Tutto ha un tempo esatto - DCF77 con l'Arduino

Alles hat eine genaue Zeit - DCF77 mit dem Arduino - AZ-Delivery

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Abbiamo già costruito diversi orologi, o il tempo è stato calcolato sulla base di input manuali e tempi di attesa, da NTP o con un modulo RTC.Oggi vorremmo presentarvi una nuova possibilità di “vincere il tempo” tramite DCF77.

Il trasmettitore DCF77:

A Mainflingen vicino a Francoforte sul Meno c'è un trasmettitore a lungo raggio per 77,5kHz.Questo trasmettitore invia il codice temporale corrente una volta al minuto con 50.000W.

Questo trasmettitore e il segnale sono chiamati DCF77.Il nome DCF77 è il segnale di chiamata assegnato al trasmettitore per l'identificazione internazionale.

Con un modulo di ricezione corrispondente (ad esempio. polline.de 8110054b) il segnale può essere ricevuto e decodificato all'interno di un raggio di fino a 2000km intorno ai mainling.

Per informazioni, in altri paesi vengono utilizzate altre stazioni di segnale con frequenze diverse:

Call	Posizione	Frequenze
Beta.	Russia	25 kHz
BPC	Cina	68,5 kHz
BPL	Cina	100 kHz
BPM	Cina, Lintong (Xi'an)	2,5 MHz, 5 MHz, 10 MHz, 15 MHz
CHU	Canada, Ottawa	3330 MHz, 7850 MHz, 14670 MHz
DCF77	Germania, Lipsia	77,5 kHz
IBF	Italia, Torino	5 MHz
YY	Giappone, Berg	40 kHz
YY	Giappone, Montagna Hagane	60 kHz
MISSIONI	Finlandia, Espoo	25 MHz
PMI	Regno Unito, Anthorn	60 kHz
SoUrcerer	Russia, Taldom	66,66 kHz
RT	Russia, Irkutsk	50 kHz
RWM	Russia, Mosca	4996 MHz, 9996 MHz, 14996 MHz
TDF	Francia, Allouis	162 kHz
WWW	USA, Dallas	2,5 MHz, 5 MHz, 10 MHz, 15 MHz, 20 MHz
WWVB	USA, Dallas	60 kHz
WWW	USA, San Francisco	2,5 MHz, 5 MHz, 10 MHz, 15 MHz
YVTO	Venezuela, Caracas	5 MHz

Struttura del segnale DCF77:

Il trasmettitore DCF77 trasmetterà più informazioni in 60 minuti.

Le informazioni sono codificate in pochi secondi.Un impulso elevato di 100m (900m LOW) significa 0 e un impulso elevato di 200m (800m LOW) significa 1.Questa codifica "binaria" può quindi essere ricalcolata in data e ora, oltre a MESZ/MEZ e dati meteo.

59 bit sono trasmessi con il seguente significato:

Bit	Significato	Valore
0	Avvia un nuovo minuto (sempre 0)
1	cifrato Meteo
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15	Rufbit.
16	Conversione MEZ/MESZ
17	CARNI
18	MEZ
19	Commutazione
20	Informazioni sul tempo di inizio (sempre 1)
21	Verbale	1
22		2
23		4
24		8
25		10
26		20
27		40
28	Parità Minute
29	Ore	1
30		2
31		4
32		8
33		10
34		20
35	Ora di parità
36	Data Giorno	1
37		2
38		4
39		8
40		10
41		20
42	Settimana	1
43		2
44		4
45	Data del mese	1
46		2
47		4
48		8
49		10
50	Data Anno	1
51		2
52		4
53		8
54		10
55		20
56		40
57		80
58	Data di parità

Sulla base di queste informazioni possiamo creare uno schizzo di Arduino:

Colleghiamo il nostro ricevitore DCF77 al Pin 2 dell'Arduino.

Arduino-Sketch.

