Что значит radio controlled

Radio Controlled

G-STORE.RU — официальный магазин часов Casio в России

Бесплатная доставка по всей России. 2 года гарантия от Casio. Подарки в каждом заказе!

Шоканы и Ко, мы решили взяться за новое дело — описывать работу функций в часах Casio. Как работают, почему нужно быть предельно осторожным с данными и какие отклонения могут быть. При этом мы не исключаем и собственного недопонимания в некоторых моментах, поэтому ждем ваших комментариев для дополнения материала и лучшего понимания происходящего. Такой себе коллективный разум в деле. Это не будет конкретная модель, а описание общих принципов работы, которые актуальны для всех часов Casio. Сегодня поговорим о радиосинхронизации [Multiband] в часах Casio (на примере свежего официального описания серии GWN-Q1000).

GWN-Q1000 — морские G-Shock-и c радиосинхронизацией

Основы работы — встроенная в часы антенна принимает сигнал с 6 радиостанций по всему миру, и автоматически корректируется время. Радиостанции синхронизируются со временем по Гринвичу (UTC), которое устанавливается атомными часами. Атомное время считается самым точным временем среди всех существующих. В технологии атомных часов используется принцип собственных колебаний, происходящих на уровне атомов и молекул. Атомы постоянно переходят на другой энергетический уровень. Во время каждого из этих переходов выделяется электромагнитное излучение. Именно постоянное количество этих излучений за определенный промежуток времени принято считать за эталонную секунду. Для точного измерения используется атом цезия-133, т.к. он является единственным стабильным изотопом.

Погрешность такого времени не превышает 30 наносекунд, или простыми словами — в течение 30 миллионов лет часы отстанут максимум на 1 секунду! Для сравнения, кварцевый механизм допускает погрешность в целых полсекунды в день.

Как уже было сказано выше, 6 радиостанций по всему миру являются источником сигнала — в Японии [2 станции], Северной Америке, Великобритании, Европе и Китае. Приблизительный диапазон приема для разных станций [сплошной линией обозначен максимальный радиус приема сигнала]:

Для Великобритании и Германии

Для США

Для Японии

Для Китая

Примерный радиус приема сигнала в километрах:

• Майнфлинген (Германия) или Анторн (Англия): 500 км
• Форт-Коллинз (США): 1000 км
• Фукусима или Фукуока/Сага (Япония): 500 км
• Шанцю (Китай): 1500 км.

• Прием радиосигнала скорее всего будет невозможен на расстояниях, превышающих указанные выше.
• На качество сигнала могут влиять погодные условия и определенное время суток.
• Сигнал лучше принимается ночью, а не днем.
• Прием сигнала может длиться от 2 до 10 минут, а в некоторых случаях и все 20. Советуем во время приема радиосигнала не выполнять с часами никаких операция и не перемещать их.
• Прием сигнала может существенно затрудняться, если часы находятся, внутри железобетонного здания, транспортного средства, рядом с бытовой техникой, мобильными телефонами, линиями электропередач, в горах.
• Сигнал не будет приниматься если уровень заряда батарейки 3 (L) и ниже; выполняется работа датчиков давления, температуры, высоты и глубины; часы находятся в режиме сна [экономии энергии].
• Прием сигнала может прерваться, если звучит звуковой сигнал будильника.

GST-W300 — стальные джишоки с радиосинхронизацией

Если часы находятся в режиме текущего времени, часы автоматически принимают радиосигнал. Если включен режим настройки, сигнал приниматься не будет. Часы автоматически принимают сигнал до 6 раз в день в промежутке с 00:00 до 05:00. Если автоматический прием сигнала выключен, то его можно выполнить вручную. Напоминаем, что процесс описан для часов G-Shock GWN-Q1000 (модуль 5744). Для других моделей Casio последовательность действий может быть иной, но принцип остается тем же.

• Нажмите кнопку B, чтобы перевести часы в режим Приема радиосигнала.

• Зажмите кнопку A на 2 секунды, пока не появится мигающий индикатор RC, а затем RC!.
• На экране появится один из индикаторов мощности сигнала [L1, L2 или L3]. Начался процесс радиокалибровки.

• Если на экране отобразился индикатор GET, то сигнал принят успешно, и отобразится время его приема. Если сигнал не был принят, на экране отобразится индикатор ERR.

