Startseite | [start]

high moral and responsibility Der Zeitmanipulator HIGH-VOLTAGE

Selbstbau eines 77.5 Khz Längstwellen DCF77 Zeitzeichensenders

(von Matthias Franz, HB9EFY, 03/2009 bis 07/2010)

English translation available





  Der Zeitmanipulator  (77.5 Khz DCF77 Zeitzeichensender)
Zeitmanipulator (DCF77 Zeitsignalsender) [01] Zeitmanipulator (DCF77 Zeitsignalsender)
Daten:
Sendefrequenz:  77.5 Khz
Ausgangsleistung:  50 Volt Vss an 50 Ohm (~ 6 Watt)
Oberwellenunterdrückung:  -37 dB bei 2 F0
Betriebsspannung (Ext.):  240 Volt
Betriebsspannung (Int.):  5 Volt, 24 Volt
Oszillator:  Quarz / Pierce
Endstufe:  TDA2006
Mikrocontroller:  ATmega16
Datum/Zeitbereich:  01.01.2000 bis 31.12.2099
 00:01 - 23:55

Der Zeitmanipulator ist der kleine Bruder des Zeitzeichensenders in Mainflingen bei Frankfurt, Deutschland. Der dort stehende, 50 kW starke Längstwellensender wird,
Get flash player to play to this file

[V01] DCF77 Sender
entsprechend seines Rufzeichens, "DCF77" genannt und sendet auf 77.5 Khz das offizielle Zeitsignal für Deutschland aus. Seine Reichweite beträgt ca. 2'000 km. Betrieben wird der Sender für die Physikalisch Technischen Bundesanstalt (PTB) von der Media Broadcast GmbH.

Der von mir entwickelte Zeitmanipulator kann allerdings noch mehr. Er ist die Alternative schlechthin, falls Sie für Ihre Zeitreisen Ihren Fluxkompensator gerade mal wieder nicht zur Hand haben, bzw. Ihr lokaler Stromanbieter Ihnen den Vertrag gekündigt hat, nachdem Sie die Rechnung für die Entnahme von 1.21 GW Leistung nicht mehr bezahlen konnten. Erstmals in der Geschichte ist nun möglich, sich frei durch die Zeit zu bewegen. Einfach Ziel-Datum und Zeit eingeben und der Zeitmanipulator nimmt Sie mit auf eine wundersame Reise.

Sie wollten schon immer mal wissen, ob Atomsatelliten die Erde bedrohen bzw. Jahre später die Morlocks über die gefühlskalten Eloi herrschen?

Kein Problem. Der Zeitmanipulator macht's möglich.


Fangen wir aber erstmal mit einwenig Theorie an...


  Der Zeitkode  (DCF77 Signal und Kodierung)
Das DCF77 Signal besteht aus einem unmodulierten Träger von 77.5 Khz. Im Sekundentakt wird das Signal auf 25% (-6db) der Trägeramplitude abgesenkt (Bild 02).
DCF77 Kodierung per Pulsweitenmodulation
[02] DCF77 Kodierung per Pulsweitenmodulation
Die zeitliche Länge der Absenkung bestimmt, ob eine logische "0" oder logische "1" übermittelt wird. 100 ms Absenkung steht für den Wert logisch „0“, 200 ms hingegen für logisch „1“. Es handelt sich somit um eine Art von Pulsweitensignal, das zwei Zustände kennt, logisch "0" und logisch "1".

Das Zeitsignal wird zusätzlich noch mittels einer zweiten Methode übertragen. Hierzu wird per Phasenmodulation eine Pseudozufallsfolge (PZF) von 512 Bit aufmoduliert. Einfache Funkuhren bedienen sich allerdings des einfacheren Pulsweitensignals.

Bild 03 zeigt das DCF77 Zeitsignal in Tabellenform. Jede Sekunde entspricht einem Bit. Der Beginn eines neuen Codeworts wird in der 59. Sekunde angekündigt. Die Trägeramplitude wird dabei nicht absenkt (Ausnahme: bei der Übertragung einer Schaltsekunde).

