Quarz-Funk-Weck-Schalt-Uhr

Hier findet man Schaltuhren mit nur einer Schaltzeit als EIN und AUS

1. Als Quarz- oder DCF77-Funk-Uhren-Prinzip in einem Gehäuse
(Schaltzeit ist mit Zahlen-Tastatur änderbar)

2. Als GPS-Satelliten- oder DCF77-Funk-Uhren Prinzip in einem Gehäuse
(Schaltzeit ist mit auf- und abwärts stellenden Tastern änderbar)

1. Quarz- oder DCF77-Funk-Weck-Schaltuhr
mit dem Controller PIC16F876A

Quarz-Uhren-Variante
Mit dem kleinen Schalter links oben
wird die tatsächliche Zeit über
die Tastatur eingestellt.
(klick aufs Foto --> wird größer)

Download der Bastelanleitung hier als:

"Quarz+Funk-Weck-Schaltuhr.zip" (ca. 14Mbyte)

Kurzbeschreibung:
Mit einem internen DIP-Schalter auf der Leiterplatte im Gerät kann man
Quarz-Uhren-Betrieb oder DCF77-Funkuhren-Betrieb einstellen.

- Bei der DCF-Funkuhr-Variante wird ein DCF77-Empfänger
   angeschlossen / angesteckt.

- Bei der Quarz-Uhren-Variante kommt an Stelle des Empfängers ein Schalter.
   Ist der Schalter "aktiv" kann man über eine Tastatur die tatsächliche Uhr-Zeit
   einstellen / eintippen.
   Somit ist der Schalt-Uhren-Aufbau auch in Gegenden einsetzbar,
   wo kein DCF77-Empfang möglich ist !
   (zum Beispiel in tiefen Tälern von Süd-Tirol [Italien])

Funk-Uhren-Variante
Ein separater DCF77-Empfänger links
stellt die tatsächliche Zeit automatisch
ein.
(klick aufs Foto --> wird größer)

Es gibt nur eine Schaltzeit mit EIN- und AUS-Zeit, welche
innerhalb weniger Sekunden änderbar ist. (einfache Bedienung!!!)
Hier tippt man die Schaltzeit mittels Tastatur ein.
Die kleinste Schaltzeit zwischen Ein und Aus ist 1sec !

Dann schaltet ein Relais die 220Volt Netzspannung für
zum Beispiel ein Radio, Lampe, Summer...

Bei "Nicht-Benutzung" der selbst gebastelte Tastatur kann man diese auch abziehen.
Ohne angesteckte Tastatur kann man die Schaltzeiten dennoch mit
den Schaltern kontrollieren, aber nicht ändern.

Eine fertige Industrie-Tastatur ist auch einsetzbar. (Klick hier)

Ein Pieper auf der internen Leiterplatte im Gerät ertönt,
wenn man die Tastatur betätigt.

Innenaufbau der Schaltuhr
(klick aufs Foto --> wird größer)

Kaum erkennbar: Stromlaufplan
(klick aufs Foto --> wird größer)
(besser im Download ansehbar !!!!)

Kaum erkennbar: Bestückungsplan
(klick aufs Foto --> wird größer)
(besser im Download ansehbar !!!!)

Die Uhr bei mir in Aktion
(klick aufs Foto --> wird größer)

Von 2018 bis 2023 habe ich diese
Funk-Weck-Schaltuhr
täglich immer zur vollen
Zufriedenheit betrieben !

Jetzt benutze ich den unteren Aufbau
Hier :
-ohne mühevoll erst die abgezogene
Tastatur zu suchen,
sondern jetzt mit fest eingebautem
Tastern die Schaltzeit ändern.

-ohne Quarz-Uhren-Prinzip
jetzt mit GPS-Prinzip
(GPS-Prinzip geht besser / genauer
bei weltweitem Empfang)

Bei Stromausfall oder Gerät ausschalten bleiben die Schaltzeiten erhalten.

Nachteile:
Wenn man die Schaltzeit kontrolliert (ohne angesteckte Tastatur) oder
ändert mit Tastatur verliert die Uhr die eigentliche Uhr-Zeit.

Bei der DCF-Funkuhr stellt sie sich nach 1-2-3min automatisch
wieder neu ein.
Bei der Quarzuhr muss man jedes mal die eigentliche Uhr-Zeit mit der Tastatur
wieder neu einstellen / eintippen !
Das Gleiche gilt auch bei Stromausfall !!!

