Hacer que un reloj controlado por radio funcione a partir de una señal horaria local

¿Es posible modificar los relojes controlados por radio (los llamados relojes "atómicos", como https://www.amazon.co.uk/Wall-Clocks-Radio-Controlled/s?ie=UTF8&page=1&rh=n%3A376322011 %2Cp_n_feature_keywords_browse-bin%3A1249834031 ) para sincronizar con una señal horaria arbitraria (local) en lugar de la señal horaria estándar (es decir, MSF en el Reino Unido, WWVB en EE. UU. o cualquier otra estación de señal horaria en todo el mundo)?

Como yo lo veo, esto implicaría dos partes:

a.) Ajustar el receptor de radio en la unidad para escuchar en una frecuencia de radio diferente de una señal horaria proporcionada localmente en lugar de la frecuencia predeterminada

b.) Transmitir la señal horaria deseada en el formato esperado en esa frecuencia.

Eché un vistazo al estándar de señal y creo que podría transmitir una señal como se describe aquí http://www.npl.co.uk/upload/pdf/MSF_Time_Date_Code.pdf usando un puñado de componentes y un arduino. Sin embargo, no estoy realmente seguro de cómo abordaría el ajuste del receptor como se describe en a.), o si hay un mejor enfoque que podría tomar. (u otras fallas en mi plan que no he considerado), y mi Google-fu no ha mostrado ningún recurso útil para sugerir que otros hayan logrado esto en el pasado. Me preguntaba si incluso necesitaría cambiar la frecuencia, o si producir una señal local en la misma frecuencia tendría suficiente potencia para "anular" la señal horaria oficial. ¡Cualquier consejo será recibido con gratitud!

Para explicar mejor mi propósito; No estoy tratando de mejorar la precisión: estoy tratando de transmitir y mostrar una hora de "cronómetro" local arbitraria, sin relación con la hora actual real. (Del comentario aclaratorio del autor de la pregunta)

La pregunta principal es ¿por qué molestarse? No se puede mejorar la precisión de las señales horarias estándar existentes. WWWB se puede recibir de manera confiable en la mayor parte de los Estados Unidos. ¿Qué ventajas hay en su esquema.
1) el enlace al producto no funciona 2) depende del producto si es "hackeable", solo las personas que lo diseñaron pueden asegurarlo. Tal vez tenga una ROM (máscara) por lo que cada configuración se "graba" para siempre en el sistema. 3) Sería mucho más fácil construir tu propio reloj controlado por radio y hacer que reciba lo que quieres. 4) ¡es posible que no se le permita transmitir señales de temporización incluso si es para su propio uso!
@Barry - Lo siento, no expliqué mi propósito; No estoy tratando de mejorar la precisión: estoy tratando de transmitir y mostrar una hora de "cronómetro" local arbitraria, sin relación con la hora actual real.
@Bimpelrekkie - 1.) Lo siento, eso se destrozó. No tengo un producto en particular en mente, pero el tipo general es cualquiera de amazon.co.uk/Wall-Clocks-Radio-Controlled/… . 2.) De hecho. Supongo que estaba buscando sugerencias sobre cómo podría decir que un producto determinado era "hackeable" antes de comprar docenas de unidades diferentes y desmontarlas. 3.) No estoy seguro de que lo haría, ¡lo he intentado en el pasado y la mecánica del reloj interno es muy complicada! 4.) Si lo hice en el rango de 433 MHz, digamos, ¿no debería necesitar licencia?
No vas a "ajustar" un reloj de radio típico para recibir en 433MHz. Tendrá que reemplazar el receptor por completo. El reloj señala una emisión típica en baja frecuencia. Alemania usa 77kHz; no hay forma de ajustar un receptor para que reciba una señal de 433MHz.
Probablemente tendría más suerte quitando la antena e inyectando una señal muy débil en la frecuencia original, probablemente a través de un pequeño capacitor en serie. Pero asegúrese de que ninguna parte de su generador pueda irradiar para interferir con otras.
Si lo hice en el rango de 433 MHz, digamos, ¿no debería necesitar licencia? De hecho, 433 MHz es una de las bandas ISM "libres", puede usarla sin licencia. Es posible que ya utilice 433 MHz para la llave de su automóvil, el abre-puertas de garaje o la estación meteorológica.
@ChrisStratton: ¡esa es realmente una idea brillante! Estoy bastante seguro de que puedo crear la señal de transmisión correcta, así que puedo inyectar esa salida directamente en lugar de la señal de la antena del reloj, lo que eliminaría la necesidad de ajustar la frecuencia del receptor. El único problema potencial que queda es, como lo menciona glen_geek, que el reloj solo puede ajustarse periódicamente a la señal recibida, pero eso es algo que puede diferir unidad por unidad. Gracias - ¡Me voy a experimentar!
Si estás hablando de un reloj analógico con esfera y manecillas, ¿no sería más sencillo dejar la electrónica en paz y mover la manecilla de las horas a cualquiera de las 12 horas de la carátula del reloj? Los relojes RC en los EE. UU. suelen tener solo cuatro opciones de zona horaria, por lo que no se pueden usar fuera de los 48 estados contiguos y no pueden mostrar horas en otros lugares del mundo, como UTC/GMT. Sin embargo, si tuviera que soltar la manecilla de las horas, adelantarla unas horas y presionarla nuevamente sobre el eje, el reloj debería poder mostrar con precisión la hora de cualquier ciudad de la Tierra.

