Jak zbudować MSF Odbiornik Atomic Clock Radio
Dla wszystkich studentów, University i College, którzy chcieliby otrzymywać tam moduły darmo prosimy MSF Kliknij tutaj
Wprowadzenie
Zegary atomowe używać standardu częstotliwości rezonansu atomowej jako elementu pomiaru czasu i są zdecydowanie najbardziej dokładne chronometry możliwe z najnowszymi strontu w oparciu zegary atomowe chluby precyzję mniej niż drugi stracił w kilkuset milionów lat.
Zegary utrzymać ciągłą i stabilną skalę czasu o nazwie Międzynarodowy Atomic Time (TAI). Jednak do czasu cywilnej, inna skala czasu, Coordinated Universal Time (UTC), który pochodzi od TAI, ale zsynchronizowane przy użyciu sekund przestępnych do UTC, aby utrzymać go na podstawie obrotu Ziemi.
UTC jest globalna skala czasu, który jest powszechnie używany do synchronizacji zegarów w sieciach komputerowych pozwalających maszyny z całego świata, aby komunikować się ze sobą i prowadzenia wrażliwe aplikacje czasu. Niestety zegary atomowe są bardzo drogie elementy wyposażenia i są zazwyczaj można znaleźć tylko w laboratoriach fizyki wysokich technologii na pokładzie satelitów lub. Jednak kilka krajowych laboratoriów fizyki nadawane czas poinformowany przez zegary atomowe za pośrednictwem transmisji radiowej fal długich. Sygnały te są powszechnie odbierane i wykorzystywane przez sterowany radiowo zegarów ściennych i biurkowych i serwerów czasu NTP (Network Time Protocol).
Transmisje z agencjami krajowymi standardami utrzymać dokładność 10-9 sekund dziennie (około 1 udział w 1014). MSF jest nadawany przez sygnał Narodowego Laboratorium Fizycznego, Anthorn, Cumbria. Inne kraje oferują własne sygnały najczęściej jest rozsyłanie DCF77 z Mainflingen koło Frankfurtu w Niemczech i transmisji sygnału WWVB z Fort Collins w stanie Kolorado w USA jest.
Wszystkie te sygnały pracować w czasy podobny sposób. Na początku każdej drugiej sile sygnału albo zredukowane od 6 i 10 dB lub wyłączone przez określony czas zanim zostanie przywrócona. Ilość czasu sygnał jest zmniejszony jest stosowany do wskazania strumień cyfr binarnych markerów pozycjonowania. Dokładny format kodu wynosi od każdego sygnału, chociaż są one podobne w formie.
Dedykowane serwery czasu NTP, które przywiązują do komputera może wykorzystać ten sygnał do synchronizacji sieci komputerowych do. Te dedykowane urządzenia są idealnym rozwiązaniem dla utrzymania sieci uruchomione dokładny czas i zazwyczaj mogą utrzymać sieci z dokładnością do kilku milisekund czasu UTC.
Chociaż nie tak dokładne i bez wielu funkcji radia dedykowanego serwera czasu NTP odwołuje, jest jednak możliwe, aby zbudować swój własny radiowy odbiornik MSF odwołuje atomowej zegara na stosunkowo niewielkim kosztem.
wymagania
Prosty odbiornik MSF może być wykonana po prostu nie wymaga testów, wyrównując lub szczególne doświadczenie elektroniczne. Proste moduły odbiorcze można kupić bezpośrednio od takich firm jak Galeon lub sprzedawców detalicznych, takich jak Maplin. Korzyści wynikające ze stosowania kompletnych modułów roztworu w oddzielnych rozwiązań jest to, że moduły zawierają niezbędną elektronikę dostrojone pomocnicze, a kryształy są wstępnie zmontowane i testowane. W konstruowaniu MSF atomowej odbiornik zegara są naprawdę tylko trzy części:
- Moduł odbiornika: W połączeniu z ferrytowym anteny, moduł odbiornika działa jako kompletne urządzenie do odbioru sygnałów kodu czasu. W dodatkowy obwód dopasowania poziomu, demodulowany sygnał wyjściowy może być stosowany do bezpośredniego kierowania układu dekodowania. Moduły mogą być dostosowane do każdego dostępnego nadajnika po prostu przez zastąpienie kryształów.
- MSF Antena: Sygnał nadawany jest w MSF kHz oraz 60 anteny ferrytowe pre odpowiednie wyrównany i LC dostrojony jest najlepszy.
- Dekoder Mikrokontroler: wymagany do dekodowania sygnału w standardowym formacie.
