Für Mengenlehreversteher

NEU Das Update in Sachen Berlinuhr - für alle, die ihrer defekten Uhr zu neuem Glanz verhelfen wollen

Die Reparaturmöglichkeiten des Tischmodells sind im WWW ja bereits ausgiebig diskutiert worden, enden jedoch jäh an dem Punkt, an dem der Prozessor die Ursache darstellt. An diesem Punkt bleiben zwei Möglichkeiten:

1. Der Neukauf eines modernen Exemplars seiner Art bei http://www.berlin-uhr.com
2. Das Liebhaberstück durch den Einbau eines neuen "Herzen" am Leben erhalten

Dem Gedanken des Erhaltens folgend soll die Uhr sich nach der Transplantation natürlich genau wie vor dem Ausfall des Original-Prozessors verhalten. Da die Uhr um dieses zu ergründen leider etwas spät zu mir kam und kein intaktes Anschauungsobjekt zur Verfügung stand, war guter Rat zunächst teuer. Dann hat sich aber Herr Froehlich auf meine Anfrage hin die Mühe gemacht, das Verhalten des Originals in etlichen eMails akribisch zu beschreiben. Vielen Dank dafür!

Das Ergebnis:

Ok - bis hierher sieht das wie eine ganz normale Berlinuhr, Baujahr ca. 1980, aus.
Ein Blick auf die inneren Werte offenbart jedoch den hier stattgefundenen Generationenwechsel:


Das neue Herz: der 8-Bit-RISC Controller ATmega8.
Ein Schaltregler sorgt für Energieeffizienz.		  
Ein Blick unter die Platine offenbart
Erweiterungspotenzial...


Wie auch in meinem vorigen Anlauf zum Bau einer Berlin-Uhr habe ich einen RISC-Controller der Fa. Atmel eingesetzt, dieses Mal einen ATmega8, der aufgrund seiner reichlich vorhandenen I/O-Pins fast ohne Peripherie auskommt.
Die Stromversorgung erfolgt nun durch ein Steckernetzgerät, da der auf engstem Raum eingebaute, durch seine Hitzeentwicklung das Gehäuse zermürbende Printransformator des Originals weder unter Energie- noch unter Sicherheitsaspekten vertretbar war. Ein Schaltregler sorgt für eine möglichst effiziente Stabilisierung der Betriebsspannung von 5V. Nicht nur aus Energiespargründen, sondern schlicht weil in der vorliegenden Uhr zwei LEDs defekt waren, wurden alle durch Low-Current-Typen ersetzt, die bei einem mittleren Strom von 9mA eine gute Ablesbarkeit bei Tageslicht ermöglichen.
Die Original-Platine wurde in der Uhr belassen und bis auf drei Dioden und eine Drahtbrücke entstückt, um die Tasten zum Stellen der Uhr beibehalten zu können. Die Zeitbasis wird wie beim Original aus der Netzfrequenz abgeleitet, so dass eine hohe Langzeitgenauigkeit erreicht wird, allerdings auf Kosten eines Steckernetzgerätes mit konventionellem Trafo.

Durch Bestückung der auf dem rechten Foto eingekreisten Positionen mit einem Echtzeituhren-Baustein (PCF8583) zusammen mit Quarz, Pufferelko und einigen diskreten Bauelementen kann eine Gangreserve realisiert werden. Bei alleiniger Nutzung der Echtzeituhr wird damit auch der Betrieb an einem Stecker-Schaltnetzgerät ermöglicht.
Die hierfür notwendigen Routinen sind in der vorliegenden Software noch nicht umgesetzt. Damit dies vielleicht doch einmal Realität wird und natürlich auch, damit weitere Berlin-Uhren doch noch gerettet werden, stelle ich die Schaltungsunterlagen und den Quelltext (direkt verwendbar mit avr-gcc, z.B. WinAVR) unter der Creative Commons-Lizenz by-nc-sa zur Verfügung.
Darin finden Interessierte neben einer ziemlich langweiligen, auf diversen IFs basierenden Multiplex-Routine für die LEDs eine dem ersten Eindruck nach recht gelungene Nulldurchgangserkennung mir Störunterdrückung für die Netz-Zeitbasis.

PS. So erhaltenswert das Original ist, der Weckton ist es nicht. Meine Version spielt keine Sinfonie, aber ich finde es erträglicher!
PPS. In der Zwischenzeit (Juli 2009) habe ich ein paar kleinere Abweichungen von der originalen Berlin-Uhr festgestellt. Bei Gelegenheit sollen die noch in das Programm einfliessen...

Downloads

C-Quelltext
HEX-File
Platinenlayout
Bestückungsplan Best.-Seite
Bestückungsplan Lötseite




Mesozoikum (also ca. 2001)

Am Anfang des Mittelalters irgendwann stand dieser Prototyp einer Berlin-Uhr, hier noch mit einem AT90S2313.
Weniger dem Original nachempfunden, sondern eher als Nachbau zur eigenen Belustigung. Der Empfindlichkeit der früheren AVR-Controller gegenüber langen Anstiegs- und Abfallzeiten der Versorgungsspannung musste hier mit einem Reset-Baustein begegnet werden. Das Programm wurde noch komplett in Assembler geschrieben, die Alarmfunktion fehlt bis heute.
Wer trotzdem Interesse daran hat, findet unten Schaltungsunterlagen und Quelltext.


Der Proto-Prototyp


Downloads alte Version

Dokumentation mit Schaltplan und Bestückungsplänen
Layoutvorlage für doppelseitige Platine
Assembler-Quelltext des Betriebsprogramms. Doku beachten!



Paläozoikum (vor 2000)

Getrost dem Altertum zuzuschreiben kann man wohl meinen ersten Versuch, eine Berlin-Uhr zu bauen. Komplett aus dem, was gerade so in der Ausbildungswerkstatt herumlag, entstand diese Steuerplatine, überwiegend bestehend aus Schieberegistern und Kabeln. Eine gemultiplexte Anzeige gab es nicht, das Stellen war ein Geduldsspiel, aber: sie funktionierte.


Auf dem besten Wege zum TTL-Grab...