Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Zwei analoge Uhrwerke synchronisieren bzw. steuern


von Armin K. (astromax)


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Hallo zusammen,

ich stehe vor dem Problem, dass ich eine Bahnhofsuhr im alt-look gerne 
mit zwei neuen Uhrwerwerken ausstatten möchte (eines für jede Seite). 
Was ich gerne erreichen würde:

1. Die zwei Uhrwerke sollen durch das Zeitsignal CEF77 oder GPS gestellt 
werden
2. Sie sollen einen "schleichenden" (nicht tickenden) Sekundenzeiger 
besitzen
3. Sie sollen miteinander synchronisierbar sein, so dass sie immer 
absolut synchron laufen
4. Es wäre schön, wenn diese das für Bahnhofsuhren typische Verhalten 
zeigen würden (Sekundenzeiger läuft vorauseilend, und wartet einen 
kurzen Moment, bis er auf die volle Minute springt)

Deshalb meine Fragen:
1. Kennt jemand analoge Funkuhrwerke, welche sich koppeln lassen, so 
dass diese synchron laufen? Oder Quarzwerke, welche einen Anschluss für 
einen externen DEF77/GPS -Empfänger besitzen?
2. Kennt jemand analoge Uhrwerke, welche sich vollständig durch einen 
Microcontroller steuern lasen?

Kenntnisse in Löten, Elektronik und Microcontroller-Programmierung sind 
vorhanden ;)

: Bearbeitet durch User
von Armin K. (-donald-) Benutzerseite


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Sind da keine Uhrwerke mehr drin? Mir ist nicht bekannt, dass andere 
Uhrwerke ausser die Nebenuhrwerke diese schnellere Sekunde haben, die 
dann auf den Minutenimpuls wartet.

Diese haben für den Sekundenzeiger einen 230V-Motor, und für die 
Minuten/Stundenzeiger einen 12V/24V/wievielauchimmer Wechselimpuls.

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Armin K. schrieb:
> 4. Es wäre schön, wenn diese das für Bahnhofsuhren typische Verhalten
> zeigen würden (Sekundenzeiger läuft vorauseilend, und wartet einn kurzen
> Moment, bis er auf die volle Minute springt)

Dieses Verhalten beruht einfach darauf, dass der Sekundenzeiger von 
einem Motor angesteuert wird, der geringfügig schneller läuft, als man 
es für eine Minute bräuchte. Die Synchronisation auf die nächste volle 
Minute erfolgt dann mit dem für solche Uhren üblichen Minutenimpuls. 
Diesen Impuls kannst du natürlich durch einen Mikrocontroller generieren 
lassen, er muss nur (wenn du eine originale Bahnhofsuhr nimmst) auf 24 V 
verstärkt werden. Außerdem ist es m. W. bei diesen Uhren üblich, dass 
die Impulse abwechselnd unterschiedliche Polarität haben.

Die Minutenimpulse sind das Zeitnormal, welches auf Bahnhöfen zentral 
verwaltet wird/wurde. Alte Bahnhofsuhren haben daher nur einen 
Minutenzeiger. Bei der Einführung des Sekundenzeigers hat man darum 
diese Lösung mit dem leicht voraus eilenden Zeiger gewählt, denn die 
kann man zur vollen Minute einfach mechanisch synchronisieren. Da der 
Sekundenzeiger auch mit Toleranzen immer ein wenig zu schnell ist, muss 
man ihn in jedem Falle nur etwas warten lassen, um die Toleranz 
auszugleichen.

