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Raspberry Pico DCF77 Uhr

Controller

DCF77 Funk Uhr Bausatz Digitale Uhr mit DCF77 - MMD0327

Für ein paar wenige Bazzen lässt sich heute ein DCF77 Funk Uhr Empfänger bauen. Der Raspberry PICO super geeignet um das Zeitzeichen des Empfänger Moduls aufzubereiten und darzustellen sind. Als Anzeige dient ein Display LCD-2x16 Zeichen mit I2C Kontroller Schnittstelle. Die DFC77 Funk Uhr benötigt keine Tasten, die Uhr stellt sich binnen einigen Minuten selber, die Uhr kommt damit ohne Bedienknöpfe aus.

Informationen zum DCF77: Der Zeit-Zeichen-Sender DCF77 ist ein Langwellensender in Mainflingen bei Frankfurt am Main, der die meisten funkgesteuerten Uhren im westlichen Europa mit der in Deutschland geltenden gesetzlichen (Uhr-)Zeit versorgt. Die Sendefrequenz beträgt 77.5kHz. Die Bezeichnung DCF77 ist das dem Sender zur internationalen Identifikation zugewiesene Rufzeichen. Seine im Sekundentakt gesendeten Zeitzeichen übertragen innerhalb einer Minute entweder die mitteleuropäische Zeit oder die mitteleuropäische Sommerzeit.

Der Sender in Mainflingen arbeitet auf der Sendefrequenz 77.5kHz mit einer Leistung von 50kW. Die Sendemasten sind von der A 3 und der A 45 am Seligenstädter Dreieck zu sehen. Das DCF77-Signal kann – abhängig von der Tages- und Jahreszeit – bis zu einer Entfernung von etwa 2000km empfangen werden.

Andere bekannte Zeit-Dienste sind MSF in England (60 kHz), France Inter in Frankreich (162 kHz), sowie die Sendergruppen RWM in Russland (4.996/9.996/14.996MHz), WWV / WWVB / WWVH in den USA (60kHz; 2.5, 5, 10, 15 und 20 Hz) und bis 2011 HBG in der Schweiz (75 kHz).

Die Daten: Display mit 2x16 Zeichen und Hintergrundlicht, Stromversorgung per USB, Datenausgabe zur Aufzeichnung per USB. Anzeige Datum und Uhrzeit, Die Funksynchronisation findet alle 60 Sekunden statt. Vertrieb: https://shop.citysun.ch/search?search=DCF77

Teile Liste:
Controller RaspBerry PICO S80929
LCD Display 2x16 S81258
DCF77 Empfänger Modul S82310
Gehäuse 10x7x5.5cm 3D LCD-Case-2x16.stl

8x Schraube M3x5 Rundkopf
Python Script DCF77 main.py V0.00

Wenn auf dem Display nichts erscheint, so
den Kontrast, mit dem Potentiometer auf
der Rückseite des Displays, einstellen.

Rückfragen & Support: Support@Clinch.ch

Anschluss des LCD Displays je mit I2C Schnittstelle an einen Raspberry Pico:

RaspBerry PICO <-> LCD 2x16 zeichen mit I2C DCF77-Bodul Beschreibung

Pico-Pin1 GP0 <-> LCD-SDA (GP0 mit 0/3.3V Logik LCD)

Pico-Pin2 GP1 <-> LCD-SDL (GP1 mit 0/3.3V Logik LCD)

Pico-Pin3 GND <-> LCD-GND DCF-GND Original Datenblatt HD44780.

