RTC-module:de absolute gids voor een eenvoudig project

Heeft u een elektronisch apparaat dat nauwkeurige tijdregistratie vereist? Of moet u voor uw project seconden, minuten, uren en zelfs maanden tellen?

Nou, als je niet weet hoe je het moet aanpakken, maak je geen zorgen, je bent hier aan het juiste adres. Projecten waarbij tijd wordt bijgehouden, zelfs als er geen stroom is, kunnen lastig zijn. Gelukkig hebben we je gedekt.

Het enige dat u nodig hebt, is een real-time klok (RTC) module. In dit artikel zullen we dus alles over de RTC-module bekijken en u laten zien hoe u een eenvoudig project kunt maken met behulp van het RTC-modulecircuit.

Ben je klaar? Laten we dan beginnen!

Wat is een RTC-module?

RTC-modules

Een real-time klok (RTC) is een klokmodule met geïntegreerde schakelingen die gewoonlijk wordt aangetroffen in moderne computers, servers of embedded systemen. De RTC-module heeft ook één doel; tijdwaarneming.

Dit apparaat kan seconden, minuten, uren en jaren tellen. Bovendien kan het verschillende tijdregistratietoepassingen nauwkeurig afhandelen.

Hoe werkt de RTC-module?

Omdat RTC's zo'n belangrijke rol spelen, houdt het de tijd bij, zelfs als het systeem is uitgeschakeld. Om deze reden kan een RTC dienen als een trigger om een ​​systeem in te schakelen bij gebeurtenissen zoals wekkers of geplande stroomvoorziening op mobiele apparaten.

Hoe bereiken RTC's dit? Welnu, deze geïntegreerde schakeling werkt op een andere stroombron dan een die het systeem van stroom voorziet. Daarom kan de RTC continu werken in situaties met laag vermogen of stroomuitval. Bovendien heb je maar een klein beetje stroom nodig om de RTC te laten werken.

Oudere RTC-modules bevatten ook lithiumbatterijen als alternatieve stroombronnen, terwijl de nieuwere versies supercondensatoren of hulpbatterijen gebruiken. Nu zijn er verschillen tussen de twee RTC IC's.

Real-time klokmodules met supercondensatoren hebben oplaadbare functies en u kunt ze op uw circuit solderen. Aan de andere kant komen RTC's met hulpbatterijen vaker voor, omdat je ze op de meeste moederborden van consumentenkwaliteit kunt vinden. In dit geval krijgt de RTC stroom van een enkele batterij. Dus wanneer u deze batterij verwijdert, wordt de RTC gereset en teruggestuurd naar het startpunt.

Bovendien gebruiken real-time klokmodules kristaloscillatoren om de tijd te regelen. Ze verschillen dus van gewone hardwareklokken, omdat ze geen kloksignalen nodig hebben.

Functies en specificatie DS3231 RTC-module

Dit zijn de kenmerken en specificaties van de DS3231-module:

Functies

• De DS3231 RTC-module kan tellen in seconden, minuten, uren, dagen, maanden en jaren
• Het heeft geen hoog vermogen nodig om te werken
• Het gebruikt een CR2032-batterij als back-upstroom. De batterij kan tot drie jaar meegaan.
• Het heeft een klein formaat
• U kunt de DS3231 RTC-module gebruiken als register voor verouderingsafname
• U kunt de blokgolfuitgang van deze module programmeren
• Het wordt geleverd met een digitale temperatuursensor met een extra nauwkeurigheid van 3°C
• De RTC-module gebruikt een 400Khz I2C-interface
• Het heeft ook twee alarmen voor de tijd
• De nauwkeurigheid van deze RTC-module is:+3,5ppm tot -3,5ppm voor -40°C tot +85°C, +2ppm tot -2pm voor 0°C tot +40°C
• Het schakelt automatisch over op batterijvoeding wanneer er een stroomstoring is

Specificaties

• De DS3231 RTC-module werkt op de volgende spanning:2,3v – 5,5v
• U kunt deze RTC-module gebruiken bij lage spanningen
• Als hij op batterijvoeding werkt, verbruikt hij slechts 500 mA
• De maximale SDA- en SCL-spanning is VCC =0,3V
• Het heeft een bedrijfstemperatuur van -45°C tot +80°C

Toepassingen

Hier zijn enkele zaken waarmee u rekening moet houden bij het begrijpen van de toepassingen van de DS3231:

• Als je je zorgen maakt over problemen met het stroomverbruik op je circuit, heeft de DS3231 geen grote hoeveelheden stroom nodig om te werken. U kunt deze module dus gebruiken op mobiele systeemtoepassingen of computerrandapparatuur.
• Ondanks een heleboel RTC-modules op de markt, staat de DS3231 bekend om zijn uitstekende nauwkeurigheid. Dus als u op zoek bent naar een nauwkeurige tijd en datum voor uw project, dan heeft de DSC3231 wat u nodig heeft. De DS3231 kan de tijd up-to-date houden dan andere RTC-modules.
• In gevallen waar u snelle communicatie nodig heeft, kan de DS3231 RTC-module communiceren met elke snelle TWI-interface, waardoor het de ideale keuze is voor toepassingen als robotica, gaming en servertoepassingen.
• Je kunt de DS3231 ook gebruiken voor 12- en 24-uursmethoden om applicaties te vinden, vooral in GPS-applicaties.
• Het heeft een paar wekkerattributen en temperatuursensoren waardoor het nuttiger is voor verschillende andere toepassingen, zoals toepassingen voor elektriciteitsmeters.