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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CEF und DEF kenne ich nicht, schnelle Schreibe?
Die schleichenden DCF77-Funkuhrwerke von Conrad haben einen kleinen 
"Softwarefehler". Die Zeitumstellung zweimal im Jahr erfolgt immer erst 
einen Tag verspätet. In Bayern gehen die Uhren anders. Aber das ist nach 
Junckers Plänen bald nicht mehr wichtig.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Armin K. schrieb:

> ich stehe vor dem Problem, dass ich eine Bahnhofsuhr im alt-look gerne
> mit zwei neuen Uhrwerwerken ausstatten möchte (eines für jede Seite).
> Was ich gerne erreichen würde:
>
> 1. Die zwei Uhrwerke sollen durch das Zeitsignal CEF77 oder GPS gestellt
> werden
> 2. Sie sollen einen "schleichenden" (nicht tickenden) Sekundenzeiger
> besitzen
> 3. Sie sollen miteinander synchronisierbar sein, so dass sie immer
> absolut synchron laufen

Diese 3 Punkte sind automatisch erfüllt, wenn du schleichende 
DCF-Uhrwerke einbaust. Gibt es für kleines Geld bei Conrad oder Völkner.

> 4. Es wäre schön, wenn diese das für Bahnhofsuhren typische Verhalten
> zeigen würden (Sekundenzeiger läuft vorauseilend, und wartet einen
> kurzen Moment, bis er auf die volle Minute springt)

Wie Jörg schon erläutert hat, ist das eine Notlösung. Warum sollte man 
das nachbauen wollen?

> Deshalb meine Fragen:
> 1. Kennt jemand analoge Funkuhrwerke, welche sich koppeln lassen, so
> dass diese synchron laufen?

Nein. Wozu sollte man das brauchen? DCF-Uhrwerke sind doch gekoppelt. 
Zwar nicht miteinander, aber mit dem gleichen Zeitnormal.

> 2. Kennt jemand analoge Uhrwerke, welche sich vollständig durch einen
> Microcontroller steuern lasen?

Der nichtelektronische Teil ist im wesentlichen ein Getriebe und ein 
kleiner Schrittmotor. Auch bei den "schleichenden" Uhrwerken bewegt sich 
der Sekundenzeiger in Sprüngen. Nur halt in kleinen Sprüngen.

Wenn du ein schleichendes Uhrwerk zerlegst, kannst du die Elektronik da 
drin mit einem µC deiner Wahl verschlimmbessern.

von Armin K. (astromax)


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Hallo Christoph,

ja, ich meinte natürlich DCF77.  Habe den Beitrag unterwegs am Handy 
geschrieben...

von Roland L. (Gast)


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wie groß ist denn die Uhr?
den originalen Sekundenzeiger einer Bahnhofsuhr wirst du mit einem 
normalen Quarzuhrwerk kaum in Bewegung setzen können.

in deiner Wunschliste hast du auch noch den springenden Minutenzeiger 
vergessen.

außer einem Uhrwerk, das für solche Uhren gedacht ist, wirst du wohl 
nichts finden.

sowas z.B.
https://www.buerk-mobatime.de/pages/shop/shopAction/showProductDetails/id/459/

sind die originalen Uhrwerke noch drin?

von Peter J. (Gast)


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Axel S. schrieb:
> Der nichtelektronische Teil ist im wesentlichen ein Getriebe und ein
> kleiner Schrittmotor. Auch bei den "schleichenden" Uhrwerken bewegt sich
> der Sekundenzeiger in Sprüngen.

https://www.youtube.com/watch?v=ZnsdTizRnOU

von Gerhard O. (gerhard_)


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Es gibt eigentlich eine Ausweichmöglichkeit. Meiner Meinung nach ist es 
schade diese schönen historischen Uhren permanent verändern zu wollen 
(um nicht zu sagen, verschandeln oder verschlimmbessern:-) ). Ich würde 
einen einminütigen 24V Taktgeber bauen der die Uhren wie vorgesehen 
weiter schaltet. Für den Betrieb des Sekundenzeiger wird ja sowie schon 
eine 50Hz Spannungsquelle benötigt und wird durch die Minutenimpulse 
synchronisiert. DCF77 wäre ja nur der Gipfel der Bequemlichkeit:-)

Ich finde persönlich nichts schlimmeres als Original technische 
Einrichtungen mit gefakter Technik auszustatten. Ein authentisch 
funktionierendes technisches Gerät ist historisch viel imposanter. Es 
ist doch schön wenn man genau aufpasst, zu sehen, dass der 
Sekundenzeiger kurz anhält um dann beim Umschalten des Minutenzeigers 
wieder weiter zu wandern. Das gehört doch bei dieser Art Uhr irgendwie 
dazu.

