DCF MODUL

DCF Modul an C-Control M-Unit anschließen

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In das Betriebssystem der C-Control M-Unit ist eine RTC (Real Time Clock = Echtzeituhr) integriert. Diese Uhr beginnt nach der Spannungszufuhr bzw. nach einem RESET der M-Unit zu arbeiten. Das ist unabhängig davon, ob der Autostart Jumper gesetzt ist. Die Genauigkeit wird durch die Taktfrequenz der M-Unit bestimmt. Es werden die Zeit: Stunden - Minuten - Sekunden und das Datum: Wochentag - Tag - Monat - Jahr, ständig aktualisiert. Die Werte stehen in Speicherzellen die man mit C-BASIC Befehlen lesen und beschreiben kann. Nach der Spannungszuführung beginnt die Zeit ab 0:0:0 und das Datum ab 1.1.97. Die möglichen Werte, welche die Speicherzellen annehmen können, sind in der Hilfe zur BASIC Entwicklungsumgebung erklärt. Das Betriebssystem der C-Control enthält leider Fehler. Das betrifft z.B. den Wochentag welcher Werte von 1 (Mo) bis 7(So) annimmt. Weitere Hinweise, auch zum Problem von geänderten Taktfrequenzen der C-Control, findet man auf der Seite von Dietmar Harlos. Die Uhr funktioniert nur, wenn Spannung vorhanden ist und beginnt nach einer Spannungsunterbrechung wieder am Anfang. Wenn man mit C-Control zeitgesteuerte Aufgaben lösen will, muss man dafür sorgen, das die Zeit nach jedem Start oder Reset gestellt wird. Ein, hier ladbares, kleines C-BASIC Programm ermöglicht das Stellen der Uhr in Verbindung mit einem Terminalprogramm (z.B. Hyperterm 9600,8,1,n - lokales Echo an). Für die Verbindung M-Unit und PC ist ein Pegelwandler TTL nach V.24 (z.B. Programmieradapter) und ein Nullmodem Kabel erforderlich.

Den Stellvorgang kann man automatisieren, wenn am Eingang DCF/FREQ1 der M-Unit das Signal eines DCF Empfängers angeschlossen wird. DCF Empfänger gibt es von vielen Anbietern in verschiedenen Bauformen von der einfachen Leiterplatte bis zum wasserdichten Modul für die Außenmontage. Ich benutze hier ein Modul von ELV. Es ist grundsätzlich möglich, ein DCF Empfangsmodul selbst herzustellen.

Einige technische Daten des ELV Moduls:
Abmessungen: Leiterplatte 18x28mm, Ferrit Antenne 50x11mm
Versorgungsspannung: 1,2 bis 15V
Stromaufnahme bei 5V: < 3mA
Signalausgang: Transistor - Open Collector
Anschluss: Lötanschlüsse

Das DCF Modul enthält Empfänger, Filter und Demodulator für das DCF Signal aus der Nähe von Frankfurt (Main). Dieser Sender arbeitet auf der Langwellen Frequenz 77,5KHz. Die Zeit bekommt der Sender von der PTB (Physikalisch Technische Bundesanstalt) in Braunschweig. Umfangreiche Informationen zum Übertragungsprinzip bekommt man auf der Webseite von Robert Heret.

Anschluss des DCF Moduls an die M-Unit:

Ich benutze ein dreiadriges, etwa 1m langes, geschirmtes Kabel. Das Kabel kann mit Sicherheit länger sein, ich habe das aber nicht getestet. Der Schirm wird mit GND verbunden. Das Modul habe ich in ein Plastikgehäuse, wie es zur Auslieferung von empfindlichen, elektronischen Bauteilen verwendet wird, eingesetzt.

Für Außenanwendungen kann man dieses Gehäuse mit Kunstharz ausgießen. Der Open Collektor Ausgang für das Signal muss mit einem Widerstand (10 - 100KOhm gegen +VCC) abgeschlossen werden. Dieser Widerstand ist auf der M-Unit schon vorhanden (10KOhm).

Ich habe einen Widerstand trotzdem angebracht, weil ich das Modul auch für andere Anwendungen nutze. Das Anschlusskabel ist zur Zugentlastung im Deckel mit Isolierschlauch festgelegt.

Ein einfacher Funktionstest kann mit einem TTL-Pegel Prüfstift erfolgen. Dazu wird das Modul an GND und +5V angeschlossen und, wie das Bild zeigt, ausgerichtet. Mit dem Prüfstift sind am Anschluss -Signal- regelmäßige Impulse von high nach low nachzuweisen.

Einige Hinweise zum Aufstellungsort: Die Antenne muss grob, wie das Bild zeigt, mit der breiten Seite in Richtung Frankfurt (Main) ausgerichtet werden. Die Antenne muss wagerecht, nicht hochkant, angebracht sein. Mit einem einfachen Taschenempfänger sollte auf Mittelwelle, besser noch auf Langwelle, am Antennenstandort störungsfreier Empfang, auch schwacher Sender möglich sein. Alles was Funkwellen abschirmt, verschlechtert den Empfang. In einem Fahrstuhl oder unter einem Kupferdach ist kaum Empfang möglich. Die Antenne darf nicht in der Nähe von Geräten angebracht werden, die Störungen erzeugen. Dazu zählen besonders Fernsehgeräte, Computer Monitore, Telefone mit Display und sogar die M-Unit selbst. Es macht keinen Sinn die Antenne mit der M-Unit gemeinsam in ein Gehäuse dicht beieinander anzuordnen.

Ist der Test mit dem TTL-Pegel Prüfstift erfolgreich, kann man das Modul an die M-Unit anschließen. Zur Funktionskontrolle startet man das BASIC Testprogramm und drückt bei den Abfragen einfach die ENTER Taste solange, bis im Terminalprogramm Zeit und Datum ständig angezeigt werden. Die Uhr ist jetzt noch nicht gestellt. Nach etwa drei Minuten sollten dann die richtige Zeit und das richtige Datum angezeigt werden. Die Zeitdauer ist systembedingt und nicht zu beeinflussen.

Bei der Anzeige des Jahres ist folgendes zu beachten: Das Jahr wird nur zweistellig angezeigt. Der Wert für das Jahr liegt zwischen 0 und 99. Das ist systembedingt und hat nichts mit der M-Unit zu tun. Die RTC der M-Unit startet mit dem Wert 97 für das Jahr 1997. Das ist der Produktionsbeginn der M-Unit. Zu der Zeit, wo dieser Beitrag geschrieben wird, zeigt das Jahr den Wert 4 für das Jahr 2004. Wenn eine Anwendung in irgendeiner Weise das Jahr auswertet, muss der Programmierer selbst entscheiden ob ein Problem entstehen kann und im Zweifelsfall dafür sorgen, das er sich im richtigen Jahrhundert befindet ;-)).

Im Gegensatz zur C-Control Main Unit1 hat die M-Unit keine LED Anzeige für das DCF Signal. Dieses Signal ist auch nicht auf den Anschlussleisten herausgeführt. Auf dem Controller Chip ist das der Port PA4 am PIN27. Man könnte dort eine Low Current LED mit einem Widerstand (1KOhm) in Reihe nach +5V anschließen. Eleganter ist die Abfrage, ob das DCF Signal die RTC synchronisiert, mit Software. Das Testprogramm zeigt eine Möglichkeit.

M.L. 03/2004

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