Czas w Arduino - I_R_W15_M03 Przykładowe projekty

RgNt5Mfc9aHvi

Budowa modułu czasu

Moduł DS3231 to bardzo precyzyjny w odmierzaniu czasu rzeczywistego zegar RTC, który komunikuje się po szynie I2C. Wyposażony jest w układ kompensacji temperaturowej oscylatora (TCX0) i w zintegrowany kwarc, dzięki czemu nie ma już konieczności podpięcia zewnętrznego generatora kwarcowego. Do tego posiada większy zakres napięcia (2.3 V - 5.5 V) oraz baterię podtrzymującą pamięć.

RD4U42MVVBKXA

Grafika przedstawia schematyczną budowę modułu DS3231. Moduł ma kształt prostokąta z zaokrąglonymi rogami. Wzdłuż krótszego lewego boku mamy kolejno od góry następujące piny: 32K, SQW, SCL, SDA, VCC, GND. Wzdłuż prawego krótszego boku mamy następujące piny: SCL, SDA, VCC, GND. W dolnej prawej części mamy piny od lewej: A0, A1, A2. — Moduł DS3231
Źródło: Contentplus.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Na płytce mieści się także pamięć EEPROM AT24C32, która daje 32K pamięci, a zapisane w niej dane nie są usuwane w przypadku braku zasilania. Pozwala to na stworzenie np. prostego rejestratora zdarzeń.

Jeśli nie chcemy ingerować w strukturę modułu, najlepiej zastosować akumulator LIR2032. Możemy też użyć zwykłej baterii CR2032, ale w takiej sytuacji musimy pamiętać o kwestii jej ładowania. W przypadku, gdy moduł ma być zasilany napięciem 5V, należy odlutować diodę przy układzie DS3231 lub przeciąć ścieżkę pomiędzy diodą a rezystorem (chodzi o ścieżkę biegnącą na lewo od litery S w oznaczeniu SCL). Natomiast przy zasilaniu modułu napięciem 3.3 V nie ma takiej potrzeby. Spadek napięcia na diodzie sprawia, że dopóki napięcie ładowania nie jest większe od napięcia baterii – ta nie będzie ładowana, a dioda zapobiegnie rozładowywaniu baterii.

***Specyfikacja modułu:***

Funkcje

Zegar RTC z podtrzymaniem pamięci (wbudowana bateria):
- odmierza sekundy, minuty, godziny, dni miesiąca, miesiące, dni tygodnia, lata;
- zawiera dwa alarmy do ustawienia (z wieloma możliwymi interwałami do wyboru);
- wyznacza lata przestępne do roku 2100;
- dokonuje pomiary temperatury.
Pamięć EEPROM (konfigurowalny adres na magistrali I2C za pomocą zworek A0, A1 i A2).

Przykłady pracy z modułem DS3231

Wyświetlanie daty i czasu

Co nam będzie potrzebne:

moduł DS3231,
płytka Arduino Uno,
przewody połączeniowe męsko‑żeńskie.

Do poprawnego działania moduł DS3231 potrzebujesz zainstalowanej biblioteki DS3231.h. Można ją pobrać, klikając w odnośnik:

RjNf3CsD74RBV

Przycisk z plikiem biblioteki DS3231 wykorzystanej w projekcie

Plik ZIP o rozmiarze 380.03 KB w języku polskim

Po pobraniu bibliotekę należy zainstalować w Arduino IDE.

Podłączamy moduł DS3231 według następującego schematu:

RU3NGTP8K154P

Ilustracja przedstawia schemat elektryczny połączeń Arduino Uno i modułu DS3231. Pin arduino 5V podłączono do węzła +5V, pin GND podłączono do węzła GND. Pin SCL podłączono do pinu 3 SCL modułu, pin SDA arduino podłączono do pinu 4 SDA modułu. Pin 6 GND podłączono do węzła GND, pin 5 VCC podłączono do węzła +5V. — Schemat ideowy
Źródło: Contentplus.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Teraz przechodzimy do programowania.

Najpierw dołączamy bibliotekę.

#include <DS3231.h>

Następnie inicjujemy DS3231 za pomocą interfejsu sprzętowego.

DS3231 rtc (SDA, SCL);

W pętli setup() ustawiamy prędkość połączenia z monitorem portu szeregowego na 115 200 bodów.

Serial.begin (115200);

Ustawiamy ręcznie datę i godzinę.

