Radiem řízený čas

  • Dobrý večer,
    nedávno jsem si pořídil hodinky Citizen, které byly rádiem řízené. Trošku jsem měl potíže přijít na to jak to vlastně funguje a tak jsem byl s prodejcem ve spojení pár dní než se nám společně povedlo přijít na to jak je v mém případě nastavit, aby se chytily na správnou frekvenci a seřídily se správně. Hlavní problém byl v tom, že pracuji na golfovém hřišti, které je to daleko od města a tam právě byl hrozně špatný signál. Nakonec jsem si je nastavil doma a vše bylo o.k... V hodinkách je miniaturní anténka a po sepnutí správných tlačítek vám hodinové ručičky samy ukáží sílu signálu a po té se vyresetují a nastaví dle zachyceného signálu. Měl jsem k nim i zesilovač, který by měl pomoct v situacích jako jsem byl já, ale tam nepomohl...

    Níže uvádím něco odbornějšího:
    Hodinky řízené radiovým signálem mají jednoznačnou výhodu v naprosto přesném čase a když k tomu přičteme automatické seřizování datumu a zímního + letního času, vychází nám opravdu praktický ukazatel času pro zákazníky, kteří mají rádi přesnost.

    Radio controlled je systém plošného seřizování elektronických přístrojů k tomuto určených na přesný čas s odchylkou 1 vteřina za milion let. Přístroje, které jsou řízené radiovým signálem, chodí naprosto přesně. Nosí vlastně atomový čas, který disponuje s diferencí + - 1 vteřina za milion let. Právě atomové hodiny je počátek celého cyklu - z těchto hodin je vysílán signál do vysílačů, ze kterých chytají signál pro přesný čas všechny hodinky (přístroje) k tomu výrobně uzpůsobené.

    Hodinky Radio Controlled dostávají nejčastěji signál jednou za noc a to kolem čtvrté hodiny ranní. Česká republika přijímá signál z nejbližšího vysílače, který je v německém Frankfurtu. Těchto vysílaču je na světě několik a vždy pracují pro přístroje schopné přijímat tento signál v okruhu cca. 1.500 - 1.600 km. Výhodou těchto přístrojů není pouze přesný čas, ale i přesný kalendář.

    Hodinky rádiem řízené mají většinou 3 voltovou lithiovou baterii, protože příjem signálu vyžaduje více energie ze zdroje elektronického strojku. Proto také, když je slabší baterie, hodinky přestávají "chytat" signál. Některé značky, jako je např. Junghans, doporučují v návodech, když se hodinky nachází v zóně, kde není radiový signál, vypnout tento příjem signálu, protože hodinky mají snahu hledat signál, což více vybíjí baterii. Jakmile hodinky mají stabilní příjem signálu, který je většinou 2x denně, spotřeba baterie je opět stabilní.

    Moje hodinky byly eco drive a tak vám o tomto systému napíši zase něco příště.. Zítra jdu po týdenní dovolené zpět na golf a tak nebudu mít tolik času jako doposud... :/
    Pěkný večer Petr

  • Ďalší parádny článok! Nevedel som, že "vysielaný čas" je riadený na základe atómových hodín. To je potom skoro ako keby každý vlastník rádiom riadené hodinky, nosil na ruke atómové hodiny :)

    Čo sa týka presnosti atómových hodín, ja som našiel na rôznych zdrojoch rôzne informácie (od odchylky 1 sekunda za 1000 rokov až po 150 miliónov rokov, čo je dosť "veľký" rozdiel:), takže keď pozná niekto "pravdu", nech napíše.

    Vo wikipédii sa o atómových hodinách píše:

    Atómové hodiny alebo molekulové hodiny sú doteraz najpresnejšie hodiny, ktorých základom sú oscilácie molekúl alebo atómov vhodnej látky, napr. plynového amoniaku, na vlnovej dĺžke 1,259 9 cm. Elektromagnetické vlnenie vyžarované týmito osciláciami má malú amplitúdu, preto sa nimi riadi chod silnejšieho, ale menej stáleho zdroja oscilácií, ako je kremenný oscilátor. Atómové hodiny sú zdokonalené kremenné hodiny, kontrolované frekvenciou vhodnej molekulovej alebo atómovej spektrálnej čiary. Tak sa získa kmitanie zachovávajúce si vysokú stálosť kmitočtu. Kmity sa prenášajú na mechanizmus ukazujúci čas a sú veľmi stále. Atómové hodiny zmenia svoj chod o 1 sekundu asi za 1 000 rokov, udávajú atómový čas, možno nimi kontrolovať nerovnomernosť rotácie Zeme.