35; definire PIN STATUS BUILTIN LED
35; definire PIN DCF 2
 
int ALTO inizio = 0;
int ALTA FINE = 0;
int ALTA TEMPO = 0;
int BASSO inizio = 0;
int Fine inferiore = 0;
int Tempo minimo = 0;
 
bl Segnale = false;
bl Nuovo = false;
int BIT = -1;
int TEMPO[65];
int TEMPO DI ORE;
int TEMPO DI MINUTO;
int TEMPO PER GIORNO;
int ORA/ MONTH;
int TEMPO DI ANNO;
int SETTIMANA DI TEMPO;
int PAR STUDE;
int PAR MINUTE;
int PAR begin;
 
vuoto setComment() {   Serial.Inizio(115200);   pinMode(PIN DCF, INPUT);   pinMode(PIN STATUS, PRODUZIONE);   Serial.Stampa("Sincronizzazione");
}
 
vuoto Esecuzione() {   se (BIT > 60) {Nuovo = false;}   int SIGNALE DCF = digitaleRead(PIN DCF);      se (SIGNALE DCF == ALTA && Segnale == false) {     Segnale = Vero;      ALTO inizio = millimetri();      Fine inferiore = ALTO inizio;       Tempo minimo = Fine inferiore - BASSO inizio;           se (Nuovo == Vero) {       Stampa(BIT);       //Serial.print("Bit");        //Serial.print (BIT);        //Serial.print (");        TEMPO[BIT] = (Tempo di BIT(Tempo minimo));       Serial.stampa (TEMPO[BIT]);       //Serial.println ();     }     e {       Serial.stampa(".");     }   }     se (SIGNALE DCF == BASSA && Segnale == Vero) {     Segnale = false;      ALTA FINE = millimetri();       BASSO inizio = ALTA FINE;      ALTA TEMPO = ALTA FINE - ALTO inizio;        NEUMINUTE(Tempo minimo);   }
}
 
int Tempo di BIT (int Tempo minimo) {    se (Tempo minimo >= 851 && Tempo minimo <= 950) {ritorno 0;}     se (Tempo minimo >= 750 && Tempo minimo <= 850) {ritorno 1;}    se (Tempo minimo <= 350) {BIT-=1;ritorno "";}
}

vuoto NEUMINUTE (int Tempo minimo) {   se (Tempo minimo >= 1700) {     BIT = 0;     Nuovo = Vero;     TEMPO DI ORE = TEMPO[29]*1+TEMPO[30]*2+TEMPO[31]*4+TEMPO[32]*8+TEMPO[33]*10+TEMPO[34]*20;     TEMPO DI MINUTO = TEMPO[21]*1+TEMPO[22]*2+TEMPO[23]*4+TEMPO[24]*8+TEMPO[25]*10+TEMPO[26]*20+TEMPO[27]*40;     PAR STUDE = TEMPO[35];     PAR MINUTE = TEMPO[28];     TEMPO PER GIORNO = TEMPO[36]*1+TEMPO[37]*2+TEMPO[38]*4+TEMPO[39]*8+TEMPO[40]*10+TEMPO[41]*20;     ORA/ MONTH = TEMPO[45]*1+TEMPO[46]*2+TEMPO[47]*4+TEMPO[48]*8+TEMPO[49]*10;     TEMPO DI ANNO = 2000+TEMPO[50]*1+TEMPO[51]*2+TEMPO[52]*4+TEMPO[53]*8+TEMPO[54]*10+TEMPO[55]*20+TEMPO[56]*40+TEMPO[57]*80;     PAR begin = TEMPO[20];               Serial.Stampa();     Serial.Stampa("*****************************");     Serial.stampa ("Tempo:);     Serial.Stampa();     Serial.stampa (TEMPO DI ORE);     Serial.stampa (":");     Serial.stampa (TEMPO DI MINUTO);     Serial.Stampa();     Serial.Stampa();     Serial.stampa ("Data:);     Serial.Stampa();     Serial.stampa (TEMPO PER GIORNO);     Serial.stampa (".");     Serial.stampa (ORA/ MONTH);     Serial.stampa (".");     Serial.stampa (TEMPO DI ANNO);     Serial.Stampa();     Serial.Stampa("*****************************");        } e {BIT++;}
}
 
