DS3231 AT24C32 Real Time Clock Module Clock Module IIC RTC Module

ID: 37
Kategorie: Module

Menge: 0
Position:

Zegar czasu rzeczywistego RTC DS3231

DS3231 jest bardzo precyzyjnym ukÅ‚adem RTC sÅ‚uÅ¼Ä…cym do odmierzania czasu, czÄ™sto spotykanym w niektórych moduÅ‚ach dla Arduino.

Jego ogromnÄ… zaletÄ… jest brak koniecznoÅ›ci podÅ‚Ä…czania zewnÄ™trznego rezonatora kwarcowego oraz wbudowany termometr do kompensacji temperaturowej.

JeÅ›li przypomnimy sobie, jaki wpÅ‚yw ma temperatura na standardowy kwarc zegarkowy, stosowany w opisywanym niedawno DS1307 i jakie moÅ¼e mieÄ‡ to skutki po upÅ‚ywie miesiÄ…ca czasu, to z pewnoÅ›ciÄ… docenicie dokÅ‚adnoÅ›Ä‡ jakÄ… oferuje DS3231, która wynosi staÅ‚e ±2ppm w zakresie temperatur 0°C ÷ 40°C oraz ±3.5ppm w zakresie temperatur -40°C ÷ 85°C. Tak duÅ¼a dokÅ‚adnoÅ›Ä‡ gwarantuje maksymalnÄ… odchyÅ‚kÄ™ odmierzanego czasu do okoÅ‚o 1 minuty w skali roku.

DS3231 pozwala równieÅ¼ na bezpoÅ›redni odczyt temperatury z wbudowanego termometru, konfiguracjÄ™ dwóch alarmów obsÅ‚ugujÄ…cych przerwania, a takÅ¼e generator przebiegu prostokÄ…tnego o zadanej czÄ™stotliwoÅ›ci 1Hz ÷ 32768Hz. Posiada równieÅ¼ dodatkowe wyjÅ›cie o staÅ‚ym sygnale prostokÄ…tnym o czÄ™stotliwoÅ›ci 32kHz.

UkÅ‚ad DS3231 dostÄ™pny jest jedynie w obudowie SOIC:

Dokumentacja techniczna: http://www.jarzebski.pl/datasheets/DS3231.pdf

Schemat poÅ‚Ä…czeÅ„

Sposób podÅ‚Ä…czenia DS3231 jest bardzo podobny do ukÅ‚adu DS1307. PodÅ‚Ä…czamy wiÄ™c zasilanie 5V (nóÅ¼ka 2) oraz masÄ™ GND (nóÅ¼ka 13). Bardzo waÅ¼ne jest, aby równieÅ¼ podÅ‚Ä…czyÄ‡ do masy wszystkie wyprowadzenia oznaczone jako NC (nóÅ¼ki 5,6,7,8,9,10,11,12). DS3231 równieÅ¼ komunikuje siÄ™ z Arduino za pomocÄ… magistrali I2C, a wiÄ™c Å‚Ä…czymy SCL (nóÅ¼ka 16) do pinu A5, a SDA (nóÅ¼ka 15) do pinu A4. Na koniec nie zapomnijmy podciÄ…gnÄ…Ä‡ linii sygnaÅ‚owych rezystorami o wartoÅ›ci 10kΩ do zasilania 5V. BateriÄ™ 3V podÅ‚Ä…czamy natomiast do VBAT (nóÅ¼ka 14). WyjÅ›cia SQW/OUT oraz 32kHz, równieÅ¼ podciÄ…gamy rezystorami o wartoÅ›ci 10kΩ do zasilania 5V. Jest to zabieg niezbÄ™dny, poniewaÅ¼ i tutaj wyjÅ›cia dziaÅ‚ajÄ… w ukÅ‚adzie otwartego drenu. Dlatego, jeÅ›li chcemy wykorzystaÄ‡ do nich diodÄ™ LED, naleÅ¼y podÅ‚Ä…czyÄ‡ tutaj katodÄ™ - anodÄ™ zaÅ› do masy. JeÅ›li nie planujemy korzystaÄ‡ z SQW/OUT oraz wyjÅ›cia sygnaÅ‚u 32kHz, moÅ¼emy pozostawiÄ‡ je "w powietrzu".

