Как да сверим часовници радиосинхрон или радиоконтролиране на точното време?

В проучването ни свързано с проблемите по поддръжка на радиосинхронизирани часовници, постепенно се натрупа информация, която решихме да споделим.

История на радиосинхронизирането в Европа

    DCF77 е радиосигнал излъчван в Германия, намиращ се в радиообхвата на дългите вълни, който представлява стандартна честота за управление на устройства показващи "точно време". Като стандартна услуга излъчването започва на 1 Януари 1959. През Юни 1973 в сигнала е добавена информация за дата. Основният и резервен радиопредаватели се намират на място с координати 50°0′56″N 9°00′39″E в градчето Mainflingen, на 25 km югоизточно от Frankfurt на Main (Германия). Предавателят излъчва с номинална мощност 50 kW, като от тях 30 до 35 kW се излъчват чрез T-антена.

T-антената в Майнфлинген

DCF77 честотата се контролира от Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB), към Германската национална лаборатория по физика и се излъчва без прекъсване 24/7. Сигнала се излъчва от Media Broadcast GmbH (в миналото собственост на Deutsche Telekom AG), под името PTB.   Media Broadcast GmbH осигурява излъчване на синхронизиращи импулси 99,7% годишно или под 26.28 часа радиомълчание. Повечето прекъсвания на услугите са до две минути. По-дългите прекъсвания на излъчването се предизвикват при силни, бурни ветрове или поройни дъждове, които оказват въздействие върху голямата Т-антена.

Високоточният 77,5 kHz сигнал (приблизително 3868,3 м дължина на вълната) се създава чрез локални атомни часовници, които са свързани с немските главни часовници в PTB, в Брауншвайг. Времевият сигнал DCF77 се използва за разпространение на немското национално правно време пред обществеността. В долната диаграма е показано местоположението на антената в Майнфлинген и нейния обхват, териториите на страните които са покрити и могат да ползват услугата за радиосинхрон. Окръжностите са през 500 км. Както се вижда от картата, България средно е на 1500 км от антената, като в по-голямата и част, сигнала се приема и може да се използва. Не трябва да забравяме, че това е радиосигнал на дълги вълни, което позволява да бъде приеман на хиляди километри, включително в Африка и Мала Азия.

Карта показваща радиално, разстояние от антената излъчваща сигнала DCF77

Радио часовниците стават много популярни в Европа от края на 80-те години на миналия век, а в континентална Европа повечето от тях използват сигнала DCF77, за да сверяват автоматично времето си. Много индустриални системи,часовници на железопътните гари, системи в областта на телекомуникационните и информационните технологии, в радио- и телевизионни станции се управляват чрез радиосигнала DCF77, в това число часовниците за смяна на тарифите на енергоснабдителните дружества и часовниците в светофарните съоръжения и системи за трaфик.

Сигналът за време DCF77 се използва от организации, като железопътната компания
Deutsche Bahn за синхронизиране на техните жп станции

След направеното разглеждане на информация в мрежата, за системи и приемници на сигнал DCF77 стана ясно, че услугата се ползва масово.
Беше споменато, че в индустрията радиосихнхронизирнето е широко застъпено, но от наша гледна точка е по-интересно използването на услугата, за колекционерска и хоби дейност. В мрежата има публикувани много схеми и проекти за създаване на DCF77 приемници и изпълнителни модули управлявани от тях. Ние ще ви покажем някои схемни решения, тяхните сайтове и блогове, за да може да прецените, кои най-много биха ви били полезни.

Синхронизиране на радиосинхрон часовник Citizen (AT9037-05E) чрез RS232 конвертор и NTP сървър.

В разглеждания пример, автора разисква приставки, които може да приемат синхронизиращи сигнали WWVB, DCF77, MSF или JJY, от NTP сървър, GPS или радио канали. В крайна сметка комуникацията за сверяване с часовника Citizen става чрез DIY модул използващ RS232 сверен от NTP сървър и използващ антена за излъчване на синхро импулсите към часовника. Този подход е интересен, но използва метода на наподобяване, като съдържа и не малко излишни усложнения, които са общо казано досадни.

Опитна постановка за сверяване на радиосинхрон часовник..

Оригиналната статия за показания метод може да намерите на този адрес.

Синхронизация на часовник изцяло базирана на радиосигнал DCF77, реализирана с Arduino

Проекта DCF77 Master Clock истински ни легна на душата. Той трябва внимателно да се разгледа и по достойнство оцени, от всеки любител на часовници използващи радиосинхронизиращ сигнал. От него лъха на професионализъм и любов към майсторенето в дълбочина и детайли..

Рядко има толкова изпипани проекти, които съдържат такива подробности и са публикувани за свободно използване от други любители, затова искаме да привлечем вниманието ви върху създателите му и затова, публикуваме толкова снимки от тяхния проект. Препоръчваме да използвате посочения по-горе линк сочещ към оригиналния сайт и представяне на проекта.

Но, нека се върнем към основния въпрос, на практика как да сверим часовник притежаващ радиосинхронизиран?

Много просто, но работещо решение, за сверяване на часовници използващи радиосинхронизиращи импулси от атомния часовник във Франкфурт (Германия) е да се инсталира
DCF77 ЕМУЛАТОР (софтуер) в личния смартфон.

Снимка от екрана преди инсталиране на софтуера:

Стъпки на действие за синхронизиране

1. Инсталирате софтуера DCF77 EMULATOR (в случая сме показали инсталация за Android но има такава и за Apple);

2. Сверяване на смартфона.
Ако на смартфона ви му е забранено автоматично сверяване с NTP сървър на доставчика ви на GSM услуга, трябва да направите ръчно синхронизиране на точния час. Ако нищо не сте променяли по смартфона си и ползвате заводските настройки по подразбиране, за синхронизиране на телефона ви от Доставчика, тази операция по сверяване на телефона може да я пропуснете.

3. След като смартфона ви е сверен с точен час, стартирате софтуера DCF77 Емулатор, усилвате звука за слушалката или високоговорителя до край и поставяте часовника до него в положение 3-4 минути.

4. Готово, часовника радиосинхрон, който притежавате вече е синхронизиран.

Чудите се как така това нещо работи?

Софтуера така е написан, че телефона посредством магнитната си ситема в слушалката генерира необходимите радиоимпулси, с правилните параметри на излъчване, така че да се получи малък предавател на 77.5KHz. Приемника на часовника е настроен да улавя много слаби DCF77 сигнали и заради близостта си с телефона той приема изкуствено създадените и ги разпознава, като че ли това са от антената в Майнфлинген (Германия). Не трябва да се забравя, че преди сверяване на часовник по този начин, винаги преди това трябва, смартфона да е синхронизиран с точно време. Чрез този метод, колекционерите могат да сверяват автоматично ръчните си часовници или часовниците майки, на които не им достига чувствителност на приемника към предавателя в Германия.

Това е най-евтиния (без пари), начин да синхронизирате вашия G-Shock или друг радиочасовник, ако сте в зона, където не се приема радиосигнала от предавателя до гр.Франкфурт !!!