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タイムステーションエミュレーター

118日前原文(github.com)

概要

Time Station Emulator は、スマホやタブレットを低周波ラジオ送信機に変換し、 電波時計の時刻合わせ を可能にするツール。 実際の標準電波が届かない場所やノイズが多い都市部でも、 自己設定機能の活用 が可能。 主要な5つの標準電波局を エミュレート し、多くの電波時計に対応。 ブラウザ上で動作 し、インストール不要・個人情報収集なし。 高音量再生時の安全注意 が必要。

Time Station Emulatorとは

  • スマートフォンやタブレット を使った 低周波ラジオ送信機エミュレーター
  • 電波時計やラジオ制御腕時計 の時刻同期をサポート
  • 標準電波の届かない場所やノイズが多い環境 での時刻合わせに有効
  • https://timestation.pages.dev/ でブラウザから直接利用可能

主な特徴

  • 5つの主要標準電波局 のエミュレーション
    • BPC（中国）
    • DCF77（ドイツ）
    • JJY（日本）
    • MSF（イギリス）
    • WWVB（アメリカ）
  • ネットワーク時刻取得
    • NTP類似アルゴリズムで 正確な現在時刻 を取得
  • 場所非依存性
    • ±24時間までの時刻オフセット 指定が可能
  • サマータイム対応
    • DCF77、MSF、WWVBで DST情報送信
  • うるう秒対応
    • MSF、WWVBで DUT1オフセット送信
  • クライアントサイド・ブラウザ動作
    • インストール・登録不要、データ収集なし

動作要件

  • WebAssembly対応ブラウザ と 44.1KHz以上のPCM DAC対応
  • 2019年以降の一般的なブラウザ端末 で動作
  • iOSのSafari、AndroidのFirefox では2024年初頭時点で非対応
  • スマホやタブレットの内蔵スピーカー推奨
    • 詳細は「技術的詳細」参照

使い方

  • エミュレーター設定の選択
    • エミュレートする 標準電波局 を選択
    • 一部の設定は特定局のみ利用可能
  • 時計側の設定・同期モード選択
    • 時計の メニューや物理ボタン操作 で同期モードへ
    • 対応する局・タイムゾーン設定を選択推奨
  • スピーカーと時計アンテナの位置調整
    • スピーカーを時計のアンテナにできるだけ近づける
    • 位置調整は試行錯誤が必要
  • 音量調整の注意
    • 最大音量付近 が最適な場合が多い
    • 耳をスピーカーに近づけないこと
    • 視覚的ボリュームインジケーター 使用推奨
    • 人間の耳に聞こえにくい高周波も、 聴覚障害の危険 あり
  • 送信開始・同期完了待ち
    • 送信開始後、 3分以内 に時計が自動設定される場合が多い

技術的詳細

  • 消費者向けオーディオ機器 で再生時、 標準電波のキャリア周波数 に近いRFノイズを意図的に生成
  • 基準キャリア周波数 の最高位奇数サブハーモニックを生成・変調
  • DAC再生時の高調波 が本来のキャリア周波数となり、 配線や基板パターン が即席アンテナとして機能
  • 内蔵スピーカー推奨
    • 一部 有線イヤホン も利用可能
    • Bluetooth機器や高音質オーディオ機器 は高調波抑制のため非推奨

ライセンス

  • src/shared/casefoldingmap.ts
    • Unicode Consortiumのデータファイル由来、 Unicodeライセンス
  • src/shared/icons.ts
    • ionicons v5.0.0とFlagpack由来のSVGアイコン、 MITライセンス
  • その他全ファイル
    • MITライセンス

注意事項・安全対策

  • 高音量再生時の聴覚保護
    • 「聞こえないから」といって耳を近づけないこと
    • 視覚的音量表示 で調整
  • Bluetoothや高音質機器の利用不可
    • 高調波抑制 により信号伝送不可の場合あり

まとめ

  • Time Station Emulator は、 標準電波の届かない環境 でも、 電波時計の自己設定機能 を活用できる画期的なツール
  • ブラウザのみで動作 し、 追加アプリ不要
  • 安全な運用 と 推奨環境の把握 が重要

Hackerたちの意見

「実際のDACが再生中に避けられない高周波数のハーモニクスの一つは、元の基本周波数で、これはオーディオ出力経路の物理的なワイヤーや回路トレースによって形成される即席のアンテナを通じて、短距離の無線送信として環境に漏れ出すはずだ。」時々、自分は賢いと思うんだけど…こんなことをする人たちの話を読むと、驚いちゃうよね。

