что такое радиосинхронизация в часах

Есть часы с немецкой точностью, наверное, потому в Германии синхронизация часов по радио сигналу, является национальной чертой. Практически все часы, который там продаются синхронизируются с их часовой радио вышкой. В России все проще, большинство людей сильно на этот счет не заморачиваются. Вот у меня были неплохие часы, механические. Которые, как писал японский производитель, для того, чтобы они ходили нормально и точно, нужно было периодически чистить и подстраивать. Производитель никто иной, как Seiko рекомендует раз в несколько лет разбирать и чистить у часовщика. Ну кто же будет это делать?

И вот одна из функций этих часов – радио синхронизация времени. Это чтобы совсем точно ходили. А то, понимаш ли, несколько секунд в месяц (ага, это после пяти минут) совсем как-то не гуд, naturlich.

У меня, я замерял, сейчас в месяц убегают на три секунды. Ну ведь нужно же подводить, чтобы совсем точно ходили. Функция есть, а работает ли в нашем славном городе?

Начнем с физических основ. А как сигнал точного времени передается? Есть несколько передатчиков в разных точках планеты, в Англии, Германии, Японии, США, каждый передает вещает на своей частоте, но все они работают в диапазоне длинных волн. Длинные волны, как мы знаем из школьного курса физики, имеют свойство отражаться от ионосферы и за счет этого могут быть приняты не только в пределах прямой видимости(как, к примеру, FM).

Так что совершенно реально поймать сигнал и на другой стороне Земли или в отдельно взятом городке под названием Москва, которая находится на расстоянии каких-то 2000 км (согласно Яндекс картам) от городка Майнфлинген (Германия), где расположен ближайший к нам передатчик.

Так выглядят антенны передатчика. И не удивительно, ведь частота 77.5 Килогерц- это 3868.2 метра. А мы знаем, что самая эффективная антенна – половина или четверть длины волны.

Интересные факты: Поскольку длинные волны можно поймать на очень большом расстоянии, то в советское время при помощи длинноволновых передатчиков осуществлялась связь между стратегическими подводными лодками, несущими боевое дежурство у берегов нашего вероятного противника или как сейчас говорят “партнера”. Да и радиостанций на длинных волнах было много, ведь дальность связи – огромная. В наше время Радио Маяк на длинных волнах прекратил вещание в 2013 году, последняя станция Радио России – в 2014. С тех пор ни одной вещательной станции в России на длинных волнах – нет.

Поскольку с увеличением расстояния мощность сигнала уменьшается, то Москва находится в зоне хотя и не очень уверенного, но все-таки приема. Т.е. синхронизация возможна, но при определенных обстоятельствах. Если ваши окна выходят в сторону Германии (на запад) и достаточно высокий этаж, да еще и перед окнами еще и нет ничего высокого и излучающего, типа линий электропередач, небоскребов или Макдональдса, хотя насчет последнего, я немного перегнул. Тогда есть вероятность, что часы глубокой ночью смогут синхронизироваться с немецкой радиовышкой.

Почему ночью? А потом что во-первых, ночью меньше помех, меньше включено всяких приборов, даже включенный монитор компьютера или его блок питания излучает на ближайшем расстоянии, что может затруднить прием слабого сигнала, да и солнечная активность тоже влияет. Так что лучше ночью, да еще и в пасмурную погоду. Не зря же в инструкции к часам написано, что автоматическая синхронизация настроена на время с 12 ночи до 6 утра.

Сигнал представляет собой морзянку из нулей и единиц, которые передаются на определенной частоте по определенному алгоритму, название алгоритма смотрим в таблице, т.е. даже если частота вышек совпадает, то алгоритм передачи разный. Передача длится одну минуту. Каждую секунду передается один или два бита данных. Однако часы для проверки принимают сигнал несколько минут подряд и сравнивает время для уверенности, что все идет хорошо. Так что если вдруг, где-то посередине передачи сигнал будет потерян даже на одну секунду, то будет ошибка приема данных.

Вот таблица регионов, которые можно настроить в часах и передатчиков, которые будут пытаться принять часы в зависимости от региона

Т.е. для возможности синхронизации часов нужно обязательно ставить домашний регион из этого списка, в противном случае часы не будут синхронизироваться ни в автоматическом, ни даже в ручном режиме. Как пишет инструкция, у них даже не будет такого пункта синхронизации.

