Welche Komponenten sind notwendig? Und wie müssen diese zusammenarbeiten, damit Sie von Ihrer neuen Funkuhr immer die richtige Zeit ablesen können? Auf diese Fragen wollen wir in diesem kurzen Artikel antworten.
Im Überblick: die Hauptkomponenten einer Funkarmbanduhr
Die wichtigsten Bestandteile beinahe aller Uhrwerke für eine Funkuhr und auch eine Funkarmbanduhr sind: Stromversorgung, Antenne, Mikrokontroller und natürlich die für die Darstellung der Zeit notwendigen Komponenten. Bei Digitaluhren ist das ein LCD- oder LED- Display, bei den heutzutage insgesamt mehr verbreiteten und beliebteren Analog-Uhren eine Kombination aus aus Schrittmotor, Getriebe, Zeiger und Zifferblatt.
Funkuhren mit hocheffizienten Ferritkern-Antennen
An die verbauten Antennen wird der Anspruch gestellt, daß sie möglichst nur das Signal des Zeitzeichensenders und so wenig wie möglich Störsignale aus anderen Quellen an den Empfänger weiterleiten. Bei Funkuhren nutzt man hierfür Ferritstabantennen. Bei diesen wird in die Spule, die quasi eine Rahmenantenne bildet, noch ein Kern aus Ferritmaterial eingebracht. Dieser kann einen großen Anteil des in der Umgebung vorhandenen Magnetflusses aufnehmen. Die Optimierung einer Rahmenantenne mit einem Ferritkern macht diese so effizient, daß sie 20 mal kleiner gebaut werden kann als eine Antenne ohne Ferritkern. Das ist eine wichtige Voraussetzung für den Einbau gerade in einer Funkarmbanduhr. Kombiniert man nun eine optimal dimensionierte Ferritantenne mit den geeigneten Kondensatoren, so kann diese sehr genau die Sendefrequenz der Zeitzeichensender auf Langwelle empfangen.
Empfänger der Funkuhren verstärken die Signale der Zeitzeichensender
Dem Empfänger kommt die Aufgabe zu, die über die Antenne aufgenommenen Funksignale so aufzubereiten und zu verstärken. Ziel dabei ist, daß der Mikrokontroller diese dann gut verarbeiten kann. Die Anforderungen an die Elektronik sind dabei hoch. Beispielsweise findet man heutzutage immer häufiger bei einer Funkuhr – und insbesondere bei einer Funkarmbanduhr – die Möglichkeit, verschiedene Zeitzeichendienste über Langwelle zu empfangen. In Europa sind dies vor allem der deutsche Zeitzeichensender DCF77 in Mainflingen und der britische Sender MSF bzw. NPL im nordenglischen Anthorn. Einige der hier auf unserer Seite vorgestellten Funkarmbanduhren emfangen die Zeitzeichen sogar in 5 verschiedenen Regionen weltweit mit bis zu 9 verschiedenen Zeitzeichensendern. Entsprechend müssen also nicht nur die Ferritantennen, sondern auch die Empfänger mit Umschaltmöglichkeiten versehen sein.
Mikrokontroller als zentrale Komponente jeder Funkuhr
Zentrales Steuerelement in jeder Funkuhr ist der Mikrokontroller. Er verwaltet die Uhrzeit, reagiert auf Bedienereingaben, korrigiert die Uhrzeit entsprechend der eingehenden Funksignale und sorgt schließlich für die Anzeige der Uhrzeit. Bei der Auswahl eines geeigneten Mikrokontrollers für eine Funkuhr, vor allem im Bereich der Funkarmbanduhren, legen die Uhrenkonstrukteure ihr Hauptaugenmerk auf eine möglichst niedrige Energieaufnahme. Das ist notwendig, damit die Batterie so lange wie möglich hält, bzw. damit bei einer Funksolaruhr auch wenig Umgebungslicht für den Betrieb der Uhr genügt, ohne zusätzliche Energie aus dem Akku zu benötigen.
Lithiumzellen oder Solarstrom für die Funkarmbanduhr
Bei Funkuhren ohne Solar-Funktion sind vor allem Lithium-Knopfzellen gebräuchlich. Es wäre natürlich von Vorteil, Knopfzellen mit einer hohen Kapazität einzusetzen, die aber dann eine große Höhe und/oder einen großen Durchmesser hätten. Genau das ist aber bei einer Funkarmbanduhr kritisch, da sich die Höhe der Knopfzelle direkt auf die Gesamthöhe der Uhr auswirkt, für dies natürlich ästhetische und praktische Grenzen gibt. Der Durchmesser der Batterie darf auch nicht zu groß bemessen sein, da sie sonst im eng dimensionierten Uhrgehäuse keinen ausreichenden Abstand zur Ferritantenne aufweist, was sich nachteilig auf den Empfang des Zeitzeichens auswirken würde.
Der Weg des Zeitzeichens durch die Funkuhren
Zusammenfassend und vereinfacht beschrieben wird also das Zeitzeichensignal innerhalb der Funkuhr über die Ferritantenne empfangen und anschließend im Empfänger aufbereitet, das heißt gefiltert und verstärkt. Anschließend wird es im Mikrokontroller weiterverarbeitet. Dieser korrigiert bei Bedarf die Zeit der Uhr anhand des empfangenen und verarbeiteten Zeitzeichens und sorgt für die Anzeige der Uhrzeit, die dann über Zeiger bei Funkuhren mit analoger Anzeiger oder ein Display aus LCD oder LED bei Funkuhren mit digitaler Anzeige dargestellt wird. Nach all diesen Schritten können Sie dann von Ihrer Funkuhr stets die genaue Zeit ablesen.