vuoto Stampa(int BitNumber) {   interruttore (BitNumber) {     caso  0: Serial.Stampa("n35; START MINUTE (IMMER 0)"); break!;     caso  1: Serial.Stampa("n35; DATA LEGALE"); break!;     caso 15: Serial.Stampa("n35; RUFBIT"); break!;     caso 16: Serial.Stampa("n35; MEZ/MESZ"); break!;     caso 17: Serial.Stampa("n35; MESZ"); break!;     caso 18: Serial.Stampa("n35; MEZ"); break!;     caso 19: Serial.Stampa("n35; BREVE-TERM"); break!;     caso 20: Serial.Stampa("\n35; INFORMAZIONI SULLA TEMPO BEGINE (IMMER 1)"); break!;     caso 21: Serial.Stampa("n35; MINUTE"); break!;     caso 28: Serial.Stampa("n35; MINUTE PARITATE"); break!;     caso 29: Serial.Stampa("n35; STUDI");break!;     caso 35: Serial.Stampa("\n35; STUDI PARITATE"); break!;     caso 36: Serial.Stampa("n35; TAG"); break!;     caso 42: Serial.Stampa("n35; WEEKEND"); break!;     caso 45: Serial.Stampa("n35; MONTH"); break!;     caso 50: Serial.Stampa("n35; ANNO"); break!;     caso 58: Serial.Stampa("n35; DATA PARITATE"); break!;   }
}

Come output nel Monitor Seriale ora otteniamo la sequenza bit e il tempo calcolato.

Ora è anche possibile utilizzare DCF77 per i vostri progetti.Si diverta.

Tags: Für arduino, Grundlagen software

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16 commenti

Andreas Wolter

27 febbraio 2023 alle 11:24am

@Ulrich Kreutzer: die Funktion hat den Rückgabedatentypen int. Aber in der Zeile wird versucht, einen String (bzw. const char*) zurück zu geben. Das ist nicht gut gelöst. Da 0 und 1 die anderen Varianten sind, würde ich versuchen, z.B. -1 zurück zu geben. Das müssten Sie allerdings dann auch beim Aufrufer so abfangen.

Grüße,
Andreas Wolter
AZ-Delivery Blog

Ulrich Kreutzer

27 febbraio 2023 alle 11:12am

Ich habe das gleiche Problem wie

Uli G.

Juni 12, 2020 at 19:57pm
Hallo ich würde gerne den ESP8266 benutzen.
wenn ich den Anruino ins Board wähle, wird das Übersetzen und Kompilieren abgeschlossen.
Benutze ich aber im Board den ESP8266 bekomme ich an der Zeile:

if (LOW_Zeit <= 350) {BIT-=1;return ""; den Fehler : invalid conversion from ‘const char*’ to ‘int’ [-fpermissive] was kann ich tun?

Leider gibt es im Kommentarbereich dafür keine Lösung. Ist vielleicht jetzt jemand da, der Hilfestellung geben kann?

Würde mich sehr freuen.

Okin

13 febbraio 2023 alle 11:59am

Parity-Auswertung des DCF77-Signals ist unbeding notwendig werde ich baldigst nachrüsten!
Teste seit einigen Monaten ein System (ohne Parity-check) mit PRO-MINI328, DS3231, DCF77-Modul(Pollin), Anzeige: 7Segment und “umlaufende” Sekundenanzeige mit 60 Leds (über Schieberegisterkette). Zum Test wird stündlich mit DCF77 synchronisiert. Problem: Bastelkeller mit schlechtem DCF77-Signal. Ergebnis bisher: Es gab Tage (im Sommer?) da hat alles funktioniert – Uhrzeit war immer korrekt. Seit Herbst wurden immer mehr Störungen empfangen, die das Sync. unmöglich machten, bzw. es kam vor, dass “Zukunftsdaten” z.B. Jahr 56, etc. angezeigt wurden denke, dass dies mit Parity-Auwertung nich passieren kann. Auch kam es einige wenige male vor, dass sich der PRO-MINI328 “aufhing”, d.h. keine Anzeige; nach Hardware-Reset wurde die Zeit wieder richtig (RTC) angezeigt. Mir scheint, dass Microcontroller im Dauerbetrieb auch nicht ohne Watchdog laufen sollten….

Andreas Wolter

18 maggio 2022 alle 14:35pm

@Abushammala: wir haben zur Zeit keinen Beitrag zum Raspi mit DCF77. Daher habe ich für Sie einen externen Link rausgesucht. Vielleicht hilft Ihnen das weiter:
https://forum-raspberrypi.de/forum/thread/35453-dcf77-uhr-unter-jessie/

Grüße,
Andreas Wolter
AZ-Delivery Blog

Abushammala

18 maggio 2022 alle 14:35pm

Hallo,

ich finde bei Ihnen Keine Anleitung, wie man die DCF77 mit Raspberry pi verbinden kann. Könnten Sie mir den Konfigurationscode zukommen lassen.

Vielen Dank

Joschua

08 ottobre 2021 alle 11:15am

Danke für den Tollen Code.
Ich hatte anfangs das Problem das bei mir keine DCF77 Library funktioniert hatte.
Aber mit diesem Code hat fast alles problemlos funktioniert.
Das einzige was ich ändern musste waren die folgenden werte. (Bereits geändert)
if (LOW_Zeit >= 821 && LOW_Zeit <= 950) {
return 0;
}
if (LOW_Zeit >= 750 && LOW_Zeit <= 820) {
return 1;
}
if (LOW_Zeit <= 350) {
BIT -= 1;
return "";
}

Bei diesen werten sollte man einfach ausprobieren bis es bei einem passt.

Max

03 dicembre 2020 alle 07:37am

Ich nochmal. Schade das du die Parity-Bits in deinem Code zwar liest gar nicht verwendest. Ich habe das NEUEMINUTE etwas abgeändert, nun checkt es die 3 Parität-bits, baut noch Hürden für den Wertebereich mit ein (z.B. keine Minute über 59 erlaubt) und für das erfüllen des DCF_stable bit muss noch 3x das selbe Ergebnis hintereinander empfangen werden (ohne Minute, die kann mit dem DCF_minute bit schon vorher verwendet werden):

void NEUMINUTE (int LOW_Zeit) {
int temp_min=0; //save bit count of minute part of ZEIT
int temp_hour=0;//save bit count of hour part of ZEIT
int temp_year=0;//save bit count of year part of ZEIT

if (LOW_Zeit >= 1700) { BIT = 0; ZEIT_STUNDE = ZEIT29 * 1 + ZEIT30 * 2 + ZEIT31 * 4 + ZEIT32 * 8 + ZEIT33 * 10 + ZEIT34 * 20; ZEIT_MINUTE = ZEIT21 * 1 + ZEIT22 * 2 + ZEIT23 * 4 + ZEIT24 * 8 + ZEIT25 * 10 + ZEIT26 * 20 + ZEIT27 * 40; PAR_STUNDE = ZEIT35; PAR_MINUTE = ZEIT28; ZEIT_WOCHENTAG = ZEIT42 * 1 + ZEIT43 * 2 + ZEIT44 * 4; ZEIT_TAG = ZEIT36 * 1 + ZEIT37 * 2 + ZEIT38 * 4 + ZEIT39 * 8 + ZEIT40 * 10 + ZEIT41 * 20; ZEIT_MONAT = ZEIT45 * 1 + ZEIT46 * 2 + ZEIT47 * 4 + ZEIT48 * 8 + ZEIT49 * 10; ZEIT_JAHR = 2000 + ZEIT50 * 1 + ZEIT51 * 2 + ZEIT52 * 4 + ZEIT53 * 8 + ZEIT54 * 10 + ZEIT55 * 20 + ZEIT56 * 40 + ZEIT57 * 80; PAR_BEGINN = ZEIT20; //DCF PAR bit is calculatet ‘even’, so we need to add 1 temp_min=ZEIT21 + ZEIT22 + ZEIT23 + ZEIT24 + ZEIT25 + ZEIT26 + ZEIT27+PAR_MINUTE+1; temp_hour=ZEIT29 + ZEIT30 + ZEIT31 + ZEIT32 + ZEIT33 + ZEIT34+PAR_STUNDE+1; temp_year=ZEIT50 + ZEIT51 + ZEIT52 + ZEIT53 + ZEIT54 + ZEIT55 + ZEIT56 + ZEIT57+PAR_BEGINN+1; //bitread only reads one specific bit – since we fiddeld with the temp value, even/odd decides if its valid or false if ((bitRead(temp_min, 0)) && (bitRead(temp_hour, 0)) && (ZEIT_STUNDE <= 23) && (ZEIT_STUNDE >= 0) && (ZEIT_MINUTE <= 60) && (ZEIT_MINUTE >= 0) && (ZEIT_TAG <= 31) && (ZEIT_TAG >= 1) && (ZEIT_MONAT <= 12) && (ZEIT_MONAT >= 1) && (ZEIT_JAHR <= 2040) && (ZEIT_JAHR >= 2020) && (ZEIT_WOCHENTAG <= 7) && (ZEIT_WOCHENTAG >= 1 )) { DCF_minute= true; //check if there is rubbish in the signal: Store last 3 values of year, month, day, weekday. Only if all three are equal, neueMinute is set to true if ((bitRead(temp_year, 0)) && (ZEIT_JAHR_veryoldZEIT_JAHR_old) && (ZEIT_JAHR_veryoldZEIT_JAHR) && (ZEIT_MONAT_veryoldZEIT_MONAT_old) && (ZEIT_MONAT_veryoldZEIT_MONAT) && (ZEIT_TAG_veryoldZEIT_TAG_old) && (ZEIT_TAG_veryoldZEIT_TAG) && (ZEIT_WOCHENTAG_veryoldZEIT_WOCHENTAG_old) && (ZEIT_WOCHENTAG_veryoldZEIT_WOCHENTAG)&& (ZEIT_STUNDE_veryoldZEIT_STUNDE_old) && (ZEIT_STUNDE_veryoldZEIT_STUNDE)) { DCF_stable = true; } else { DCF_stable = false; } } else { DCF_minute_hook = false; } ZEIT_JAHR_veryold=ZEIT_JAHR_old; ZEIT_JAHR_old=ZEIT_JAHR; ZEIT_MONAT_veryold=ZEIT_MONAT_old; ZEIT_MONAT_old=ZEIT_MONAT; ZEIT_TAG_veryold=ZEIT_TAG_old; ZEIT_TAG_old=ZEIT_TAG; ZEIT_WOCHENTAG_veryold=ZEIT_WOCHENTAG_old; ZEIT_WOCHENTAG_old=ZEIT_WOCHENTAG; ZEIT_STUNDE_veryold=ZEIT_STUNDE_old; ZEIT_STUNDE_old=ZEIT_STUNDE; } else { BIT++; }