Innerhalb der nächsten 59 Sekunden wird ein komplettes Codewort übertragen. Zusammenfassend enthält dieses die folgende Information:

1-14   Wetterinformation (seit Ende 2006)
15-19   Sommer bzw. Winterzeit, Schaltsekunde...
21-27   Minute
29-34   Stunde
36-41   Monatstag
42-44   Wochentag
45-49   Monat
50-57   Jahr (zweistellig)

Zum besseren Verständnis wie innerhalb von 59 Sekunden die vollständige Zeitinformation übertragen wird, kann das Zeitsignal auch graphisch in Kreisform aufgetragen werden (Bild 04). Zu beachten ist noch, daß die Informationsblöcke "Minute", "Stunde" sowie "Tag, Wochentag, Monat und Jahr" jeweils mit einem Prüfbit (P1, P2 und P3) abgeschlossen werden.

Ein Prüfbit ergänzt jeweils einen Informationsblock auf eine gerade Anzahl von logisch "1" (gerade Parität).

Der Wochentag wird wie folgt kodiert: Montag entspricht Tag 1 und Sonntag Tag 7. Dies ist wichtig um ein korrektes Codewort zu erzeugen. Selbst sehr günstige Funkuhren kontrollieren die empfangene Information auf deren Korrektheit.

Für mehr Informationen bezüglich der DCF-77 Codierung finden sich unter nützliche Links mehrere Verweise.
DCF77 Zeitsignal Kodierung in Tabellenform
[03] DCF77 Zeitsignal Kodierung in Tabellenform
DCF77 Zeitsignal Kodierung (graphisch)
[04] DCF77 Zeitsignal Kodierung (graphisch)

Soviel zur Theorie - jetzt geht' zur Praxis...

Der Zeitmanipulator ist aus den folgenden Modulen aufgebaut:

 - 77.5 Khz Quarzoszillator (+ Tiefpassfilter)
 - Pegel-Schifter
 - Endstufe
 - Tiefpassfilter
 - Eingabe und Display
 - Mikrocontroller
 - Netzteil

Die Module sind, wie auf dem nachfolgenden Bild zu erkennen, miteinander verschaltet. Ein Klick auf das jeweilige Modul führt zu dessen genauen Beschreibung.

Uebersichtsdiagramm aaaa aaaa aaaa aaaa aaaa aaaa Netzteil Dummy-Load


  Der Zeitoszillator  (77.5 Khz Sinus Quarzoszillator)
77.5 Khz Sinus Quarzoszilator
[05] 77.5 Khz Sinus Quarzoszillator
Das 77.5 Khz Signal, das den Endverstärker ansteuert, wurde mit einem Pierce Oszillator erzeugt.

Der Pierce Oszillator wurde mit einem CMOS Inverter aufgebaut. Da dieser allerdings nur ein Rechtecksignal liefert und ich den Endverstärker wegen der Oberwellenunterdrückung mit einem Sinussignal ansteuern wollte, muß das Rechtecksignal erst in ein Sinussignal umgewandelt/gefiltert werden.

Der Filter besteht aus einem 7-poligen Tschebyscheff Tiefpass. Die berechnete Dämpfung der 3. Oberwelle liegt bei ca. -85 db.

Wenn man den mathematischen Grund wissen möchte warum man ein Rechtecksignal in ein Sinussignal umwandeln kann, so schaut man entweder in Wikipedia®™ unter Fourierreihe / Rechteckpuls nach, oder aber man fragt einen Kollegen, der Elektrotechnik studiert hat (mein Dank an Torsten, DG1GKT).

Bild 06 zeigt den Tschebyscheff Tiefpass aufgebaut auf einem Steckboard. Angesteuert wurde dieser versuchsweise mit einem DDS Generator. Das Eingangssignal betrug 77.5 Khz und 5 VSS. Das Sinussignal am Ausgang des Filters betrug ca. 2.5 VSS (Bild 07).
7-poliger Tschebyscheff Tiefpass
[06] 7-poliger Tschebyscheff Tiefpass
Rechteck zu Sinus Filterung
[07] Rechteck zu Sinus Filterung
Prototyp - Quarzoszillator (oben)
[08] Prototyp - Quarzoszillator (oben)
Prototyp - Quarzoszillator (unten)
[09] Prototyp - Quarzoszillator (unten)
Die zwei nächsten Bilder (08 und 09) zeigen den fertig aufgebauten Oszillator. Der 77.5 Khz Quarz wurde aus einem DCF-77 Empfangsmodul ausgelötet (die Quarzfrequenz wird nicht von jedem Elektronikhändler geführt).

