Modul DCF-S je určen k synchronizaci času počítače časovým normálem DCF77. Modul obsahuje přijímač časového kódu a mikropočítač s výstupem dat přes sériovou linku RS 232, ze které je též napájen. Více o příjmu a dekódování signálu je zde.
Pro obzvláště obtížné příjmové podmínky je modul vybaven přípojkou pro aktivní anténu. Aktivní antény typu FA1 a FA2 obsahují zesilovač a krystalový filtr. Anténa ja napájena z modulu.
Na přijímač DCF-S bylo vydáno prohlášení o shodě.
Modul DCF-S může pracovat se dvěma komunikačními protokoly, Vaelektronik a Meinberg. Protokol Vaelektronik byl původně určen pro komunikaci s jednoduššími mikroprocesorovými systémy, ale jsou pro něj k dispozici i ovladače pro Windows. Protokol Vaelektronik přenáší z přijímače mimo základních časových údajů též užitečné informace o kvalitě přijímaného signálu. Pro protokol Vaelektronik je k dispozici 32 bitový ovladač pro Windows 95, 98, NT, 2000 a XP a 16 bitový ovladač pro Windows 3.1, 95 a 98.
32 bitový ovladač pro Windows 9x, NT, 2000 a XP
16 bitový ovladač pro Windows 3.1 má minimální nároky na systém a
nepoužívá přerušení. Přijímač musí být připojen na COM2. Ovladač je
použitelný též pro Windows 95 a 98, ale pro tyto systémy je vhodnější
32 bitový ovladač.
Pro protokol Meinberg jsou k dispozici ovladače pro Windows NT, 2000, XP, Vista a též pro jiné operační systémy (Linux, Unix, Novel ...) Ovladač Meinberg pro Windows pracuje jako služba, proto ho nelze spustit na starších systémech Windows 3x a 9x. Ovladače jsou k ztažení na www.meinberg.de.
Moduly DCF-S vyrobené od března 2003 jsou upraveny tak, aby bylo možné přepojením jednoho drátu v konektoru měnit komunikační protokol.
V některých ovladačích NTP je počítána "důvěryhodnost času" též podle doby nepřerušené synchronizace přijímače. Při nekvalitním signálu, kdy častěji nastávají krátké výpadky synchronizace, byla v ovladači NTP postupně snižována důvěryhodnost času z přijímače a počítač se přijímačem přestával synchronizovat. Pro nárůst důvěryhodnosti bylo potřeba, aby přijímač hlásil zasynchronizovaný stav delší dobu. Při tom přijímač DCF-S je vybaven funkcemi, které umožňují po ztrátě synchronizace udržet přesnost autonomního chodu 100 ms/den, tedy cca 4 ms za hodinu a i při částečně nečitelném signálu přijímač synchronizuje alespoň rychlost bez čtení časové informace. V tomto případě přijímač dává stále přesný čas. Proto byla v modulech DCF-S vyrobených od února 2006 signalizace ztráty synchronizace v protokolu Meinberg zpožděna o 1 hodinu za předpokladu, že před tím už došlo k doladění rychlosti hodin v řízeném provozu (cca 15 minut po zapnutí). Pokud přijímač přejde do autonomního chodu dříve, hlásí jej ihned.
V objednávce modulu je nutné specifikovat, pro jaký protokol má být přijímač dodán. Protokol lze dodatečně změnit, zapojení konektoru je zde.
Pokud z nějakých důvodů nelze používat hotové ovladače, je možné s modulem komunikovat přímo. Pro zajištění napájení přijímače musí být u starších přijímačů signál DTR záporný a signál RTS kladný. U modulů vyrobených od roku 2003 je pro záporné napájení použit TXD, takže na úrovni DTR nezáleží. Minimální požadované napětí na RTS je 5 V. Spotřeba přijímače je 2 mA, s anténou FA2 je 3,5 mA.
| rychlost: | 9600 Bd |
| počet datových bitů: | 8 |
| počet stop bitů: | 1 |
| parita: | bez parity |
Pro testování přijímačů DCF-S a DCF-S1 ve všech komunikačních protokolech byl sestaven tester. Jeho zapojení a výpis programu je zde k dispozici a program možné využít při psaní vlastního komunikačního programu. Pro příznivce asm je přidaný i soubor .lst (překlad do asm). V komentářích programu je upozorněno na podmínky, které je třeba při komunikaci v jednotlivých protokolech splnit, aby se předešlo možným chybám a hazardním stavům. Přijímač DCF-S1 se k testeru připojí přímo, přijímač DCF-S přes převodník TTL/RS232.