    Prvé atómové hodiny vynašiel roku 1946 W. Libby (USA). Atómové céziové hodiny vynašli L. Essen a J. Parry (Spojené kráľovstvo).

  • neviem ako je na tom Junghans s napajanim no pre radio kontroled je uplne idealna kombinacia napajania solarne. mam 5 ks hodiniek riadene radiom a vsetky su v kombinacii tough solar a mozem povedat ze som s jednymi z nich zazil dovolenku v grecku co znamenalo v praxi ze som bol mimo dosahu signalu vysielaneho z Frankfurtu, myslim vsak ze konkretne sa jedna o Mainflingen kde su umiestnene atomove hodiny podla ktorych sa synchronizuje v pravidelnych intervaloch presny cas v nasich hodinkach. tym chcem napisat ze vypinat samotny prijimac v hodinkach mimo dosahu signalu nema ziadne opodstatnenie pokial su hodinky napajane ako u Casia systemom tough solar alebo u citizenu eco-drive. v takom pripoade je uplne jedno ci prijimac uplne bezhlavo hlada signal. pokial sa jedna o napajanie z baterie tak tam naozaj treba zvazit vypnutie prijimaca nakolko sa tu moze prejavit "mobilovy efekt" niet signalu niet energie. ;) . Taketo hodiny ked su bez moznosti prijmu signalu su stale plnohodnotnymi hodinamy pretoze su to stale Quartz a pri nich je tolerancia +/- 15 sek za mesiac. ked som sa vratil z dovolenky zachytili prvy vyslany signal a cas sa zosynhronizoval tak ako mal. stava sa mi obcas ze na mieste v byte kde mam umiestnene hodiny jednoducho nezachytia signal a su aj niekolko dni bez "aktualizacie casu". ide hlavne o tie lacnejsie cc 5000.- sk , pri tych drahsich mam pocit ze ten prijimac je kvalitnejsi resp citlivejsi pretoze u nich badam len zriedka kedy ze cas sa neprestavil, co vypliva samozrejme aj z ceny.

  • Mal som niekolko radiom riadenych hodiniek. Vsetky indikovali 24h po prijati signalu, to ste mali vidiet ked som tam obcas rano indikator prijatia signalu nevidel. Siel som rano so psom von natrcal ruku k oblohe a hladal najsilnejsi signal a skusal ho prijat manualne. Musel som vyzerat komicky. Stal som sa "zavistlakom na presnom case "A to iba pre par mikrosekund. Od vtedy mam radiom riadene hodiny iba v kuchyni na stene. Komu by sa chcelo ich davat dolu zo steny led sa meni letny na zimny a naopak.

  • "Stando" wrote:

    Mal som niekolko radiom riadenych hodiniek. Vsetky indikovali 24h po prijati signalu, to ste mali vidiet ked som tam obcas rano indikator prijatia signalu nevidel. Siel som rano so psom von natrcal ruku k oblohe a hladal najsilnejsi signal a skusal ho prijat manualne. Musel som vyzerat komicky. Stal som sa "zavistlakom na presnom case "A to iba pre par mikrosekund. Od vtedy mam radiom riadene hodiny iba v kuchyni na stene. Komu by sa chcelo ich davat dolu zo steny led sa meni letny na zimny a naopak.

    viem si predstavit ako s nimi chodis po ulici a dvihas ich k oblohe ::d

  • Aj som ako predavač hodím chodil na parkovisko v POLUSE v Bratislava chytať signál , kde sa čudovali SBS-kary čo otŕčam hodinky aj desať minút kým chytili signál vonku/ v obchode to nešlo chytiť/ .....

    Peter Th.

  • Zdravím neviem či sa to do tohto vlákna tak úplne hodí no ak nie tak sa ospravedlňujem no mal by som jednu otázku. Podľa čoho nastavujete vaše hodinky?? lebo ja som ich chcel nastaviť podľa otómových hodím no každá druhá stránka ktorá ukazuje atómový čas ukazuje iný čas tak neviem čomu mám veriť...vďaka :)

  • jasné rozumiem čo si tým chcel povedať ja som to chcel mať čo najpresnejšie hlavne teraz na začiatku lebo som si chcel vypočítať čo najpresnejšie o koľko mi idú hodinky za určitý čas popredu alebo pozadu aby som pre budúcnosť vedel po akom čase ich potrebujem zas nastaviť :)

  • "baracuda2233" wrote:

    Zdravím neviem či sa to do tohto vlákna tak úplne hodí no ak nie tak sa ospravedlňujem no mal by som jednu otázku. Podľa čoho nastavujete vaše hodinky?? lebo ja som ich chcel nastaviť podľa otómových hodím no každá druhá stránka ktorá ukazuje atómový čas ukazuje iný čas tak neviem čomu mám veriť...vďaka :)

    Protokol http, ktorý slúži na prenos webových stránok, nie je stavaný synchronizáciu presného času. Preto by som principiálne neveril presnému času zobrazovanému na webovej stránke v prehliadači. (Napríklad minule som skúsil presnycas.sk a ukázal mi čas o 2 s pozadu. Potom som znovu načítal stránku (F5) a už išiel iba o 1/4 s pozadu.)