Die 6 Bauteile, die wie dicke Widerstände aussehen, sind die Spulen (Festinduktivitäten) des Tschebyscheff Tiefpass.

Das Ausgangssignal des fertigen Oszillatormoduls beträgt ca. 2.5 VSS und ist optisch (auf dem Oszi) ein sehr schöner Sinus. Die Frequenz beträgt, gemessen an einem ELV®™ Frequenzzähler, 77.503 Khz.

Der Tschebyscheff Tiefpass hat gemessene, effektive -56 db bei 3x F0


  Der Zeitlevelshifter (Pegelshifter)
Wie im Theorieteil erklärt, wird beim DCF77 Signal die Signalamplitude jede Sekunde für 100 bzw. 200 ms von 100% auf 25% herabgesetzt. Dies geschieht bei meinem Zeitmanipulator mit dem Pegelshifter.

Der Pegelshifter enthält 3 Gatter des Analogschalters CMOS 4066 und wird vom Sinus Quarzoszillator angesteuert. Abhängig davon ob man den Shifter mit logisch "0" oder logisch "1" ansteuert, gelangt das Oszillatorsignal entweder direkt oder über einen einstellbaren Spannungsteiler zum Ausgang. Entsprechend dem Schaltplan läßt sich im oberen Signalweg die Ausgangsspannung mit einem Spindeltrimmer auf 25% einstellen. Der zweite Trimmer paßt die Ausgangsspannung beider Signalwege an die Endstufe an.

...und weil Basteln soviel Spaß macht, habe ich beide Module (Oszillator und Pegelshifter) nochmals auf einer neuen Platine aufgebaut.
Schaltplan des Pegelshifter
[10] Pegelshifter - Schaltplan
Quarzoszilator und Pegelshifter (oben)
[11] Oszillator und Pegelshifter (oben)
Quarzoszilator und Pegelshifter (unten)
[12] Oszillator und Pegelshifter (unten)


  Der Zeitverstärker  (77.5 Khz Endverstärker)
Schaltplan der VLF PA
[13] Schaltplan der VLF PA
Die VLF PA wurde nach dem Schaltplan (13) aufgebaut. Dies entspricht, leicht verändert, der Grundschaltung, wie sie im Datenblatt des HiFi Verstärkers TDA2006 (TDA2020) zu finden ist.

Die Schaltung verwendet keine negative Spannung, sondern kann laut Datenblatt mit bis zu 30 Volt betrieben werden (single power supply).

Entsprechend dem Datenblatt reicht der Frequenzgang des TDA2006/TDA2020 bis ca. 140 Khz. Eine ausreichend große Verstärkung bei 77.5 Khz sollte somit zu erreichen sein.

Der TDA2006, der im Audiobereich eine Ausgangsleistung bis zu 14 Watt erzeugt, wurde zwecks ausreichender Kühlung auf einen alten Prozessorkühlkörper (einschließlich Lüfter) geschraubt.
VLF PA (Seitenansicht 1)
[14] VLF PA (Seitenansicht 1)
VLF PA (Nahaufnahme des TDA2006)
[15] VLF PA (Nahaufnahme des TDA2006)
VLF PA (Seitenansicht 2)
[16] VLF PA (Seitenansicht 2)


  Der Zeitfilter  (Impedanz-Anpassung und Tiefpassfilter)

Zur Impedanzanpassung der Endstufe (< 4Ohm) an die Last (50 Ohm) gibt es verschiedene Möglichkeiten. Zwei dieser Möglichkeiten habe ich getestet und mich für letztere entschieden.

  • Impedanzanpassung mittels Breitbandübertrager. Die Anpassung geschieht über das Wickelverhältnis des Ringkerntransformators.
  • Impedanzanpassung mittels PI-Filter.
Wer Spaß daran hat einen Ringkern wieder und wieder neu zu bewickeln um das Optimum zu finden, darf dies gerne tun. Ein akzeptables Ergebnis konnte ich allerdings nicht erreichen (maximal 1.2 Watt Ausgangsleistung an 50 Ohm).
Fertiges PI-Filter
[17] Fertiges PI-Filter


So probierte ich die zweite Möglichkeit aus, eine Anpassung mittels PI-Filter. Auch in diesem Falls stimmten die berechnete Größen nicht 100% mit der Realität überein (die Güte der Spule war wohl nicht hoch genug, was kein Wunder ist da es sich hierbei "nur" um TV-Spulen handelt), allerdings konnte ich die Spule, durch den Ferritkern, sehr viel einfacher nachstimmen. Das Ergebnis war sehr gut. Ich erreichte maximal 9 Watt Ausgangsleistung, gemessen an 50 Ohm. Sehr viel besser als mit dem Breitbandübertrager.