└

これを言いに来た、ほんとにこれが動くなんて信じられない。数年前に、HDDをマイクに変えるコンセプトの証明を見せた人がいたみたい。

└

バン・エック・フリーキングは1982年にさかのぼるんだって。CRTを使ってたんだけど、これを知ってるなら、現代のハードウェアも同じように悪用できるってことに気づくのはそんなに難しくないよね（受信機の感度が上がったおかげで）。 https://en.wikipedia.org/wiki/Van_Eck_phreaking

└

これがハッキングってやつだよ。

昔、TI-84の計算機を使って、まさにこれをプログラムしたことがある！唯一足りなかったのは、オーディオジャックの出力電圧をアンテナに必要な形に変換する回路だった。コンピュータサイエンスの知識はあったけど、電気工学の知識がなかったから、結局うまくいかなかった。でも、高校の時計を混乱させる夢を描くのは楽しかったな。（残念ながら、もう一つの障害は、時計が信号を受信するのは夜間だけだったから、遠くのコロラドからの弱い放送を検出するチャンスが高まってたんだ。）

└

オーディオジャック それはシリアルポートだよ、でも「Bad Apple」をプレイしてるときは別だけど。

└

オーバーナイトのことは知らなかったな、面白いね。俺は仕事の前にガレージにいることが多いんだけど、5時のリセット時間はただの変わり者しか気にしないと思ってたよ。

これが動いてるところを見せる動画がないのは残念だね。面白いアイデアだけど、デモがないと効果について疑問が残る。

└

JP地域の時計で、Chrome/FirefoxのPixel 8でこれを動かすことができなかった。

同じ原理を使ってショッピングカートをロックできるらしいよ - https://www.tmplab.org/2008/06/18/consumer-b-gone/ そして https://www.youtube.com/watch?v=LmSyb0kBvGE

└

彼はちょっと肝心なことを隠してたね、もう一つのMP3でそれらを解除できるみたい。

何年か前に、原子時計の放送を使って自動で設定する時計を買ったことを覚えてる。それは最初にプラグを差したときだけちゃんと動いて、あとは全然だった。しかも、その時計は時間を全然守れなくて、毎月数分遅れてた。ほんとに驚くべき意味不明なエンジニアリングだよ。

└

変なのは、最近大手の店で「自己設定」時計を全然見かけないこと。みんな手動で時間を合わせるようになっちゃって、自己設定の時計なんてしばらく見てないな。

教室には大きなアナログのラジオコントロール時計があって、いつも4分ぐらい早いんだ。これがなかったらイライラするところだけど、ほとんどの生徒はアナログの時間が読めないから混乱しないんだよね。それでも、次に教室にいるときにこれを試すのが楽しみだな。ただ、タイムゾーンについてちょっと混乱してる。俺の時計には裏にコントロールが全くない（少なくとも見つけられない、まだ開けてないから）から、どのタイムゾーンにいるか分からないと思う。だから、ステーションエミュレーターでタイムゾーンを設定する必要があるのかな？「オフセット」設定があるけど、「小さな誤差を修正するためのもの」って書いてある。

└

アメリカにいるなら、時計にはタイムゾーンのコントロールがあるはず（または一つのタイムゾーンに固定されてる）。WWVB信号はUTCを放送してるからね。

iOSのSafariでは動かないって書いてあるけど、iOSユーザーはアプリストアから「Clock Wave」アプリをダウンロードすれば同じことができるよ。（他の国の時計で楽しいタイムゾーントリックもできるし。）

└

この返信ありがとう！CASIOの時計を6個持ってて、10年以上も時間を同期させるのに苦労してたんだ。ちょっとした[小さな]購入で、全てのCASIOが同期できたよ。めっちゃ嬉しい。小さなことが大事なんだよね。再度ありがとう！

これが動くなんて驚きだし、感心しちゃう。スマホにはRFシールドやオーディオ経路にローパスフィルターが十分にあると思ってたから、こうなるとは思わなかったよ。

この人を見てみて、ラジオなしでLoraパケットを送信してるよ - https://youtu.be/eIdHBDSQHyw?si=MGteEp72Mz52qNqu 「この動画では、専用のラジオチップなしでマイクロコントローラーを使ったLoRaWAN通信を探求してる。CNLohrは、驚くほど長距離でLoRaパケットを送信する技術を示していて、安価なハードウェアの限界を押し広げてる。プロジェクトは、予想外の周波数で信号を生成するための創造的なソフトウェアとハードウェアの相互作用を含んでる。」

これは将来的にめっちゃ役立つかも。NISTはラジオ同期信号を廃止することを話してるけど、衛星やインターネットなどの現代的な代替手段があるからね。でも、前回これを提案したときは、古いラジオ同期の時計や時計を持ってる人たちだけじゃなくて、その技術を使ってる業界からも大反発があったんだ。これが解決策になるかも。