Для Москвы есть код региона JED +3 часа, но нас это не устроит, он не входит в таблицу, но можно установить ATH, который +2 и включить DST ON, тогда время будет сдвинуто как раз на три часа, т.е. и часовой пояс вроде как подходит и время правильное. Почему нельзя поставить другой регион и сделать коррекцию физического времени? Да только потому что если вы куда-нибудь переедете и нужно будет ставить местное время, то придется играть с непонятно каким регионом, ведь просто так подключить часы – нельзя, они сами ставят время в зависимости от региона.

Проверить будут ли ваши часы синхронизироваться достаточно просто в режиме ручной синхронизации. Включаем ручную синхронизацию и оставляем часы в покое в направлении 12 часов на строго на запад. Поскольку процесс не быстрый, и при синхронизации может занимать до 16 минут согласно инструкции, то расслабляемся. Но 16 минут – это конечно, перебор, а вот меньше трех минут не бывает, согласно алгоритма, заложенного японцами. У меня синхронизация проходит в течение 5 минут. Кстати, часы уже на второй минуте покажут видят ли они несущую частоту передатчика. Секундная стрелка перейдет в режим W(нормальный сигнал), если в течение минуты они сигнала не найдут, то напишут ERROR.
Важно: Для автоматической синхронизации часы должны находится в режиме обычного или мирового времени. Если в это время работает секундомер или таймер, то синхронизации не будет.

Заходим в настройку часов, ставим часовой пояс Токио, подключаем к компьютеру наушники, запускаем ручной режим синхронизации наслаждаемся супер пищащим звуком минут пять, и вуаля, часы синхронизировались. Поздравляю, если вы не перевели на компьютере часы, теперь ваши часы хоть и показывают правильное время, но часовой пояс – то Токио, поэтому, когда вы переведете его обратно, часы придется переводить на 8 часов вперед.

① Несколько раз прокатите виниловую проволоку подходящим диаметром и закрепите ее лентой, чтобы не разбрасывать.

② Очистите концы виниловых проводов с обоих концов.
③ Очистите кабель, очищенный стереоштексом 3,5 мм. Есть два провода, покрытые виниловым покрытием в виде сетчатого оголенного провода и кабеля в кабеле, пожалуйста, отделите их отдельно.

Мне нравится, как он сделал перевод, (“отделите их отдельно” – в этом что-то есть. Поэтому я его оставил перевод.

Т.е. просто скрученный провод припаиваем к штекеру и вставляем в разъем наушников. Кстати, непонятно, как на это отреагирует ваша звуковая карта. Какое сопротивление будет у вашего провода? Сильно ли будет отличаться от наушников? Скорее всего. А то может и погореть ненароком. Это первая проблема.

Есть, еще одна проблема – это японский часовой пояс, мы все-таки не в Японии. Поэтому есть другие программы, например MSF симулятор, там частота другая – 60 килогерц и подделывается он под английскую вышку, но принцип тот же. Сигнал выводится через динамик и используется третья гармоника. И часовой пояс оставить европейский, например, ATH (Афины). Вот исходник на Python этого симулятора, для запуска нужно установить сам Python, а также библиотеки numpy и pyaudio

Вот страничка проекта MSF симулятор (не по русски) Если вы хотите узнать поддерживают ли ваши часы MSF формат синхронизации, то проще всего запустить программу и посмотреть, пройдет ли синхронизация.

Все это чрезвычайно занимательно, в смысле занимает уйму времени. По моему проще раз в месяц просто подвести часы, чем пользоваться симуляторами.

И тут возникает идея, а нельзя ли сделать такой симулятор, который бы сам часов в 12 ночи излучал сигнал синхронизации, но только не пищал бы так занудно, как эти симуляторы? Т.е. все на автомате, без каких-либо телодвижений. Положил вечером часы на полочку, а утром они сами синхронизировались. Вот мы и приходим к небольшой самоделке. Можно ли при помощи микроконтроллера сделать все тоже самое?
Контроллер типа STM32 работает на больших частотах, например у меня стоит кварц 8 Мегагерц, поэтому 60 Килогерц для него сгерерировать – сущие пустяки.Проще взять 60 килогерц для эмуляции английской вышки, чем долго и нудно пробовать сгенерить не делимую нацело частоту 77,5 килогерц как у немецкой. Встроенные часы у контроллера есть. Еще лучше синхронизировать эти часы с чем-нибудь, например с тем же компьютером, который синхронизируется с интернет-часами. Так что точность будет достаточной.

Вот как это выглядит в готовом варианте на отладочной плате STM32F3Discovery, здесь установлен контроллер STM32F303 у него есть встроенные функции работы с USB и Цифро-аналоговый (DAC) преобразователь, для генерации не то что синусоиды, но вообще для воспроизведения звука.
В качестве антенны – обычный провод длиной около 2-х метров. И ведь работает.

