HUNT;
int PAR_MINUTE;
int Inicio;
 
void setup() {   Serial.begin(115200);   pinMode(DCF_PINA, Entrada);   pinMode(STATUS_PIN, Salida);   Serial.println("Sincronización");
}
 
void loop() {   if (BIT > 60) {Nuevo minute = false;}   int DCF_SIGNAL = digitalRead(DCF_PINA);      if (DCF_SIGNAL == HIGH && Señal == false) {     Señal = true;      HIGH_Start = Milis();      LOW_Ende = HIGH_Start;       Tiempo bajo = LOW_Ende - LOW_Start;           if (Nuevo minute == true) {       Descripción de la impresora(BIT);       // Serial.print ("Bit");        // Serial.print (BIT));        // Serial.print (": ");        Tiempo[BIT] = (Tiempo de bit_(Tiempo bajo));       Serial.print (Tiempo[BIT]);       // Serial.println ();     }     else {       Serial.print(".");     }   }     if (DCF_SIGNAL == LOW && Señal == true) {     Señal = false;      HIGH_Ende = Milis();       LOW_Start = HIGH_Ende;      High_tiempo = HIGH_Ende - HIGH_Start;        NEUMINUTE(Tiempo bajo);   }
}
 
int Tiempo de bit_ (int Tiempo bajo) {    if (Tiempo bajo >= 851 && Tiempo bajo <= 950) {return 0;}     if (Tiempo bajo >= 750 && Tiempo bajo <= 850) {return 1;}    if (Tiempo bajo <= 350) {BIT-=1;return "";}
}

void NEUMINUTE (int Tiempo bajo) {   if (Tiempo bajo >= 1700) {     BIT = 0;     Nuevo minute = true;     Hora = Tiempo[29]*1+Tiempo[30]*2+Tiempo[31]*4+Tiempo[32]*8+Tiempo[33]*10+Tiempo[34]*20;     TIEMPO_MINUTE = Tiempo[21]*1+Tiempo[22]*2+Tiempo[23]*4+Tiempo[24]*8+Tiempo[25]*10+Tiempo[26]*20+Tiempo[27]*40;     PAR_HUNT = Tiempo[35];     PAR_MINUTE = Tiempo[28];     HORA_TAG = Tiempo[36]*1+Tiempo[37]*2+Tiempo[38]*4+Tiempo[39]*8+Tiempo[40]*10+Tiempo[41]*20;     TIEMPO_MONATO = Tiempo[45]*1+Tiempo[46]*2+Tiempo[47]*4+Tiempo[48]*8+Tiempo[49]*10;     TEMPORA_AÑO_ = 2000+Tiempo[50]*1+Tiempo[51]*2+Tiempo[52]*4+Tiempo[53]*8+Tiempo[54]*10+Tiempo[55]*20+Tiempo[56]*40+Tiempo[57]*80;     Inicio = Tiempo[20];               Serial.println();     Serial.println("*****************************");     Serial.print ("Hora: ");     Serial.println();     Serial.print (Hora);     Serial.print (":");     Serial.print (TIEMPO_MINUTE);     Serial.println();     Serial.println();     Serial.print ("Fecha: ");     Serial.println();     Serial.print (HORA_TAG);     Serial.print (".");     Serial.print (TIEMPO_MONATO);     Serial.print (".");     Serial.print (TEMPORA_AÑO_);     Serial.println();     Serial.println("*****************************");        } else {BIT++;}
}
 
void Descripción de la impresora(int Número de bit) {   switch (Número de bit) {     case  0: Serial.println("\N# Start MINUTE (siempre 0)"); break;     case  1: Serial.println("\N# datos meteorológicos"); break;     case 15: Serial.println("\n# RUFBIT"); break;     case 16: Serial.println("\n# MEZ/MESZ"); break;     case 17: Serial.println("\n# MESZ"); break;     case 18: Serial.println("\n# MEZ"); break;     case 19: Serial.println("\n# SHELLSEGUND"); break;     case 20: Serial.println("\n# comenzar información sobre el tiempo (siempre 1)"); break;     case 21: Serial.println("\N# minutos"); break;     case 28: Serial.println("\n# PARITAET MINUTE"); break;     case 29: Serial.println("\n# hora");break;     case 35: Serial.println("\n# PARITAET hor"); break;     case 36: Serial.println("\n# TAG"); break;     case 42: Serial.println("\N# día de la semana"); break;     case 45: Serial.println("\n# mes"); break;     case 50: Serial.println("\n# año"); break;     case 58: Serial.println("\n# PARITAET fecha"); break;   }
}