Noch was :
Bei der Funkuhr-Variante muss der DCF-Empfänger wegen Störstrahlung
vom Trafo (auf der Leiterplatte) in einem extra Gehäuse mindestens 50cm-1m
entfernt vom eigentlichen Gerät sein.

Und :
Bei der Quarzuhren-Variante liegt die Gang-Genauigkeit bei einem Fehler
von 1sec in der Woche. (also ca. 4-6...sec im Monat)

Einsatz bei mir :
Ich betreibe den Aufbau als DCF77-Weck-Funkuhr seit September 2018
und werde exakt um 8:00.00 Uhr mit den Nachrichten vom Radio geweckt.
8:00.04 Uhr geht das Radio aus.
Es ist so nur ein kleiner 4sec Anstoß mit : "man müsste eigentlich aufstehen"
Und:
Ich brauche mir keine Mühe geben und wie üblich bei einem Wecker
diesen dann krampfhaft / wütend "Aus-schlagen" (Aus-machen)...
Dies geht von selbst...

Bei ernsthaften "Weck-Manövern" wie Arzt-Besuch... stelle ich eine
längere Weck-Schaltzeit ein. Und stelle das Radio lauter.
Diese längere Weck-Zeit kann man auch mit einem Schalter
am Gerät vorzeitig beenden!

Ebenso lässt sich das Radio unabhängig von der Weck-Schalt-Uhr
mit einem separatem Schalter am Gerät ein- / aus-schalten.

Die beleuchtete 12mm hohe LCD-Anzeige der Uhr kann man
auch in der Nacht gut ablesen.
Bei mir befindet sich die Uhr auf einem "Nachtschrank" in Augenhöhe
in ca. 50cm Entfernung.
Am Tage schalte ich die Uhr meist mit dem Hauptschalter aus.
Beim erneuten Einschalten Abends stellt sich alles automatischen wieder ein...
Also beim Funkuhren-Betrieb...

Die Material-Kosten liegen bei ca. 60 Euro
durch
Gehäuse : 20.-€
beleuchtetes LCD-Display : 15.-€
DCF77-Empfänger von Reichelt : 15.-€
Rest mindestens : 15.-€
und die geätzten Leiterplatten

Randbemerkung :
Bei meinen alten bisherigen Funk-Schaltuhren (Klick hier) musste man
jedes mal den PIC-Controller neu umprogrammieren, wenn man
"neue" Schaltzeiten haben will.
Dies dauert ca. 30min und macht Mühe.
Aber bis zu 100 Schaltzeiten sind hier möglich für zum Beispiel die
eigentlich festen Radio-Nachrichten-Zeiten...
Der PIC-Controller wird dabei aus der Fassung gezogen und neu gebrannt.

2. GPS-Satelliten- oder DCF77-Funk-Weck-Schaltuhr
mit dem Controller PIC16F876A

GPS-Satelliten-Uhren-Prinzip
mit dem GPS-Empfänger-Modul (links)
(klick aufs Foto --> wird größer)

Download der Bastelanleitung hier als:

"DCF77-Funk_GPS-Schaltuhr.zip" (ca. 27Mbyte)

Beschreibung:
Die Schaltuhr funktioniert sowohl als GPS-Satelliten-Schaltuhr und
auch als DCF77-Funk-Schaltuhr.

An die eigentliche Schaltuhr wird jeweils ein Empfangs-Modul über
ein Kabel angesteckt.

DCF77-Funk-Uhren-Prinzip
mit dem DCF77-Empfänger-Modul (links)
In den obigen Foto hier erkennt man
auch die Anzeige deutlich...
(klick aufs Foto --> wird größer)

Die eigentliche Schaltuhr erkennt an Hand des jeweiligen Steckers
vom Empfänger-Kabel (mit oder ohne Masse-Brücke beim Stecker)
ob das DCF77-Funkmodul oder das GPS-Modul angesteckt ist.

Beim Einschalten der Uhr erscheint somit die Ausschrift :
GPS-Uhr oder Funk-Uhr

Bei beiden Prinzipien kann man die Schaltzeit auf die sec genau
mit der EIN-Schaltzeit und der AUS-Schaltzeit einstellen.
Es wird mit einem Relais 220Volt Netzspannung
an einer Schuko-Steckdose geschaltet.