И небольшое видео про три способа радиосинхронизации часов CASIO

Источник

Нужна ли радиосинхронизация в часах, часы с синхронизацией времени по Bluetooth и GPS

casio с радиосинхронизацией

В 2019 году всё больше кварцевых часов стали выпускаться с различными функциями синхронизации с точным временем. И если ещё лет пять назад фирмы Касио и Ситизен выпускали кварцевые часы с радиосинхронизацией, то сейчас упор делается на синхронизацию времени при помощи блютуз (необходимо подключение к смартфону) или при помощи GPS приёмника.

Синхронизация времени в кварцевых часах нужна для того, чтобы они всегда «точно» шли и не нуждались в корректировки секунд. Причём, именно секунд, ведь кварц сам по себе и так очень точен, особенно в часах известных мировых брендов.

Стоит ли переплачивать за данную «фишку»?

Расскажу на своём примере.

Когда я решил приобрести себе кварцевые часы, я много читал по поводу их настоящей точности (У всех производителей, как правило, точность заявлена в пределах плюс/минус 20 секунд в месяц). В результате, просмотрев кучу часовых форумов и отзывов о часах Касио, Сейко, Ориент и Ситизен пришёл к выводу, что средняя точность таких часов при их автономной работе составила плюс/минус 3 секунды в месяц. Так что производитель оставляет для себя достаточно большой запас по люфту точности хода своих часов, чтобы меньше связываться с гарантийными ремонтами. Ведь в быту даже точности хода часов плюс/минус 1 секунда в день вполне достаточно. ))

Конечно, все хорошие современные кварцевые часы сейчас оборудованы аккумулятором, способным заряжаться от солнечного и дневного света, так что лишней потраченной энергии на синхронизацию времени не жалко, и эта функция лишней не будет. Но насколько оправдано переплачивать при покупке часов за это в два, а иногда в три или четыре раза?

ЧАСЫ CASIO EDIFICE EFS-S540DB-1B

CASIO EDIFICE EQW-A1400DB-1A

CASIO EDIFICE EQB-800D-1A BLUETOOTH

Если откинуть функции синхронизации, то все часы примерно одинаковые (дизайны часов есть разные), все выбраны со стальным браслетом и корпусом, водонепроницаемостью 100 метров, с солнечной батареей. Правда часы с солнечной батареей и без всяких синхронизаций не удалось найти (среди моделей прошлого и этого года) без сапфирового стекла. Так, думаю, с минеральным стеклом, их стоимость была бы около 5000 рублей.

В общем, если денег не жалко, то берите с синхронизацией времени, и лучше с Bluetooth синхронизацией (актуальнее для России). Вот только почему-то Касио их с сапфировым стеклом пока не делает. Наверное, специально, чтоб в следующем году что-то новое представить.

Casio G-SHOCK MRG-G1000DC-1A

Минусы часов с радиосинхронизацией точного времени

Вам не кажется, что это сродни онанизма? Проще уж просто подвести часы.

Вот вам обычный опыт:

Включите в интернете сервер точного времени https://www.timeserver.ru

Включите телевизор или обычный радиоприёмник. На телевизоре точное время будет в свою очередь ещё больше отставать от настоящего точного времени. В сравнении с той же домашней радиоточкой сигнал на ТВ отстаёт ещё примерно на 5-6 секунд.

Минусы и плюсы часов с синхронизацией точного времени при помощи Блютуз

Часы с синхронизацией точного времени через технологию Bluetooth работают следующим образом:

4 раза в сутки (непонятно, зачем так часто) часы подключаются к смартфону по Bluetooth соединению и с помощью установленного на смартфоне специального приложения синхронизируются через подключенный к смартфону интернет с сервером точного времени.

Следовательно, выставив в настройках часов синхронизацию времени по Bluetooth ваш смартфон всегда должен быть со включёнными Блютузом и мобильным (или WiFi) интернетом. А это будет жрать аккумулятор вашего телефона постоянно (и всё ради «точного времени»).

Синхронизация точного времени в часах при помощи GPS и Глонасс спутников, плюсы и минусы

Seiko Астрон

Вы можете добавить свой комментарий через социальную сеть «Вконтакте».

Источник

Casio

Граждане, собираюсь приобрести себе новые часы. Хочется что-нибудь из G-Shock, причём с функцией синхронизации времени по радио. Скажите пожалуйста, добивает ли сигнал немецкого передатчика до Украины? У кого-нибудь получалось синхронизировать часы на украинской территории?

И ещё одна вещь: читал, что в новых моделях часов Casio стоят более мощные приёмники сигналов. Так ли это? Если да, смогут ли более ранние модели нормально синхронизироваться на Украине, или следует ориентироваться только на новинки?