Como salida en el Monitor Serial, Ahora obtenemos la secuencia de bits y la hora calculada.

 

Ahora pueden usar el DCF77 para sus proyectos. Que Te Diviertas.

Para arduinoGrundlagen software

10 comentarios

Max

Max

Ich nochmal. Schade das du die Parity-Bits in deinem Code zwar liest gar nicht verwendest. Ich habe das NEUEMINUTE etwas abgeändert, nun checkt es die 3 Parität-bits, baut noch Hürden für den Wertebereich mit ein (z.B. keine Minute über 59 erlaubt) und für das erfüllen des DCF_stable bit muss noch 3x das selbe Ergebnis hintereinander empfangen werden (ohne Minute, die kann mit dem DCF_minute bit schon vorher verwendet werden):

void NEUMINUTE (int LOW_Zeit) {
int temp_min=0; //save bit count of minute part of ZEIT
int temp_hour=0;//save bit count of hour part of ZEIT
int temp_year=0;//save bit count of year part of ZEIT

if (LOW_Zeit >= 1700) { BIT = 0; ZEIT_STUNDE = ZEIT29 * 1 + ZEIT30 * 2 + ZEIT31 * 4 + ZEIT32 * 8 + ZEIT33 * 10 + ZEIT34 * 20; ZEIT_MINUTE = ZEIT21 * 1 + ZEIT22 * 2 + ZEIT23 * 4 + ZEIT24 * 8 + ZEIT25 * 10 + ZEIT26 * 20 + ZEIT27 * 40; PAR_STUNDE = ZEIT35; PAR_MINUTE = ZEIT28; ZEIT_WOCHENTAG = ZEIT42 * 1 + ZEIT43 * 2 + ZEIT44 * 4; ZEIT_TAG = ZEIT36 * 1 + ZEIT37 * 2 + ZEIT38 * 4 + ZEIT39 * 8 + ZEIT40 * 10 + ZEIT41 * 20; ZEIT_MONAT = ZEIT45 * 1 + ZEIT46 * 2 + ZEIT47 * 4 + ZEIT48 * 8 + ZEIT49 * 10; ZEIT_JAHR = 2000 + ZEIT50 * 1 + ZEIT51 * 2 + ZEIT52 * 4 + ZEIT53 * 8 + ZEIT54 * 10 + ZEIT55 * 20 + ZEIT56 * 40 + ZEIT57 * 80; PAR_BEGINN = ZEIT20; //DCF PAR bit is calculatet ‘even’, so we need to add 1 temp_min=ZEIT21 + ZEIT22 + ZEIT23 + ZEIT24 + ZEIT25 + ZEIT26 + ZEIT27+PAR_MINUTE+1; temp_hour=ZEIT29 + ZEIT30 + ZEIT31 + ZEIT32 + ZEIT33 + ZEIT34+PAR_STUNDE+1; temp_year=ZEIT50 + ZEIT51 + ZEIT52 + ZEIT53 + ZEIT54 + ZEIT55 + ZEIT56 + ZEIT57+PAR_BEGINN+1; //bitread only reads one specific bit – since we fiddeld with the temp value, even/odd decides if its valid or false if ((bitRead(temp_min, 0)) && (bitRead(temp_hour, 0)) && (ZEIT_STUNDE <= 23) && (ZEIT_STUNDE >= 0) && (ZEIT_MINUTE <= 60) && (ZEIT_MINUTE >= 0) && (ZEIT_TAG <= 31) && (ZEIT_TAG >= 1) && (ZEIT_MONAT <= 12) && (ZEIT_MONAT >= 1) && (ZEIT_JAHR <= 2040) && (ZEIT_JAHR >= 2020) && (ZEIT_WOCHENTAG <= 7) && (ZEIT_WOCHENTAG >= 1 )) { DCF_minute= true; //check if there is rubbish in the signal: Store last 3 values of year, month, day, weekday. Only if all three are equal, neueMinute is set to true if ((bitRead(temp_year, 0)) && (ZEIT_JAHR_veryoldZEIT_JAHR_old) && (ZEIT_JAHR_veryoldZEIT_JAHR) && (ZEIT_MONAT_veryoldZEIT_MONAT_old) && (ZEIT_MONAT_veryoldZEIT_MONAT) && (ZEIT_TAG_veryoldZEIT_TAG_old) && (ZEIT_TAG_veryoldZEIT_TAG) && (ZEIT_WOCHENTAG_veryoldZEIT_WOCHENTAG_old) && (ZEIT_WOCHENTAG_veryoldZEIT_WOCHENTAG)&& (ZEIT_STUNDE_veryoldZEIT_STUNDE_old) && (ZEIT_STUNDE_veryoldZEIT_STUNDE)) { DCF_stable = true; } else { DCF_stable = false; } } else { DCF_minute_hook = false; } ZEIT_JAHR_veryold=ZEIT_JAHR_old; ZEIT_JAHR_old=ZEIT_JAHR; ZEIT_MONAT_veryold=ZEIT_MONAT_old; ZEIT_MONAT_old=ZEIT_MONAT; ZEIT_TAG_veryold=ZEIT_TAG_old; ZEIT_TAG_old=ZEIT_TAG; ZEIT_WOCHENTAG_veryold=ZEIT_WOCHENTAG_old; ZEIT_WOCHENTAG_old=ZEIT_WOCHENTAG; ZEIT_STUNDE_veryold=ZEIT_STUNDE_old; ZEIT_STUNDE_old=ZEIT_STUNDE; } else { BIT++; }

