Kalibrierung des Mutteruhr

Um bei einem Ausfall des DCF 77 Empfangs die Genauigkeit der Uhr für einen bestimmten Zeitraum weiter zu gewährleisten habe ich ein Verfahren entwickelt das mit relativ wenig Aufwand und ohne Einsatz eines Counters ein relativ gutes Ergebnis liefert. Die Kalibrierung ist nicht unbedingt nötig. Ich stell sie aber der Vollständigkeits halber vor.

Für die Kalibrierung werden gebraucht:

  • Ein DCF 77 Empfänger Modul
  • Ein Oszilloskop, idealerweise ein Speicheroszilloskop

Der Messaufbau

Der Aufbau ist relativ einfach.

  • Kanal 1 des Oszilloskops wird mit dem Pin 4 (PD2) des Microcontrollers, das als Eingang für das DCF 77 Signal dient, verbunden.
  • Kanal 2 wird mit Pin 11 (PD5), dem 1 Hz Ausgang, verbunden.
  • Trigger auf Kanal 1.
Am Oszilloskop sollte bei korrektem Empfang des DCF 77 Signals sich jetzt ein Bild ähnlich diesem einstellen.

Spannungsverläufe am Oszilloskop

Durch die beiden Kondensatoren C1 und C2 am Schwingkreis des Microcontrollers kann die Taktfrequenz in einem gewissen Maße beeinflußt werden. Dazu wurde der Kondensator C2 veränderbar ausgelegt. Aus der Taktfrequenz wird der Uhrtakt abgeleitet.

Das Kalibrieren geht wie folgt vonstatten. Es beruht darauf das das Ausgangssignal des DCF Empfängers als Sekundenreferenz dient. Optimal abgeglichen ist die Schaltung dann, wenn der Abstand der im Bild mit dem gelben Pfeil markiert ist auf längere Dauer gleich bleibt.

Vergrößert sich der Abstand deutet es darauf hin das die Uhr nachgehen wird.

Veringert sich der Abstand deutet es darauf hin das die Uhr vorgehen wird.

Durch verändern des Drehkondensators und etwas Fingerspitzgefühl erfolgt nun der Abgleich. Drehkondensator verändern, 2-3 Minuten warten wie sich das Signal verändert hat, wieder nachjustieren. Meiner Erfahrung nach hat man nach ca. 30-45 Minuten die Schaltung soweit kalibriert das die Abweichung der Uhr in der Woche max 4-5 Sekunden beträgt. In diesem Zeitraum sollte wahrscheinlcih auch das DCF 77 Signal wieder zur Verfügung stehen.

Ein wichtiger Hinweis noch, u.U. wenn die Kapazität des Drehkondersator zu groß bzw. der Kapazitätsunterschied von C1 und C2 zu groß ist, schwingt die Oszillatorschaltung des Microcontrollers u.U. nicht mehr an. Ggfs. muß der Wert von C1 auf 12pf bzw. 27pf geändert werden.