Respuestas (3)

Estos productos comerciales son muy difíciles de adaptar para otros fines:

  • Las velocidades de datos son muy lentas, a menudo de un bit por segundo.

  • Los relojes a menudo solo se "actualizan" periódicamente (¿una vez por hora? ¿Algunas veces al día?)

  • La frecuencia de operación es muy precisa, tal vez controlada por cristal.

  • Altamente integrado a bajo costo.

Estoy más familiarizado con WWVB y he programado un microcontrolador para recibir su señal de 60 kHz. El proyecto no se recomienda para principiantes.

La transmisión de datos por radio en distancias cortas es un deseo común atendido por los módulos de RF... el transmisor acepta entrada digital y el receptor emite una réplica digital. Asegúrese de que la frecuencia de funcionamiento y la potencia sean adecuadas para su región.

El punto 2 es lo que hace que esto sea completamente imposible, en lugar de muy difícil.
Sin embargo, no estoy tan seguro sobre el punto 2. Tengo entendido que se actualizan esencialmente cada vez que reciben un marco completo con sumas de verificación correctas, lo que ocurre como máximo una vez por minuto.
@pipe Algunos apagan el receptor de radio durante el día cuando el ruido y la propagación son deficientes para ahorrar batería.
Gracias por la respuesta y los comentarios. De hecho, el punto 2 sería un asesino que no había considerado. De la hoja de especificaciones que vinculé a "El primer segundo del minuto comienza con un período de 500 ms con el portador apagado, para servir como marcador de minutos. Los otros 59 (o, excepcionalmente, 60 o 58) segundos del minuto siempre comenzar con al menos 100 ms 'apagado' y terminar con al menos 700 ms de portadora ". me dio la impresión de que la señal se transmitía cada segundo y, por lo tanto, también se podría sincronizar un reloj en esa frecuencia.
@AlastairAitchison Están disponibles módulos solo de receptor , con antena de ferrita que parecerían adecuados para sus propósitos (aquí están prohibidas las promociones de productos). Necesitaría un microcontrolador para decodificar los anchos de pulso y para controlar un mecanismo de reloj mecánico. Estos receptores proporcionan salida de pulsos siempre que aplique alimentación de CC.

Puede transmitir en la frecuencia estándar o piratear el reloj para recibir otro.

¿Hasta dónde quieres transmitir a este reloj?

Si solo una pulgada más o menos, entonces puede transmitir a una potencia tan baja que puede ahogar la señal nacional en el reloj, y tener una potencia tan baja que no moleste a los vecinos o a la FCC. Cualquier antena estaría cerca del campo en esas frecuencias, por lo que un acoplamiento casi directo bien alineado con la barra de ferrita del reloj terminaría emitiendo prácticamente ninguna radiación electromagnética.

Si está tratando de transmitir metros, eso sería ilegal en cualquier jurisdicción. Necesitaría usar un poder que alteraría el cronometraje de sus vecinos y provocaría la ira de las autoridades de telecomunicaciones.