Die Berechnung der PI-Anpassung und des Oberwellenfilters erfolgte mit der Software "PI-EL Design"®™ bzw. "SVC Filter Designer"®™ von WB6BLD (siehe: nützliche Links).

Die nachfolgende Bilder zeigen die Wobbelkurve des PI-Filters zur Impedanzanpassung, gemessen nachdem der Filter auf maximalen Ausgangsleistung (an 50 Ohm) abgestimmt wurde, sowie die des Oberwellenfilters.
Beim Schaltplan ist zu beachten, daß die Kondensatoren der PI-Filter aus jeweils 2 parallel geschalteten Kondensatoren bestehen.
Impedanzanpassung
[18] Prototyp: PI-Impedanzanpassung
Schaltplan: Impedanz + Oberwellen
[19] Schaltplan: Impedanz + Oberwellen
Prototyp: Oberwellenfilter
[20] Prototyp: Oberwellenfilter


  Die Zeiteingabe  (Drehencoder-Eingabe und graphische Ausgabe mittels 4 x 20 LCD)
Die Eingabe des Sprungzieles (Datum und Zeit) geschieht über einen Drehencoder, sowie über zwei Menü-Taster. Der Drehencoder hat zudem einen eingebauten Taster, der zur Bestätigung der jeweiligen Eingabe dient.
Animation: Ein- und Ausgabe-Menue
[21] Animation: Ein-, Ausgabe-Menue


Folgende Eingaben werden erwartet:
- Tag, Monat, Jahr (zweistellig)
- Stunden (24h Format)
- Minuten

Mittels der Taster kann bei der Eingabe im Menü vor- bzw. zurück gesprungen werden. Die Software listet zum Schluß alle Eingaben auf und wartet anschließend auf die finale Bestätigung.

Wichtig ist hierbei zu erwähnen, daß es sich bei der Eingabe um ein gültiges Datum handeln muß. Die von mir geschriebene Software führt keinen Validitäts-Check durch. Zudem gelten besondere Regeln für die Minuteneingabe. Die Gründe hierfür können im Absatz "Zeitprozessor" unter "Hinweis" nachgelesen werden.


  Die Zeitprozessor  (Steuersoftware auf ATmega16)
Im Gegensatz zu anderen Zeitmaschinen, wird bei meinem Projekt der Zeitsprung weder mit einem Fluxkompensator (Englisch: "flux capacitor") noch mittels eines Kristalls erzeugt. Bei dem hier vorgestellten Zeitmanipulator dient ein Atmel®™ ATmega16 der Generierung des Zeitsignals.

Die Software ist vollständig in BASCOM®™Basic geschrieben. Für einen ungelernten Hobby-Programmierer, dessen Basic Kenntnisse noch aus Zeiten des Commodore®™C64 stammen, bereitet dies einige Tage an Kopfzerbrechen...

Die Software ist in verschiedene Module unterteilt:
  •  Selbsttest 
  •  Menü-Steuerung (Eingabe von Datum und Zeit)
  •  Datum-Berechnungen
  •  Generation des DCF77 Codes
  •  Ausgabe des Codes (an den Pegelshifter und das Display)


Selbsttest
:
Zwei AD Wandler messen beim Einschalten die 5 bzw. 24 Volt Versorgungsspannung und vergleichen die Ergebnisse gegen die Sollwerte. Nachdem per OK Taste bestätigt wurde, daß ein Dummy-Load angeschlossen wurde, geht der Sender für 300ms auf 100% Ausgangsleistung. In dieser Zeit werden beide Spannungen nochmals gemessen. Falls bei einer der Messung ein Fehler auftreten sollte, erscheint eine Warnmeldung bzw. es ertönt ein Alarmsignal. Wenn beide Tests erfolgreich beendet wurden, wechselt die "Self-Test" LED von Rot nach Grün.