Die minimale Schaltzeit zwischen EIN und AUS beträgt eine sec.
Es gibt nur eine Schaltzeit !!!

Man muss entweder den EIN-Zeit-Änderungs-Schalter
oder den AUS-Zeit-Änderungs-Schalter aktivieren.
Dann kann man erst jeweils die EIN-Schaltzeit oder die AUS-Schaltzeit
mittels den Tastern einstellen / ändern.

Innere Verdrahtung
(klick aufs Foto --> wird größer)

Dabei erscheint vorher die jeweilige Ausschrift im Display:
EIN-Zeit ändern
AUS-Zeit ändern

Dies erfolgt entweder mit 2 abwärts oder aufwärts Stellenden Tastern
für die sec oder
gemeinsam für die h und min mit 2 weiteren extra Tastern.

Bei den Tastern geht es sowohl mit Einzel-Klick oder Dauerdruck.
Beim Dauerdruck stellt es nach 35-Stellwerten schneller.
Die h erscheinen dabei fast im ein-sec-Stell-Tempo...

Die EIN-Zeit und die AUS-Zeit werden gespeichert im
EEPROM vom Controller.
Beim erneuten Einschalten oder Stromausfall stellen sich
die Schaltzeiten wieder ein.
Die gespeicherten Schaltzeiten sind sowohl für das GPS- als
auch für das DCF77-Prinzip gleich.

Fertiger Aufbau
(klick aufs Foto --> wird größer)

Hat man das Ändern der Schaltzeit beendet, dauert
es beim DCF77-Funk-Prinzip ca. 2 bis 3min bis die aktuelle Zeit
wieder auf dem Display erscheint.

Dann gibt es noch einen Schalter mit dem wird
die eigentliche Schaltzeit aktiviert.
Erst dann schaltet es mit den EIN/AUS-Zeiten.
Dabei leuchtet eine blaue LED zur Erinnerung : mit Schaltzeit aktiv
In der Nacht stellt es so auch eine Art Notbeleuchtung dar,
wenn man am Morgen geweckt werden will.

Eine grüne LED leuchtet während des Schaltvorganges.

Hat man als Verbraucher ein Radio in die Steckdose angeschlossen,
kann man dieses auch separat unabhängig
von den Schaltzeiten ein/aus-schalten.
Man kann das Radio normal betreiben.
Dies erfolgt mit einem extra Schalter.

Fertiger Aufbau von hinten
mit Zeitzonen-Schaltern nur für GPS-Prinzip
(klick aufs Foto --> wird größer)

Als Anzeige wurde ein 1x8 Zeichen Display verwendet,
welches auch eine Beleuchtung besitzt.
Man erkennt auch im Dunkeln in der Nacht die aktuelle Uhrzeit.

Beim DCF77-Funkuhren-Prinzip werden Impulse per Funk
empfangen und decodiert.
Es dauert immer eine min bis alle Impulse für die Uhrzeit komplett sind.

Bei diesem DCF-Prinzip ist eine begrenzte Reichweite
des bei Frankfurt stehenden Senders gegeben.
Aber es schaltet automatischen zwischen Sommerzeit und Winterzeit um.

Beim GPS-Satelliten-Prinzip kann man weltweit
die UTC-Zeit (Greenwich-Time) empfangen.
Der Zeitzonen-Versatz erfolgt im Controller-Programm.
Hier im Programm sind 4 Zeitzonen-Einstellungen möglich,
wie zum Beispiel:
MEZ plus eine Stunde
MESZ plus zwei Stunden....

DCF77-Funkuhren-Empfänger-Modul-Aufbau
(klick aufs Foto --> wird größer)

Die 4 Zeitzonen sind mit 2 Schaltern an dem Uhrenaufbau einstellbar.
Im Programm kann man die 4 Zeitzonen eintragen / ändern.
Es geht auch die halbe Stunde....

Hier geht ein automatisches Umschalten
zwischen Sommer- und Winter-Zeit nicht.

Man muss es per Hand mit den Schaltern machen.
Es dauert ca. 10sec bis die Zeit "korrigiert" nach
dem Umschalten der Zeitzonen erscheint.