Mit einen Vollbrücke lässt sich das Uhrwerk leicht ansteuern. Allerdings 
brauchen die nur einen 100-200ms Impuls.

Wenn Du das nicht selber bauen möchtest, es gibt sie im Internet, Z.B.:

https://www.nebenuhrsteuerung.de/

von Armin K. (astromax)


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Axel S.,

ich hätte sie schon gerne komplett synchron. Ich habe beobachtet, dass 
normale Funkuhren doch über den Tagesverlauf etwas voneinander 
abweichen, bis sie nachts wieder synchronisieren.

Es ist leider keine echte Bahnhofsuhr. Nur eine kleinere Replik einer 
altmodischen New Yorker Bahnhofsuhr mit aktuell extrem billigen China 
Quarz-Werken, die nach dem Mond gehen.

Danke für die geschichtlichen/technischen Hintergrundinformationen. Das 
wusste ich bisher nicht. Mag sein, dass die Implementierung nur eine 
technische Notlösung war, aber ich finde, dass genau dieses Verhalten 
gerade den Reiz echter Bahnhofsuhren ausmacht :) Wäre aber auch kein 
Drama, falls das nicht möglich sein sollte.

Servos + Getriebe wäre eine Möglichkeit, jedoch hatte ich auf eine 
weniger aufwendige Lösung gehofft. Der Aufbau eines komplett eigenen 
Uhrwerks mit den Hohlwellen usw.. ist doch etwas anspruchsvoll für einen 
Heimwerker ;)

Ich werde aber mal eines der China-Werke zerlegen, und anschauen, wie 
ich da einen Microcontroller anschließen kann. Das Problem ist nur, dass 
diese meist nur einen einzigen Antrieb für alle Zeiger und eine feste 
Übersetzung beinhalten.

Ich hatte gehofft dass es schon fertige Uhrwerke gibt, welche irgend 
eine Möglichkeit zur Ansteuerung aufweisen (I2C, SPI, ...), oder bei 
denen die Nachrüstung eines Funkmoduls von Werk aus vorgesehen ist.

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Armin K. schrieb:
> Ich habe beobachtet, dass normale Funkuhren doch über den Tagesverlauf
> etwas voneinander abweichen, bis sie nachts wieder synchronisieren.

Das liegt daran, dass sie mit einem billigen unabgeglichenen Quarz 
laufen und nur einmal täglich synchronisiert werden, damit der Empfänger 
nicht die ganze Zeit lang Strom zieht.

Wenn du eine dauerhafte Stromversorgung aus Netzspannung hast, spricht 
aber nichts dagegen, den Empfänger die ganze Zeit mitlaufen zu lassen.

> Ich werde aber mal eines der China-Werke zerlegen, und anschauen, wie
> ich da einen Microcontroller anschließen kann

Wird die beste Lösung sein. Ist bestimmt auch nur ein einfacher 
Synchronmotor drin.

von Armin K. (astromax)


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Gerhard O.,

das ist leider kein Original. Sondern nur eine Replik einer New Yorker 
Bahnhofsuhr in kleinerem Format, mit schlechten China-Quarz-Werken. Also 
habe ich ich auch keine Skrupel, das Innenleben nach meinen 
Vorstellungen zu optimieren/anzupassen ;)

von Gerhard O. (gerhard_)


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Armin K. schrieb:
> Gerhard O.,
>
> das ist leider kein Original. Sondern nur eine Replik einer New Yorker
> Bahnhofsuhr in kleinerem Format, mit schlechten China-Quarz-Werken. Also
> habe ich ich auch keine Skrupel, das Innenleben nach meinen
> Vorstellungen zu optimieren/anzupassen ;)

Habe es leider selber erst zu spät gemerkt. So gesehen ist Dein Vorhaben 
natürlich verständlich.

von Armin K. (astromax)