• Нажмите любую кнопку для возвращения в режим Текущего времени.

Проверка результатов приема сигнала

• Переведите часы в режим радиосинхронизации.
• Сначала отобразится индикатор R/C, затем с интервалом в 2 секунды будет чередоваться дата и время последнего успешного приема сигнала.

• Нажмите кнопку B для возврата в режим текущего времени.

Надеюсь, мы раскрыли тему? Если нет, задавайте вопросы.

Источник

DCF77: как работает система передачи сигналов точного времени?

Наверное многие, приобретающие часы или метеостанцию, видели на упаковке логотип Radio Controlled Clock или даже Atomic Clock. Это весьма удобно, ведь достаточно поставить часы на стол, и они через некоторое время автоматически настроятся на точное время.

Разберемся как это работает и напишем декодер на языке Python.

Существуют разные системы синхронизации времени. Наиболее популярная в Европе — немецкая система DCF-77, в Японии есть своя система JJY, в США есть система WWVB, и так далее. Далее рассказ будет о DCF77, как о наиболее актуальной и доступной для приема в некоторых местах европейской части России и соседних странах (у жителей Дальнего Востока может быть противоположное мнение, впрочем они в свою очередь могут принять и проанализировать японский сигнал;).

Все написанное далее, будет про DCF77.

Прием сигнала

DCF77 это длинноволновая станция, работающая на частоте 77.5КГц, и передающая сигналы в амплитудной модуляции. Станция мощностью 50КВт расположена в 25км от Франкфурта, она начала работу еще в 1959 году, в 1973 к точному времени была добавлена информация о дате. Длина волны при частоте 77КГц весьма большая, поэтому размеры антенного поля тоже весьма приличные (фото из Википедии):

При такой антенне и подводимой мощности, зона приема охватывает практически всю Европу, Белоруссию, Украину и часть России.

Записать сигнал может каждый. Для этого достаточно зайти на онлайн-приемник http://websdr.ewi.utwente.nl:8901/, выбрать там частоту 76.5КГц и USB-модуляцию. Должна открыться картинка примерно типа такой:

Там же нажимаем кнопку download и записываем фрагмент длиной в несколько минут. Разумеется, при наличии «настоящего» приемника, способного записать частоту 77.5КГц, можно использовать и его.

Конечно, принимая радиосигналы точного времени через Интернет, мы не получим действительно точное время — сигнал передается с задержкой. Но наша цель лишь понять структуру сигнала, для этого интернет-записи более чем достаточно. В реале конечно, используются специализированные устройства для приема и декодирования, о них будет сказано ниже.

Итак, мы получили запись, приступим к ее обработке.

Декодирование сигнала

Загрузим файл с помощью Python и посмотрим его структуру:

Мы видим типичную амплитудную модуляцию:

Для упрощения декодирования возьмем огибающую сигнала с помощью преобразования Гильберта:

Результат в увеличенном виде:

Сгладим выбросы от помех с помощью low-pass фильтра, заодно вычислим среднее значение, оно пригодится потом для парсинга.

Результат (желтая линия): практически прямоугольный сигнал, который довольно легко анализировать.

Парсинг

Сначала нужно получить битовую последовательность. Сама структура сигнала очень проста.

Импульсы поделены на секундные интервалы. Если расстояние между импульсами составляет 0.1с (т.е. длина самого импульса 0.9с), к битовой последовательности добавляем «0», если расстояние составляет 0.2с (т.е. длина 0.8с), добавляем «1». Конец каждой минуты обозначается «длинным» импульсом, длиной 2с, битовая последовательность при этом обнуляется, и заполнение начинается заново.

Вышенаписанное несложно записать на языке Python.

В результате получаем последовательность бит, в нашем примере для двух минут она выглядит так:

Кстати интересно, что в сигнале есть и «второй слой» данных. Последовательность бит также закодирована с помощью фазовой модуляции. Теоретически, это должно обеспечивать более устойчивое декодирование даже в случае ослабленного сигнала.