}

Max

Max

Vielen Dank fr den tollen Code, der ist wirklich leicht nachzuvollziehen und gut in das eigene Projekt zu intregrieren. Ich werkle noch an einer Fehlerkorrektur um die ganzen bit-Kipper raus zu bekommen, aber es zeigt schonmal zu 70% aller Fälle eine genaue Zeit an :)

Uli G.

Uli G.

Hallo ich würde gerne den ESP8266 benutzen.
wenn ich den Anruino ins Board wähle, wird das Übersetzen und Kompilieren abgeschlossen.
Benutze ich aber im Board den ESP8266 bekomme ich an der Zeile:

if (LOW_Zeit <= 350) {BIT-=1;return ""; den Fehler : invalid conversion from ‘const char*’ to ‘int’ [-fpermissive] was kann ich tun?
WO

WO

Info für Thomas:
Veriablendeklaration:
int ZEIT_SEKUNDE;
Hallo Thomas
Behelfsweise Variable “ZEIT_SEKUNDE” in funktion einfügen und dieser die Bitnummer+1 zuweisen.
Allerdings: Sekunde 59 dauert dann 2 Sekunden!
void PrintBeschreibung(int BitNummer) {
ZEIT_SEKUNDE = BitNummer+1;

Für eine exakte Sekundenanzeige 58, 59 muss der Code wohl etwas tiefergehend erweitert werden.
WO

Thomas

Thomas

funktioniert tatelos. Möchte auf Basis dieses Sketches eine NIXIE Uhr aufbauen. Mir fehlen die Sekundenanzeige. Da ich Programmieranfänger bin wäre ich dankbar wenn mir Jemand Tips geben könnte wie der Seketch zecks Sekndenanzeige zu erweitern ist.