}

Max

15 ottobre 2020 alle 20:01pm

Vielen Dank fr den tollen Code, der ist wirklich leicht nachzuvollziehen und gut in das eigene Projekt zu intregrieren. Ich werkle noch an einer Fehlerkorrektur um die ganzen bit-Kipper raus zu bekommen, aber es zeigt schonmal zu 70% aller Fälle eine genaue Zeit an :)

Uli G.

12 giugno 2020 alle 19:57pm

Hallo ich würde gerne den ESP8266 benutzen.
wenn ich den Anruino ins Board wähle, wird das Übersetzen und Kompilieren abgeschlossen.
Benutze ich aber im Board den ESP8266 bekomme ich an der Zeile:

if (LOW_Zeit <= 350) {BIT-=1;return ""; den Fehler : invalid conversion from ‘const char*’ to ‘int’ [-fpermissive] was kann ich tun?

11 maggio 2020 alle 09:23am

Info für Thomas:
Veriablendeklaration:
int ZEIT_SEKUNDE;
Hallo Thomas
Behelfsweise Variable “ZEIT_SEKUNDE” in funktion einfügen und dieser die Bitnummer+1 zuweisen.
Allerdings: Sekunde 59 dauert dann 2 Sekunden!
void PrintBeschreibung(int BitNummer) {
ZEIT_SEKUNDE = BitNummer+1;

Für eine exakte Sekundenanzeige 58, 59 muss der Code wohl etwas tiefergehend erweitert werden.
WO

Thomas

30 aprile 2020 alle 10:53am

funktioniert tatelos. Möchte auf Basis dieses Sketches eine NIXIE Uhr aufbauen. Mir fehlen die Sekundenanzeige. Da ich Programmieranfänger bin wäre ich dankbar wenn mir Jemand Tips geben könnte wie der Seketch zecks Sekndenanzeige zu erweitern ist.

