Модуль RTC:полное руководство для простого проекта

У вас есть электронное устройство, которое требует точного хронометража? Или ваш проект требует, чтобы вы считали секунды, минуты, часы и даже месяцы?

Что ж, если вы не знаете, как это сделать, не волнуйтесь, вы находитесь в правильном месте. Проекты, связанные с хронометражем, даже при отсутствии питания, могут быть сложными. К счастью, мы вас прикрыли.

Все, что вам нужно, это модуль часов реального времени (RTC). Итак, в этой статье мы рассмотрим все, что касается модуля RTC, и покажем вам, как сделать простой проект, используя схему модуля RTC.

Вы готовы? Тогда начнем!

Что такое модуль RTC?

Модули реального времени

Часы реального времени (RTC) — это модуль часов на интегральной схеме, обычно используемый в современных компьютерах, серверах или встроенных системах. Кроме того, модуль RTC имеет одну цель; хронометраж.

Это устройство может считать секунды, минуты, часы и годы. Кроме того, он способен точно обрабатывать различные приложения для хронометража.

Как работает модуль RTC?

Поскольку часы RTC играют такую ​​важную роль, они показывают время даже тогда, когда система выключена. По этой причине RTC может служить триггером для включения системы в таких случаях, как срабатывание будильника или запланированное питание на мобильных устройствах.

Как RTC достигают этого? Что ж, эта интегральная схема работает от источника питания, отличного от источника питания ее системы. Следовательно, RTC может непрерывно работать в условиях пониженного энергопотребления или сбоя питания. Кроме того, для работы RTC требуется совсем немного тока.

Кроме того, в старых модулях RTC в качестве альтернативных источников питания использовались литиевые батареи, а в более новых версиях используются суперконденсаторы или вспомогательные батареи. Теперь есть различия между двумя ИС RTC.

Модули часов реального времени с суперконденсаторами имеют перезаряжаемые функции, и вы можете припаять их к своей схеме. С другой стороны, RTC со вспомогательными батареями более распространены, поскольку вы можете найти их на большинстве материнских плат потребительского уровня. В этом случае RTC получает питание от одной батареи. Итак, когда вы удаляете эту батарею, она сбрасывает RTC и отправляет его обратно в исходную точку.

Кроме того, модули часов реального времени используют кварцевые генераторы для регулировки времени. Таким образом, они отличаются от обычных аппаратных часов, поскольку им не нужны тактовые сигналы.

Характеристики и характеристики модуля DS3231 RTC

Вот характеристики и характеристики модуля DS3231:

Функции

• Модуль DS3231 RTC может считать секунды, минуты, часы, дни, месяцы и годы.
• Для работы не требуется большой мощности.
• Для резервного питания используется батарея CR2032. Батарея может работать до трех лет.
• Он имеет небольшой размер.
• Вы можете использовать модуль DS3231 RTC в качестве регистра для обрезки старения.
• Вы можете запрограммировать прямоугольный сигнал этого модуля
• Он поставляется с цифровым датчиком температуры с дополнительной точностью на 3 °C.
• Модуль RTC использует интерфейс I2C с частотой 400 кГц.
• Он также имеет два будильника по времени суток.
• Точность этого модуля RTC составляет:от +3,5 до -3,5 промилле при температуре от -40°C до +85°C, от +2 до -2 ppm при температуре от 0°C до +40°C.
• Он автоматически переключается на питание от батареи при сбое питания.

Технические характеристики

• Модуль DS3231 RTC работает при следующем напряжении:2,3–5,5 В.
• Вы можете использовать этот модуль RTC при низком напряжении.
• При питании от батареи потребляет всего 500 мА.
• Максимальное напряжение SDA и SCL составляет VCC =0,3 В.
• Рабочая температура составляет от -45 °C до +80 °C.

Приложения

Вот несколько случаев, которые следует учитывать при понимании приложений DS3231:

• Если вас беспокоят проблемы с энергопотреблением в вашей цепи, DS3231 не требует большого количества энергии для работы. Таким образом, вы можете использовать этот модуль в мобильных системных приложениях или компьютерных периферийных устройствах.
• Несмотря на огромное количество модулей RTC на рынке, DS3231 хорошо известен своей первоклассной точностью. Итак, если вы ищете точное время и дату для своего проекта, DSC3231 имеет то, что вам нужно. DS3231 может обновлять время по сравнению с другими модулями RTC.
• В тех случаях, когда вам требуется высокоскоростная связь, модуль DS3231 RTC может обмениваться данными с любым быстрым интерфейсом TWI, что делает его незаменимым для таких приложений, как робототехника, игры и серверные приложения.
• Кроме того, вы можете использовать методы DS3231 на 12 и 24 часа для поиска приложений, особенно в приложениях GPS.
• У него есть несколько атрибутов будильника и датчики температуры, что делает его более полезным для некоторых других приложений, таких как приложения для измерения мощности.

