步驟1:時鐘功能和特性
在8x8點矩陣顯示器上顯示接收到的信號。收到并檢查錯誤后,就可以在第二個8x8點矩陣顯示器上顯示存儲的數據,并在頂部的兩個7段顯示模塊上更新實時時鐘和顯示時間以及日期。
顯示信號錯誤代碼,信號狀態,星期幾和第三個點矩陣顯示器上的顯示強度。如果接收到的信號有誤,請使用實時時鐘顯示時間,圖1表示將完整一分鐘的動畫接收到緩沖區中。 p》
使用四個7段顯示模塊來顯示緩沖區,DCF位,無錯誤,周期時間和脈沖寬度。
在第二個Atmega 328 IC上提供的可切換DCF77信號濾波使用軟件通過Udo Klein對DCF77分析儀和超級過濾器進行遠程控制的個別重置,DCF77聲音的開/關和超級過濾器狀態LED的開/關。
上面的圖片2顯示了前面板的特寫。
圖3顯示了3個LED點矩陣顯示器的詳細信息。
緩沖區中接收到下一分鐘的DCF77代碼(左矩陣1)在分鐘結束時以每秒1位的速度@,如果錯誤檢查確定,則將緩沖區加載到當前顯示存儲區(矩陣2中間)中,并更新實時時鐘(RTC)矩陣3右側顯示星期幾,顯示強度,時鐘狀態和時鐘信息
步驟2:超級過濾器
在打開Udo時克萊因的超級濾波器會主動處理來自天線/接收器的輸入DCF77信號。經過數天的學習,Super Filter可以預測DCF77信號,并使用它來確定輸入信號是否包含任何錯誤。即使沒有信號,超級濾波器也將合成經過校正的DCF77信號。
圖片1超級濾波器示例
第一行顯示超級濾波器已打開。一旦同步并調諧到信號中,即使信號完全丟失,超級濾波器也會合成一個好的信號。當出現噪聲信號時,超級濾波器將搜索已知的信號位,并使其自身與發送器保持同步。底行顯示超級過濾器已關閉。無論接收到什么信號(好或壞),都會將其發送到解碼器。請注意,即使超級濾波器已關閉,超級濾波器輸入也始終連接到輸入的DCF77信號。由于超級濾波器可能需要幾天的時間才能調整到最高精度,因此可以確保始終以最大精度與DCF77信號進行調整/同步。
圖2顯示了超級濾波器的流程圖。
步驟3:時鐘盒
此時鐘的盒基于Tesco黑色玻璃和金屬燈籠。外殼上有一個鉸接的門,位于時鐘的右邊。
頂部的玻璃面板非常適合3 x點矩陣顯示器。我增加了18mm MDF的頂部和底部以及2 x 6mm的膠合板,以替換小的頂部面板上的側玻璃。這些面板噴涂有黑色絲綢,以匹配金屬外殼。外殼頂部的原始金屬手柄被切掉,頂部MDF面板上切有2個插槽以容納手柄的剩余部分。尺寸H27xW15xD15cm
步驟4:LED點矩陣顯示結構
圖片01顯示器使用3x 8x8點陣顯示模塊和板載MAX7219 IC。
圖片02將鋁條切成一定尺寸,并鉆6個孔以裝上矩陣模塊安裝螺栓。請注意,對于預制模塊,下部連接器可能需要拆焊,然后重新焊接在板子背面。
圖片03。根據需要,在裸露的焊盤上使用額外的螺母和螺栓作為墊片。
圖片03。然后將透明的有機玻璃板切成一定尺寸,并鉆出安裝孔,并將其安裝在鋁條的頂部。
p》
圖片04。在Lazertran貼花轉印紙上打印出顯示器,并固定在Perspex紙上,確保與點矩陣模塊對齊。
讓紙干燥,不要用
圖片05。在有機玻璃后面添加最后一張白紙以完成擴散效果。紙張越重,矩陣LED越會擴散(變暗)。
您可以通過為7段顯示器和矩陣顯示器設置不同的強度值來抵消此效果。請注意,如果您不想使用Lazertran,則可以將顯示器打印在白紙上,然后將其固定在有機玻璃的后面。
圖片06和07。完整的顯示器可以安裝到外殼中了。
第5步:主顯示板構造
用于容納顯示屏的主顯示板四個7段顯示器由2個Vero板和L形絕緣鋁角螺栓固定在一起。
在完成的時鐘上,裝有兩個Arduino的Vero主板固定在頂部的六個安裝螺栓上。 p》
圖片01和02顯示了用螺栓固定在一起以安裝顯示器的Vero板。面板正面噴涂黑色。連接條被焊接到顯示板上。
將四個7段顯示器插入連接條,并用四個標簽標記。顯示器的電源和串行連接在顯示板的正面運行。