Menü-Steuerung
:
Das 4x 20 LC Display wird per BASCOM Standardbefehl im PIN Modus angesteuert.
Die Abfrage des Drehencoders geschieht ebenfalls mit dem Standardbefehl. Die Abfrage des Encoders gestaltet sich etwas schwierig, da der verwendete, sehr günstige Encoder von Pollin 2 Impulsschritte pro Rastung abgibt. Ich habe den Encoder geöffnet und die kleinen Kugeln ausgebaut, die für die Rastung zuständig sind. Das Einlesen der Impulse per Standardbefehl wurde dadurch erheblich verbessert.


Zudem dienen noch 2 Taster im Menü dazu vor- bzw. zurückzuspringen, falls man eine zuvor bestätigte Eingabe nochmals verändern möchte. Nach erfolgter Eingabe aller Daten werden diese zur Kontrolle nochmals dargestellt, und die Software wartet auf die finale Bestätigung der Eingabe.


Datums-Berechnung:
Der DCF77 Code enthält nicht nur die Uhrzeit und das Datum sondern auch den Kalendertag, sowie zwei Flags für die Sommer- bzw. Winterzeit.

Der Kalendertag wird aus dem eingegebenen Datum manuell berechnet. Hierzu dient nicht etwa die interne DATUM-Routine von Bascom sondern ein Rechenweg, der eigentlich für Kopfrechner gedacht ist.

Die Routine wird ebenfalls benutzt um die Sommer- bzw. Winterzeit-Flags zu setzen. Hierzu durchläuft die Subroutine rückwärts den Monat März und Oktober und sucht den jeweils letzten Sonntag dieser Monate (entspricht der EU Definition von Sommer/Winterzeit).
Sind diese Berechnungen abgeschlossen, wird das bereits eingegebene Datum bzw. die Uhrzeit mit dem berechneten Wochentag, den Sommer bzw. Winterzeit Flags, sowie den Parity-Bits ergänzt.


Generation des DCF77 Codes:
Das Generieren des Codes geschieht in verschiedenen Subroutinen. Zuerst werden die Zahlen der einzelnen Informationsblöcke (Minute, Stunde, Kalendertag usw.) in den entsprechenden BCD-Code umgerechnet. Sind alle Blöcke umgerechnet, wird die Information zu einem 58bit Codewort zusammengefaßt.

Insgesamt werden, ausgehend von der eingegebenen Minutenzahl, 5 aufeinanderfolgen Codewörter generiert. Gibt man als Sprungziel die Uhrzeit 16:03 ein, werden folgende Codewörter erzeugt und im Speicher abgelegt:

    Codewort 0= 16:02  (Originalzeit -1 Minute)
    Codewort 1= 16:03  (Originalzeit +0 Minute)
    Codewort 2= 16:04  (Originalzeit +1 Minute)
    Codewort 3= 16:05  (Originalzeit +2 Minute)
    Codewort 4= 16:06  (Originalzeit +3 Minute)
    Codewort 4= 16:07  (Originalzeit +4 Minute)

Von Codewort 0 werden nur die letzten 20 Bit ausgegeben. Dies dient zur Synchronisation des DCF77 Empfängers, da dieser immer auf die "Minutenmarke" wartet. Die nachfolgenden 5 Codewörter übertragen die eigentlichen Zeitsignale.

HINWEIS: Da meine Software 5 sequentielle Codewörter erzeugt, jedoch keine interne Datums- bzw. Zeitroutine benutzt, muß bei der Eingabe darauf geachtet werden, daß alle 5 Codewörter innerhalb der gleichen Stunde bzw. des gleichen Tages liegen. Die Minutenzahl muß dadurch zwischen 01 und 55 liegen. Nachdem ich meine Winterferien komplett vor dem Monitor verbrachte (sehr zum Leidwesen meiner Lebenspartnerin), beließ ich es mit diesem Schönheitsfehler.

DCF77 Uhren benutzen üblicherweise 3 Methoden, die Validität des empfangenen Signals zu testen:

  1. rudimentärer Test des Codeworts durch Prüfung der Parity-Bits, die im DCF77 Signal enthalten sind.
  2. die Uhr nimmt die Uhrzeit nur an, wenn 2 oder mehr empfangene Zeitsignale in logischer Reihenfolge stehen.
  3. die Uhren haben eine eingebaute Datumsroutine. Ein Datum/Uhrzeit was nicht der Definition entspricht, wird nicht angenommen (z.B. 33-März-2010).

Ausgabe des Codes
:
Die Software läuft anschließend in eine Endlosschleife, die per Timer alle 1000ms ein Interrupt auslöst und in die Ausgaberoutine springt. In dieser Subroutine werden die einzelnen Bits der 5 Codewörter über einen Pin des AVRs an den Levelschifter gegeben. Anschliessend wird, je nachdem ob eine logische "1" oder logische "0" der Timer entsprechend neu gesetzt.
Nachdem der Timer entsprechend gesetzt wurde, wird noch das LC Display angesteuert. Anschließend springt das Programm zurück in die Endlosschleife und wartet auf den nächsten Interrupt.

Nach der Ausgabe aller Codewörter sollte der Zeitsprung erfolgreich durchgeführt worden sein.


  Das Zeitnetzteil  (5 V + 24 V Spannungsversorgung)
Netzteil (5 Volt + 24 Volt)
[22] Netzteil (5 Volt + 24 Volt)
Das Netzteil ist ein simples Linear-Doppelnetzteil, aufgebaut aus zwei Transformatoren, zwei Gleichrichtern und zwei Spannungsreglern (2 Amp Typ: 78S05 bzw. 78S24) sowie den üblichen Kondensatoren zur Glättung.

Das Netzteil erzeugt die 5 Volt für die Prozessorplatine, LEDs und LC-Display sowie die 24 Volt für die Endstufe (TDA2006) bzw. für die zwei in Reihe geschalteten 12 V Lüfter. Die Endstufe wird im "single-supply" Modus verwendet. Dies erfordert einen zusätzlichen Kondensator, um den Gleichspannungsanteil am HF-Ausgang zu blocken, vereinfacht aber den Aufbau der Spannungsversorgung, da keine negative Spannung benötigt wird.

Die Spannungsregler wurden auf ein Prozessorkühlkörper geschraubt. Der Kühlkörper ist so verbaut, daß der außen am Gehäuse liegende Lüfter die Luft aus dem Inneren des Gehäuses durch die Rippen des Kühlkörpers nach außen saugt.

Um die HF von der Versorgungsspannung fernzuhalten, wurde auf der Primärseite zudem ein EMV Netzfilter verbaut.

Auf der Sekundärseite entspricht der Aufbau des Netzteils der Standardschaltung für 78xxx Regler. Einen Schaltplan spare ich mir darum und verweise auf z.B. das DigiNetzteil.


  Endmontage des Zeitmanipulators
Endzusammenbau
[23] Endzusammenbau
Frontpanel (Rückseite)
[24] Frontpanel (Rückseite)
Aufspielen der finale Software
[25] Aufspielen der finale Software

Nach vielen Monaten des Rechnens, Lötens, Ausprobierens und Verwerfens, war es dann soweit. Die einzelnen Module wurden in das Gehäuse gebaut und miteinander verlötet.

Die Frontplatte besteht, wie bei allen meiner Projekte, aus einem farbig bedruckten, simplen DINA4 Aufkleber, der mit selbstklebender Klarsichtsfolie abgedeckt wurde. Die Löcher für die Taster wurden per Hand mittels eines Teppichschneidmesser ausgeschnitten, die Löcher für die LEDs und den Resettaster mit einer Lochzange (wie man sie zur Lederbearbeitung benutz) ausgestanzt.

Zu guter Letzt wurde die finale Software auf den Controller aufgespielt (Bild 25) und danach das Gehäuse verschraubt.

... und das ist der dann, der Zeitmanipulator:

Zeitmanipulator (front) Zeitmanipulator (Front 2) Zeitmanipulator (Front 3) Zeitmanipulator (Front, links vorne)
Get flash player to play to this file

[V01] Die einzelnen Module des Zeitmanipulators
Zeitmanipulator (Front, links) Zeitmanipulator (Front, rechts)
Zeitmanipulator (LC Display) Zeitmanipulator (Powermeter)
Sicherlich bleiben nun einige Fragen offen und die wichtigste davon möchte ich schon mal vorab beantworten.

> Warum all der Aufwand und für was soll dieses Gerät gut sein?

Das Gerät ist aus reinem Spaß am Basteln entstanden, bei dem ich Techniken aus dem eher analogen Amateurfunk- mit Mikrocontrollertechnik verbunden habe. Wahrscheinlich muß man auch ein ziemlicher Science Fiction Fan sein, um einen solchen Aufwand zu betreiben. Ich benutzte dieses Projekt hauptsächlich aber, um mir die Grundlagen eines Senders, Anpassung, Oberwellenfilter etc. beizubringen (Vorbereitung für eine Eigenbau SSB TRX).

ham radio licensed
Ich weise ausdrücklich darauf hin, daß der Bau von Sendeanlagen lizenzierten Funkamateuren vorbehalten ist! Der Betrieb eines solchen Gerätes an einer Antenne ist aber auch Funkamateuren gesetzlich verboten!

Nach seiner erfolgreichen Fertigstellung wird der Zeitmanipulator, umgebaut auf 137 Khz, seinen wohlverdienten Ruheplatz finden.

Nochmals in anderen Worten: wer ein solches Gerät nicht als reine technische Herausfordeung ansieht, sondern damit Blödsinn treibt, kann sicher sein, sehr schnell ein ganz grosses Problem zu haben.

Zum Schluss noch einige allgemeine Verbesserungsvorschlage:

  • die zwei Netzteile laufen am Limit ihrer Leistung (die Restwelligkeit der 24 Volt Spannung ist recht hoch). Leistungsstärkere Transformatoren sollten dieses Problem lösen. Zumal sollte man der PA eine Speicherdrossel gönnen.

  • die Kondensatoren bzw. die TV-Spulen sind gewiß nicht die beste Wahl für den Aufbau der PI-Filter (der ESR der Kondensatoren scheint zu hoch zu sein). Die erste Filtereinheit wird bei maximaler Amplitude recht warm und Wärme ist immer ein Zeichen für einen verbesserungsfähigen Wirkungsgrad.

Viel Spaß beim Basteln.

In diesem Sinne
Matthias, HB9EFY

[ HB9EFY(at)yahoo.de ]

Mein Dank gilt meinem Kollegen Torsten, DG1GKT, der mir bei dem "einen oder anderen" Problem über IM stets zur Hilfe stand sowie allen Bastlern, die auf Ihren Webseiten ihre Erfahrungen und ihr Wissen im Bereich "137 Khz" mit anderen teilen.



Bezugsquellen:

Reichelt Elektronik:
- AVR ATmega
- Transformator für PA Spannungsversorgung
- 4x 20 Zeichen LC Display
- Kleinkram

Pollin Elektronik:
- DCF77 Empfangsmodul (77.5 Khz Quarz)
- TV Spulen für PI-Ausgangsfilter
- Kleinkram

ELV.de:
- Frequenzzähler FC7008*

Funkamateur.de:
- Netzwerktester NWT01U*

* wurde als Messmittel eingesetzt, wird aber nicht zwangsläufig benötigt.

Rechteinhaber:

Text, Bilder und Graphiken des "Zeitmanipulators" - Projektes Copyright endorphino.de (Matthias Franz) 2009 - 2010.

Die Bezeichnung:

Wikipedia®™,
PTB®™,
ELV®™,
Reichelt®™,
Pollin®™,
Funkamateur.de®™
,
Atmel®™
,
Bascom®™
,
Media Broadcast GmbH®™
,
Commodore®™ ect.

sind geschützte Firmennamen und/oder Warenzeichen.


Nützliche Links:


Grundlagen "Der Zeitsignalsender DCF77":
Wikipedia: http://de.wikipedia.org/wiki/DCF77

Grundlagen "(PTB) Physikalisch Technische Bundesanstalt - DCF77":
Betreiber des DCF77 Zeitzeichensenders: http://www.ptb.de/de/org/4/44/442/dcf77_1.htm

Grundlagen "Fourierreihe":
Wikipedia: http://de.wikipedia.org/wiki/Fourierreihe#Rechteckpuls

Onlineshop "Netzwerktester NWT01U":
Funkamateur.de: http://www.box73.de/catalog/

Software: "PI-EL Design®™" von WB6BLD:
James L. Tonne: http://www.tonnesoftware.com

Software: "SVC Filter Designer®™" von WB6BLD:
James L. Tonne: http://www.tonnesoftware.com

Grundlagen: Wochentagberechnung:
Andreas Göbel: http://www.diaware.de/html/tage.html
Wikipedia: http://de.wikipedia.org/wiki/Wochentagsberechnung

Mein Youtube Channel: http://www.youtube.com/user/proofofcon





Valid HTML 4.01 Transitional