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RTC-Modul:Der absolute Leitfaden für ein einfaches Projekt

Haben Sie ein elektronisches Gerät, das eine genaue Zeitmessung erfordert? Oder erfordert Ihr Projekt, dass Sie Sekunden, Minuten, Stunden und sogar Monate zählen?

Nun, wenn Sie nicht wissen, wie Sie vorgehen sollen, machen Sie sich keine Sorgen, Sie sind an der richtigen Stelle. Projekte, die Zeitmessung beinhalten, können schwierig sein, selbst wenn kein Strom vorhanden ist. Zum Glück sind wir für Sie da.

Alles, was Sie brauchen, ist ein Echtzeituhrmodul (RTC). In diesem Artikel werden wir uns also alles über das RTC-Modul ansehen und Ihnen zeigen, wie Sie mit der RTC-Modulschaltung ein einfaches Projekt erstellen.

Sind Sie bereit? Dann fangen wir an!

Was ist ein RTC-Modul?

RTC-Module

Eine Echtzeituhr (RTC) ist ein integriertes Schaltungsuhrmodul, das normalerweise in modernen Computern, Servern oder eingebetteten Systemen zu finden ist. Außerdem hat das RTC-Modul einen Zweck; Zeitmessung.

Dieses Gerät kann Sekunden, Minuten, Stunden und Jahre zählen. Außerdem ist es in der Lage, verschiedene Zeiterfassungsanwendungen genau zu handhaben.

Wie funktioniert das RTC-Modul?

Da RTCs eine so wichtige Rolle spielen, hält sie die Zeit auch dann, wenn das System ausgeschaltet ist. Aus diesem Grund kann eine RTC als Auslöser zum Einschalten eines Systems bei Ereignissen wie Weckern oder geplanter Stromversorgung auf Mobilgeräten dienen.

Wie erreichen RTCs dies? Nun, diese integrierte Schaltung arbeitet mit einer Stromquelle, die sich von derjenigen unterscheidet, die ihr System mit Strom versorgt. Daher kann die RTC in Niedrigleistungssituationen oder bei Stromausfall kontinuierlich arbeiten. Außerdem benötigen Sie nur wenig Strom, um die Echtzeituhr zu betreiben.

Außerdem verfügten ältere RTC-Module über Lithiumbatterien als alternative Stromquellen, während die neueren Versionen Superkondensatoren oder Hilfsbatterien verwenden. Nun gibt es Unterschiede zwischen den beiden RTC-ICs.

Echtzeituhrenmodule mit Superkondensatoren haben wiederaufladbare Funktionen und können an Ihre Schaltung gelötet werden. Auf der anderen Seite sind RTCs mit Hilfsbatterien häufiger, da Sie sie auf den meisten Hauptplatinen der Verbraucherklasse finden können. In diesem Fall wird die RTC von einer einzigen Batterie mit Strom versorgt. Wenn Sie also diese Batterie entfernen, wird die RTC zurückgesetzt und an ihren Ausgangspunkt zurückgeschickt.

Darüber hinaus verwenden Echtzeituhren-Module Kristalloszillatoren, um die Zeit zu regulieren. Daher unterscheiden sie sich von normalen Hardware-Uhren, da sie keine Taktsignale benötigen.

Merkmale und Spezifikationen des DS3231 RTC-Moduls

Hier sind die Merkmale und Spezifikationen des DS3231-Moduls:

Funktionen

Spezifikationen

Anwendungen

Hier sind einige Fälle, die beim Verständnis der Anwendungen des DS3231 berücksichtigt werden sollten:

DS3231 RTC Pin-Konfiguration

DS3231 RTC-Pin-Konfiguration

Das DS321 hat sechs Terminals. Es ist jedoch nicht zwingend erforderlich, zwei dieser Stifte zu verwenden. Somit haben wir hauptsächlich vier Anschlüsse oder Stifte. Und Sie können sie auf der zusätzlichen Seite des Moduls sehen. Hier ist die Pin-Konfiguration des DS3231 RTC-Moduls:

PIN-NAME BESCHREIBUNG
VCC Verbindet mit dem Pluspol der Energiequelle
Masse Verbindung zum Boden
SDA Der Pin der seriellen Daten (I2C-Schnittstelle)
SCL Der Pin der seriellen Uhr (I2C-Schnittstelle)
SQW Der Pin des Rechteckwellenausgangs
32K Die Ausgabe des 32k-Oszillators

Verwendung des DS3231 RTC-Moduls

Sie können nur über die I2C-Schnittstelle mit dem DS3231 RTC-Modul kommunizieren. Die I2C-Schnittstelle verarbeitet die vom DS3221 gesendeten und empfangenen Daten. Somit können Sie alle Informationen über Zeit und Datum über das I2C erhalten.

