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einfache DCF77-Funkuhr

Beschreibung

Diese Schaltung ist eine einfache Funkuhr für den Zeitzeichensender DCF77 in Mainflingen. Die Zeit wird auf vier Siebensegmentanzeigen angezeigt, sobald ein gültiges Telegramm empfangen wurde, auf Tastendruck kann auch das Datum (Monat und Tag) angezeigt werden. Für der Anzeige gibt es aufgrund der universellen Software unzählige Möglichkeiten. Solange keine Zeit empfangen wurde, werden nützliche Informationen über den Empfang angezeigt (Empfangene Bits, letzter Fehler, letztes empfangenes Bit). Der Doppelpunkt der Anzeige ist dann noch aus. Sobald eine Zeit empfangen wurde, leuchtet er und beginnt zu blinken (direkte Anzeige des Eingangssignals), wenn versucht wird ein neues Telegramm zu empfangen (maximal 4 Minuten am Anfang jeder Stunde).

Aufbau

Den Mittelpunkt der Uhr bildet ein ATTiny2313 (der alte AT90S2313 kann auch verwendet werden). Die Anzeige wird, je nach Typ und gewünschter Helligkeit, direkt oder über Transistoren angeschlossen. In der Software kann festgelegt werden, an welchem Port die Segmente angeschlossen sind (PORTB oder PORTD), am anderen Port werden dann die gemeinsamen Anschlüsse der Anzeige, der DCF77-Empfänger und evtl. der Taster/Schalter zum Anzeigen des Datums angeschlossen. Wird ein Schalter verwendet, springt die Anzeige alle 5 Sekunden zwischen Zeit und Datum um, wenn der Schalter geschlossen ist, bei einem Taster wird nach einem kurzen Druck das Datum für 5 Sekunden angezeigt, bevor die Anzeige zur Zeit zurückspringt.

Grundversion

In dieser Version wurde fast alles weggelassen, was nicht unbedingt nötig war. Es gibt keine Segmenttreiber-Transistoren und der DCF77-Empfänger stammt aus einem billigen Funkwecker (und verträgt keine 5 V, deshalb wird die über zwei Siliziumdioden abfallende Spannung von ca. 1,4 V verwendet). Anstelle eines Doppelpunktes oder dem Dezimalpunkt der zweiten Anzeige wird als Trennzeichen eine fünfte Siebensegmentanzeige zwischen Stunden und Minuten verwendet, da die benutzte Anzeigenplatine bereits fünf Anzeigen enthielt. Das Segment g dieser zusätzlichen Anzeige ist so angeschlossen, als sei es der Dezimalpunkt von Anzeige 2, um keine Änderungen in der Software machen zu müssen (außerdem reduziert sich die Helligkeit der Anzeigen nicht, da das Multiplexing nicht auf einer weitere Stelle erweitert werden muss).

Die 12-Stunden-Version

In dieser Version müssen von der ersten Anzeige (Stunden-Zehner, ganz links) nur die Segmente b und c angeschlossen werden. Ich habe für diese Version eine Anzeige verwendet, bei der die restlichen Segmente überhaupt nicht mit LEDs bestückt waren, zwei der anderen Segment-Eingänge waren allerdings für den Doppelpunkt und einen Dezimalpunkt hinter der dritten Stelle verwendet worden. Das Segment d wurde bei der ersten Anzeige also als Doppelpunkt zwischen den Anzeigen 2 und 3 angezeigt, während es auf den restlichen drei Anzeigen ein normales Segment war. Im Schaltplan ist eingezeichnet, wie Sie diese Version mit normalen Siebensegmentanzeigen und 2 LEDs für den Doppelpunkt nachbauen können. Soll hingegen der dp der zweiten Anzeige verwendet werden, müssen die beiden Ports am Controller vertauscht werden, da PORTD nur 7 Ausgänge für die sieben Segmente hat.

Die VFD-Version

Natürlich ist es auch möglich, eine Fluoreszenzanzeige zu verwenden, sofern diese siebensegment-förmige Anzeigen hat. In meiner Schaltung habe ich eine VFD aus dem Pollin-Anzeigensortiment, die vier Siebensegmentanzeigen, einen Punkt zwischen der zweiten und dritten Anzeige sowie mehrere Texte am unteren Rand enthält. Der Punkt ist mit dem Text "Time" gekoppelt, der deshalb auch immer mit aufleuchtet, wenn der Punkt eingeschaltet wird. Mit einer VFD sind übrigens immer Transistoren sowohl für die Segmente als auch für die Gitter (gemeinsame Anschlüsse) notwendig, da die Fluoreszenzanzeige nur mit höheren Spannungen als 5 V richtig funktioniert. Um PNP-Transistoren verwenden zu können, muss man außerdem den Trick anwenden, den Spannungsregler für die 5 V nicht wie üblich in die positive Leitung zu legen, sondern die Masse des AVR gegenüber der eigentlichen Schaltungsmasse so anzuheben, dass der AVR genau 5 V bekommt. Das kann man ganz einfach mit einem 7905-Spannungsregler für negative Spannungen (gegenüber dem Masse-Anschluss des Reglers, der hier mit der positiven Versorgungsspannung verbunden wird, die ja für die VFD und den AVR gleich ist) erledigen. Die Heizung der VFD habe ich über einen Widerstand angeschlossen, der aber recht heiß wird, da die Heizung dieser VFD einen recht hohen Strom benötigt.

• Schaltplan für die Grundversion
• Schaltplan für die 12-Stunden-Version
• Schaltplan für die VFD-Version
• Assemblerprogramm und Hexfiles für verschiedene Versionen

Fotos