Każdy wykładowca lub student zainteresowany nabyciem tego urządzenia prosimy o kontakt: 0121 608 4433 (UK) lub + 44 (121) 608 4433 (za granicą) i cytując "EMC-free". Lub e-mailem: enquiries@galleonmail.com
EM2S moduł odbiorczy
Moduł posiada tryb niskiego poboru mocy w trybie gotowości z poborem prądu maksymalnie 1'A. W trybie aktywnym pobór prądu wynosi mniej niż 1mA, zazwyczaj 500'A. Wyjście danych jest wewnętrznie połączone z aktywnym otwarty kolektor NPN niskiej tranzystora. EM2S Moduł odbiornika Ogólne dane techniczne:
- Wymiary: 25mm x 13mm x 12mm ok
- Nominalne napięcie robocze: + 3V DC DC 12V
- Zakres napięć pracy: 2.2V do 15V DC
- Zalecany zakres napięcia 3V do 5.25V
- Pobór prądu w + 3V, aktywna: 1mA
- Czuwanie: 1mA
- Wyjście: tranzystor NPN otwarty kolektor, aktywny niski
- Maksymalny prąd umywalką: 15mA
- Maksymalne napięcie kolektor: + 5.25V
Anteny ferrytowe
Ten wstępnie ustawione anteny ferrytowe LC dostrojony został zaprojektowany specjalnie do użytku z odbiornikiem modułem EM2S. Antena Ogólne dane techniczne:
- Wymiary: 60mm x 13mm lub 100 mm * 13 mm
- Nominalna częstotliwość operacyjna: 60 kHz lub 77.5 kHz w zależności od modelu
- Częstotliwość rezonansowa: 60 kHz - 300Hz lub 77.5 - 300Hz
- Bandwidth (-3dB): 700Hz Czułość: Napięcie wyjściowe 8-V z 100'Vm-1 natężenia pola
MCM-RS232 Moduł dekodera mikrokontrolera
W połączeniu z modułem odbiornika EM2 i anteny, moduł ten zapewnia informacje o czasie w standardowym formacie danych RS232 za pośrednictwem interfejsu szeregowego. Zewnętrzna buforowanie do pełnych poziomów RS232 jest wymagana i można osiągnąć przy pomocy własnego poziomu shifter IC RS232. Zaletą w porównaniu z bezpośrednim moduł dekodowania przyjmującego wyjścia odbiornika jest obecność dokładne zdekodowanej informacji czasowych przez cały czas i bez obciążenia przy przetwarzaniu. Moduł posiada również zegar czasu rzeczywistego, który kalibruje się przed Atomic Time sygnału radiowego, gdy synchronizuje z Atomic Time sygnału radiowego.
MCM-RS232 Ogólne dane techniczne:
- Wymiary: 22mm x 13mm x 5mm ok
- Operacyjne Nominalne napięcie: DC + 3V
- Zakres napięcia pracy: + do + DC 2.4V DC 3.6V
- Pobór prądu w + 3V, czynnej: 1mA - czuwania: 50-A
- Czas wejścia: wejście danych kodu (od EM2S) lub EM6.
- Wprowadzanie danych seryjny (z komputerem PC poprzez odpowiedni konwerter poziomów)
- Wyjścia: wyjście sterujące zasilaniem (dla EM2S), wyjście (dla zewnętrznej kontroli czasu) Przełączanie za pośrednictwem odpowiedniego układu.
- Wyjście danych seryjny (do komputera hosta za pośrednictwem odpowiedniego konwertera poziomów)
Sercem urządzenia jest EM2S module odbiornika i dopasowania anteny. Te dwa produkty Galleon są zaprojektowane do pracy razem w 60 kHz do odbioru sygnału MSF. Inne anteny i odbiorniki są wykonane dla sygnałów WWVB i DCF, ale powinien być w parach tak, że jest mało prawdopodobne, że będą one działać, jeśli są one mieszane i dopasowane.
Zasilanie
W zasilająca układ istnieje kilka opcji. 3 V zasilanie DC mogą być wykorzystane w celu zapewnienia stałych dostaw energii lub alternatywnie pakiet baterii / akumulatora zrobi tak samo dobrze. Opcja ta umożliwia stabilny prąd ciągły do użytku i wymaga mniej pracy w konstrukcji odbiornika. UWAGA. MCM-RS232 musi być zasilany z 3VOLTS - wartość większą zniszczę
Hałas
W celu zmniejszenia hałasu sygnału są przesyłane do odbiornika, kondensatory segregowania powinny być stosowane. Jednakże, jak hałas może być zależna od środowiska odbiornik ma być stosowany i odległość od samego nadajnika prób i błędów określenia siły. Jest również ważne, aby wykorzystać nie-przewodzącą obudowę jako oczywiście metalowe pudełka może powodować zakłócenia lub blokowanie sygnału. Ze względu na mały rozmiar kompaktowych modułów dostarczanych przez Galleon każdy mały plastikowy pojemnik wystarcza. Montaż modułów może być wykonywane zarówno na małej płytce drukowanej lub moduły mogą być przypięty lub przyklejona bezpośrednio do obudowy.
