Cacharreando con señales horarias.

 (En construcción)

En una entrada anterior hemos visto que todavía se mantienen activas emisoras de patrones de tiempo y frecuencia,  y estas son una  fuente de señales para experimentar con  su recepción y decodificación

Recibir y decodificar señales de tiempo

En la actualidad siguen manteniéndose emisoras que transmiten señales de tiempo para sincronizar via RF relojes, de algunas de ellas es posible adquirir receptores de bajo coste:

• DCF77 en 77,5 kHz desde Alemania
• JJY-40 y JJY-60 en 40 y 60 kHz desde Japón
• WWVB en 60KHz desde EEUU.

Hemos elegido la emisora DCF77 que es una emisora alemana que transmite señales de patrón de tiempo en la frecuencia de 77,5kHz (LW) pues cubre casi toda Europa. 

La emisora puede recibirse mediante:

• Un reloj comercial como por ejemplo Technoline WT 189 Dcf-77 (unos 20€ en Amazon)
• Un receptor SDR mas un software como SDRAngel que cuenta con un módulo de Radio Clock
• Un módulo receptor de DCF77 (Disponible en Aliexpress por menos de 5€, comprobar la frecuencia antes de comprar) y un procesador de señal
• Un ordenador
• Un procesador como un ESP32

Módulo receptor DCF77 de bajo coste disponible en Aliexpress por menos de 5€

Modulation: The  carrier  amplitude  is  reduced  to  25%  at  the  beginning  of  each  second  for  a  period  of  100  ms  (binary  zero)  or  200  ms  (binary  one),  except  the  59th second.
Time-Code  Format  (based  on  Information  of Deutsche Bundespost): The  time-code  format  consists  of  1-minute  time  frames. There is no modulation at the beginning of the  59th  second  to  indicate  the  switch  over  to  the  next  1-minute  time  frame.  A  time  frame  contains  BCD-coded information of minutes, hours,  calendar  day,  day  of  the  week,  month  and  year  between  the  20th  second  and  58th  second  of  the  time frame, including the start bit S (200 ms) and parity  bits  P1,  P2  and  P3.  Furthermore,  there  are  5   additional   bits   R   (transmission   by   reserve   antenna),  A1  (announcement  of  change-over  to  summer  time),  Z1  (during  summer  time  200  ms,  otherwise 100 ms), Z2 (during winter time 200 ms, otherwise 100 ms) and A2 (announcement of leap second) transmitted between the 15th second and 19th second of the time frame. 

Vamos a poner a punto un receptor de DCF77 (Válido para Europa o para pruebas) basado en un módulo receptor DCF77 de bajo coste y una placa de desarrollo ESP32 (Lilygo T3 V1.6.1) creando un servidor NTP.

Especificaciones técnicas del receptor

• DCF---77,5 KHZ especificación de frecuencia única:
• Número de producto: DCF-1060N-03A
• Categoría RCCM: módulo de frecuencia única DCF/77.5KHz
• Tamaño de PCB: 25,0x11,5x1,0 mm/FR4
• Tamaño de la antena: AR10x60mm/Alto Q
• Frecuencia nominal: 77,5 KHz ± 300 Hz
• Sensibilidad: 27±2dB
• IC receptor: CME6005

Pintout del receptor

• PIN V (VDO 1,1-3,3V, se ha probado también con 5V) = Tensión (+)
• PIN G = Tierra  (-)
• Pin P1 = Enable es un interruptor de encendido/apagado y debe configurarse como lógica baja => Tierra  (-)
• PIN T = Señal

Pinout del DCF//

Pinoout del Lilygo T3

• PIN V (VDO 1,1-3,3V) => 3.3 
• PIN G => GND
• Pin P1 => GND
• PIN T = Señal (Pin GPIO26)

• Receptor DCF77
• Receptor DCF77 con servidor NTP

Emitiendo señales horarias

En principio está prohibido emitir en las frecuencias de las señales de tiempo, pero podemos hacerlo con baja potencia por los siguientes motivos:

• Experimentar (p.e. probar el receptor construido en el paso anterior)
• Mantener en funcionamiento relojes en zonas de sombra

Vamos a desarrollar un transmisor de DCF77  basado una placa de desarrollo ESP32 (Lilygo T3 V1.6.1) y un reloj Si5351 tomando la señal de tiempo de NTP

• Transmisor DCF77
• Transmisor DCF77 controlado por NTP
• Transmisor DCF77 controlado por GPS

Referencias

• https://github.com/thijse/Arduino-DCF77 Libreria para decodificar DCF77 en un arduino
• Radio alarm clock with ESP in Micropython - Part 6 - DCF77 radio module
• https://github.com/aknik/ESP32/tree/master/DFC77
• https://github.com/J-RPM/DCF77-Transmitter
• https://github.com/aknik/ESP32/blob/master/DFC77/DFC77_esp32_v3.ino (Crear un emulador de reloj DCF77)
• DCF77 – Radio Controlled Clock Posted on February 20, 2021 by Wolfgang Ewald
• https://github.com/SensorsIot/DCF77-Transmitter-for-ESP32
• Decodificador para receptor DCF77 en micropython https://github.com/dsiggi/micropython-dcf77

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