En cuanto a piratear un reloj, es un caso de abrir uno y ver. Los relojes más antiguos pueden ser mejores, es más probable que tengan una sección de RF separada con modulación de audio. Si estuviera diseñando uno en estos días, podría estar inclinado a hacer algo inteligente con el submuestreo de RF directamente después de un poco de amplificación sintonizada, y así enterrar el demodulador en silicio. Si puede ubicar la modulación, entonces debería ser pan comido manejar con la salida de su abridor de puerta de garaje de 433 MHz. Sin embargo, pruébalo con tu Arduino directamente primero.

¿Quiere que el reloj sea realmente un reloj de pared con radio, o que se parezca a uno, o simplemente que se parezca a un reloj? Con una pantalla y un Arduino, puede escribir un reloj y equiparlo con su receptor de abre-puertas de garaje, y listo.

Gracias por la respuesta. No, no quiero que sea un reloj que diga la hora; quiero un reloj que se pueda controlar para mostrar un valor arbitrario que se pueda codificar como HH:MM. Para ser claros, estoy hablando de un reloj "analógico" aquí con manecillas de horas y minutos. Si estuviera creando una pantalla de reloj digital, obviamente conectaría un bloque de pantalla de 7 segmentos al Arduino y listo :) Pensé que sería más fácil modificar la electrónica de una unidad de reloj controlada por radio existente en lugar de jugar con los pequeños engranajes necesarios para hacer mi propio mecanismo, ¡pero tal vez no!
Sí, es posible submuestrear la entrada analógica de 60 kHz (en el microcontrolador AD) después de un poco de ganancia y selectividad. Lleva un simple microcontrolador de 8 bits al límite: no es un proyecto fácil. Un enlace de radio codificado por pulsos (OOK) de 433 MHz es mucho más sencillo. En cualquier caso, OP todavía tiene que manejar un mecanismo de visualización mecánico.

Para ser claros, estoy hablando de un reloj "analógico" aquí con manecillas de horas y minutos. Si estuviera creando una pantalla de reloj digital, obviamente simplemente conectaría un bloque de pantalla de 7 segmentos al Arduino y terminaría :) Pensé que sería más fácil modificar la electrónica de una unidad de reloj controlada por radio existente en lugar de jugar con los pequeños engranajes necesarios para hacer mi propio mecanismo

Con esta aclaración del objetivo, vale la pena señalar que la mayoría de los relojes "analógicos" de naturaleza eléctrica en realidad emplean una pequeña variedad unidireccional de bobina simple de motor paso a paso para impulsar el tren de engranajes. La bobina se pulsa en un intervalo apropiado dividido por un cristal de cuarzo (o tal vez en modelos alimentados por línea la frecuencia de la red). Esto tiende a ser cierto en todas partes, desde modelos de tiendas de baterías AA hasta modelos que puede encontrar en una escuela que toman una señal cableada de un reloj maestro.

Debido a su naturaleza de motor paso a paso digital, es muy posible controlar el mecanismo electromecánico desde su propio circuito de pulso en lugar del original. Muchas personas han usado esto para crear sus propias versiones del infame "Reloj de Lord Ventinari" de las novelas del Mundodisco de Terry Prachett. En esa aplicación, el reloj pulsa a una velocidad errática con la intención de incomodar a los espectadores, pero el número de pulsos se rastrea y controla de modo que el tiempo medio adelantado sea correcto durante períodos más largos.

Dicho mecanismo, por supuesto, tendría una velocidad de paso máxima, pero si eso se determina y respeta y mediante un conteo cuidadoso de los pulsos enviados, debería poder mover las manos a posiciones arbitrarias mediante el uso de casi cualquier MCU pequeño. Esto será mucho más simple que tratar de producir una señal de referencia de tiempo falsa para hacer pasar de manera similar las manecillas de un reloj con referencia de radio a través de su electrónica existente. Quizás sea posible que, para admitir la configuración automática, los modelos con referencia de radio puedan tener mecanismos que admitan velocidades de paso más altas que los normales, pero incluso en ese caso, será más fácil reemplazar la electrónica de la unidad y aprovechar el mecanismo más capaz . , que tratar de accionar el mecanismo engañando a la electrónica con una señal de referencia falsa.

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