Ну все так все Вот, пособирал по теме Конечно вряд ли это все

1. Чайник.
2. Вентилятор.
3. Батарея отопления.
4. Ситизеновская антенна + радиомикрофон, просто Ситизеновская антенна.
5. Термос.
6. Самоделки 1, самоделки 2.
7. Рулетка 1, рулетка 2, рулетка 3.
8. Штуковина с eBay, она же в действии.
9. Просто синхра, без ничего.
Вот блин, да как ее только не ловят

Синхронизация времени с помощью смартфона и эмулятора для Android (by AIBO).

Чтобы собрать, пришлось шарить по этой теме, т.к. через поиск (в этой теме) нашлось не сразу, а в оглавлении темы, в первом посте этого нет. Прошу добавить.

Источник

DCF77: как работает система передачи сигналов точного времени?

Наверное многие, приобретающие часы или метеостанцию, видели на упаковке логотип Radio Controlled Clock или даже Atomic Clock. Это весьма удобно, ведь достаточно поставить часы на стол, и они через некоторое время автоматически настроятся на точное время.

Разберемся как это работает и напишем декодер на языке Python.

Существуют разные системы синхронизации времени. Наиболее популярная в Европе — немецкая система DCF-77, в Японии есть своя система JJY, в США есть система WWVB, и так далее. Далее рассказ будет о DCF77, как о наиболее актуальной и доступной для приема в некоторых местах европейской части России и соседних странах (у жителей Дальнего Востока может быть противоположное мнение, впрочем они в свою очередь могут принять и проанализировать японский сигнал;).

Все написанное далее, будет про DCF77.

Прием сигнала

DCF77 это длинноволновая станция, работающая на частоте 77.5КГц, и передающая сигналы в амплитудной модуляции. Станция мощностью 50КВт расположена в 25км от Франкфурта, она начала работу еще в 1959 году, в 1973 к точному времени была добавлена информация о дате. Длина волны при частоте 77КГц весьма большая, поэтому размеры антенного поля тоже весьма приличные (фото из Википедии):

При такой антенне и подводимой мощности, зона приема охватывает практически всю Европу, Белоруссию, Украину и часть России.

Записать сигнал может каждый. Для этого достаточно зайти на онлайн-приемник http://websdr.ewi.utwente.nl:8901/, выбрать там частоту 76.5КГц и USB-модуляцию. Должна открыться картинка примерно типа такой:

Там же нажимаем кнопку download и записываем фрагмент длиной в несколько минут. Разумеется, при наличии «настоящего» приемника, способного записать частоту 77.5КГц, можно использовать и его.

Конечно, принимая радиосигналы точного времени через Интернет, мы не получим действительно точное время — сигнал передается с задержкой. Но наша цель лишь понять структуру сигнала, для этого интернет-записи более чем достаточно. В реале конечно, используются специализированные устройства для приема и декодирования, о них будет сказано ниже.

Итак, мы получили запись, приступим к ее обработке.

Декодирование сигнала

Загрузим файл с помощью Python и посмотрим его структуру:

Мы видим типичную амплитудную модуляцию:

Для упрощения декодирования возьмем огибающую сигнала с помощью преобразования Гильберта:

Результат в увеличенном виде:

Сгладим выбросы от помех с помощью low-pass фильтра, заодно вычислим среднее значение, оно пригодится потом для парсинга.

Результат (желтая линия): практически прямоугольный сигнал, который довольно легко анализировать.

Парсинг

Сначала нужно получить битовую последовательность. Сама структура сигнала очень проста.

Импульсы поделены на секундные интервалы. Если расстояние между импульсами составляет 0.1с (т.е. длина самого импульса 0.9с), к битовой последовательности добавляем «0», если расстояние составляет 0.2с (т.е. длина 0.8с), добавляем «1». Конец каждой минуты обозначается «длинным» импульсом, длиной 2с, битовая последовательность при этом обнуляется, и заполнение начинается заново.

Вышенаписанное несложно записать на языке Python.

В результате получаем последовательность бит, в нашем примере для двух минут она выглядит так:

Кстати интересно, что в сигнале есть и «второй слой» данных. Последовательность бит также закодирована с помощью фазовой модуляции. Теоретически, это должно обеспечивать более устойчивое декодирование даже в случае ослабленного сигнала.

