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zoom RSS 秋月キット、電波時計Ver2キット

<<   作成日時 : 2009/01/08 21:33   >>

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正確な時刻を示す電波時計は、長波40kHzまたは60kHzのJJYを受信して時刻を合わせています。JJYは、1分の中に、各1秒ごとの信号を送ることで情報を送っていますが、各1秒は、秒とともに立ち上がり、ある長さを持ってオフとなります。その長さは3種類あり、それによって1と0を送ってきています。これにより、1分間の間に、分、時、通算日、年、曜日などを送ってきています。これを取り出すことで、現在の時刻を知ることが出来ます。電波時計キットは、これを取り出すキットです。

画像秋月キットの、電波時計Ver.2キットは、トライステートが開発製造しているキットです。長波の40kHz(60kHzはオプション)を受信し、そのタイムコードを解析することで、現在の時刻を知ることが出来、それを液晶に表示します。正確な時刻の時計が必要なときや、JJYが送っているタイムコードを理解するために最適なキットです。また、正秒、正分、正時、正日、正月ごとにパルスが出力されるので、外部機器を正確な時刻に同期することも出来ます。

電波時計Ver.2では、受信部と、時計部を分離して、LANケーブルで接続することにより、受信状況の悪い場所で使用するときも、受信部のみを離れた位置におくことで受信することができるようになっています。
受信部は、40kHz(または60kHz)に同調したバーアンテナと、専用の受信IC(U4226B)によって成り立っています。この受信部だけあれば、毎秒オンオフするタイムコードを受信してデジタル信号にできるので、自分の気に入った時計部を自作することも出来ます。
時計部は、12.8MHzの精密水晶発振器により精度のよい時計を構成し、16F873がすべての機能を行なっています。毎正秒、毎正分、毎正時、毎正日、毎正月や、4チャンネルのタイマー出力を、外部へ出力することが出来ます。これらの端子を使えば、外部の機器を、毎秒などで同期することで、正確な時刻を示すように出来ます。

タイムコードを理解すれば、これらの機能をプログラムすることはそう難しくないことです。
キットに内蔵されているプログラムでは、電源投入後、秒の同期を取るために、最低2分かかります。その後、時刻などの情報を読み取るために最低3分かかります。しかし、大まかな情報を読み取るためには、最低2分あれば時刻の表示をするまでに達すると思いますので、自分のプログラムをしてみるのもよいかと思います。キットで時間がかかるのは、受信状況が悪い場合も考えての安全策を考えてのことと思います。

タイムコードについては、総務省のホームページ、http://jjy.nict.go.jpに説明があります。プログラムで、キーポイントになるのは、毎秒送られているビットに当たる情報を取り出すことだと思います。基本は非常に簡単な振幅変調で、秒の開始に同期してオンとなり、情報の種類によって3種類の長さとなります、すなわち、マーカーまたは、ポジションマーカーでは、パルス幅は0.2秒±5mS、2進の”0”では、パルス幅は0.8秒±5mS、2進の”1”では、パルス幅は0.5秒±5mSとなります。
毎秒1ビットの情報を送ってきて、大まかには10秒ごとに1つの情報になります。各9秒にはポジションマーカーが送られ、1分の始まり(0秒)にも、マーカーが送られています。
受信側では、59秒のポジションマーカーと、0秒のマーカーが連続しているのを目当てに時刻の同期を取ることができます。
0〜9秒には、分が、10〜19秒には、時が、20〜39秒には、1月1日からの通算日が、40〜49秒には、年(下2桁)が、50〜59秒には、曜日などが送られています。ただし、毎15分と45分には、40〜49秒には、モールス信号でJJYと送っています。
月や日を計算するには、1月1日からの通算日から求めることになりますが、うるう年かどうかを判断するために年が必要になります。年は下位2桁しか送られてきていないのですが、4年に1回は、100年単位は25で割り切れるので、下位2桁のみで計算できますが、100年に1度の判定はどうしたらよいのでしょうか。西暦2000年は、400でも割れるのでうるう年でしたが、2100年や2200年などは、うるう年でなくなってしまいます。この方式は、2099年までしか使えないのでしょうか?

買えば数千円で買える電波時計を製作する意味は、外部機器の同期と、タイムコードの勉強のためでしょう。そういう意味では、時計部の16F873を自分でプログラムすることで、理解を深めるのがよいのではないでしょうか。

電波時計は、以前にも購入して組み立てたことがありましたが、最近になって引っ張り出してみたところ、受信できなくなっていました。受信ICが壊れてしまったようでしたが、これだけは代わりが見当たらないのでお手上げでした。他にいい受信ICはあるのでしょうか。






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