DCF77-Stationsuhr mit NCDXF-Baken und Temperaturanzeige Innen und Außen

Ich habe ein schon vor langer Zeit angefangenes Projekt hervor geholt und zu Vollendung gebracht. Ich habe mich schon vor jahren mit der Decodierung der DCF77 Signale befasst, als ich meine Heizungsteuerung für unsere Wohnung aufgebaut habe. Die Erkenntnisse der Decodierung der DCF77 Signal habe ich jetzt in die Konstruktion der Stationsuhr einfließen lassen. Das erste Muster habe ich mit einem LCD-Display EA DIP203G-4NLED aufgebaut. Das Display hatte ich von einem anderen Projekt übrig.

Folgende Leistungsmerkmale hat die Stationsuhr:
      Steuerung der Zeit mit DCF77. Anfangsstart und in der Nacht einmal um 4:30:50.
      Jede Minute wird die Zeit, sekundengenau, mit dem DCF77 Signal syncronisiert. Zur Syncronisation wird die Sekunde 59 mit der größeren Pause benutzt.
      Zeitanzeige wahlweise in MEZ/MESZ oder UTC.
      Anzeige der NCDXF-Baken, zusätzlich die Abstufungen des Sendesignales im Sekundentakt 100W, 10W, 1W und 0,1W.
      Anzeige der Temperatur von 2 Temperaturfühlern mit dem DS18B20. Zum Beispiel Zimmertemperatur und Außentemperatur.
      Ermittlung und Anzeige des 24 Stunden Temperatur-Maximum und Temperatur-Minimum. (das muss ich noch programmieren)


(Für größere Darstellung auf das Bild klicken.)

Display-Variante 1 mit Display EA DIP203G-4NLED. Das ist das kleine Display 75mm x 27mm

  • Das Schaltbild. Dieses Display läuft nur mit 3,3V, deshalb der Spannungsregler U3 von 5V auf 3,3V. Der PIC18F25K22 wird auch mit 3,3V betrieben. Der DCF77-Empfänger wird extern 3-polig angeschlossen. Für die Temperaturmessung im Zimmer und für die Außentemperatur werden zwei DS18B20 verwendet, über Kabel angesteckt auch 3-polig. Die Stationsuhr betreibe ich mit einem ausgedienten Ladenetzteil 5V eines Smartphones.
  • Die Oberseite der Platine 90mm x 46mm. An J1 kommt die 5V Stromversorgung, an J3 der DCF77 Empfänger und an J4 und J5 je ein DS18B20 für die Messung der Temperatur.
  • Die Unterseite der Platine mit Kicad 3D Darstellung. Unten rechts der Spannungsregler 3,3V. Mittig steckt das Display EA DIP203G-4NLED mit den beiden Steckerleisten im 2mm Raster links und rechts. Oben die 4 Tasten sind mit auf der Leiterplatte integriert.
  • Das erste Mustergerät. Eingestellt habe ich den LCD-Modus 2. In Zeile 1 und Zeile 2 wird die Zeit und das Datum dargestellt. In Zeile 3 die Temperatur im Shack und in Zeile 4 die Temperatur vom Außenfühler.


Display-Variante 2 mit Display DEM 20486 SYH-LY. Das ist das größere Display 98mm x 60mm

Diese Variante habe ich noch nicht als Muster aufgebaut. Ich warte noch auf die Leiterplatten.

  • Das Schaltbild ist sehr übersichtlich. In dieser HW-Variante laufen alle ICs und das Display mit 5V. Sollte die Stationsuhr mit 12V betrieben werden, habe ich den Spannungsregler U2 vorgesehen. Wird auch ein Ladenetzteil 5V für die Stromversorgung genommen, braucht U2 nicht bestückt werden. Dafür wird J7 geschlossen und U2 überbrückt.
  • Die Oberseite in 3D Darstellung. Die Platine ist etwas größer 100mm x 62mm. An J6 wird eine kleine Platine mit den 4 Tasten der Bedienung angesteckt.
  • Die Unterseite der Platine. Das Display DEM 20486 SYH-LY wird hier aufgesteckt. Das Display DEM 20486 SYH-LY und die Platine haben etwa die gleiche Größe.
  • Zu empfehlen ist der ELV Bausatz Externe DCF-Antenne DCF-ET1. Es müsste eigentlich externer DCF-Empfänger heisen. Auf der Oberseite ist eine rote LED zu sehen, die online das DCF77-Signal anzeigt. Den externen Empfänger kann man platzieren, wo die geringsten Störungen sind. Mit der roten LED kann man das sofort sehen.