    Na to slúži protokol ntp (network time protocol), ktorý meria a kompenzuje oneskorenie spôsobené prenosom dát po sieti. Pravda je, že aj presnycas.sk má čas synchronizovaný ntp, takže jeho čas na serveri je zrejme presný na stotiny sekúnd. To mi však veľmi nepomôže, ak mi ho môj prehliadač zobrazí s oneskorením 2 s.

    Podobne je na tom GPSka: aby dokázala vypočítať vašu polohu s presnosťou na metre, musí mať svoj vnútorný čas zosynchronizovaný presne na nanosekundy. Čo vám však ukáže na displeji, sa od presného času môže líšiť hoci aj o pol sekundy, plus alebo mínus (doteraz sa mi nepodarilo prísť na to, aká je súvislosť medzi tým, aký presný čas GPS ukazuje na displeji (dopredu alebo dozadu), a tým, kedy "stratí" alebo "nájde" satelitný signál). Výrobca to odôvodňuje tým, že "operácie displeja majú nízku prioritu".

    Windows má možnosť synchronizovať čas cez internet (vraj tiež pomocou ntp) -- čo sám od seba robí iba raz za týždeň, takže musíte vojsť do panelu nastavenia času, kliknúť na "Internetový čas" a ručne zosynchronizovať -- ale stáva sa mi, že aj po takejto synchronizácii ukazuje čas o sekundu dozadu.

    Najviac sa mi osvedčuje príkazový riadok v linuxe (ak má čas synchronizovaný pomocou ntp) a príkaz "date", ktorý zobrazí systémový dátum a čas. Napríklad
    date +%H:%M:%S.%N
    zobrazí hodiny, minúty a sekundy na 9 desatinných miest, z ktorých nás však zaujíma najmä to prvé a nanajvýš tak druhé. Okrem nepresnosti synchronizácie ntp (ktorá sa pohybuje v stotinách sekúnd) musíme rátať s časom, ktorý zaberie prenesenie znaku "enter" (ktorý stlačíme po napísaní príkazu), interpretovanie a vykonanie príkazu, ktoré je však zanedbateľné vzhľadom k ľudskému reakčnému času, ktorý je okolo jednej desatiny sekundy.

    Presný je tiež časový signál štátneho rozhlasu (tí majú čas synchronizovaný s miestnym fyzikálnym inštitútom, kdežto súkromné stanice to môžu mať všelijako), ale chytaného cez VKV, nie cez internet (kde opäť môže nastať oneskorenie).

    Hodiny a hodinky riadené rádiovým signálom sú tiež spoľahlivým zdrojom presného času: tesne po synchronizácii by mali ísť presne na desatinu sekundy, väčší problém nastáva v čase medzi synchronizáciami (ktoré nastávajú spravidla raz za deň). Napríklad Casio udáva garantovanú presnosť svojich hodiniek do +- 15 s/mesiac, teda zhruba 0,5 s/deň (väčšinou je to v praxi menej).

    Kedysi som si hodinky nastavoval podľa budíka riadeného rádiovým signálom -- dnes sú riadené rádiovým signálom moje hodinky :)

  • Super vysvetlenie, napokon veľmi logické ale naozaj "polopatistické" :super:. Na druhej strane je presnosť na úrovni sekúnd, z pohľadu života, úplne zanedbateľná (vynímajúc niektoré špecifické situácie), takže či máte na ruke na hodinkách čas +/- 1 min. nie je dôležité (moja osobná skúsenosť)...

    Tempus Fugit

  • Nuž, priznám bez mučenia (a asi by nemalo cenu to tajiť), že na presný čas som tak trochu fanatik ;)

    Stále si porovnávam čas napríklad s hodinami na železničných staniciach a zisťujem, ktoré idú presne a ktoré nie :D

    Alebo ak vidím niekoho s rádiom riadenými hodinkami, niekedy sa ho opýtam, koľko je hodín a porovnám si čas.