DS3231 RTC-pinconfiguratie

DS3231 RTC-pinconfiguratie

De DS321 heeft zes terminals. Het is echter niet verplicht om twee van deze pinnen te gebruiken. We hebben dus voornamelijk vier terminals of pinnen. En je kunt ze zien aan de extra kant van de module. Hier is de pinconfiguratie van de DS3231 RTC-module:

De DS3231 RTC-module gebruiken

U kunt alleen communiceren met de DS3231 RTC-module via de I2C-interface. De I2C-interface verwerkt de gegevens die worden verzonden en ontvangen van de DS3221. U kunt dus alle informatie over tijd en datum krijgen via de I2C.

DS3231 en I2C

Bovendien is de transmissie tussen de module en de I2C complex. Bovendien vindt de communicatie plaats in byteformaat. Het zou dus het beste zijn als u bibliotheken gebruikt die specifiek zijn geschreven met betrekking tot DS3231. Waarom? Welnu, het gebruik van bibliotheken verbetert de communicatie. U kunt dus de DS3231-bibliotheken downloaden en programma's gebruiken om ze op te roepen.

Dus zodra u het headerbestand opneemt, begint de controller te communiceren en toont hij u de tijd en datum. Bovendien kunt u deze bibliotheken gebruiken om het alarm gemakkelijk te bedienen en in te stellen.

Bovendien, wanneer er weinig of geen stroom is, zal de RTC-module in plaats daarvan automatisch stroom van de batterij halen, waardoor de chip continu nauwkeurige tijd en gegevens kan geven. Zodra het systeem opnieuw opstart, kan de communicatie tussen de controller en de module zonder fouten doorgaan.

Project:Arduino Kalenderklok

In dit gedeelte leren we hoe we een realtime klok kunnen gebruiken met Arduino en hoe we een Arduino-kalenderklokproject kunnen bouwen.

Circuitontwerp 

Hier is het ontwerp van de eenvoudige Arduino-kalenderklok met behulp van de DS3231 RTC-module. Vanwege de IC2 hebben we alle apparaten aangesloten op een gemeenschappelijke bus die uit slechts vier draden bestaat:

Het schakelschema van de Arduino-kalenderklok

Benodigde onderdelen

Dit zijn de materialen die je nodig hebt voor dit project:

• (1) Arduino Uno
• (1) Broodplank
• (1) 16×2 I2C karakter LCD
• Jumperdraden
• (1) DS3232 real-time klokmodule

Code

Hier zullen we bibliotheken gebruiken en aangepaste functies maken om het maken van onze code gemakkelijker en leesbaarder te maken. Dit project zal dus gebruik maken van de volgende bibliotheken:

• Draad. h bibliotheek voor de I2C-interface
• LiquidCrystal_I2C.h bibliotheek (door Frank de Brabander) voor de I2C 16×2 LCD module
• RTClib.h-bibliotheek (door Adafruit) voor de DS3231 RTC-module

Zodra je deze bibliotheken hebt gedownload, voeg je ze toe aan je code via de #include trefwoorden. Dus hiermee stellen we twee objecten in. De eerste is de lcd() en de andere is de rtc. Deze twee objecten helpen bij de communicatie met de LCD- en DS3231-modules.

Code voor LCD() en rtc

Maak vervolgens twee aangepaste functies zodat u uw code eenvoudig kunt beheren. De updateRTC() is de eerste functie die u gaat coderen. Het is de functie die een gebruiker om de huidige datum en tijd vraagt ​​en de interne klok van de RTC bijwerkt met de invoer.

Code voor updateRTC()

Maak vervolgens twee aangepaste functies zodat u uw code eenvoudig kunt beheren. De updateRTC() is de eerste functie die u gaat coderen. Het is de functie die een gebruiker om de huidige datum en tijd vraagt ​​en de interne klok van de RTC bijwerkt met de invoer.

Code voor updateRTC()

De volgende functie die u gaat maken, is de functie updateLCD(). Het is verantwoordelijk voor het bijwerken van de tekst die op het LCD-scherm wordt weergegeven.

Code voor updateLCD() 2

De laatste stap voor het maken van onze code is het toevoegen van de normale functies voor Arduino:setup() en loop(). Hier zijn de codes voor de twee functies:

Code voor setup()

Code voor loop()

Upload tot slot uw code en uw Arduino Uno zou de datum en tijd op het LCD-scherm moeten weergeven.

Afronding

De RTC-module is een goedkope en eenvoudige methode om tijdwaarnemingsmogelijkheden aan uw circuit toe te voegen. Wat we je lieten zien is slechts een kras op het oppervlak. Als je er meer aan sleutelt, zul je veel andere leuke manieren vinden om deze module te gebruiken.

Het is vermeldenswaard dat als je de DS3231 niet op de markt kunt vinden, de DS12C997 en DS1307 waardige equivalenten zijn. Voor het hierboven genoemde Arduino-project kunt u ook uw seriële monitor gebruiken om de datum en tijd van uw project te wijzigen. Het enige dat u hoeft te doen, is de letter "U" intypen en de aanwijzingen volgen. Dat rondt dit artikel af. Als je vragen hebt, neem dan gerust contact met ons op, we helpen je graag verder.