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2008年9月23日 (火)

PSoCで、ラジオ時報で校正するデジタル時計を製作

Radioclock トラ技2008年7月号のP.243の、「ラジオ時報で時刻を校正する高精度ディジタル時計の製作」を製作してみました。

私も、以前にラジオの時報に同期を取れば誤差の出ない時計ができると思って、ストレートラジオでAMのNHKを受信し、その音から、トーンデコーダを2つ使って、440Hzと880Hzを取り出しておいて、PICの時計で、解読しながら時刻を表示する時計を作ったことがありました。
残念ながら、トーンデコーダの経年誤差で周波数がずれるので、調整が必要になるので完成とは行かなかったのですが、その後も、良いフィルタはないかと検討していました。

この記事では、アナログ・デジタル混在の、PSoCのCY8C29466-24PXIを使い、フィルタも内部で構成して実現しています。
回路の大半はCPUが行なうので、外付け部品は、高精度水晶発振器、16x2液晶表示、設定などのためのRS232C通信ドライバ、ラジオインターフェース、電源などです。

ラジオは、100円ショップで売っているものを使っていますが、内部は、スーパーヘテロダインではなく、ストレートラジオとなっています。NHKならば強いので問題ないと思います。

時報は、正時の3秒前から、440Hzが3回、正時に880Hzがなります。これをデコードしてやることで、時刻をしることができるわけですが、その状況は、シリアル(38400bps)で接続したパソコンから知ることが出来ます。また、パソコンからは、日付や時刻なども設定することが出来ます。
電波時計と違って、時報による誤差訂正は、最大±30分までしかあわせることが出来ません。その初期値をあわせておく必要があるというわけです。

回路は簡単なので、組み立てるとすぐに動作しました。基準発振器に、1ppmの高精度水晶発振器を使用しているので、時刻を合わせれば、数ヶ月誤差なく表示するほどですが、ラジオの時報により、1時間ごとに訂正されていきます。

時刻の訂正は、時報とともに補正されるのではなく、処理が少ない29分30秒に行なわれ、液晶の右上にJが表示されます。

プログラムは、トラ技のダウンロードサービスのものですが、7月のものでなく、改訂されたその後のものです。

ラジオ用の電源の回路は作りませんでしたので、ラジオは電池で動いています。(写真の左下のスペース)

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