    V praktickom živote sa mi však presný čas osvedčil, keď sa ponáhľam na vlak: napríklad už viem, že ak vybieham z domu o 09:46:20, tak ho asi stihnem, ale ak o 09:46:40, už ho zrejme nestihnem.

    Alebo ak si pozerám log file (súbor so záznamom udalostí) na serveri s časom synchronizovaným cez ntp, keď sa pozriem na čas zaznamenaný v súbore a potom na hodinky, viem, či sa to stalo "práve teraz" alebo "až" pred chvíľou.

    No a napokon -- (práve sa blížiace) odpočítavanie do Nového roku! Nový rok odpočítavam tradične podľa všetkých svetových časových zón, ak náhodou nezabudnem alebo neodpadnem od únavy. Na Silvestra niekedy poobede ešte zapnem manuálnu synchronizáciu, aby som vyrovnal odchýlku, ktorá vzniká počas dňa -- vtedy mi synchronizácia "len" raz za deň nestačí :D

  • Keďže toto je moja obľúbená téma, skúsim odpovedať na jednu otázku položenú vyššie a trochu tému rozvinúť. Atómové hodiny sú rozličných typov, takže ich presnosť sa môže líšiť.

    Súčasný základ štandardného svetového času je TAI (Temps Atomique International), ktorý vzniká "spriemerovaním" časov meraných asi 200 atómovými hodinami vo fyzikálnych laboratóriách po celom svete. Odchýlky jednotlivých hodín od priemeru sa pohybujú najčastejšie v rádoch nanosekúnd až stoviek nanosekúnd. Tieto merania koordinuje Svetový úrad pre miery a váhy v Sévres pri Paríži.

    Pri vysielači v Mainflingene (a tiež pri každom podobnom vysielači) sú tiež atómové hodiny, ktoré budú zosynchronizované s tými ostatnými s presnosťou možno na niekoľko desiatok nanosekúnd.

    Problém je, že atómovými hodinami vieme merať čas oveľa presnejšie, než to dokáže naša stará rozheganá planéta. "Atómová sekunda" bola definovaná niekedy v 60-tych rokoch pomocou kmitania atómu cézia tak, aby 86400 takýchto sekúnd zodpovedalo jednej rotácii Zeme. Lenže kým atómová sekunda sa nemení, rotácia Zeme spomaľuje. Preto je potrebné do svetového času (UTC) z času na čas (zhruba raz za 2 až 3 roky) vložiť "priestupnú sekundu". Kedy vložiť priestupnú sekundu, sa určuje pomocou meraní polohy Zeme vzhľadom na vzdialené kvazary (je to presnejšie, než merať to vzhľadom na Slnko). Za tieto merania zodpovedá IERS (International Earth Rotation Service). Tá dbá na to, aby rozdiel medzi občianskym UTC a časom určovaným rotáciou planéty (tzv. UT1) nikdy neprevýšil 0,9 s (v praxi sa priestupná sekunda vloží, keď tento presiahne pol sekundy).

    Posledná priestupná sekunda bola vložená na konci júna 2012 (môže sa vkladať na konci júna alebo decembra, vždy o polnoci UTC teda o 01:00 SEČ alebo 02:00 SELČ). Nasledujúca sa vloží možno o rok (záujemcom odporúčam zhruba dvakrát do roka skontrolovať stránku IERS.org).

  • Takýchto vysielačov je na svete viacero a presný formát signálu sa líši od vysielača k vysielaču. Ak je jeden v dosahu druhého, musia vysielať na rozličných frekvenciách.

    Hodinky Casio v súčasnosti dokážu prijímať signál zo šiestich: už spomínaný Mainflingen pri Frankfurte nad Mohanom; Anthorn blízko mesta Carlisle na severozápadnom pobreží Anglicka; Fort Collins, Colorado, Spojené štáty; dva vysielače v Japonsku (jeden v prefektúre Fukušima a jeden na Kjúšú), a jeden v Číne (prefektúra Henan, na východe krajiny). Ostatní výrobcovia zrejme na tom budú podobne.

    Ktoré hodinky dokážu prijímať signál z ktorého vysielača, je potrebné skontrolovať nielen od výrobcu k výrobcovi, ale konkrétne pre jednotlivé modely hodiniek -- čo žiaľ zanedbal jeden môj kamarát, ktorý si na internete kúpil rádiové G-shocky, aby potom zistil, že budú fungovať len v Amerike a Japonsku, nie však v Európe :| (pravda, fungujú ako bežné digitálky s presnosťou max 15 s/mesiac, ale nesynchronizujú sa).