Pico-Pin36 3.3V <-> (LCD-VCC) DCF-VCC LCD mit 3.3V (je nach Modell)

Pico-Pin40 5.0V <-> LCD-VCC LCD mit 5.0V (je nach Modell)

I2C Adresse 0x27 Im Python Script hinterlegt

Pico-Pin21 GP16 <-> DCF-OUT (GP16 mit 0/3.3V Logik DCF)

Pico-Pin22 GP17 <-> DCF-OUT (GP17 mit 0/3.3V Logik DCF)

# Widerstände: 4.7kR von SDA nach +3.3V, 4.7kR von SCL nach +3.3V sind beim Pico nicht zwingend

WICHTIG: Die DCF77 Antenne ist ein L-C (Spule Kondensator) Resonanz Schwingkreis. Dieser wird von allen Arten von Funksignalen gestört.
So stören Mikrocontroller, LCD-Controller, Datenleitungen I2C, Handy, DECT, WLANs die Empfangsantenne. D.h. das DCF77-Modul
darf nicht in unmittelbarer Nähe oben genannter Baugruppen montiert sein. Am besten das DCF77 Modul mit einem 100cm Kabel
abgesetzt vom Kontroller und vom LCD aufstellen und nach Frankfurt ausrichten.

Zusammenbau: Für den Anschluss des Displays nehmen wir ein 4 Adriges Kabel mit einseitig 4 Stift Buchsen. Die offenen Kabel-Enden werden, gem. obigem Schema, direkt an die Pins des Raspberry PICO angelötet. Nun muss die Betriebssoftware auf den PICO geladen werden. Z.B. mit der Software Thonny (Die Beschreibung von Thonny ist in einem separaten Artikel, falls notwendig, beschrieben). Beim Bausatz ist der Kontroller bereits mit der passenden Software geladen. Das Gehäuse kann selber mit einem 3D-Drucker erstellt werden, oder Sie können ein beliebiges Gehäuse verwenden. Der 3D-Druck, mit den obigen Druckdaten, dauert mehrere Stunden da die Wandstärken mit 2.5mm relativ dick sind - aber dafür stabil. Beachten: Teils LCDs werden mit 3.3V betrieben, andere benötigen 5.0V - Bitte kontrollieren.

Funktion: Auf der ersten Zeile links wird die Uhrzeit im Format HH:MM:SS angezeigt. Auf der zweiten Zeile links wird das Datum im Format DD:MM:JJ angezeigt.
Nach dem einschalten hat der Kontroller noch keine Uhrzeit und kein Datum: 00:00:00 & 00.00.00 . Jede Minute wird einmal die Zeit und das Datum empfangen. Nach einigem Minuten sind mehrere aufeinanderfolgende Uhrzeiten vorhanden und gültig. Und die Uhrzeit wird korrekt angezeigt.

Datenausgabe: Wer die Messwerte speichern und weiter verarbeiten möchte, kann die Daten via USB Anschluss, der ein COM Gerät bereitstellt, abholen und aufzeichnen. Das Datenformat ist CSV, eine Zeile pro Minute.

Beispiel Daten: 08:15:00 ; 30.12.22 ; 88%

Es wird jede Minute eine Zeile gesendet. Jede Zeile ist maximal 25 Zeichen lang inkl. CR,LF

Störungsbehebung: Als erstes prüfen ob die LED auf dem Raspberry PICO nach dem einschalten der Stromversorgung 0.1 Sek. auf blinkt.

LED blinkt nicht: Das Python Programm ist nicht installiert oder ist nicht als main.py benannt (für Autostart) alles klein schreiben.

LED blinkt 1x 0.5 Sek: Das Python Programm ist installiert und startet.

LED blinkt 2x 0.2Sek & Pause 2.0 Sek.: Der LCD I2C Kontroller wurde nicht gefunden.

LED blinkt selten und unregelmässig alle paar Sekunden: DCF77 Empfangssignal schwach -> Ausrichten nach Frankfurt

LED blinkt unregelmässig mehrmals pro Sekunde: DCF77 Empfangssignal wird gestört -> Antenne von der Störquelle entfernen

LED blinkt alle 1 Sekunden & nichts auf dem Display: Der Kontrast oder die Helligkeit vom LCD ist zu gering (Potentiometer anpassen)

LCD Schrift zu schwach: Das LCD wird mit 3.3V anstatt 5.0V betrieben