DS3231 und I2C

Außerdem ist die Übertragung zwischen dem Modul und dem I2C komplex. Außerdem findet die Kommunikation in einem Byte-Format statt. Daher ist es am besten, wenn Sie speziell für DS3231 geschriebene Bibliotheken verwenden. Wieso den? Nun, die Verwendung von Bibliotheken verbessert die Kommunikation. Sie können also die DS3231-Bibliotheken herunterladen und Programme verwenden, um sie aufzurufen.

Sobald Sie also die Header-Datei einfügen, beginnt der Controller zu kommunizieren und zeigt Ihnen die Uhrzeit und das Datum an. Darüber hinaus können Sie diese Bibliotheken verwenden, um den Alarm einfach zu steuern und einzustellen.

Darüber hinaus bezieht das RTC-Modul bei geringer oder fehlender Stromversorgung automatisch Strom aus der Batterie, sodass der Chip kontinuierlich genaue Zeit und Daten liefern kann. Nach dem Neustart des Systems kann die Kommunikation zwischen Steuerung und Modul fehlerfrei fortgesetzt werden.

Projekt:Arduino-Kalenderuhr

In diesem Abschnitt erfahren Sie, wie Sie eine Echtzeituhr mit Arduino verwenden und ein Arduino-Kalenderuhrprojekt erstellen.

Schaltungsdesign 

Hier ist das Design der einfachen Arduino-Kalenderuhr mit dem DS3231 RTC-Modul. Wegen des IC2 haben wir alle Geräte an einen gemeinsamen Bus angeschlossen, der nur aus vier Adern besteht:

Schaltplan der Arduino-Kalenderuhr

Erforderliche Komponenten

Hier sind die Materialien, die Sie für dieses Projekt benötigen:

Code

Hier verwenden wir Bibliotheken und erstellen benutzerdefinierte Funktionen, um das Erstellen unseres Codes einfacher und lesbarer zu machen. Dieses Projekt wird also die folgenden Bibliotheken verwenden:

Nachdem Sie diese Bibliotheken heruntergeladen haben, fügen Sie sie Ihrem Code über #include hinzu Schlüsselwörter. Damit setzen wir also zwei Objekte. Das erste ist lcd() und das andere ist rtc. Diese beiden Objekte helfen bei der Kommunikation mit den LCD- und DS3231-Modulen.

Code für LCD() und rtc

Erstellen Sie als Nächstes zwei benutzerdefinierte Funktionen, damit Sie Ihren Code einfach verwalten können. updateRTC() ist die erste Funktion, die Sie codieren. Es ist die Funktion, die einen Benutzer nach dem aktuellen Datum und der Uhrzeit fragt und die interne Uhr der RTC mit der Eingabe aktualisiert.

Code für updateRTC()

Erstellen Sie als Nächstes zwei benutzerdefinierte Funktionen, damit Sie Ihren Code einfach verwalten können. updateRTC() ist die erste Funktion, die Sie codieren. Es ist die Funktion, die einen Benutzer nach dem aktuellen Datum und der Uhrzeit fragt und die interne Uhr der RTC mit der Eingabe aktualisiert.

Code für updateRTC()

Die nächste Funktion, die Sie erstellen, ist die Funktion updateLCD(). Es ist verantwortlich für die Aktualisierung des Textes, der auf dem LCD angezeigt wird.

Code für updateLCD() 2

Der letzte Schritt zum Erstellen unseres Codes ist das Hinzufügen der normalen Funktionen für Arduino:setup() und loop(). Hier sind die Codes für die beiden Funktionen:

Code für setup()

Code für Schleife()

Laden Sie schließlich Ihren Code hoch und Ihr Arduino Uno sollte beginnen, das Datum und die Uhrzeit auf dem LCD anzuzeigen.

Aufrundung

Das RTC-Modul ist eine kostengünstige und einfache Methode, um Ihrer Schaltung Zeitmessungsfunktionen hinzuzufügen. Was wir Ihnen gezeigt haben, ist nur ein Kratzer auf der Oberfläche. Wenn Sie weiter daran basteln, werden Sie viele andere unterhaltsame Möglichkeiten finden, dieses Modul zu verwenden.

Es ist erwähnenswert, dass, wenn Sie den DS3231 nicht auf dem Markt finden können, der DS12C997 und der DS1307 würdige Äquivalente sind. Außerdem können Sie für das oben erwähnte Arduino-Projekt Ihren seriellen Monitor verwenden, um das Datum und die Uhrzeit Ihres Projekts zu ändern. Sie müssen lediglich den Buchstaben „U“ eingeben und den Anweisungen folgen. Das rundet diesen Artikel ab. Wenn Sie Fragen haben, können Sie sich gerne an uns wenden. Wir helfen Ihnen gerne weiter.


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