Конфигурация контактов DS3231 RTC

Конфигурация контактов RTC DS3231

DS321 имеет шесть клемм. Однако не обязательно использовать два из этих контактов. Таким образом, у нас в основном есть четыре клеммы или контакта. А увидеть их можно на дополнительной стороне модуля. Вот конфигурация контактов модуля DS3231 RTC:

ПИН-ИМЯ	ОПИСАНИЕ
ВКК	Подключается к положительной клемме источника энергии
Земля	Подключается к земле
ПДД	Контакт последовательных данных (интерфейс I2C)
SCL	Пин последовательных часов (интерфейс I2C)
SQW	Вывод прямоугольного сигнала
32K	Выход генератора 32k

Как использовать модуль RTC DS3231

Вы можете общаться с модулем DS3231 RTC только через интерфейс I2C. Интерфейс I2C обрабатывает данные, отправленные и полученные от DS3221. Таким образом, вы можете получить любую информацию о времени и дате через I2C.

DS3231 и I2C

Кроме того, передача между модулем и I2C является сложной. Кроме того, общение происходит в байтовом формате. Таким образом, было бы лучше, если бы вы использовали библиотеки, специально написанные для DS3231. Почему? Что ж, использование библиотек улучшает общение. Итак, вы можете скачать библиотеки DS3231 и использовать программы для их вызова.

Следовательно, как только вы включите заголовочный файл, контроллер начнет обмен данными и покажет вам время и дату. Более того, вы можете использовать эти библиотеки для удобного управления и установки будильника.

Более того, когда питание низкое или отсутствует, модуль RTC вместо этого автоматически получает питание от батареи, позволяя чипу постоянно давать точное время и данные. После повторного запуска системы связь между контроллером и модулем может продолжаться без ошибок.

Проект:часы с календарем Arduino

В этом разделе мы узнаем, как использовать часы реального времени с Arduino и создать проект календарных часов Arduino.

Схема проектирования 

Вот конструкция простых календарных часов Arduino с использованием модуля DS3231 RTC. Из-за IC2 мы подключили все устройства к общей шине, состоящей всего из четырех проводов:

Схема календарных часов Arduino

Необходимые компоненты

Вот материалы, которые вам понадобятся для этого проекта:

• (1) Ардуино Уно
• (1) Макет
• (1) 16x2 символьный ЖК-дисплей I2C
• Перемычки
• (1) модуль часов реального времени DS3232

Код

Здесь мы будем использовать библиотеки и создавать собственные функции, чтобы сделать наш код проще и читабельнее. Итак, в этом проекте будут использоваться следующие библиотеки:

• Провод. h для интерфейса I2C
• Библиотека LiquidCrystal_I2C.h (автор Франк де Брабандер) для ЖК-модуля I2C 16×2
• Библиотека RTClib.h (от Adafruit) для модуля RTC DS3231

После загрузки этих библиотек добавьте их в свой код с помощью #include ключевые слова. Таким образом, мы установим два объекта. Первый — это lcd(), а второй — rtc. Эти два объекта помогут взаимодействовать с ЖК-дисплеем и модулями DS3231.

Код для LCD() и rtc

Затем создайте две пользовательские функции, чтобы вы могли легко управлять своим кодом. updateRTC() — это первая функция, которую вы будете кодировать. Это функция, которая запрашивает у пользователя текущую дату и время и обновляет внутренние часы RTC с помощью ввода.

Код для updateRTC()

Затем создайте две пользовательские функции, чтобы вы могли легко управлять своим кодом. updateRTC() — это первая функция, которую вы будете кодировать. Это функция, которая запрашивает у пользователя текущую дату и время и обновляет внутренние часы RTC с помощью ввода.

Код для updateRTC()

Следующая функция, которую вы создадите, — это функция updateLCD(). Он отвечает за обновление текста, который будет отображаться на ЖК-дисплее.

Код для updateLCD() 2

Последним шагом для создания нашего кода является добавление обычных функций для Arduino:setup() и loop(). Вот коды для двух функций:

Код для настройка() <эм>

Код для <эм> цикл()

Наконец, загрузите свой код, и ваш Arduino Uno должен начать отображать дату и время на ЖК-дисплее.

Округление

Модуль RTC — это дешевый и простой способ добавить в схему возможности хронометража. То, что мы вам показали, — всего лишь царапина на поверхности. Если вы поработаете над ним еще, то найдете множество других интересных способов использования этого модуля.

Стоит отметить, что если вы не можете найти DS3231 на рынке, DS12C997 и DS1307 являются достойными аналогами. Кроме того, для упомянутого выше проекта Arduino вы можете использовать свой серийный монитор для изменения даты и времени вашего проекта. Все, что вам нужно сделать, это ввести букву «U» и следовать подсказкам. Это округляет эту статью. Если у вас есть какие-либо вопросы, свяжитесь с нами, и мы будем рады вам помочь.