Ja zamiast zasilania bateryjnego wykorzystaÅ‚em napiÄ™cie 3.3V z Arduino oraz podÅ‚Ä…czyÅ‚em sobie diody LED do sygnalizacji stanów na wyjÅ›ciach z rezystorami 220Ω.

Prosty przykÅ‚ad

Do obsÅ‚ugi moduÅ‚ów z ukÅ‚adami DS3231 przygotowaÅ‚em bibliotekÄ™ dla Arduino, którÄ… moÅ¼na pobraÄ‡ z repozytorium Git: https://github.com/jarzebski/Arduino-DS3231. Bazuje ona bibliotekach JeeLabs oraz Adafruit, jednak oferuje ona dodatkowe funkcje do sterowania wyjÅ›ciami SQW/OUT oraz 32kHz, ustawiania alarmów oraz formatowanie daty na wzór funkcji date() znanej z jÄ™zyka PHP.

```
#include
```
```
#include
```
```
 
```
```
DS3231 clock;
```
```
RTCDateTime dt;
```
```
 
```
```
void setup()
```
```
{
```
```
  Serial.begin(9600);
```
```
 
```
```
  // Inicjalizacja DS3231
```
```
  Serial.println("Initialize DS3231");;
```
```
  clock.begin();
```
```
 
```

  // Ustawiany date i godzine kompilacji szkicu

  clock.setDateTime(__DATE__, __TIME__);

```
}
```
```
 
```
```
void loop()
```
```
{
```
```
  // Odczytujemy i wyswietlamy czas
```
```
  dt = clock.getDateTime();
```
```
 
```
```
  Serial.print("Raw data: ");
```

  Serial.print(dt.year);   Serial.print("-");

  Serial.print(dt.month);  Serial.print("-");

  Serial.print(dt.day);    Serial.print(" ");

  Serial.print(dt.hour);   Serial.print(":");

  Serial.print(dt.minute); Serial.print(":");

  Serial.print(dt.second); Serial.println("");

```
 
```
```
  delay(1000);
```
```
}
```

Formatowanie daty

JeÅ›li chcemy wyÅ›wietliÄ‡ czas i datÄ™ w odpowiednim dla nas formacie, moÅ¼emy skorzystaÄ‡ z funkcji dateFormat().

```
#include
```
```
#include
```
```
 
```
```
DS3231 clock;
```
```
RTCDateTime dt;
```
```
 
```
```
void setup()
```
```
{
```
```
  Serial.begin(9600);
```
```
 
```
```
  // Inicjalizacja DS3231
```
```
  Serial.println("Initialize DS3231");;
```
```
  clock.begin();
```
```
 
```

  // Ustawiamy date i czas z kompilacji szkicu

  clock.setDateTime(__DATE__, __TIME__);

```
 
```

  // Lub recznie (YYYY, MM, DD, HH, II, SS

  // clock.setDateTime(2014, 4, 13, 19, 21, 00);

```
}
```
```
 
```
```
void loop()
```
```
{
```

  // Odczytujemy czas i formatujemy za pomoca funkcji dateFormat

```
  dt = clock.getDateTime();
```
```
 
```

  Serial.print("Long number format:          ");

  Serial.println(clock.dateFormat("d-m-Y H:i:s", dt));

```
 
```

  Serial.print("Long format with month name: ");

  Serial.println(clock.dateFormat("d F Y H:i:s",  dt));

```
 
```

  Serial.print("Short format witch 12h mode: ");

  Serial.println(clock.dateFormat("jS M y, h:ia", dt));

```
 
```

  Serial.print("Today is:                    ");

  Serial.print(clock.dateFormat("l, z", dt));

```
  Serial.println(" days of the year.");
```
```
 
```

  Serial.print("Actual month has:            ");

  Serial.print(clock.dateFormat("t", dt));

```
  Serial.println(" days.");
```
```
 
```

  Serial.print("Unixtime:                    ");