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Roland L.,

ja, soetwas in die Richtung habe ich mir vorgestellt. Vielleicht gibt es 
das ganze auch etwas kleiner. Die Uhr ist nur eine verkleinerte Replik 
des Originals, und ich glaube nicht, dass ich zwei von den Dingern darin 
unter bekomme.

von Michael B. (laberkopp)


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Armin K. schrieb:
> 1. Die zwei Uhrwerke sollen durch das Zeitsignal CEF77 oder GPS gestellt
> werden
> 2. Sie sollen einen "schleichenden" (nicht tickenden) Sekundenzeiger
> besitzen
> 3. Sie sollen miteinander synchronisierbar sein, so dass sie immer
> absolut synchron laufen
> 4. Es wäre schön, wenn diese das für Bahnhofsuhren typische Verhalten
> zeigen würden (Sekundenzeiger läuft vorauseilend, und wartet einen
> kurzen Moment, bis er auf die volle Minute springt)

Du willst genau das, was schon in den Uhren drin ist.
Lass es einfach drin.
Du brauchst nur eine DCF Mutteruhr/Hauptuhr.
https://www.hugo-mueller.de/produkte/zeit-geben/hauptuhren/

: Bearbeitet durch User
von Michael U. (amiga)


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Hallo,

es sollte nicht unmöglich sein, ein Uhrwerk von seiner Eletronik zu 
befreien und den Schrittmotor mit vom anderen anzusteuern. Wie viel oder 
wenig Aufwand das ist, kann man wohl nur mit den konkreten Uhrwerken 
klären.

Gruß aus Berlin
Michael

von wendelsberg (Gast)


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Michael B. schrieb:
> Du willst genau das, was schon in den Uhren drin ist.
> Lass es einfach drin.
> Du brauchst nur eine DCF Mutteruhr/Hauptuhr.

Nein. Lies weiter oben nach.

wendelsberg

von ÄXl (Gast)


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ich hab ein ws2812B Ring als "Sekundenzeiger" um die Uhr plaziert. Läuft 
alles an einem 9V Steckernezteil.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Armin K. schrieb:
> Axel S.,
>
> ich hätte sie schon gerne komplett synchron. Ich habe beobachtet, dass
> normale Funkuhren doch über den Tagesverlauf etwas voneinander
> abweichen, bis sie nachts wieder synchronisieren.

Das ist eine Stromsparmaßnahme in Verbindung mit einem billigen Quarz. 
Aber wenn du die Elektronik sowieso ersetzen willst, kannst du die 
DCF-Zeit ja öfter synchronisieren.

> Danke für die geschichtlichen/technischen Hintergrundinformationen. Das
> wusste ich bisher nicht. Mag sein, dass die Implementierung nur eine
> technische Notlösung war, aber ich finde, dass genau dieses Verhalten
> gerade den Reiz echter Bahnhofsuhren ausmacht :) Wäre aber auch kein
> Drama, falls das nicht möglich sein sollte.

Mit einem fertigen Werk bzw. einer fertigen Mechanik kriegst du nur 100% 
synchron zueinander laufende Zeiger. Der hängende Sekundenzeiger 
bräuchte seinen eigenen Antrieb.

> Servos + Getriebe wäre eine Möglichkeit, jedoch hatte ich auf eine
> weniger aufwendige Lösung gehofft. Der Aufbau eines komplett eigenen
> Uhrwerks mit den Hohlwellen usw.. ist doch etwas anspruchsvoll für einen
> Heimwerker ;)

Wie gesagt: ein Quarzwerk schlachten. Die elektrische Ansteuerung des 
Schrittmotors ist trivial. Die 3 Zeiger sind dann halt fest gekoppelt.

> Ich hatte gehofft dass es schon fertige Uhrwerke gibt, welche irgend
> eine Möglichkeit zur Ansteuerung aufweisen (I2C, SPI, ...), oder bei
> denen die Nachrüstung eines Funkmoduls von Werk aus vorgesehen ist.

Wäre mir nicht bekannt. Echte Mutter/Tochteruhrwerke gibt es noch. Im 
Prinzip ist eine Bahnhofsuhr ja eine Tochteruhr.

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