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ＪＪＹ受信自動校正時計(TS-JJY01)
電波はいずこから
情報通信研究機構が運用する長波帯標準電波施設は、福島県田村郡都路村と双葉郡川内村の境界にある大鷹鳥谷山（おおたかどややま コールサイン：ＪＪＹ ４０ｋＨｚ 平成１１年６月１０日 開局 左の写真）と福岡県前原市と佐賀県佐賀郡富士町の境界にある羽金山（はがねやま コールサイン：ＪＪＹ ６０ｋＨｚ 平成１３年１０月１日 右の写真）にあります。 長波帯標準電波の利用は送信信号に含まれる時刻信号を使う電波時計だけでなく、正確な周波数を得ることができるため無線機器や計測装置の基準周波数を１０００億分の１の正確さで校正することができます。 電波時計はいくつかのメーカーから置き時計型、壁掛け型、腕時計型などが市販されていて、利用が広がっています。 我が家にも数千円の置き時計タイプの電波時計が数台あります。
こんなに安価に電波時計が買えるのに、なぜ、６，４００円もする秋月のキットを作るのでしょうか。
実は深く考えもせずに、おもしろそうなので
キット購入後、説明書の概要をみると、 ＊ ＪＪＹ（４０ｋＨｚ）を受信して自ら校正する電波時計です。 ＊ 時刻データを受信して校正するので正確な時計です。 ＊ 液晶表示器に日時、通算日、温度を表示します。 ＊ ＲＳ−２３２Ｃインターフェイスから日付、時刻、温度データを取得できます。 ＊ 毎正秒、毎正分、毎正時、毎正日、毎正月に１００ｍｓ幅のオープンコレクタ出力が得られます。 ＊ ２ＣＨのアラーム出力があります。 等が、記載されていました。
キットを組み立ててみると
タイムコードの復調、ＲＳ−２３２Ｃインターフェースからのコマンド処理を行うＰＩＣマイコンには、ＰＩＣ１６Ｆ８７３が搭載されています。 部品点数としては抵抗が多いのですが、発光ダイオードに直列に接続される抵抗やスイッチ周りの抵抗がほとんどです。 受信機として必要な部品としては、４０ｋＨｚを受信するためのフィルター用の４０ｋＨｚの水晶振動子です。 基板をみると目立つのは、バーアンテナです。４０ｋＨｚを受信するアンテナとしては巻き線が太く、巻き数が少ない印象です。
しかし、写真のＣ８とＣ９の取り付けについては非常にわかりにくいです。 参考になればと思い組み立て後の配置を掲載します。 参考にしていただければ幸いです。 この他の部分については、わかりにくい部分はありませんでした。 背の低い部品から順番に取り付けると問題なく組み上げることができると思います。 あえて言うならば、極性のある部品の取り付けには注意してください。
配線をチェックした後、１２Ｖ／１Ａの秋月で売っているスイッチング電源を接続しました。 基板上のＶＲを調整して液晶表示器に適当なコントラストで文字が表示されるように調整します。 ここで、一度電源を切り、再度投入します。 電源が投入されると、タイトルとソフトウェアのバージョンの表示、タイムコードのマーカーをサーチする表示、時刻コードをサーチする表示の後、日付、曜日、受信状態、時刻、通算日等が表示されます。 受信状態の表示は、液晶表示の右上に「Ｏ」または「Ｘ」が表示され、「Ｘ」の状態が頻繁に表示される状態では時刻が校正されません。 電波時計の周りに電気製品やパソコンなどがあると、これらから出る雑音のために受信状況が悪化します。 設置する場所としては、コンクリートの建物内部は不向きです。 木造の建物だと室内でも電波の減衰が少ないようです。 我が家では室内でも場所を選べば時刻が自動校正されました。 一般的には窓際などに置くと安定に受信できるようです。 バーアンテナは中波のラジオと同じように指向性がありますから、送信所の方向に正しく向けると受信状況が改善されます。
基板上のプッシュＳＷでつぎの機能を設定することができます。 ＊ 温度センサー１の値、温度センサー２の値、積算日の表示の切り替え ＊ １２Ｈ／２４Ｈ表示の切り替え ＊ アラーム１、２の時刻設定
ＲＳ−２３２Ｃインターフェイスからはつぎのデータを取得できます。 ＊ ［ＤＡＴＥ」コマンドで、年月日曜日 ＊ ［ＴＩＭＥ」コマンドで、時分秒 ＊ ［ＴＥＭＰ］コマンドで、温度センサー１、２の温度 ＲＳ−２３２Ｃの通信速度等は、9600bps/8bit/None Parity/Stop Bit:1/フロー制御なし
基板上の端子にはオープンコレクタ出力として次の信号（１００ｍｓ幅）が出力されます。 ＊ 毎正秒 ＊ 毎正分 ＊ 毎正時 ＊ 毎正日 ＊ 毎正月 ＊ アラーム１ ＊ アラーム２
無事に動作、しかし・・・
なによりも、無事に動作させることができました。 我が家には電波時計がすでに数台あって、無線機のある部屋にも正確な時刻を確保しています。 このキットを有効に利用するには、パソコンと接続してパソコンの内蔵時計の時刻を正確に校正するする用途が現実的なものと思います。 現在、パソコンの内蔵時計の時刻を自動的に合わせる方法としては、インターネットのＮＴＰを利用する方法、電話回線を利用したテレホンＪＪＹ、電波時計による方法などがあります。 この中で、電波時計は電話回線等が無い場所でも時刻校正が行える無線系で、用途や使用場所によっては唯一の時刻校正手段になります。 アマチュア無線家の私としては、電波時計を利用して時刻校正を行う方法にこだわって、校正用のプログラムを作ってみたいと考えています。 そのときにはこの場にソフトウェア等を公開させていただきたいと思っています。
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基板は両面ガラス・スルーホール基板でこのキットの心臓部であるタイムコード受信用専用ＩＣは基板に実装済みです。
組み立てる途中でよく分からないところがありました。 秋月のキットの説明書は不鮮明で、親切とはいえませんが、回路図と基板を見比べると多くの場合は理解できました。
写真は、組み上がった基板に液晶表示器をつけた状態です。