  Serial.println(clock.dateFormat("U", dt));

```
 
```
```
  Serial.println();
```
```
 
```
```
  delay(1000);
```
```
}
```

Sterowanie wyjÅ›ciem 32kHz oraz SQW/INT

W poniÅ¼szym przykÅ‚adzie moÅ¼emy zobaczyÄ‡ jak wÅ‚Ä…czyÄ‡ lub wyÅ‚Ä…czyÄ‡ generator przebiegu prostokÄ…tnego na wyjÅ›ciu 32kHz oraz ustawiÄ‡ interesujÄ…cy nas przebieg prostokÄ…tny na wyjÅ›ciu SQW. SygnaÅ‚ SQW moÅ¼emy wykorzystaÄ‡ do obsÅ‚ugi przerwania lub podÅ‚Ä…czyÄ‡ diodÄ™ LED jako sygnalizator sekund, oszczÄ™dzajÄ…c tym samym cyfrowy pin Arduino. Kiedy bÄ™dziemy mieli zamiar skorzystaÄ‡ z alarmów to wyjÅ›cie SQW/INT bÄ™dzie nam sÅ‚uÅ¼yÅ‚o wÅ‚aÅ›nie do obsÅ‚ugi przerwaÅ„.

```
#include
```
```
#include
```
```
 
```
```
DS3231 clock;
```
```
 
```
```
boolean state;
```
```
 
```
```
void setup()
```
```
{
```
```
  Serial.begin(9600);
```
```
 
```
```
  // Inicjalizyjemy DS3231
```
```
  Serial.println("Initialize DS3231");;
```
```
  clock.begin();
```
```
 
```
```
  // Wylaczamy wyjscie  32kHz
```
```
  clock.enable32kHz(false);
```
```
 
```

  // Ustawiamy wyjscie SQW na sygnal 1Hz

```
  clock.setOutput(DS3231_1HZ);
```
```
 
```
```
  // Wlaczamy wyjsscie SQW
```
```
  clock.enableOutput(true);
```
```
 
```
```
  if (clock.isOutput())
```
```
  {
```

    Serial.println("Oscilator is enabled");

```
  } else
```
```
  {
```

    Serial.println("Oscilator is disabled");

```
  }
```
```
 
```
```
  switch (clock.getOutput())
```
```
  {
```

    case DS3231_1HZ:     Serial.println("SQW = 1Hz"); break;

    case DS3231_4096HZ:  Serial.println("SQW = 4096Hz"); break;

    case DS3231_8192HZ:  Serial.println("SQW = 8192Hz"); break;

    case DS3231_32768HZ: Serial.println("SQW = 32768Hz"); break;

    default: Serial.println("SQW = Unknown"); break; }

```
}
```
```
 
```
```
void loop()
```
```
{
```

   // Wlaczamy i wylaczamy wyjscie 32kHz co 2 sekundy

```
   clock.enable32kHz(state);
```
```
   state = !state;
```
```
   delay(2000);
```
```
}
```

Odczyt temperatury z wbudowanego czujnika

DS3231 pozwala nam równieÅ¼ na dostÄ™p do wbudowanego termometru o rozdzielczoÅ›ci 10-bitów. Co daje nam odczyt z precyzjÄ… 0.25°C i dokÅ‚adnoÅ›ciÄ… ±3°C. DomyÅ›lnie pomiar temperatury odbywa siÄ™ co 64 sekundy na potrzeby kompensacji , jednak moÅ¼emy wymusiÄ‡ ponowny pomiar za pomocÄ… funkcji forceConversion().

```
#include
```
```
#include
```
```
 
```
```
DS3231 clock;
```
```
RTCDateTime dt;
```
```
 
```
```
void setup()
```
```
{
```
```
  Serial.begin(9600);
```
```
 
```
```
  // Inicjalizyjemy DS3231
```
```
  Serial.println("Initialize DS3231");;
```
```
  clock.begin();
```
```
}
```
```
 
```
```
void loop()
```
```
{
```

  // Wymuszamy konwersje temperatury, poniweaz domyslnie jest ona odswiezana co 64 sekundy

```
  clock.forceConversion();
```
```
 
```
```
  Serial.print("Temperature: ");
```

  Serial.println(clock.readTemperature());

```
 
```
```
  delay(1000);
```
```
}
```

Konfiguracja alarmów

UkÅ‚ad pozwala na konfiguracjÄ™ dwóch alarmów, które róÅ¼niÄ… siÄ™ od siebie gÅ‚ównie metodÄ… porównania czasu z ustawionym alarmem.