Czas i datę wpisujemy według poniższego kodu. Ustawiamy dzień tygodnia, czas (HH:MM:SS) oraz datę (DD:MM:YYYY).

  rtc.setDOW (WEDNESDAY);
  rtc.setTime (11, 05, 0);
  rtc.setDate (25, 1, 2021);

W pętli loop() deklarujemy, jakie informacje będą wyświetlane w monitorze portu szeregowego.

  Serial.print (rtc.getDOWStr());
  Serial.print (" ");

  Serial.print (rtc.getDateStr());
  Serial.print (" -- ");

  Serial.println (rtc.getTimeStr());

Kod

Całość kodu wygląda następująco:

#include <DS3231.h>

DS3231  rtc (SDA, SCL);

void setup() {

  Serial.begin (115200);

  rtc.begin ();

  //rtc.setDOW (WEDNESDAY);
  //rtc.setTime (11, 20, 00);
  //rtc.setDate (25, 01, 2021);
}

void loop() {
  Serial.print (rtc.getDOWStr());
  Serial.print (" ");

  Serial.print (rtc.getDateStr());
  Serial.print (" -- ");

  Serial.println (rtc.getTimeStr());

  delay (1000);
}

Teraz wgrajmy kod do Arduino Uno i sprawdźmy, co pojawi nam się w monitorze portu szeregowego.

RM8FQEQJPF2CG

Zrzut ekranu przedstawia okno „Ustawienie_czasu|Arduino 1.8.13”. W polu głównym mamy otwartą zakładkę zatytułowaną „Ustawianie_czasu”. W zakładce wpisany jest następujący kod: 1. #include <DS3231.h> 2. 3. DS3231 rtc (SDA, SCL); 4. 5. Void setup() { 6. 7. Serial.begin (115200); 8. 9. rtc.begin (); 10. 11. rtc.setDOW (Monday); 12. rtc.setTime (11, 29, 00); 13. rtc.setDate (25, 01, 2021); 14. } 15. 16. void loop() { 17. Serial.print (rtc.getDOWStr()); 18. Serial.print (” ”); 19. 20. Serial.print (rtc.getDateStr()); 21. Serial.print (” -- ”); 22. 23. Serial.println (rtc.getTimeStr()); 24. 25. delay (1000); 26. } Na zrzucie otwarte jest także drugie, mniejsze okno COM5, w którym wyświetla się komunikat w każdym kolejnym wierszu: „Monday 25.01.2021 – 11:29:14”. Każdy kolejny wiersz różni się o sekundę więcej od poprzedniego. — Wyniki wyświetlane na konsoli
Źródło: Contentplus.pl Sp. z o.o, licencja: CC BY 3.0.

Wyświetlanie temperatury

Co nam będzie potrzebne:

moduł DS3231,
płytka Arduino Uno,
przewody połączeniowe męsko‑żeńskie.

Połączenie jest identyczne jak w przypadku wyświetlania daty i czasu, więc nie musimy niczego przepinać.

Przejdźmy zatem do pisania programu.

Najpierw dołączamy bibliotekę.

#include <DS3231.h>

Następnie inicjujemy DS3231 za pomocą interfejsu sprzętowego.

DS3231 rtc (SDA, SCL);

W pętli setup() ustawiamy prędkość połączenia z monitorem portu szeregowego na 115 200 bodów.

Serial.begin (115200);

Inicjujemy obiekt RTC.

rtc.begin ();

W pętli loop() deklarujemy wyświetlanie temperatury.

  Serial.print ("Temperatura wynosi: ");
  Serial.print (rtc.getTemp());
  Serial.println (" st. C");

Kod

Całość kodu wygląda następująco:

#include <DS3231.h>

DS3231 rtc (SDA, SCL);

void setup() {
  Serial.begin(115200);

  rtc.begin ();
}

void loop() {
  Serial.print ("Temperatura wynosi: ");
  Serial.print (rtc.getTemp());
  Serial.println (" st. C");
  delay (1000);
}

Polecenie 1

Zmodyfikuj kod tak, by w monitorze portu szeregowego pokazywane były następujące informacje:

data,
czas,
temperatura.

