Everything has an exact time - DCF77 with the Arduino

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

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Ya hemos construido algunos relojes, o el tiempo se ha calculado sobre la base de las entradas manuales y los tiempos de espera, por NTP o con un módulo RTC. Hoy queremos presentarles una nueva forma de "ganar tiempo" a través del DCF77.

DCF77 Sender:

En Mainflingen, cerca de Fráncfort del Meno, Hay una emisora de onda larga para 77,5 kHz. Este transmisor emite 50.000 W, la hora actual se codifica una vez por minuto.

Este transmisor y la señal se denominan DCF77. La denominación DCF77 es el indicativo de llamada asignado al emisor para la identificación internacional.

Con un módulo de Recepción adecuado (p. ej. pollin.de 810054) la señal puede ser captada y descodificada en un radio de hasta 2000 km alrededor de Mainflingen.

Para información, en otros países se utilizan emisoras de tiempo diferentes, con frecuencias diferentes.:

Indicativo de llamada de radio	Localización	Frecuencias
Beta	Rusia	25 kHz
BPC	China	68,5 kHz
BPL	China	100 kHz
BPM	China, Lintong (Xi'an))	2,5 MHz, 5 MHz, 10 MHz, 15 MHz
CHU	Canadá, Ottawa	3,330 MHz, 7,850 MHz, 14,670 MHz
DCF77	Alemania, Mainflingen	77,5 kHz
IBF	Italia, Turín	5 MHz
JJY	Japón, Monte O	40 kHz
JJY	Japón, Monte Hagane	60 kHz
Mike	Finlandia, Espoo	25 MHz
MSF	Gran Bretaña, Ánhorn	60 kHz
RBU	Rusia, Taldom	66,66 kHz
RTZ	Rusia, Irkutsk	50 kHz
RWM	Rusia, Moscú	4,996 MHz, 9,996 MHz, 14,996 MHz
TDF	Francia, Allouis	162 kHz
WWV	Estados Unidos, Fort Collins	2,5 MHz, 5 MHz, 10 MHz, 15 MHz, 20 MHz
WWVB	Estados Unidos, Fort Collins	60 kHz
WWVH	Estados Unidos, Hawái, Kekaha	2,5 MHz, 5 MHz, 10 MHz, 15 MHz
YVTO	Venezuela, Caracas	5 MHz

Estructura de la señal DCF77:

El DCF77 enviará más información en 60 minutos.

La información se codificará en impulsos secundarios. Un impulso alto de 100ms (900ms LOW) significa un 0 y un impulso alto de 200ms (800ms LOW) un 1. esta codificación "binaria" se puede calcular a continuación en la fecha y hora, además de MESZ/MEZ y datos meteorológicos.

Se transmiten 59 Bits con el siguiente significado: :

Bit	Significado	Valor
0	Inicio de nuevo minuto (siempre 0)
1	códigos Datos meteorológicos
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15	Rufbit
16	Conversión cet/MESZ
17	MESZ
18	Cet
19	Shaltskunde
20	Inicio información sobre el tiempo (siempre 1)
21	Minuto	1
22		2
23		4
24		8
25		10
26		20
27		40
28	Paridad Minuto
29	Hora	1
30		2
31		4
32		8
33		10
34		20
35	Paridad Hora
36	Fecha Día	1
37		2
38		4
39		8
40		10
41		20
42	Día de la semana	1
43		2
44		4
45	Fecha Mes	1
46		2
47		4
48		8
49		10
50	Fecha Año	1
51		2
52		4
53		8
54		10
55		20
56		40
57		80
58	Paridad Fecha

Gracias a esta información, podemos hacer un Sketch Arduino.:

Nuestro receptor del DCF77 está conectado al Pin 2 del Arduino.

Sketch Arduino:

# define STATUS_PIN LED_BUILTIN
# define DCF_PINA 2
 
int HIGH_Start = 0;
int HIGH_Ende = 0;
int High_tiempo = 0;
int LOW_Start = 0;
int LOW_Ende = 0;
int Tiempo bajo = 0;
 
bool Señal = false;
bool Nuevo minute = false;
int BIT = -1;
int Tiempo[65];
int Hora;
int TIEMPO_MINUTE;
int HORA_TAG;
int TIEMPO_MONATO;
int TEMPORA_AÑO_;
int Días de la semana;
int PAR_HUNT;
int PAR_MINUTE;
int Inicio;
 
void setup() {   Serial.begin(115200);   pinMode(DCF_PINA, Entrada);   pinMode(STATUS_PIN, Salida);   Serial.println("Sincronización");
}
 