    Casio používa označenie Multiband 6 pre modely, ktoré podporujú všetkých 6 vyššie uvedených vysielačov, a Multiband 5 pre tie, ktoré podporujú všetky z nich okrem čínskeho (ktorý je najnovším "prírastkom do rodiny" -- preto ho staršie modely nepodporujú).

    Ako som už spomenul, formát tohoto signálu je rôzny pre jednotlivé vysielače, ale spravidla obsahuje značku pre začiatok minúty a potom jednotky a nuly prenášané rýchlosťou jeden alebo dva bity za sekundu. V nich je zakódovaná hodina, minúta, deň, mesiac, rok, bit letného času (či práve platí letný čas alebo nie), bit varovania zmeny letného času (je zapnutý počas jednej hodiny pred zmenou letného času) a bit varovania priestupnej sekundy (je zapnutý počas jednej hodiny pred vložením priestupnej sekundy).

    Aby sa hodinky úspešne zosynchronizovali, musia teda prijímať signál teoreticky aspoň 1 minútu, ale v praxi dve až tri minúty, pri horšom príjme signálu aj dlhšie (6 či 8 minút; potom to už spravidla hodinky vzdajú), pretože nie každý bit sa podarí správne prečítať. Staršie modely Casio vždy končili synchronizačný cyklus na celej minúte, ale algoritmus prijímania signálu bol zrejme zlepšený, lebo moje najnovšie hodinky môžu už synchronizáciu ukončiť kedykoľvek, aj uprostred minúty.

    Podľa mojich skúseností hodinky Casio nedokážu rozoznať vyššie spomínaný "bit varovania zmeny letného času". Namiesto toho ich harmonogram spúšťania automatickej synchronizácie (aspoň v Európe) je urobený tak, aby sa automatická synchronizácia spustila tesne po tom (t.j. 1 minútu po tom), ako bol (resp. mohol byť) zmenený čas. V praxi to znamená, že hodinky nastavené na SEČ, ak platí zimný čas, sa skúsia synchronizovať o 02:01; a ak sú na SELČ, tj. ak platí letný čas, o 03:01 (ak sa im to nepodarí, skúsia to ešte niekoľkokrát o hodinu alebo dve neskôr). Ak je synchronizácia úspešná, ráno sa zobudíte a máte správny čas :)

  • Ešte malý príbeh o tom, ako som "pozoroval" priestupnú sekundu v júni 2012.

    Na obrázku "pred" sú DW-9300 (nie sú rádiové, vľavo) a GW-9300 (rádiové, vpravo).

    GW-9300 sú zosynchronizované a ukazujú BST (Britský letný čas = UTC+1).

    DW-9300 ukazujú UTC a sú nastavené tak, aby išli o sekundu dozadu.

    Niekedy o tomto čase (menej ako hodinu pred vložením priestupnej sekundy) som zosynchronizoval GW-9300: vtedy sa ako súčasť časového signálu vysiela bit "varovania pred priestupnou sekundou", a ideálne hodinky by podľa toho vedeli, že "na celú" majú jednu sekundu "počkať". (Ako sa dalo očakávať, GW-9300 to však neurobili.)

    A potom to prišlo:
    2012-06-30 T 23:59:59 UTC
    2012-06-30 T 23:59:60 UTC (teraz GW-9300 pípli)
    2012-07-01 T 00:00:00 UTC (teraz by DW-9300 mali pípnuť, ale žiaľ moje staré DW-9300 nepípajú, už som ich také kúpil)

    Od tohoto okamihu DW-9300 idú presne, kdežto GW-9300 idú o sekundu dopredu.

    Spustíme preto manuálnu synchronizáciu na GW-9300 (automatická by sa tuším spustila až o 02:01 BST == 01:01 UTC) a ajhľa -- po nej už GW-9300 sú presne v zhode s DW-9300. Rádiový čas nesklamal -- môžeme urobiť slávnostnú fotku "po" :)

  • Wau, super vysvetlenie. Nakoľko vlastním AWG100-1A a čítam tvoje príspevky už tretí krát budem musieť nad tým hlbšie pouvažovať a prečítať ešte pár krát aby mi bolo všetko jasné. Ja väčšinou používam (raz za čas) manuálne nastavenie lebo pri automatickom mi vačšinou vyhodilo ERR. Ako je to s miestom kde najlepšie chytajú signál, t.j. kde ich mám položiť? Má niečo na chytanie signalu vplyv? Máš s týmto nejaké skúsenosti?
    Chválim príspevky a hodnotím ich vysoko pozitívne, vďaka :super: