Forum: Projekte & Code Impulsgeber Für Tochteruhren/Bahnhofsuhren


von Peter B. (pete1990)


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Hallo,
ich möchte euch kurz mein kürzlich fertiggestelltes Projekt vorstellen:

Impulsgeber für Tochteruhren

Ziel des Projektes:
Ich habe eine alte Bahnhofsuhr in die Hände bekommen. Nach kurzem 
nachlesen hat sich herausgestellt, dass man um eine derartige Uhr zu 
betreiben jede Minute ein Polwechselndes signal von 24V benötigt. Das 
galt es nachzubauen. Im Bahnhof erledigt dies eine Zentrale Mutteruhr 
die dann alle anderen Uhren versorgt.
Außerdem war dieses Projekt mein erstes richtiges 
Microcontroller-Projekt. Davor habe ich nur mit LEDs und Tastern 
gespielt. Gleichzeitig habe ich mit diesem Projekt mein erstes eigenes 
Platinenlayout mit Eagle entworfen, von daher wird es auch bei weitem 
nicht perfekt sein, aber es funktioniert.

Schaltungsbeschreibung:

Die Schaltung besteht generell aus folgenden Modulen:
1.  Netzeil für Microcontroller
2.  Microcontroller
3.  Stepup Converter
4.  H-Brücke


1.  Netzteil für Microcontroller

Ganz klassisch einfach ein lm7805


2.  Microcontroller

Der Controller muss ja nicht viel tun, ausser die Zeit nehmen und alle 
Minute mal 2 Pins auf high setzen. Daher habe ich einfach einen 
Attiny2313 gewählt, zumal der eh noch daheim rumgeflogen ist.

3.  Stepup Converter

Da die Uhr 24V verlangt, ich die Schaltung aber für 12V ausgelegt habe 
(um später noch die Wahl zu haben, ob Batteriebetrieb oder 
Netzspeisung), musste ich mir was einfallen lassen. Erste Ideen mit 
einer NE555 Ladungspumpe hab ich wieder verworfen, da diese 
wahrscheinlich den nötigen Strom nicht geliefert hätte und den 
Schaltungsaufwand enorm erhöht. Daher fiel die Wahl auf einen DC DC 
Wandler von Reichelt, der zwar mit gut 4 € zu buche schlägt, aber das 
war’s mir wert.

4.  H-Brücke

Nach kurzem Überlegen kam ich auf die Idee für den Polwechsel einfach 
eine H-Brücke zu nehmen wie sie üblich ist um Gleichstrommotoren in 
beide Richtung drehen zu lassen. Als Transistoren habe ich einfach die 
Standard BC557 genommen, weil die Uhr nicht sonderlich viel Strom zieht. 
Etwas größere schaden aber sicherlich auch nicht. Die vier dioden sind 
nur zur Ableitung der Induktionsspannungen, die bei Motoren (und die Uhr 
ist ja quasi nix anderes als ein Schrittmotor) ja zwangsläufig auftreten 
können.



Das uC Programm habe ich in Bascom geschrieben. Es ist eigentlich nur 
ein Timer der alle Sekunde im Interrupt ne Variable hochzählt, naja und 
alle 60 Sekunden steuert der Controller die Brücke für 2 Sekunden an.


Anmerkungen:

Im Endeffekt werde ich die Uhr kaum mit Batterie betreiben können, da 
die Platine im Leerlauf schon zu viel Strom zieht (um die 30 mA). Das 
liegt am Step Up Converter. Man hätte noch einen Transistor setzen 
Können um den Wandler während den Ruhezeiten abzuschalten, daran habe 
ich aber leider gar nicht gedacht.
In meinem Programm und auf der Platine habe ich im Nachhinein noch einen 
Taster angebracht der die Uhr einfach eins weiterspringen lässt, damit 
man die Uhr auch (Fein-)Einstellen kann.
Im Anhang Eagle Dateien, der Quelltext und die Hex-Datei für den 
Attiny2313 mit 8Mhz Quarz.
Vielleicht kann es ja jemand mal noch gebrauchen. Meint ihr es lohnt 
sich einen Wiki Artikel zu verfassen bzw. das hier noch etwas 
ausschmücken und mit Bildern versehen? Oder ist die Nachfrage sowieso zu 
gering?

grüße

von Henrik Haftmann (Gast)


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Bei ständiger Netzverbundenheit kann man – zumindest in Deutschland – 
mit einiger Versorgunssicherheit und Konstanz der Netzspannung rechnen. 
Daher hatte ich kürzlich jenes Projekt, mal ganz ohne Mikrocontroller, 
zusammengefrickelt:
http://www-user.tu-chemnitz.de/~heha/bastelecke/Haus,%20Hof%20und%20Garten/Uhren/Minutenimpuls-Zentraluhr/
Nur als Frequenzteiler ist ein Mikrocontroller Overkill; ein 
DCF77-Empfänger und automatische Sommer/Winterzeitumstellung wäre 
deutlich interessanter.

von R. F. (rfr)


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Bascom erscheint mir reiner Overkill, in ASM sind das ca 20 Zeilen ohne 
Kommentar.