Anzeige-Beispiele, erstes Muster mit Display EA DIP203G-4NLED

  • LCD-Modus 1: Zeitanzeige in MESZ, Mitteleuropäische Sommerzeit. Die NCDXF-Bake 4U1UN sendet gerade auf 14,1 MHz mit 1 Watt Sendeleistung. Auf Zeile 2 wird das Datum dargestellt.
  • LCD-Modus 1: Zeitanzeige in UTC. Auf Zeile 2 wird das Datum dargestellt. Die NCDXF-Bake KH6RS auf Hawaii sendet gerade auf 14,1 MHz mit 100 Watt Sendeleistung.
  • LCD-Modus 2: Zeitanzeige in UTC. Auf Zeile 2 werden von links nach rechts in Kurzform die Sendereihenfolge der Baken dargestellt. So hat man einen besseren Überblick der folgenden Baken. Die NCDXF-Bake W6WWX USA sendet gerade auf 14,1 MHz mit 100 Watt Sendeleistung.
  • LCD-Modus 3: Keine Anzeige der NCDXF-Baken. Dafür werden die Temperaturen der beiden Fühler auf Zeile 3 und Zeile 4 angezeigt.

Beispiel-Video der NCDXF-Baken-Anzeige

Durch die minutliche Syncronisation in der 59-igsten Sekunden läuft die Uhr syncron mit den Ausgaben der Baken!

Die Anzeige läuft fast syncron mit den empfangenen Morsezeichen im TRX. Sogar das 1-Sekunden-Signal 100W, 10W, 1W und 0,1W kann man gut verfolgen. Meine Empfangslage ist nicht besonders gut. Ich wohne im Tal des Flusses Flöha.


Dateien zur Stationsuhr

stationsuhr_erweitert.pdf Die Beschreibung des Projektes Stationsuhr (hoch geladen 31.05.24)
dcf_uhr.zip Alle PDF Zusatzdateien als ZIP, Schaltbilder, Stücklisten usw... (hoch geladen 31.05.24)

dcf_uhr_DIP203.zip ZIP Kicad-Dateien Stationsuhr mit kleinem Display 4x20 Zeichen(hoch geladen 22.05.24)
dcf_uhr_DEM204.zip ZIP Kicad-Dateien Stationsuhr mit großem Display 4x20 Zeichen(hoch geladen 22.05.24)
dcf_tasten.zip ZIP Kicad-Dateien Stationsuhr, extra Tastenfeld bei großem Display (hoch geladen 22.05.24)

Alle Platinen sind mit Kicad entworfen. In der ZIP-Dateie befinden sich alle Dateien die zum Aufbau nötig sind.
    Inhalt der ZIP:
  • bom Im Verzeichnis ist die PDF mit dem Schaltplan. Die Datei ibom.html kann mit jedem Internetbrowser geöffnet werden. Ganz oben sind Buttons mit den man die Ansichten ändern kann. Mit dem ganz linken Button kan man separate Listen und Bilder für die Bestückung erzeugen.
  • production Im Verzeichnis befindet sich die GERBER-Datei für die Produktion der Leiterplatte bei der Firma JLCPCB.
  • sonstige DateienWer Kicad hat kann natürlich auch direkt die Leiterplatte und das Schaltbild in Kicad anschauen.

Link zu ELV externe DCF-Antenne ET1 Damit ihr nicht lange suchen müsst.

mc_v1_02_DIP203.hex Die HEX-Datei zum Programmieren des PIC18F25K22 oder PIC18F26K22 kleines Display (hoch geladen 04.06.24)
mc_v1_02_DEM204.hex Die HEX-Datei zum Programmieren des PIC18F25K22 oder PIC18F26K22 großes Display (hoch geladen 04.06.24)
stationsuhr_v1_02.zip Die Quelltexte der Firmware (hoch geladen 04.06.24)