Bagaimana untuk Membina MSF Radio Atomic Clock Penerima
Untuk semua pelajar, Universiti dan Kolej yang ingin menerima terdapat MSF modul percuma sila tekan di sini
Pengenalan
Jam atom menggunakan standard frekuensi resonans atom sebagai unsur timekeeping mereka dan adalah yang chronometers paling tepat mungkin dengan Strontium jam atom berdasarkan terkini membual ketepatan yang kurang daripada satu saat hilang dalam beberapa ratus juta tahun.
The jam mengekalkan skala masa yang berterusan dan stabil dipanggil Masa Atom Antarabangsa (TAI). Walau bagaimanapun, bagi Waktu awam, satu lagi skala masa, Waktu Semesta Berkoordinat (UTC) yang berasal dari TAI, tetapi disegerakkan menggunakan saat lompat ke UTC, untuk memastikan ia berasaskan putaran Bumi.
UTC adalah skala masa global yang biasa digunakan untuk menyelaraskan jam di rangkaian komputer mesin-mesin dari seluruh dunia untuk berkomunikasi bersama-sama dan menjalankan aplikasi sensitif mengagihkan masa. Malangnya jam atom adalah cebisan sangat mahal peralatan dan biasanya hanya boleh didapati di makmal fizik teknologi tinggi atau satelit di atas kapal. Walau bagaimanapun, beberapa makmal fizik kebangsaan disiarkan masa yang diberitahu oleh jam atom mereka melalui transmisi radio gelombang panjang. Isyarat-isyarat ini biasanya diambil dan digunakan oleh dinding dan meja Jam radio dikawal dan oleh pelayan masa NTP (Protokol Masa Rangkaian).
Transmisi daripada agensi standard kebangsaan mengekalkan ketepatan 10-9 saat setiap hari (anggaran 1 bahagian dalam 1014). MSF adalah isyarat yang disiarkan oleh Makmal Fizikal Negara di, Anthorn, Cumbria. Negara-negara lain berbangga isyarat mereka sendiri yang paling umum ialah siaran penghantaran DCF77 dari Mainflingen berhampiran Frankfurt, Jerman dan penyiaran isyarat WWVB Amerika Syarikat dari Fort Collins, Colorado.
Semua masa ini isyarat bekerja dengan cara yang sama. Pada permulaan setiap saat kekuatan isyarat sama ada dikurangkan antara 6 dan 10 dB atau dimatikan untuk jumlah masa yang tertentu sebelum dikembalikan. Jumlah masa isyarat dikurangkan digunakan untuk menunjukkan aliran nombor perduaan dengan penanda kedudukan. Format kod sebenar yang berbeza-beza antara setiap isyarat walaupun mereka adalah sama dalam format.
Dedicated pelayan masa NTP yang diikat pada komputer boleh menggunakan isyarat ini untuk menyegerakkan rangkaian komputer ke. Alat-alat khusus yang sesuai untuk menyimpan rangkaian berjalan masa yang tepat dan biasanya boleh memastikan rangkaian yang tepat dalam beberapa milisaat masa UTC.
Walaupun tidak tepat, dan tanpa banyak fungsi daripada radio khusus dirujuk pelayan masa NTP, ia adalah, bagaimanapun, mungkin untuk membina sendiri radio MSF dirujuk atom penerima jam anda untuk kos yang agak sedikit.
keperluan
Seorang penerima MSF mudah boleh dibina cukup hanya tidak memerlukan ujian, menjajarkan atau pengalaman elektronik tertentu. modul penerima yang mudah boleh membeli terus dari syarikat-syarikat seperti Galleon atau peruncit seperti Maplin. Faedah menggunakan modul penyelesaian sepenuhnya ke atas penyelesaian diskret ialah modul termasuk elektronik sokongan yang diperlukan, kristal ditala dan adalah pra-dipasang dan diuji. Dalam membina atom penerima jam MSF ada benar-benar hanya tiga bahagian:
- Satu modul penerima: Apabila digabungkan dengan antena ferit, modul penerima bertindak sebagai satu unit yang lengkap untuk penerimaan isyarat kod masa. Dengan litar tahap yang hampir sama tambahan, isyarat keluaran dinyahmodulatkan boleh digunakan untuk terus memandu litar penyahkodan. Modul boleh disesuaikan dengan mana-mana pemancar ada dengan hanya menggantikan kristal.
- MSF antena: Isyarat MSF disiarkan di 60 kHz dan antena ferit yang sesuai pra-sejajar dan LC ditala adalah terbaik.
- Penyahkod pengawal mikro: diperlukan untuk memecahkan kod isyarat kepada format data yang standard.