Наш последний шаг: получить собственно данные. Биты передаются раз в секунду, так что мы имеем всего 59 бит, в которых закодировано достаточно много информации:

Биты описаны в Википедии, и они довольно любопытны. Первые 15 бит не используются, хотя были планы использовать для систем оповещения и гражданской обороны. Бит A1 указывает на то, что в следующий час часы будут переведены на летнее время. Бит А2 указывает, что в следующий час будет добавлена дополнительная секунда, которая иногда используется для коррекции времени в соответствии с вращением Земли. Остальные биты кодируют часы, минуты и дату.

Для тех, кто захочет поэкспериментировать самостоятельно, код для декодирования приведен под спойлером.

Запустив программу, мы увидим примерно такой вывод:

0011110110111000001011000001010000100110010101100010011000
Tuesday, 26.03.19, 21:41
0001111100110110001010100001010000100110010101100010011000
Tuesday, 26.03.19, 21:42

Собственно, вот и вся магия. Плюс такой системы в том, что декодирование чрезвычайно простое, и может быть сделано на любом, самом несложном микроконтроллере. Просто считаем длину импульсов, накапливаем 60 бит, и в конце каждой минуты получаем точное время. По сравнению с другими способами синхронизации времени (GPS например, или не дай бог, Интернет:), такая радиосинхронизация практически не требует электроэнергии — для примера, обычная домашняя метеостанция работает около года от 2х батареек АА. Поэтому с радиосинхронизацией делают даже наручные часы, не говоря уже конечно, о настенных или об уличных вокзальных.

Удобство и простота DCF привлекают и любителей самоделок. Всего за 10-20$ можно купить готовый модуль из антенны с готовым приемником и TTL-выходом, который можно подключить к Arduino или другому контроллеру.

Желающие могут даже проапгрейдить старые бабушкины часы, установив в них новый механизм с радиосинхронизацией:

Найти такой можно на ebay по ключевым словам «Radio Controlled Movement».

И наконец, лайфхак для тех, кто дочитал досюда. Даже если в ближайших паре тысяч км нет ни одного передатчика радиосигнала, такой сигнал несложно сгенерировать самостоятельно. В Google Play есть программа с названием «DCF77 Emulator», которая выводит сигнал на наушники. По заверениям автора, если обмотать провод наушников вокруг часов, они поймают сигнал (интересно как, ведь обычные наушники не выдадут сигнал 77КГц, но вероятно прием идет за счет гармоник). У меня на Android 9 программа не заработала совсем — просто не было звука (а может я его не слышал — 77КГц ведь:), но может кому-то повезет больше. Некоторые впрочем, делают себе и полноценный генератор сигналов DCF, который несложно сделать на той же Arduino или ESP32:

(источник sgfantasytoys.wordpress.com/2015/05/13/synchronize-radio-controlled-watch-without-access)

Источник

Casio

Изготовление, настройка приемопередатчика и антенн, их дальнейшее включение в розетку, снятие часов с руки и укладывание в определенное место. все это действия, которые незаметными ну никак не счесть.

Незаметным для пользователя был бы постоянно работающий девайс, принимающий ntp время по сети и излучающий его на небольшой мощности с радиусом приема в десятки метров.

В принципе, в нем нет ничего сложного. Нужно только время и желание.

Мне вот с точностью в 2 сек/мес зачем ежедневная синхронизация? Даже раз в месяц это блажь, а не необходимость, ну и зачем ежедневно будить телефон и пищать динамиком?

Ну а я лично продолжу пользоваться вышеупомянутым приложением для Соньки, а не потраченную нервную энергию и время лучше использую для строительства баньки

В инструкции написано: часы синхронизируются 1 раз в сутки. Зачем нужен постоянно работающий девайс, принимающий ntp время по сети и излучающий его на небольшой мощности с радиусом приема в десятки метров?

Это верно, хоть мои самодельные контура и не пищат. Ну не прошла синхронизация сегодня, пройдет завтра, послезавтра. Не убегут же часы на 10-20 мин за это время.

Вообще этот постоянно работающий девайс совершенно не нужен, так же как и микрометром измерять диаметр дерева. Свои контура делал из интереса принять сигнал за зоной уверенного приема 3000 км. Оставил один. Вот буду в заполярье попробую простенький усилитель. Не постоянно работающий, это не нужно. Включил усилитель, включил принудительно синхру, посмотрел результат. Все.

Чем же это геморойнее?, положил часы рядом с телефоном и все, все сделается само, вы даже этого не заметите А так, программу нужно запускать, часы руками переводить в режим синхронизации, не, вы что то не так понимаете, на счет трудозатрат

А заработать на таком устройстве нельзя потому, что официально передавать на этих частотах, даже маломощный сигнал, запрещено! Можете изобретать что угодно и паять для себя (никому не рассказывая ), но на рынок вам его не выпустить.

Источник