Seit längerem wird ein preiswerter DCF77-Empfänger bei Pollin (810 054) angeboten. Die Empfangsleiterplatte
ist sehr klein und besitzt eine 4-polige Stiftleiste. An dieser Stifleiste wird zum einen die
Versorgungsspannung VDD* angeschlossen. Durch den Pin "PON" wird der Empfänger ein-
oder ausgeschaltet. Eine Flanke von VDD nach GND (Masse) schaltet das Empfangsmodul ein.
Am DATA-Ausgang kann dann das Signal abgegriffen werden.
* Hinweise zur Betriebsspannung
Laut Produktbeschreibung kann das Modul mit einer Betriebsspannung zwischen 1,2V und 5,5V betrieben werden.
Allerdings gibt es im Datenblatt des Moduls einen anderen Wert für die Betriebsspannung an, nämlich
maximal 3,5V. Daher sollte als Betriebsspannung 3V (typisch) - 3,3V verwendet werden.
Auszug aus dem Datenblatt des Moduls:
Parameter
Einheit
Minimal
Typisch
Maximal
Betriebsspannung
V
1,2
3
3,5
Stromaufnahme
µA
<90
120
Empfangsfrequenz
kHz
40,0
77,5
100
Frequenztoleranz (Antenne)
Hz
-300
+300
Empfindlichkeit
uV/m
80
Arbeitstemperatur
°C
-40
+85
Lagertemperatur
°C
-55
+85
Hinweise zum Datenblatt (älteres und neues Modul, update 08.03.2010)
Den DCF77-Empfänger gibt es ist zwei Versionen. Sie unterscheiden sich zum einen in der Einkapselung der Spule mittels
Schrumpfschlauch (neuer Typ) und vor allem in der kleinen Leiterplatte. Das folgende Bild zeigt den Unterschied beider Module und
die Anschlussbelegung:
Das mitgelieferte Datenblatt von Pollin ist eher irritierend als nützlich, daher bitte vor Anschluss das Modul mit dem Bild vergleichen
und dann anschließen (Das Onlinedatenblatt ist inzwischen korrigert worden). Der Aufbau (siehe unten, LM324) funktioniert mit beiden Modulen.
Test des DCF77-Empfängers
Um das Mdoul zunächst zu testen, kann man wie folgt vorgehen: Betriebsspannung von 3,3V an das Modul anschließen,
ein Oszilloskoptastkopf mit dem DATA-Pin verbinden und dann den PON-Pin auf GND legen. Nach ein paar
Sekunden sollte am Oszilloskop ein Signal zu sehen sein (Sekundentakt).
Wenn man kein Oszilloskop zur Verfügung hat, kann man auch durch einen Operationsverstärker (als Spannungsfolger, Typ LM358, LM324 o.ä.) und einer LED den Sekundentakt des Empfänger sichtbar machen.
Da der Ausgang des Moduls keine LED treiben kann, wird hier der OP eingesetzt. Dieser besitzt einen sehr hochohmigen Eingang, so dass der Ausgang des DCF-77 Moduls
nicht belastet wird. Der Ausgang des OPs kann eine LED (mit entsprechendem Vorwiderstand) ansteuern.
Eine R-C Kombination (z.B. 10k, 10µF) für den PON-Pin ermöglicht es, den Empfänger automatisch, nach Anlegen der
Versorgungsspannung, einzuschalten. Beim Einschalten beträgt die Spannung über den Kondensator 0V, so dass der PON Pin zunächst auf VDD liegt. Durch den Ladevorgang des Kondensators
über den Widerstand steigt die Spannung über dem Kondensator an, das bedeutet auch, dass die Spannung am PON Pin weiter nach unten geht.
Man erhält so auf relativ einfache Art die notwendige fallende Flanke am PON-Pin (siehe Datenblatt!).
Nach ca. 5-10 Sekunden fängt die Leuchtdiode an zu blinken. Der folgende Stromlaufplan zeigt die einzelnen
Bauteile, wie sie mit dem Modul verbunden werden:
Auf dem folgenden Bild ist der Testaufbau mit einem Steckbrett zu sehen, als OP wird der LM324 verwendet...
Wenn der Test mit dem Modul erfolgreich verlaufen ist, so steht dem Auswerten des Signals mittels
Mikrocontroller nichts mehr im Wege.
Roland Walter beschreibt z.B. in seinem
AVR-Buch (3. Auflage) auf Seite 101 - 105 (Timer1 Capture) wie man die
Zeit zwischen zwei high/low-Flanken messen kann. Wird dabei als Signalquelle der Ausgang des OP aus der obigen Schaltung
verwendet, kann man sehr schön beobachten, wie sich das DCF-Signal ändert und speziell zu jeder vollen Minute
ein ca. 200 ms langes Startsignal (Startbit) für die Zeitkodierung erzeugt.