步驟6:主顯示板布局
為清楚起見,筆記型面板的正面顯示為橙色,實際的面板正面則涂成黑色。
圖片01顯示了具有7個分段顯示連接條的顯示板的正面。
圖片02顯示了7個分段顯示模塊以及黑色的木塊,用于固定有機玻璃中性密度對比顯示蓋。注意頂部顯示模塊上的黑色膠帶冒號掩膜。
圖03顯示了7個分段顯示模塊,它們沒有Perspex中性密度對比顯示蓋。沒有該蓋,則很難在強光下閱讀。
圖片04顯示了帶有Letroset標簽的Perspex中性密度對比顯示蓋。 Perpex蓋安裝在主顯示屏玻璃的后面,以提供保護。
圖片05與圖03相同,但Perspex中性密度對比顯示屏蓋固定在木制安裝塊上。現在,該顯示器在所有照明條件下都易于閱讀,并且PCB和顯示器部件也從視圖中隱藏起來。
圖06顯示了該盒中的點矩陣和主顯示器。
步驟7:主顯示板后部和主板安裝
圖01顯示了后部(
圖片02顯示了用8個螺栓將鋁絕緣角固定在適當位置的顯示板。這樣可以將2個Vero板固定在一起。
圖03顯示了在鋁制夾角之間固定在顯示板后部的主板。
圖中未顯示,每個電容器都具有去耦電容顯示模塊。
步驟8:主Vero板和顯示板組件
圖片01和02 Vero前后的Atemga 328主板布局控制DCF77分析儀和顯示。右側的Atmega 328控制著超級濾波器。
撥動開關控制直接從天線/接收器,超級濾波器或關閉無DCF77信號到板的DCF77輸入。
無線接收器,帶有DTR的CP2102,PIR檢測器和RTC模塊都已插入板中。
圖03和04顯示了組裝好的主顯示板,其中所有組件和電纜均已連接,可以安裝到時鐘中
第9步:修改RTC時間7段顯示模塊以顯示冒號分隔符
圖片01標準顯示中只有小數點用于分隔數字。
圖片02要在數字3和6上顯示冒號,請將這兩個數字設置為永久顯示“ o”小寫字母O
這只會照亮底部的4個led段。
圖片03然后將4 x黑色塑料帶條粘貼到數字上。
p》
圖片04當小寫的“ o”全部顯示時
步驟10:PIR檢測器的設置和安裝
圖片01顯示了標準的PIR模塊。
圖片02顯示了已移除的紅外漫射器。漫射器的一半涂成黑色,因此只能從前半部分感知。 PIR感測晶體管現已暴露。
圖片03顯示了PIR傳感器拆焊后的PIR模塊的底面。
圖片04顯示了連接到PIR的3條導線晶體管先連接到板上,然后再連接到晶體管。
將模塊固定在時鐘蓋的下側,并將晶體管安裝在蓋的頂部。
圖05顯示了PIR擴散器在適當的位置。 PIR晶體管安裝在指向前方的擴散器下方。
在PIR模塊板上的2個預設上調整了靈敏度和觸發時間。
步驟11:遠程控制
四個功能
1. DCF77脈沖聲音開/關開啟DCF77時,可通過小型有源蜂鳴器監視脈沖
2.超級過濾器重置這將重置超級過濾器并刪除所有學習到的調優,并且將啟動不同步的超級過濾器。超級過濾器監控器LED(如果已打開)將熄滅,直到過濾器自身重新同步
3為止。超級過濾器監控LED指示燈這3個LED監控超級過濾器LED1- DCF77第二脈沖LED2 DCF77信號良好LED3-綜合差值
4的功能。 DCF77分析儀時鐘重置這將重置時鐘并顯示為零,并且時鐘將失去任何同步。如果先前已經設置了RTC,則會顯示RTC時間。請注意,超級過濾器將不會重置,并且任何學習到的調諧和同步都不會受到影響。
如果不需要遙控器,則可以使用瞬時開關。
圖片01和02遙控器基于PT2272無線接收器模塊(433MHz版本)和PT2262無線發送器模塊(433MHz版本)
我在這里使用433Mhz版本在英國,但是有315Mhz的版本可以在其他國家使用。
圖片03您可以在內置的密鑰卡中準備好315Mhz發射器,包括在Ebay上的單獨接收器。如果您選擇此選項,則只需將接收器插入主顯示板,即可開始使用。該選項似乎在433 Mhz中不可用。
433Mhz選件需要構造一個小型的遠程變送器,或者可以從變送器中購買學習型鑰匙扣。