Наш последний шаг: получить собственно данные. Биты передаются раз в секунду, так что мы имеем всего 59 бит, в которых закодировано достаточно много информации:

Биты описаны в Википедии, и они довольно любопытны. Первые 15 бит не используются, хотя были планы использовать для систем оповещения и гражданской обороны. Бит A1 указывает на то, что в следующий час часы будут переведены на летнее время. Бит А2 указывает, что в следующий час будет добавлена дополнительная секунда, которая иногда используется для коррекции времени в соответствии с вращением Земли. Остальные биты кодируют часы, минуты и дату.

Для тех, кто захочет поэкспериментировать самостоятельно, код для декодирования приведен под спойлером.

Запустив программу, мы увидим примерно такой вывод:

0011110110111000001011000001010000100110010101100010011000
Tuesday, 26.03.19, 21:41
0001111100110110001010100001010000100110010101100010011000
Tuesday, 26.03.19, 21:42

Собственно, вот и вся магия. Плюс такой системы в том, что декодирование чрезвычайно простое, и может быть сделано на любом, самом несложном микроконтроллере. Просто считаем длину импульсов, накапливаем 60 бит, и в конце каждой минуты получаем точное время. По сравнению с другими способами синхронизации времени (GPS например, или не дай бог, Интернет:), такая радиосинхронизация практически не требует электроэнергии — для примера, обычная домашняя метеостанция работает около года от 2х батареек АА. Поэтому с радиосинхронизацией делают даже наручные часы, не говоря уже конечно, о настенных или об уличных вокзальных.

Удобство и простота DCF привлекают и любителей самоделок. Всего за 10-20$ можно купить готовый модуль из антенны с готовым приемником и TTL-выходом, который можно подключить к Arduino или другому контроллеру.

Для Arduino уже написаны и готовые библиотеки. Впрочем, и так известно — что ни делай на микроконтроллере, получаются либо часы, либо метеостанция. С таким устройством получать точное время действительно несложно, если конечно находиться в зоне приема. Ну и можно повесить на часы надпись «Atomic Clock», и заодно объяснять всем желающим, что устройство действительно синхронизируется с помощью атомных часов.

Желающие могут даже проапгрейдить старые бабушкины часы, установив в них новый механизм с радиосинхронизацией:

Найти такой можно на ebay по ключевым словам «Radio Controlled Movement».

И наконец, лайфхак для тех, кто дочитал досюда. Даже если в ближайших паре тысяч км нет ни одного передатчика радиосигнала, такой сигнал несложно сгенерировать самостоятельно. В Google Play есть программа с названием «DCF77 Emulator», которая выводит сигнал на наушники. По заверениям автора, если обмотать провод наушников вокруг часов, они поймают сигнал (интересно как, ведь обычные наушники не выдадут сигнал 77КГц, но вероятно прием идет за счет гармоник). У меня на Android 9 программа не заработала совсем — просто не было звука (а может я его не слышал — 77КГц ведь:), но может кому-то повезет больше. Некоторые впрочем, делают себе и полноценный генератор сигналов DCF, который несложно сделать на той же Arduino или ESP32:

(источник sgfantasytoys.wordpress.com/2015/05/13/synchronize-radio-controlled-watch-without-access)

Источник

О наручных часах CASIO с радиоконтролем. Часть 1

От локальной радиосинхронизации до гибридных систем с глобальным охватом источников точного времени

В широком наборе всевозможных функций и усложнений, столь характерных для часов CASIO, встречается и такая специфическая, и до сей поры малопонятная многим пользователям, как радиоконтроль или радиосинхронизация времени. И чего только не встретишь на эту тему в довольно скупых или порой весьма малокомпетентных статьях и комментариях в Интернете: и о спутниках, бороздящих просторы Вселенной, и о четко нормированном радиусе действия радиовышек и т.д., и т.п. Но факт остается фактом – компания CASIO уже давно и довольно много своих наручных часов оснащает функцией радиоконтроля, резонно полагая, что главной для часов остается способность как можно точнее отсчитывать текущее время. Как развивалась эта технология, и каких успехов достигла компания CASIO, мы и хотим рассказать в этой статье.

От немецкой пунктуальности до первых часов с радиоконтролем

Как бы не удивились некоторые любители технологичных и функциональных часов, но создателями первых в мире наручных часов с функцией радиоконтроля были вовсе не мирового уровня часовые самураи: CASIO, CITIZEN или SEIKO. А довольно скромная по нынешним часовым меркам немецкая компания Junghans.

Именно она выпустила в 1985 году первые настольные часы с радиоконтролем, что позволило обычным, по сути, бытовым часам идти с недосягаемой до селя атомной точностью – одна секунда погрешности за миллион лет! А, миниатюризировав технологию радиоуправления до такой степени, что она смогла уже вписаться в наручные часы, в 1990 году Junghans выпустила и первые в мире радиоуправляемые наручные часы Mega 1. Разработанные в сотрудничестве с дизайнерским ателье FROG Design они, как это видно на фото, выделялись еще и весьма футуристическим дизайном.

Конечно, всё это удалось немцам не просто так, и вдруг, шутки-шутками, но в 1972 году именно компания Junghans (кстати, между прочим – since 1861) стала одной из немногих часовых компаний, получавших право в те или иные годы хронометрировать Олимпийские Игры.

Хронология развития радиоконтроля в часах CASIO

Вспомнив о первопроходце, вернемся всё же к главному запевале часового «радиоконтрольного движения» последних двух десятилетий. Поэтому не станем акцентировать внимание на том, какой из японских часовых брендов стал первым в освоении наручной функции радиосинхронизации, а сосредоточимся на бренде CASIO и его несомненных успехах в развитии и всемирной популяризации этой технологии.

1995 год – поступили в продажу стрелочно-цифровые наручные часы CASIO FKT-100 с гордой и заметно выделяющейся на корпусе надписью DATA BANK и на этом фоне весьма мало приметным упоминанием о наличии функции радиоконтроля. Видимо, потому что они имели настройку этой функции лишь на радиопередатчик DCF77, расположенный в Германии возле городка Майнфлинген, и могли представлять интерес лишь для европейских потребителей, «вписывавшихся» в 1200 км радиус устойчивого приема его коррекционного радиосигнала.

1997 год – вместо не обладавших особо харизматичным внешним видом часов FKT-100, CASIO представила публике обновленную модель с радиоконтролем FKT-200, получившую к тому же новую технологию индикации времени TWINSEPT (в виде «плавающих» над стрелочным дисплеем цифровых данных). Что в свою очередь, опять же таки в противовес функции радиоконтроля, позволило еще ярче проявить возможности использования мегапопулярной в то время функции «записной книжки» (DATA BANK).

Безусловно, что на этом фоне намного больший интерес у почитателей CASIO вызвало появление в октябре 2000 года в неубиваемом составе на то время уже известнейшей коллекции G-SHOCK модели GW-100 с функцией RADIO CONTROLLED.

Считаем нужным отметить, что пополнившая ряды культовой серии G-SHOCK «Master of G» модель ANTMEN кроме наличия функции радиоконтороля обладает еще и уникальным отображением «переворачивающихся» цифровых значений исчисляемого времени. Так как это невозможно описать словами, то предлагаем своими глазами увидеть это «чудо» визуальной цифровой эквилибристики!

А в связи с тем, что прием радиосигнала был ограничен лишь настройкой на японскую радиовышку под Фукусимой, часы стали еще и едва ли не единственным представителем семейства G-SHOCK, предназначенным к продаже лишь в Японии. 🙂

Кстати, многие, наверное, обратили внимание, что на задней крышке часов присутствует изображение муравья. И это вовсе не случайно. Ведь по замыслу создателей часов с радиоконтролем именно муравей со своими сверхчувствительными усиками-антеннами, как никто другой, способен стилизованно подчеркнуть эту редкую функциональную особенность. Кроме того, удалось удачно обыграть начальную часть названия модели ANTMAN – ant по-английски «муравей», а также начало слова «антенна».

Ну, а затем у CASIO пошло-поехало количество моделей с радиосинхронизацией.

2001 год – уже с надписью WAVE CEPTOR выходит модель WVA-300, имеющая кроме функции радиоконтроля еще и солнечное питание SOLAR POWER. Данное сочетание – постоянно точного времяисчисления и практически неограниченного поступления доступной и экологически чистой световой энергии – стало с тех пор неразрывным тандемом в часах CASIO с радиоконтролем.

2002 год – поступает в продажу теперь уже и первый G-SHOCK GW-300, сочетающий в своем противоударном корпусе как функцию радиоконтроля, так и солнечное питание TOUGH SOLAR. Кстати, эта модель была рассчитана уже непосредственно на частоту радиопередатчика, расположенного в США (г. Форт Коллинз, штат Колорадо), что расширило радиосинхронизирующий охват частью еще одного континента.

2005-2006 годы – появились в продаже первые чисто стрелочные модели с радиоконтролем и солнечным питанием – сначала трехстрелочные (WVQ-120DA), а затем и с функцией хронографа и даже будильника (OCW-600). Это были преимущественно модели с радиоконтролем, настроенным на американский ретранслятор, или сочетающие приём сигналов от американского и японского ретрансляторов.

Март 2006 года – выпущены PAW-1200 из коллекции Pathfinder, первые из часов CASIO, на которых появилась надпись Multi Band 5, информирующая о том, что антенна их радиоприемника способна принимать сигнал сразу уже от 5 вышек по всему Миру – по две в Японии и Европе, а также от одной в США.

Ну, а когда в 2008 году накануне проводимых в Китае XXIX Олимпийских игр там была открыта новая ретрансляционная радиовышка, то CASIO оперативно добавила в радиомодуль своих часов и эту частоту 68,5 kHz. В следствие чего было обновлено и название функции – с Multi Band 5 на Multi Band 6.

2014 год – после некоторого затишья на радиоконтрольном поприще CASIO выстреливает синхронизирующим модулем-тандемом – Multi Band 6 + GPS!

Таким образом G-SHOCK GPW-1000 стали первыми в Мире наручными часами, принимающими сигналы от шести передатчиков, а также способными с помощью системы спутниковой навигации ловить корректирующий сигнал в любом месте на поверхности нашей планеты. Хотя мы полагаем, что для истинных любителей CASIO это стало вполне ожидаемой функциональной комбинацией, ведь именно CASIO в 1999 году выпустила модель PRT-1GP – первые в мире наручные часы с приемником GPS. 😉

Апофеозом стремления CASIO предложить своим почитателям неограниченную ни расстоянием, ни обстоятельствами возможность обладать точнейшими показателями текущего времени стал выпущенный в 2017 году G-SHOCK GPW-2000.

Установленный в эти часы гибридный модуль Connected Engine 3-Way уже с тремя каналами получения информации о точном времени (Bluetooth® + GPS + радиосинхронизация) способен обеспечить часам точнейшее время в любой точке Мира. Кроме наличия трехсторонней синхронизации времени часы также способны автоматически обновлять данные относительно летнего времени (DST) и текущих часовых поясов, синхронизируя собственные данные с полученными со смартфона. Ведь неизменной целью CASIO всегда было создание полностью автоматических кварцевых часов, наделенных технологиями самообновления, самонастройки и самозарядки, – максимально оптимизированных для неизменно ускоряющегося темпа жизни в современной глобальной эпохе.

Таким образом, вот уже почти четверть столетия компания CASIO предлагает своим покупателям наручные часы с радиосинхронизацией самой разной ценовой категории, имеющие любой удобный для пользователя вид индикации времени: цифровой, стрелочно-цифровой и стрелочный.

Итак, в первой части нашего материала о радиосинхронизации в часах CASIO мы успели затронуть в основном вопросы, связанные с «принимающей стороной». А именно усилиям, приложенным для того, чтобы эта функция была доведена до максимального технического совершенства и могла быть реализована не только в самых топовых, но и в бюджетных моделях наручных часов CASIO. В следующей части мы планируем познакомить вас, уважаемые друзья, с интересными подробностями, касающимися «передающей стороны», – ретранслирующими радиовышками и основными тонкостями, связанными с эффективным приёмом часами CASIO сигналов точного времени.

Ну, и уж совсем напоследок спешим сообщить очень и очень важную информацию касаемо радиоконтроля в часах CASIO. Эта функция, несмотря на нешуточное расстояние (более 1500 км) от ближайшего передатчика, работает практически на всей территории нашей любимой Украины: от Луганска до Ужгорода и от Севастополя до Харькова. Поэтому, выбирая в магазинах Торговой сети ДЕКА часы CASIO, у которых среди многочисленных функций присутствует и радиоконтроль, можете вполне рассчитывать на его работоспособность. 😉

Источник