R13VT799C7BPK

Zrzut ekranu przedstawia okno „Data_i_czas|Arduino 1.8.13”. W polu głównym mamy otwartą zakładkę zatytułowaną „Data_i_czas”. W zakładce wpisany jest następujący kod: … 3. DS3231 rtc (SDA, SCL); 4. 5. void setup() { 6. 7. Serial.begin (115200); 8. 9. rtc.begin (); 10. 11. rtc.setDOW (MONDAY); 12. rtc.setTime (11, 29, 00); 13. rtc.setDate (25, 01, 2021); 14. } 15. 16. void loop() { 17. Serial.print (rtc.getDateStr()); 18. Serial.print (” -- ”); 19. 20. Serial.print (rtc.getTimeStr()); 21. Serial.print (” -- ”); 22. 23. Serial.print (”Temperatura wynosi: ”); 24. Serial.print (rtc.getTemp()); 25. Serial.printIn (” st. C”); 26. 27. delay (1000); 28. } Na zrzucie otwarte jest także drugie, mniejsze okno COM5, w którym wyświetla się komunikat w każdym kolejnym wierszu: „25.01.2021 -- 11:29:01 – Temperatura wynosi: 23.50 st. C”. Każdy kolejny wiersz różni się o sekundę więcej od poprzedniego, temperatura pozostaje bez zmian. — Wynik wyświetlany na konsoli
Źródło: Contentplus.pl Sp. z o.o, licencja: CC BY 3.0.

Linia 1. kratka include otwórz nawias ostrokątny DS3231 kropka h zamknij nawias ostrokątny. Linia 3. DS3231 rtc otwórz nawias okrągły SDA przecinek SCL zamknij nawias okrągły średnik. Linia 5. void setup otwórz nawias okrągły zamknij nawias okrągły otwórz nawias klamrowy. Linia 7. Serial kropka begin otwórz nawias okrągły 115200 zamknij nawias okrągły średnik. Linia 9. rtc kropka begin otwórz nawias okrągły zamknij nawias okrągły średnik. Linia 11. rtc kropka setDOW otwórz nawias okrągły MONDAY zamknij nawias okrągły średnik. Linia 12. rtc kropka setTime otwórz nawias okrągły 11 przecinek 29 przecinek 00 zamknij nawias okrągły średnik. Linia 13. rtc kropka setDate otwórz nawias okrągły 25 przecinek 01 przecinek 2021 zamknij nawias okrągły średnik. Linia 14. zamknij nawias klamrowy. Linia 16. void loop otwórz nawias okrągły zamknij nawias okrągły otwórz nawias klamrowy. Linia 17. Serial kropka print otwórz nawias okrągły rtc kropka getDateStr otwórz nawias okrągły zamknij nawias okrągły zamknij nawias okrągły średnik. Linia 18. Serial kropka print otwórz nawias okrągły cudzysłów minus minus cudzysłów zamknij nawias okrągły średnik. Linia 20. Serial kropka print otwórz nawias okrągły rtc kropka getTimeStr otwórz nawias okrągły zamknij nawias okrągły zamknij nawias okrągły średnik. Linia 21. Serial kropka print otwórz nawias okrągły cudzysłów minus minus cudzysłów zamknij nawias okrągły średnik. Linia 23. Serial kropka print otwórz nawias okrągły cudzysłów Temperatura wynosi dwukropek cudzysłów zamknij nawias okrągły średnik. Linia 24. Serial kropka print otwórz nawias okrągły rtc kropka getTemp otwórz nawias okrągły zamknij nawias okrągły zamknij nawias okrągły średnik. Linia 25. Serial kropka println otwórz nawias okrągły cudzysłów st kropka C cudzysłów zamknij nawias okrągły średnik. Linia 27. delay otwórz nawias okrągły 1000 zamknij nawias okrągły średnik. Linia 28. zamknij nawias klamrowy.

#include <DS3231.h>

DS3231  rtc (SDA, SCL);

void setup() {

  Serial.begin (115200);

  rtc.begin ();

  rtc.setDOW (MONDAY);
  rtc.setTime (11, 29, 00);
  rtc.setDate (25, 01, 2021);
}

void loop() {
  Serial.print (rtc.getDateStr());
  Serial.print (" -- ");

  Serial.print (rtc.getTimeStr());
  Serial.print (" -- ");

  Serial.print ("Temperatura wynosi: ");
  Serial.print (rtc.getTemp());
  Serial.println (" st. C");

  delay (1000);
}

Polecenie 2

Podłącz wyświetlacz LCD i wyświetl na nim następujące informacje:

Ekran 1:
- wiersz 1: data,
- wiersz 2: czas.

Czas wyświetlania ekranu 1 wynosi 5 sekund.

Ekran 2:
- wiersz 1: wyświetla napis TEMPERATURA,
- wiersz 2: wyświetla aktualną temperaturę.

Czas wyświetlania ekranu 2 wynosi 5 sekund.