Danke

Gunther Jordan

Gunther Jordan

Leider ist der Fehler, den Jörg Schnur letztes Jahr aufgezeigt hat immernoch drin.
Weiterhin ist eine ganz wichtige Information unterschlagen: Sekunde 59 wird nicht markiert! D.h. in dieser Sekunde wird das Sendesignal nicht moduliert, weder eine “1” noch eine “0” gesendet. DARAN erkennt der Empfänger den Beginn der vollen Minute! Und nicht etwa an der “0” am Anfang…
Die Umstellung zwischen Sommer und Normalzeit sowie die Schaltsekunde werden 1 Stunde im Voraus angezeigt, im Falle der Schaltsekunde ist die 59. Sekunde eine “0” und die 60. Sekunde wird keine Marke gesendet.

Ein Nutzer

Ein Nutzer

Der Sketch setzt bei meinem Modul (Conrad BN641138) vorraus, dass das Signal am invertierenden Ausgang abgegriffen wird.
Um dieses zu umgehen und den normalen DCF Ausgang auf Pin3 am Modul zu verwenden, kann man auch folgende Zeile:

int DCF_SIGNAL = digitalRead(DCF_PIN);

durch dieses ersetzen:

int DCF_SIGNAL_inverted = digitalRead(DCF_PIN);
int DCF_SIGNAL = (!DCF_SIGNAL_inverted);

Anschließend läuft der Sketch ohne Probleme!

Jörg Schnur

Jörg Schnur

Danke für die super Informationen. Müßte es nicht 60 Sekunden heißen im Satz “Der DCF77 Sender sendet in 60 Minuten mehrere Informationen.”?

Mertke

Mertke

Hallo, ein super Sketch. Der beste den ich bis jetzt hatte.
Ich bastel an einer Bewässerungsanlage mit 16 Ausgängen und 2 Zeiten pro Tag mit einer RTC DS3231. Ich hätte gerne eine zusätzliche DCF 77 Zeit.
Ich habe ein Modul von Pollin mit 3,3V und dahinter einen Verstärker mit Cmos IC 4093
(http://amateurfunkbasteln.de/dcf77/ )
Leider funktioniert bei mir nur ein keiner Teil und nur nach ändern der LOW Zeiten.
//if (LOW_Zeit >= 851 && LOW_Zeit <= 950) {return 0;} Original
if (LOW_Zeit >= 751 && LOW_Zeit <= 950) {return 0;} meine Eingabe
//if (LOW_Zeit >= 750 && LOW_Zeit <= 850) {return 1;} Original
if (LOW_Zeit >= 450 && LOW_Zeit <= 750) {return 1;} meine Eingabe
if (LOW_Zeit <= 350) {BIT-=1;return "";}
Auf dem seriellen Monitor kommt nur die Anzeige
Syncronisierung
18:54:22.126 ………… Die Urzeit funktioniert aber kein Datum

Ich nutze einen Arduino UNO am digitalen Pin 2 mit externem 10KOHM Widerstand gegen 5Volt. Anzeigen möchte ich die Uhrzeit auf einem Display 16×2 oder 20×4

Um Störimpulse zu verringern habe ich einen Festspannungsregler L4940V5 mit 5Volt aufgebaut an einem 12V AKKU
Wenn ich diese 5 Volt nutze habe ich aber keinen seriellen Monitor mehr.

Ich habe einige Schwierigkeiten mit dem Programmieren und lerne immer ein bischen mehr. Meistens versthe ich langsam die Beispiele und ändere den Sketch dann für mich um.

Ich würde mich über jede Hilfe sehr freuen
schönen Abend
Fredy

Fred

Fred

Hallo, guter Sketch zur Abfrage der Zeit und auch für einen Laien wie mich nachvollziehbar. Ich hab in gleich getestet nachdem ich ihn im Netz gefunden hatte. Mein DCF77 Modul hat sofort funktioniert. Probleme gab es aber beim kopieren des Sketches mit der Kopierfunktion in die Arduino-IDE. Beim Kompilieren kamen jede Menge stray ‘\’ Fehlermeldungen. Erst durch Laden des Textes in Notepad++ (ANSI-Kodierung) und entfernen einiger komischer Zeichen funktionierte es dann. Ich würde auch gern noch wissen, wozu die Status-LED (Pin13) gedacht war. Gratuliere AZ-Delivery zu den vielen guten Beispielen, weiter so.

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