Danke

Gunther Jordan

23 aprile 2020 alle 12:51pm

Leider ist der Fehler, den Jörg Schnur letztes Jahr aufgezeigt hat immernoch drin.
Weiterhin ist eine ganz wichtige Information unterschlagen: Sekunde 59 wird nicht markiert! D.h. in dieser Sekunde wird das Sendesignal nicht moduliert, weder eine “1” noch eine “0” gesendet. DARAN erkennt der Empfänger den Beginn der vollen Minute! Und nicht etwa an der “0” am Anfang…
Die Umstellung zwischen Sommer und Normalzeit sowie die Schaltsekunde werden 1 Stunde im Voraus angezeigt, im Falle der Schaltsekunde ist die 59. Sekunde eine “0” und die 60. Sekunde wird keine Marke gesendet.

Ein Nutzer

30 giugno 2019 alle 23:05pm

Der Sketch setzt bei meinem Modul (Conrad BN641138) vorraus, dass das Signal am invertierenden Ausgang abgegriffen wird.
Um dieses zu umgehen und den normalen DCF Ausgang auf Pin3 am Modul zu verwenden, kann man auch folgende Zeile:

int DCF_SIGNAL = digitalRead(DCF_PIN);

durch dieses ersetzen:

int DCF_SIGNAL_inverted = digitalRead(DCF_PIN);
int DCF_SIGNAL = (!DCF_SIGNAL_inverted);

Anschließend läuft der Sketch ohne Probleme!

Jörg Schnur

01 giugno 2019 alle 16:57pm

Danke für die super Informationen. Müßte es nicht 60 Sekunden heißen im Satz “Der DCF77 Sender sendet in 60 Minuten mehrere Informationen.”?

Mertke

23 aprile 2019 alle 07:54am

Hallo, ein super Sketch. Der beste den ich bis jetzt hatte.
Ich bastel an einer Bewässerungsanlage mit 16 Ausgängen und 2 Zeiten pro Tag mit einer RTC DS3231. Ich hätte gerne eine zusätzliche DCF 77 Zeit.
Ich habe ein Modul von Pollin mit 3,3V und dahinter einen Verstärker mit Cmos IC 4093
(http://amateurfunkbasteln.de/dcf77/ )
Leider funktioniert bei mir nur ein keiner Teil und nur nach ändern der LOW Zeiten.
//if (LOW_Zeit >= 851 && LOW_Zeit <= 950) {return 0;} Original
if (LOW_Zeit >= 751 && LOW_Zeit <= 950) {return 0;} meine Eingabe
//if (LOW_Zeit >= 750 && LOW_Zeit <= 850) {return 1;} Original
if (LOW_Zeit >= 450 && LOW_Zeit <= 750) {return 1;} meine Eingabe
if (LOW_Zeit <= 350) {BIT-=1;return "";}
Auf dem seriellen Monitor kommt nur die Anzeige
Syncronisierung
18:54:22.126 ………… Die Urzeit funktioniert aber kein Datum

Ich nutze einen Arduino UNO am digitalen Pin 2 mit externem 10KOHM Widerstand gegen 5Volt. Anzeigen möchte ich die Uhrzeit auf einem Display 16×2 oder 20×4

Um Störimpulse zu verringern habe ich einen Festspannungsregler L4940V5 mit 5Volt aufgebaut an einem 12V AKKU
Wenn ich diese 5 Volt nutze habe ich aber keinen seriellen Monitor mehr.

Ich habe einige Schwierigkeiten mit dem Programmieren und lerne immer ein bischen mehr. Meistens versthe ich langsam die Beispiele und ändere den Sketch dann für mich um.

Ich würde mich über jede Hilfe sehr freuen
schönen Abend
Fredy

Fred

18 dicembre 2018 alle 12:43pm

Hallo, guter Sketch zur Abfrage der Zeit und auch für einen Laien wie mich nachvollziehbar. Ich hab in gleich getestet nachdem ich ihn im Netz gefunden hatte. Mein DCF77 Modul hat sofort funktioniert. Probleme gab es aber beim kopieren des Sketches mit der Kopierfunktion in die Arduino-IDE. Beim Kompilieren kamen jede Menge stray ‘\’ Fehlermeldungen. Erst durch Laden des Textes in Notepad++ (ANSI-Kodierung) und entfernen einiger komischer Zeichen funktionierte es dann. Ich würde auch gern noch wissen, wozu die Status-LED (Pin13) gedacht war. Gratuliere AZ-Delivery zu den vielen guten Beispielen, weiter so.