Mana-mana pensyarah atau pelajar berminat untuk mendapatkan peralatan ini, sila hubungi kami di: 0121 608 4433 (UK) atau + 44 (121) 608 4433 (luar negara) dan Quote "EMC BEBAS". Atau melalui e-mel: enquiries@galleonmail.com
EM2S Penerima Modul
Modul ini mempunyai mod siap sedia kuasa rendah dengan 1'A maksimum penggunaan semasa. Dalam mod aktif penggunaan semasa adalah kurang daripada 1mA, biasanya 500'A. Output data disambungkan secara dalaman dengan pemungut terbuka rendah NPN transistor yang aktif. Spesifikasi EM2S Penerima Modul Umum:
- Ukuran: 25mm x 13mm x 12mm lebih kurang
- Nominal voltan operasi: + 3V DC ke DC 12V
- julat voltan pengendalian: 2.2V untuk 15V DC
- Disyorkan julat voltan 3V untuk 5.25V
- Penggunaan semasa di + 3V, aktif: 1mA
- Siap sedia: 1mA
- Output: pemungut Terbuka NPN transistor, aktif rendah
- tenggelam semasa maksimum: 15mA
- Maksimum voltan pemungut: + 5.25V
Ferit Antena
Ini pra-sejajar LC ditala ferit antena direka khusus untuk digunakan dengan modul penerima EM2S. Spesifikasi Antenna am:
- Ukuran: 60mm x 13mm atau 100 mm * 13 mm
- kekerapan operasi nominal: kHz 60 atau 77.5 KHz bergantung kepada model
- kekerapan salunan: kHz 60 - 300Hz atau 77.5 - 300Hz
- Bandwidth (-3dB): 700Hz sensitiviti: 8-V voltan keluaran dengan 100'Vm-1 kekuatan medan
MCM-RS232 Pengawal Mikro Decoder Modul
Apabila digabungkan dengan Penerima Modul EM2 dan antena, modul ini menyediakan maklumat masa dalam format data RS232 standard melalui antara muka siri. buffering Luar ke tahap RS232 penuh diperlukan dan boleh dicapai dengan menggunakan proprietari tahap RS232 shifter IC. Kelebihan modul berbanding penyahkodan tuan rumah langsung output penerima adalah kehadiran maklumat masa sebenar dinyahkod pada setiap masa dan tiada overhead pemprosesan. Modul ini juga mempunyai jam masa sebenar yang recalibrates dirinya daripada Atomic Radio Masa isyarat apabila ia bersesuaian dengan Atom Radio Masa Isyarat.
MCM-RS232 Spesifikasi Umum:
- Ukuran: 22mm x 13mm x 5mm lebih kurang
- Nominal voltan operasi: + 3V DC
- Operasi julat voltan: + 2.4V DC ke DC + 3.6V
- Penggunaan semasa di + 3V, aktif: 1mA - siap sedia: 50-A
- Input: Masa data kod input (dari EM2S), atau EM6.
- input data bersiri (dari tuan rumah PC melalui tahap penukar sesuai)
- Output: output kawalan Kuasa (untuk EM2S), Menukar output (untuk kawalan masa luaran), melalui litar yang sesuai.
- output data bersiri (untuk menjadi tuan rumah PC melalui tahap penukar sesuai)
Hati peranti adalah EM2S modul penerima dan sepadan antena. Kedua-dua produk Galleon direka untuk bekerja bersama-sama pada 60 kHz untuk menerima isyarat MSF. antena dan penerima lain dibuat untuk isyarat WWVB dan DCF tetapi perlu disimpan dalam pasangan kerana ia adalah tidak mungkin bahawa mereka akan bekerja jika mereka bercampur dan dipadankan.
Bekalan kuasa
Dalam menjanakan litar terdapat beberapa pilihan. A 3 volt DC bekalan boleh digunakan untuk menyediakan bekalan kuasa yang berterusan atau secara alternatif pek bateri / bateri akan melakukannya juga. Pilihan ini membolehkan arus berterusan yang stabil untuk digunakan dan melibatkan kerja yang kurang dalam pembinaan penerima. CATATAN. THE MCM-RS232 MESTI POWERED DARI 3VOLTS - ANYTHING TINGGI AKAN MENGHILANGKAN IT
Bunyi
Untuk mengurangkan bunyi kepada isyarat yang dipindahkan kepada penerima, nyahgandingan kapasitor boleh digunakan. Walau bagaimanapun, seperti bunyi bising boleh bergantung kepada alam sekitar penerima itu hendaklah digunakan dalam dan jarak dari pemancar hanya percubaan dan kesilapan akan menentukan kekuatan. Ia juga penting untuk menggunakan kandang bukan konduktif sebagai jelas kotak besi boleh menyebabkan gangguan atau menyekat isyarat. Oleh kerana saiz kompak kecil modul yang dibekalkan oleh Galleon mana-mana kotak plastik kecil memadai. Pemasangan modul boleh dilakukan sama ada di atas papan litar kecil atau modul boleh disematkan atau terpaku terus ke kandang.
pembinaan
Sebagai Galleons modul boleh cip berdedikasi dan termasuk semua elektronik sokongan yang diperlukan, kristal ditala dan pembinaan preassembled, ia adalah sangat mudah untuk meletakkan bersama-sama penerima MSF mudah, terutamanya jika anda memilih untuk menggunakan bekalan kuasa khusus seperti yang 3v DC. A skematik pendawaian asas modul disertakan di bawah. Nota penggunaan pilihan daripada LED sebagai penunjuk bahawa peralatan itu berfungsi seperti biasa.