圖片04用于415Mhz板的遙控變送器
》左側的四個開關安裝在一小塊Vero板上。變送器與9v電池一起安裝在背面。參見模塊隨附的接線說明。
圖片05或者,可以購買學習型鑰匙扣,并可以使用上面的簡單電路從變送器對它進行編程。 PCB鏈接用于將微動開關依次連接到四個輸入,因此可以對智能鑰匙進行編程。
超級過濾器開/關控制開關
單個開關控制超級過濾器并具有3個位置超級過濾器上-超級過濾器上的輸出連接到分析儀時鐘DCF77輸入并且5v連接到IC1引腳5(IDE引腳3)時,顯示矩陣3上的超級過濾器LED點亮。位置分析儀時鐘DCF77輸入未連接到任何信號在DCF77信號上-在此位置,分析儀時鐘DCF77輸入直接連接到DCF77接收器/天線。請注意,在所有位置,超級濾波器都直接連接到DCF77接收器/天線,因此始終保持同步。
步驟12:讀取接收和解碼的矩陣緩沖區將顯示00秒34
圖片01
接收到的矩陣緩沖區在左側,其中包含下一分鐘的信息。顯示與中間的
解碼矩陣相同,該矩陣顯示了當前分鐘的時間,日期等。每分鐘之后(如果可以檢查錯誤,則可以),下一分鐘緩沖區數據將加載到中間矩陣中,并成為當前分鐘。每秒一次串行接收DCF77數據,一旦時鐘同步,第二個0裝入緩沖器00(矩陣位置M),第二個1裝入緩沖器01等。當接收到位值1時,該段的LED點亮但如果該值為0,則將保持熄滅狀態。
圖片02
第二個0緩沖區00矩陣標簽M
這是分鐘的開始,始終為0。/p》
圖片03
第二個1到14緩沖區01到14矩陣標簽01到14
這些位包含歐洲許可的加密天氣數據,并由DCF77時鐘使用。此數據顯示但未被該時鐘使用。
圖片04
第二個15緩沖區15矩陣標簽Flt該位包含發送器信息,除非存在發送器問題,否則為0。
秒16緩沖區16矩陣標簽LHr夏令時通告通常為0。在更改前的小時內將其設置為1。第二個17緩沖區17矩陣標簽CEST當CEST(歐洲中部夏季時間)生效時設置為1。第二個18緩沖區18矩陣標簽CET當CET(歐洲中部時間)生效時設置為1。第二個19緩沖區19矩陣標簽LSec飛躍第二個公告。在leap秒之前的一小時內設置為1。
圖片05
第二20緩沖區20矩陣標簽S編碼時間的開始。始終設置為1。
圖片06
第二21至27緩沖區21至27矩陣標簽01、02、04、08、10、20和40。
這些位包含分鐘,并將它們加在一起以顯示從00到59的分鐘。21分鐘將01點亮20個LED,同樣53分鐘將01,02,10點亮40個LED
圖片07
第二個28緩沖區28矩陣標簽P1
該位在21-28分鐘位上顯示偶數奇偶校驗。奇偶校驗是錯誤檢查的基本形式。奇偶校驗位被添加到一個數字串的末尾,在這種情況下,這是緩沖區21到27的7位。該奇偶校驗位指示緩沖區21到27中的1的個數是偶數還是奇數。如果使用偶數奇偶校驗時1的數目是偶數,則奇偶校驗位是0,如果1的數目是奇數,則奇偶校驗位是1。例如,如果要發送的分鐘是5。緩沖位(上面的黃色高光) 01 = 1、02 = 0、04 = 1、08 = 0、10 = 0、20 = 0和40 = 0 0r 1010000如果將1的數量加在一起,則得到2。這是偶數,因此奇偶校驗位發送將為0。因此,發送器將發送1010000&0。在接收器端,接收器不知道期望使用什么代碼,但是知道檢查位21到27的奇偶性。如果在接收到位21到28時未命中發生讀取操作,例如,接收到的位22為1而不是0,結果位將為11100000。接收器會期望最后一位(奇偶校驗)為1,因為奇數為1。
圖片08
第二個29至34緩沖區29至34矩陣標簽01,02,這表示接收到的信號中存在錯誤,并且接收到的緩沖區將被拒絕。 04,08,10&20。
這些位包含小時,并加在一起顯示從00到23的小時。10小時將只點亮10個LED,同樣23小時也將帶有01,02和20個LED點亮
第13步:讀取接收和解碼的矩陣緩沖區,然后顯示35到59