void loop() {   if (BIT > 60) {Nuevo minute = false;}   int DCF_SIGNAL = digitalRead(DCF_PINA);      if (DCF_SIGNAL == HIGH && Señal == false) {     Señal = true;      HIGH_Start = Milis();      LOW_Ende = HIGH_Start;       Tiempo bajo = LOW_Ende - LOW_Start;           if (Nuevo minute == true) {       Descripción de la impresora(BIT);       // Serial.print ("Bit");        // Serial.print (BIT));        // Serial.print (": ");        Tiempo[BIT] = (Tiempo de bit_(Tiempo bajo));       Serial.print (Tiempo[BIT]);       // Serial.println ();     }     else {       Serial.print(".");     }   }     if (DCF_SIGNAL == LOW && Señal == true) {     Señal = false;      HIGH_Ende = Milis();       LOW_Start = HIGH_Ende;      High_tiempo = HIGH_Ende - HIGH_Start;        NEUMINUTE(Tiempo bajo);   }
}
 
int Tiempo de bit_ (int Tiempo bajo) {    if (Tiempo bajo >= 851 && Tiempo bajo <= 950) {return 0;}     if (Tiempo bajo >= 750 && Tiempo bajo <= 850) {return 1;}    if (Tiempo bajo <= 350) {BIT-=1;return "";}
}

void NEUMINUTE (int Tiempo bajo) {   if (Tiempo bajo >= 1700) {     BIT = 0;     Nuevo minute = true;     Hora = Tiempo[29]*1+Tiempo[30]*2+Tiempo[31]*4+Tiempo[32]*8+Tiempo[33]*10+Tiempo[34]*20;     TIEMPO_MINUTE = Tiempo[21]*1+Tiempo[22]*2+Tiempo[23]*4+Tiempo[24]*8+Tiempo[25]*10+Tiempo[26]*20+Tiempo[27]*40;     PAR_HUNT = Tiempo[35];     PAR_MINUTE = Tiempo[28];     HORA_TAG = Tiempo[36]*1+Tiempo[37]*2+Tiempo[38]*4+Tiempo[39]*8+Tiempo[40]*10+Tiempo[41]*20;     TIEMPO_MONATO = Tiempo[45]*1+Tiempo[46]*2+Tiempo[47]*4+Tiempo[48]*8+Tiempo[49]*10;     TEMPORA_AÑO_ = 2000+Tiempo[50]*1+Tiempo[51]*2+Tiempo[52]*4+Tiempo[53]*8+Tiempo[54]*10+Tiempo[55]*20+Tiempo[56]*40+Tiempo[57]*80;     Inicio = Tiempo[20];               Serial.println();     Serial.println("*****************************");     Serial.print ("Hora: ");     Serial.println();     Serial.print (Hora);     Serial.print (":");     Serial.print (TIEMPO_MINUTE);     Serial.println();     Serial.println();     Serial.print ("Fecha: ");     Serial.println();     Serial.print (HORA_TAG);     Serial.print (".");     Serial.print (TIEMPO_MONATO);     Serial.print (".");     Serial.print (TEMPORA_AÑO_);     Serial.println();     Serial.println("*****************************");        } else {BIT++;}
}
 
void Descripción de la impresora(int Número de bit) {   switch (Número de bit) {     case  0: Serial.println("\N# Start MINUTE (siempre 0)"); break;     case  1: Serial.println("\N# datos meteorológicos"); break;     case 15: Serial.println("\n# RUFBIT"); break;     case 16: Serial.println("\n# MEZ/MESZ"); break;     case 17: Serial.println("\n# MESZ"); break;     case 18: Serial.println("\n# MEZ"); break;     case 19: Serial.println("\n# SHELLSEGUND"); break;     case 20: Serial.println("\n# comenzar información sobre el tiempo (siempre 1)"); break;     case 21: Serial.println("\N# minutos"); break;     case 28: Serial.println("\n# PARITAET MINUTE"); break;     case 29: Serial.println("\n# hora");break;     case 35: Serial.println("\n# PARITAET hor"); break;     case 36: Serial.println("\n# TAG"); break;     case 42: Serial.println("\N# día de la semana"); break;     case 45: Serial.println("\n# mes"); break;     case 50: Serial.println("\n# año"); break;     case 58: Serial.println("\n# PARITAET fecha"); break;   }
}

Como salida en el Monitor Serial, Ahora obtenemos la secuencia de bits y la hora calculada.

Ahora pueden usar el DCF77 para sus proyectos. Que Te Diviertas.

Tags : Für arduino, Grundlagen software

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16 comentarios

Andreas Wolter

27 febrero 2023, 11:24

@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 febrero 2023, 11:12

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 febrero 2023, 11:59

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 mayo 2022, 02:35

@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 mayo 2022, 02:35

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 octubre 2021, 11:15

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 diciembre 2020, 07:37

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 octubre 2020, 08:01

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 junio 2020, 07:57

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 mayo 2020, 09:23

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 abril 2020, 10:53

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 abril 2020, 12:51

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 junio 2019, 11:05

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 junio 2019, 04:57

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

Mertke

23 abril 2019, 07:54

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 diciembre 2018, 12:43

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.