Sebagai skematik yang menunjukkan modul sangat berwayar hanya bersama-sama:
- Antena terbaik diletakkan melintang kerana ia adalah untuk bergerak seiring dengan arah isyarat MSF (apabila penempatan peranti ia adalah disyorkan untuk menggunakan kompas dan peta untuk mencari arah pemancar di Cumbria).
- antena adalah dihubungkan dengan modul EM2 MSF (LP6, LP5). Bekalan kuasa bersambung dengan kedua-dua EM2 dan modul MCM-RS232 (LP4, X1 3VOLTS, LP1, X7 tanah).
- The EM2 dan MCM modul disambungkan melalui MSF keluar (LP3) dan PON (LP2) pada EM2, kepada MSF dalam (X3) dan PON (X6) pada modul MCM itu.
- The MCM - RS232 menghubungkan ke komputer melalui antara muka bersiri dan Siri yang masuk dan keluar (X2 dan X5)
- Perhatikan lokasi kapasitor dan perintang. Seperti yang disebutkan tadi untuk mengatasi masalah yang berkaitan dengan bunyi bising, beberapa percubaan dan kesilapan mungkin diperlukan dalam bidang ini.
perisian
Terdapat beberapa pilihan apabila ia datang kepada perisian untuk mengawal penerima MSF. Walaupun terdapat pelbagai jenis perisian penyegerakan yang ada termasuk perisian percuma, short Galleon Systems Masa Sync 3.2 amat disyorkan. Masa Sync mempunyai mudah untuk menggunakan antara muka dan boleh menyegerakkan bukan sahaja seorang penerima radio tetapi juga GPS dan Internet. Masa Sync v 3.2 juga disokong sepenuhnya dengan manual yang mengandungi nasihat penyelesaian masalah maklumat sepenuhnya dan antara muka sendiri maksudnya. Ia juga mempunyai banyak fungsi yang tidak terdapat dalam pakej penyegerakan shareware yang lebih kecil dan akan berjalan pada Linux dan semua versi Windows (sekurang-kurangnya sejauh kembali sebagai NT / 2000). perisian Galleon secara automatik akan mengesan peranti dan menghantar isyarat masa untuk daemon ntpd (atau perkhidmatan dalam Windows) yang akan berjalan di latar belakang. Program ini juga akan menentukan isyarat MSF dari denyutan dinyahkod.
Masalah dan Ketepatan
Salah satu punca utama masalah dengan penerima radio mudah seperti yang satu ini adalah bunyi bising. Walaupun bunyi ditapis dan dilicinkan dengan menggunakan kapasitor ia hanya mengambil masa sedikit bunyi bising, terutamanya apabila isyarat berada dalam keadaan yang rendah, untuk menjana ralat. Jika daemon atau perkhidmatan mengesan ralat manakala cuba untuk memecahkan kod isyarat masa yang aborts proses semasa dan cuba lagi. Untuk mengurangkan gangguan adalah penting untuk pastikan peranti daripada objek logam, kelengkapan elektrik yang lain (tidak selalu mudah apabila yang disambungkan ke komputer) dan disimpan masih. Ia juga adalah yang terbaik untuk menyimpan antena peranti diselaraskan pada sudut tepat sebagai sempurna yang mungkin ke lokasi pemancar.
Faktor terbesar dalam menentukan ketepatan mana-mana radio jam ialah jarak dari pemancar, penyebarannya, pemprosesan penerima, dan latency sistem operasi. Oleh kerana semua faktor-faktor kelewatan sehingga 20 milisaat boleh dijangka dan selama ini boleh ditentukur dalam Masa Sync v 3.2 ketepatan sehingga 20 milisaat adalah lebih tepat untuk kebanyakan jika tidak semua keperluan penyegerakan masa.
Modul Percuma untuk Pelajar
Sebagai sebahagian daripada Galleon Systems sokongan berterusan untuk pendidikan kami gembira dapat menawarkan semua modul tersebut di atas benar-benar percuma kepada mana-mana pelajar, universiti atau kolej. Mana-mana pensyarah atau pelajar berminat untuk mendapatkan modul ini sila hubungi kami di: 0121 608 4433 (UK) atau + 44 (121) 608 4433 (luar negara) dan Quote "EMC BEBAS".