圖片01
第二個35緩沖區35矩陣標簽P2
分鐘位29至35上的奇偶校驗。請參見P1中奇偶校驗的解釋(以上第二十八秒)
圖片02
第二36至41緩沖區36至41矩陣標簽01,02,04 ,08,10&20。
這些位包含月份中的某一天,并加在一起以顯示從01到31的日期。月份中的10號只會點亮10個LED,同樣,月份中的23號也會點亮HAV e 01,02和20個LED點亮
圖片03
第二個42到44緩沖區42到44矩陣標簽01,02和04。
這些位包含并相加以顯示星期幾,星期一= 1,星期日= 7,星期一將僅點亮01 LED,同樣,星期日也將點亮01,02&04 LED
圖片04
第二個45到49緩沖區45到49矩陣標簽01,02,04,08&10
這些位加在一起時包含月份號,范圍從01到12。一月只有01 LED點亮,同樣,7月將使01,02和04 LED點亮
圖片05
第二個50到57緩沖區50到57矩陣標簽01,02,04,08,10 ,20,40&80
這些位加在一起時將包含百年中的年份,范圍從00到99。年份01只會點亮01 LED,同樣,年份99也會帶有01,08,10 ,并且80個LED點亮
圖片06
第二個58緩沖區58矩陣標簽P3
此位在第36至58分鐘位上顯示偶數奇偶校驗。 P1中的奇偶校驗國家(以上為秒28)
秒59緩沖區58矩陣標簽在第59秒,傳輸分鐘標記1或0,指示在下一個接收到的脈沖上該緩沖區的結尾重置為00。
步驟14:讀取日期,顯示強度和狀態/信息矩陣顯示
第三個LED矩陣顯示屏顯示星期,顯示強度,時鐘狀態以及信息,并分為四個部分
圖片01
Day
此部分僅顯示矩陣上的LED點亮的當前日期。
圖片02
顯示
這部分的16個LED指示自動調整的矩陣和7段顯示強度。每秒檢查一次光照水平,并相應地上下調整強度。
圖片03
狀態
八個LED指示時鐘狀態消息。
DCF:亮起時表示DCF77信號正常。同步:亮起時表示時鐘與DCF77信號同步
PT:亮起時表示時鐘周期錯誤接收信號
PW:亮起表示接收信號的脈沖寬度有誤
EoB:60秒周期結束前緩沖區已滿時亮起
EoM:在60秒周期結束時緩沖區未滿(結束標記接收得太早)時亮起
BF:這表明緩沖區已滿,通常在60秒接收結束時亮起周期。當接收到許多錯誤脈沖時,if也會在其他時間點亮。點亮后,緩沖區將重置為00。
RTC:當實時時鐘出現錯誤時,即沒有存儲時間,該指示燈將亮起。
圖片04
Info
八個LED指示時鐘信息
Sig:此LED隨接收信號Pulse Width一起閃爍,如果打開則不受超級過濾器的影響
Spk:何時亮起表示接收到的信號揚聲器已激活,并且可以通過揚聲器聽到信號脈沖
Fltr:亮起時,超級濾波器已打開,正在處理和合成輸入信號。
LED:超級過濾器監控器LED點亮時,它們點亮。
Rmte:按下遙控器上的任何按鈕時亮起。
獲勝:冬季是鐘點時亮起
總和:夏季是鐘表時點亮起
飛躍:is年時會亮起
圖片05
此圖片顯示了整分鐘的所有數據摘要以及每個緩沖區值的DCF77傳輸代碼轉換
步驟15 :原理圖
原理圖01顯示了主板及其與外部模塊的連接。
原理圖02顯示了與主板的連接。 7個顯示模塊。
可以從隨附的zip文件中下載完整尺寸的原理圖。
步驟16:微控制器引腳連接表
Atmega 328 IC1和2引腳連接和功能
步驟17:代碼
該代碼的大部分由Erik de Ruiter為他的DCF77分析器時鐘編寫。
Erik在GitHub上提供了其代碼的完整詳細信息。我試圖盡可能地保留他的代碼,但是在不使用它的地方,我已將其注釋掉。在我添加或修改它的地方,我添加了一個注釋,////Brett
在這里下載zip格式的代碼DCF77分析器代碼
在這里在我的網頁中查看代碼查看代碼
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