Budowa
Jak to dedykowane moduły galeonów chipy i zawierać wszystkie niezbędne elektroniki wsparcia, dostrojone kryształy i są zmontowane budowy, to jest bardzo proste, aby ułożyła prosty odbiornik MSF, zwłaszcza, jeśli zdecydują się skorzystać z dedykowanego zasilacza, takich jak 3v DC. Schemat podstawowego oprzewodowania modułów znajduje się poniżej. Uwaga opcjonalnego wykorzystania LED jako wskaźnik, że w urządzenie pracuje normalnie.
Jako schemat pokazuje moduły są w bardzo prosty sposób połączone ze sobą:
- Antena jest najlepiej w pozycji poziomej, jak to jest być dostosowane do kierunku sygnału MSF (gdy rozmieszczenie urządzenia zaleca się używać kompasu i mapy, aby zlokalizować kierunek nadajnika w Cumbria).
- Antena jest połączona z modułem EM2 MSF (LP6, LP5). Zasilacz łączy się zarówno z EM2 i modułu MCM-RS232 (LP4, X1 3VOLTS, LP1, X7 gruntu).
- Moduły EM2 i MCM są połączone przez MSF out (LP3 () i PON) na LP2 EM2, aby w (MSF) i PON X3 (X6) na moduł MCM.
- MCM - RS232 łączy się z komputerem za pomocą interfejsu szeregowego oraz seryjny i obecnie (X2 i X5)
- Zwróć uwagę na lokalizację kondensatorów i rezystorów. Jak wspomniano wcześniej, w celu przezwyciężenia problemów związanych z hałasem prób i błędów może być wymagane w tej dziedzinie.
oprogramowanie
Istnieje kilka opcji, jeśli chodzi o oprogramowanie do sterowania odbiornikiem MSF. Chociaż istnieje wiele rodzajów oprogramowania do synchronizacji czasu dostępne w tym freeware wersja Galleon Systems Time Sync 3.2 jest bardzo zalecane. Time Sync posiada łatwy w obsłudze interfejs i można synchronizować nie tylko odbiornik radiowy, ale również GPS i Internetu. Time Sync v 3.2 jest również w pełni obsługiwane w pełni informacyjny zawierający porady na temat rozwiązywania problemów ręcznego oraz interfejs wymowne. Posiada również wiele funkcji niedostępnych w mniejszych pakietach shareware synchronizacji i będzie działać na Linuksie i wszystkich wersji systemu Windows (co najmniej już w NT / 2000). Oprogramowanie Galleon będzie automatycznie wykryje urządzenie i wysłać sygnał czasu z demonem (lub ntpd usługi w systemie Windows), które działają w tle. Program określi również sygnał MSF z dekodowane impulsów.
Rozwiązywanie problemów i dokładność
Jedną z głównych przyczyn problemów z prostego odbiornika radiowego, takich jak ten jest hałas. Nawet jeżeli hałas przesączono i wygładzone przez zastosowanie kondensatorów tylko wykonuje niewielki hałas, zwłaszcza w przypadku sygnału jest w stanie niskim, aby wygenerować błędu. Jeśli demon lub usługa wykryje błąd próbując rozszyfrować sygnał czasu przerywa bieżący proces i próbuje ponownie. Aby zmniejszyć zakłócenia ważne jest, aby trzymać urządzenie z dala od obiektów metalowych, pozostałego sprzętu elektrycznego (nie zawsze jest łatwe, gdy jego podłączeniu do komputera) i jest utrzymywana nadal. Jest to również, by utrzymać antenę urządzenia wyrównane prostopadle jako całkowicie, jak to możliwe położenia przetwornika.
Największym czynnikiem w określaniu dokładności jakiegokolwiek radiem jest odległość od nadajnika, rozmnażania, przetwarzania odbiornika, a opóźnienia systemu operacyjnego. Z powodu tych wszystkich czynników opóźnienie do 20 milisekund można oczekiwać i choć może być kalibrowany w Czas synchronizacji dokładności przeciwko 3.2 do 20 milisekund jest więcej niż dokładna dla większości, jeśli nie wszystkich potrzeb synchronizacji czasu.
Darmowe szablony dla studentów
W ramach trwającego Galleon Systems wsparcie edukacji mamy przyjemność być w stanie zaoferować wszystkie moduły wymienione powyżej całkowicie za darmo do każdego ucznia, uniwersytecie lub college'u. Każdy wykładowca lub student zainteresowany nabyciem tych modułów, prosimy o kontakt na: 0121 608 4433 (UK) lub + 44 (121) 608 4433 (za granicą) i cytując "EMC-free".