Alarm 1 pozwala na aktywowanie przerwania do nastÄ™pujÄ…cych dopasowaÅ„:

KaÅ¼da sekunda
Dopasowanie tylko sekundy
Dopasowanie sekundy i minuty
Dopasowanie sekundy, minuty i godziny
Dopasowanie sekundy, minuty, godziny oraz dnia miesiÄ…ca
Dopasowanie sekundy, minuty, godziny oraz dnia tygodnia

Alarm 2 pozwala natomiast na aktywowanie przerwania do nastÄ™pujÄ…cych dopasowaÅ„:

Kazda peÅ‚na minuta
Dopasowanie tylko do wybranej minuty
Dopasowanie minuty i godziny
Dopasowanie do minuty, godziny oraz dnia miesiÄ…ca
Dopasowanie do minuty, godziny oraz dnia tygodnia

Åatwo wiÄ™c zauwaÅ¼yÄ‡, Å¼e Alarm 1 operuje na sekundach natomiast Alarm 2 na minutach. W ramach tego przykÅ‚adu w funkcji setup() wyÅ‚Ä…czamy i resetujemy przerwania za pomocÄ… funkcji armAlarmX(false) oraz clearAlarmX() poniewaÅ¼ wartoÅ›ci te sÄ… podtrzymywane bateryjnie. W normalnej pracy oczywiÅ›cie powinniÅ›my pominÄ…Ä‡ ten fragment, poniewaÅ¼ bÄ™dzie on powodowaÅ‚ kasowanie ustawieÅ„ przy powrocie gÅ‚ównego zasilania.

```
#include
```
```
#include
```
```
 
```
```
DS3231 clock;
```
```
RTCDateTime dt;
```
```
 
```
```
void setup()
```
```
{
```
```
  Serial.begin(9600);
```
```
 
```
```
  // Inicjalizacja DS3231
```
```
  Serial.println("Initialize DS3231");;
```
```
  clock.begin();
```
```
 
```

  // Wylaczamy alarmy i resetujemy przerwania do przykladu,

  // poniewaz ustawienia sa podtrzymywane bateryjnie

```
  clock.armAlarm1(false);
```
```
  clock.armAlarm2(false);
```
```
  clock.clearAlarm1();
```
```
  clock.clearAlarm2();
```
```
 
```

  // Ustawiamy date (Year, Month, Day, Hour, Minute, Second)

  clock.setDateTime(2014, 4, 25, 0, 0, 0);

```
 
```

  // Ustawiamy Alarm1 na 20s kazdej minutu z dopasowaniem sekund

  // setAlarm1(Date or Day, Hour, Minute, Second, Mode, Armed = true)

  clock.setAlarm1(0, 0, 0, 20, DS3231_MATCH_S);

```
 
```

  // Usyawiamy Alarm2 - Kazda pierwsza minuta kazdej godziny z dopasowaniem do minut

  // setAlarm2(Date or Day, Hour, Minute, Mode, Armed = true)

  clock.setAlarm2(0, 0, 1,     DS3231_MATCH_M);

```
}
```
```
 
```
```
void loop()
```
```
{
```
```
  // Odczytujemy date
```
```
  dt = clock.getDateTime();
```
```
 
```

  Serial.println(clock.dateFormat("d-m-Y H:i:s - l", dt));

```
 
```
```
  // Sprawdzamy alaram 1
```
```
  if (clock.isAlarm1())
```
```
  {
```

    Serial.println("ALARM 1 TRIGGERED!");

```
  }
```
```
 
```
```
  // Sprawdzamy alaram 1
```
```
  if (clock.isAlarm2())
```
```
  {
```

    Serial.println("ALARM 2 TRIGGERED!");

```
  }
```
```
 
```
```
  delay(1000);
```
```
}
```

W tym przykÅ‚adzie zademonstrowaÅ‚em jak obsÅ‚uÅ¼yÄ‡ alarmy programowo, jednak w repozytorium Git znajdziecie przykÅ‚ad z wykorzystaniem przerwania INT0 w Arduino UNO. PrzykÅ‚ad ten zostaÅ‚ równieÅ¼ omówiony na filmie poniÅ¼ej.

MateriaÅ‚y dodatkowe

Dokumentacja techniczna: http://www.jarzebski.pl/datasheets/DS3231.pdf
Biblioteka Arduino: https://github.com/jarzebski/Arduino-DS3231

Geändert am: 2020-05-24 21:54:20