Bei beiden Prinzipien läuft die Schaltuhr in der Hauptsache als Quarz-Uhr.
Sie wird nur von dem DCF-Funkmodul oder GPS-Modul gestellt.
Während des Stellens blitzt der Punkt zwischen
sec und min zu einem Komma auf.
Man weis so, es wurde gestellt. Die Uhr läuft exakt.
Bei der GPS-Uhr wird aller 10sec gestellt.
Bei der DCF-Uhr erfolgt dies jede volle min in der Nullten sec.

Bei der DCF-Uhr erkennt man noch Störstrahlungen
von z.B. einem Schaltnetzteil, Gewitter oder
220Volt Verbraucher-Schaltimpulse.

GPS-Empfänger-Modul-Aufbau
(klick aufs Foto --> wird größer)

Im PIC16F876A Programm kann
man etliches selbst ändern.

(Klick hier) und es erscheint eine
Kopie-Erklärung vom Programm

Dann erscheint das Komma für längere Zeit als Fehl-Decodierung.
Die Uhr läuft im Quarz-Uhren-Modus natürlich weiter.
Man hat so auch einen "schlechten" Gewitter-Detektor...
Und
Wird kein Funksignal empfangen steht der Doppelpunkt
zwischen h und min starr in der Anzeige.
Werden Impulse empfangen, blinkt der Doppelpunkt.

Beim GPS-Prinzip ist es genauso.
Es blinkt nur der Doppelpunkt zwischen h und min,
wenn Satelliten-Daten empfangen werden.

Der Einsatz bei mir ist so, wie schon oben beim ersten Aufbau beschrieben.
-nur kurz einen Weckanstoß von ca. 4sec geben mit Radio EIN und AUS
-bei wichtigen Weck-Manövern (Arzt-Besuch) längere Schaltzeit, welche
man aber vorzeitig mit einem Schalter beenden kann.

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Für den Aufbau liegt der Bastelanleitung (oben Download...)
auch der jeweilige GPS- / DCF77-Modulaufbau bei.

(Klick hier) und es geht zum "schwierigeren" GPS-Modul-Aufbau
auf dieser Homepage hier

Die Bastelanleitung (oben Download...) umfasst natürlich
den Stromlaufplan, Bestückungsplan, Stückliste,
PIC-Programm, Fotos, Text und vieles mehr...

Es gibt 2 Software Versionen
Bei beiden Versionen geht ein Schalten in den nächsten Tag hinein ebenfalls.

EIN 10:21.05
AUS 7:00.00 Hier erfolgt das AUS-Schalten am nächsten Tag !!!

Zu "Version1"
Wenn also zum Beispiel für das EIN-Schalten eingestellt ist mit EIN 10:01.30 Uhr
schaltet es genau zu dieser Sekunde auf ein.

Diese Zeit muss "eingetreten" sein. Diese Zeit muss in der Anzeige zu sehen sein.

Zu "Version2"
Hier wird außerdem noch zwischen der EIN- und AUS-Schaltzeit geschaltet,
wenn es einen Stromausfall gegeben hat.
Also, wenn der Strom wieder kommt und es schalten soll ...

Es schaltet also nicht nur zu der entsprechenden sec, sondern auch,
wenn man sich innerhalb eines Schalt-Zyklus befindet.

So etwas gibt es nur im Handel, wenn eine "Stütz"-Batterie
bei der gekauften Schaltuhr eingesetzt wird.
Die Schaltuhr läuft hierbei ständig, auch wenn der Strom ausfällt !!!
Und schaltet so auch immer !!!

Hier in der Bastelei von mir wurde dies Software-mäßig gemacht.
Ohne Stütz-Batterie...
Also wenn der Strom wieder kommt
ODER
wenn man die Schaltuhr ein-schaltet. Schaltet es dennoch ...

Klick auf den Stromlaufplan / dann wird er größer
Im Bastel-Download ist er aber besser erkennbar !!!

Klick auf den Bestückungsplan / dann wird er größer
Im Bastel-Download ist er aber besser erkennbar !!!

Klick auf das Foto und es wird größer

Hier im kurzen Überblick :
( Klick jeweils drauf !!! )

DCF77-Funkuhren-Decodierung

Berlin-Funkuhren

Römische / Arabische Funk-Uhr

Funkuhr auch mit Datum ...

Funk-Schalt-Uhren sowie Erklärungen

Funk-Schalt-Wecker für ein Radio

GPS-Satelliten-Uhren