tester - program a schema
komunikace v protokolu Meinberg vypsaná z testeru
Příkazy, na které přijímač reaguje:
H - vyšle hodinu, minutu, vteřiny a setiny vteřin
S - vyšle pouze vteřiny a setiny vteřin
R - vyšle rok (poslední dvojčíslí), den v týdnu, měsíc a den v měsíci
D - vyšle pouze měsíc a den v měsíci
B - vyšle počet dní, hodin a minut souvislého chodu přijímače bez signálu a
doladění oscilátoru hodin
M - vyšle maximální počet dní, hodin a minut souvislého chodu přijímače
bez signálu za dobu provozu přijímače a doladění oscilátoru
C - vynuluje počítadlo aktuálního a maximálního času bez signálu
(přijímač nic nevysílá)
I - vyšle informace o kvalitě přijímaného signálu:
1. bajt - poměr správně přijatých hodin (0 -15)
2. bajt - poměr správně přijatých minut (0 -15)
3. bajt - synchronizace vteřin (0 - 250)
4. bajt - pomocné údaje:
bit 0 - vysílání DCF přes rezervní systém
bit 1 - v následující hodině dojde k změně letního/zimního
času
bit 2 - letní čas
bit 3 - zimní čas
bit 4 - v následující hodině přijde přestupná minuta
Všechny časové údaje mimo setin vteřiny jsou vysílány v kódu BCD (dekadicky), setiny vteřin, informace o kvalitě signálu a doladění oscilátoru hodin binárně. Doladění informuje o umístění kmitočtu oscilátoru hodin v přípustném tolerančním poli. Číslo může nabývat hodnoty 0 až 200 a v ustáleném stavu nesmí v rozsahu zaručovaných provozních teplot nabývat krajních hodnot.
Pokud časový údaj po zapnutí přijímače ještě není platný, je na jeho místě vysíláno hexadecimální číslo FF.
Doba jedné relace je max. 15 ms. Přijímač je časován 5 ms programovou smyčkou a pokud v jednom časovém intervalu přijme příkaz ke komunikaci, v následujícím intervalu vyšle 2 bajty a pokud je odpověď 4 bajtová, ve třetím intervalu vyšle poslední 2 bajty. Pokud počítač, ke kterému je přijímač připojen, používá časový dohled, lze jej nastavit na 20 ms.
Komunikace je jednosměrná a probíhá na začátku každé sudé vteřiny. Popis protokolu Meinberg je na www.meinberg.de.
Ukázka komunikace s modulem DCF-S, protokol Vaelektronik a Meinberg.
| napájecí napětí/proud: | RTS +5 až +15 V / 2-3 mA |
| selektivita +/-20 Hz | 20 dB |
| selektivita +/-150 Hz | 40 dB |
| rozměry | 47 x 66 x 23mm |
| délka šňůry | 5m * |
U starších přijímačů bez protokolu Meinberg se ještě využívalo DTR pro záporné napájení -5 až -15 V / 1 mA. To se nyní získává z TXD.
Přijímač se připevní na stěnu pomocí otočného držáku tak, aby se otáčel okolo svislé osy. Po připojení na počítač a nastavení bitu RTS je nutno modul nasměrovat tak, aby LED dioda blikala v jednovteřinových intervalech. Před definitivním umístěním přijímače je vhodné najít na stěně takové místo, kde je signál nejlepší. Nezáleží na výšce antény, je však nutno vyhýbat se blízkosti elektroinstalace a přístrojů se spínanými zdroji. Pokud vyhovuje umístění na zemi v koutě za skříní, není důvod přijímač šroubovat na stěnu. Přijímač musí být dostatečně vzdálen od CRT televize a monitoru. Při použití antény FA 2 na směrování modulu nezáleží, je nutné směrovat pouze anténu. Modul musí být od antény FA 2 vzdálen nejméně 1,5 m a nesmí být příliš blízko silných zdrojů rušení.