Die genaue Bezeichnung des Quarzes fehlt noch.

Ein DCF Anschluss ist nicht möglich, weil die Uhr vom Rechner nicht 
gelesen wenrden kann, dies ist aber erforderluich, sonst kannn der 
Rechner nicht erkennen, ob die Uhr die richtige Zeit anzeigt.

von Peter B. (pete1990)


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R. Freitag schrieb:
> Bascom erscheint mir reiner Overkill, in ASM sind das ca 20 Zeilen ohne
> Kommentar.
>
> Die genaue Bezeichnung des Quarzes fehlt noch.
>
> Ein DCF Anschluss ist nicht möglich, weil die Uhr vom Rechner nicht
> gelesen wenrden kann, dies ist aber erforderluich, sonst kannn der
> Rechner nicht erkennen, ob die Uhr die richtige Zeit anzeigt.

Ja da magst du recht haben, aber bisher habe ich nur mit bascom 
gearbeitet. ich habe aber vor mir assembler auch noch anzueignen.

das quarz ist ein standartquarz von reichelt mit 8mhz;
Reichelt bestellnummer: 8,0000-HC49U-S

von Michael_ (Gast)


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>Ein DCF Anschluss ist nicht möglich, weil die Uhr vom Rechner nicht
>gelesen wenrden kann, dies ist aber erforderluich, sonst kannn der
>Rechner nicht erkennen, ob die Uhr die richtige Zeit anzeigt.
Das ist nur zum Teil richtig. Die mechanischen Mutteruhren konnten die 
Nebenuhren wieder nachstellen. Zum Beispiel nach einem Stromausfall. 
Nach einer Stunde stimmten die Zeiten wieder.
Leider ist das Wissen um die Einstellung einer Mutteruhr in meinem alten 
Betrieb mit dem Abgang eines Kollegen verlorengegangen.
Mit einem Prozessor schafft man das sicher, wenn man das Prinzip kennt.

von Christian B. (casandro)


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Naja, DCF-77 hat schon Sinn, denn damit kannst Du den Minutenanfang 
genau bestimmen und Du hast keine Drift.

Die 50 Hz Netzfrequenz sind zwar langzeitstabil, weichen kurzzeitig aber 
schon mal um +-20 Sekunden ab.

Ein anderer Tipp ist es, mit 10 MHz Taktfrequenz zu arbeiten, dafür 
gibts auch sehr genaue Generatoren.

von Purzel H. (hacky)


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>Ein anderer Tipp ist es, mit 10 MHz Taktfrequenz zu arbeiten, dafür
gibts auch sehr genaue Generatoren.

Macht wenig Sinn, denn das Wiederanfahren nach einem Stromausfall ist 
nichttrivial. Dann braucht man entweder einen DCF-77 oder ein GPS. Das 
Eine oder Andere kann man daher gleich zu Beginn nehmen.

von fünfzig Hertz (Gast)


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Christian Berger schrieb:

> Die 50 Hz Netzfrequenz sind zwar langzeitstabil, weichen kurzzeitig aber
> schon mal um +-20 Sekunden ab.

Das hast Du doch bestimmt schon Mal messtechnisch nachgewiesen
und auch dokumentiert, stell doch mal die Messreihe hier glaubhaft dar.
Ich will das einfach mal sehen, nur so aus Spass.

von Peter D. (peda)


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2s ist viel zu lang. Du kannst ne Menge Strom sparen, indem Du kürzer 
wirst.
Ich hab leider kein Datenblatt, aber 200ms sollten dicke ausreichen.

DCF77 geht natürlich auch. Einfach die Uhr auf 12.00 stellen und dann ne 
Taste drücken, um dem MC zu sagen, daß 12.00 angezeigt wird.
Und dann stellt er mit 1Impuls/s auf die richtige Zeit.


Peter

von Peter B. (pete1990)


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Peter Dannegger schrieb:
> 2s ist viel zu lang. Du kannst ne Menge Strom sparen, indem Du kürzer
> wirst.
> Ich hab leider kein Datenblatt, aber 200ms sollten dicke ausreichen.
>
> DCF77 geht natürlich auch. Einfach die Uhr auf 12.00 stellen und dann ne
> Taste drücken, um dem MC zu sagen, daß 12.00 angezeigt wird.
> Und dann stellt er mit 1Impuls/s auf die richtige Zeit.
>
>
> Peter

ja das da noch Einsparpotential da ist, ist mir bewusst. die Uhr wird in 
nächster zeit einigen Testläufen unterzogen, in denen ich auch diese 
Zeit noch verkürzen werde. DCF77 werde ich vorerst nicht einbauen, da 
ich nicht unbedingt eine neue Platine entwerfen will (bzw. den dcf 
empfänger da reinfriemeln) und soo genau muss die Uhr auch nicht gehen.

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