R1VOA2ARXOGTS

Zdjęcie przedstawia główny moduł Andruino, do którego podpięte są przewody połączeniowe łączące go z płytką stykową. Do płytki podłączony jest także wyświetlacz, na którym jest data i godzina: wiersz pierwszy: 25.01.2021, wiersz drugi: 11:30:44. — Wynik działania programu
Źródło: Contentplus.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Linia 1. kratka include otwórz nawias ostrokątny DS3231 kropka h zamknij nawias ostrokątny. Linia 2. kratka include otwórz nawias ostrokątny LiquidCrystal kropka h zamknij nawias ostrokątny. Linia 4. LiquidCrystal lcd otwórz nawias okrągły 7 przecinek 6 przecinek 5 przecinek 4 przecinek 3 przecinek 2 zamknij nawias okrągły średnik. Linia 6. DS3231 rtc otwórz nawias okrągły SDA przecinek SCL zamknij nawias okrągły średnik. Linia 8. void setup otwórz nawias okrągły zamknij nawias okrągły otwórz nawias klamrowy. Linia 10. lcd kropka begin otwórz nawias okrągły 16 przecinek 2 zamknij nawias okrągły średnik. Linia 12. rtc kropka begin otwórz nawias okrągły zamknij nawias okrągły średnik. Linia 14. rtc kropka setTime otwórz nawias okrągły 11 przecinek 29 przecinek 00 zamknij nawias okrągły średnik. Linia 15. rtc kropka setDate otwórz nawias okrągły 25 przecinek 01 przecinek 2021 zamknij nawias okrągły średnik. Linia 16. zamknij nawias klamrowy. Linia 18. void loop otwórz nawias okrągły zamknij nawias okrągły otwórz nawias klamrowy. Linia 19. lcd kropka setCursor otwórz nawias okrągły 3 przecinek 0 zamknij nawias okrągły średnik. Linia 20. lcd kropka print otwórz nawias okrągły rtc kropka getDateStr otwórz nawias okrągły zamknij nawias okrągły zamknij nawias okrągły średnik. Linia 22. lcd kropka setCursor otwórz nawias okrągły 4 przecinek 1 zamknij nawias okrągły średnik. Linia 23. lcd kropka print otwórz nawias okrągły rtc kropka getTimeStr otwórz nawias okrągły zamknij nawias okrągły zamknij nawias okrągły średnik. Linia 24. delay otwórz nawias okrągły 1000 zamknij nawias okrągły średnik. Linia 25. lcd kropka setCursor otwórz nawias okrągły 4 przecinek 1 zamknij nawias okrągły średnik. Linia 26. lcd kropka print otwórz nawias okrągły rtc kropka getTimeStr otwórz nawias okrągły zamknij nawias okrągły zamknij nawias okrągły średnik. Linia 27. delay otwórz nawias okrągły 1000 zamknij nawias okrągły średnik. Linia 28. lcd kropka setCursor otwórz nawias okrągły 4 przecinek 1 zamknij nawias okrągły średnik. Linia 29. lcd kropka print otwórz nawias okrągły rtc kropka getTimeStr otwórz nawias okrągły zamknij nawias okrągły zamknij nawias okrągły średnik. Linia 30. delay otwórz nawias okrągły 1000 zamknij nawias okrągły średnik. Linia 31. lcd kropka setCursor otwórz nawias okrągły 4 przecinek 1 zamknij nawias okrągły średnik. Linia 32. lcd kropka print otwórz nawias okrągły rtc kropka getTimeStr otwórz nawias okrągły zamknij nawias okrągły zamknij nawias okrągły średnik. Linia 33. delay otwórz nawias okrągły 1000 zamknij nawias okrągły średnik. Linia 34. lcd kropka setCursor otwórz nawias okrągły 4 przecinek 1 zamknij nawias okrągły średnik. Linia 35. lcd kropka print otwórz nawias okrągły rtc kropka getTimeStr otwórz nawias okrągły zamknij nawias okrągły zamknij nawias okrągły średnik. Linia 36. delay otwórz nawias okrągły 1000 zamknij nawias okrągły średnik. Linia 37. lcd kropka clear otwórz nawias okrągły zamknij nawias okrągły średnik. Linia 38. delay otwórz nawias okrągły 10 zamknij nawias okrągły średnik. Linia 40. lcd kropka setCursor otwórz nawias okrągły 2 przecinek 0 zamknij nawias okrągły średnik. Linia 41. lcd kropka print otwórz nawias okrągły cudzysłów TEMPERATURA dwukropek cudzysłów zamknij nawias okrągły średnik. Linia 42. lcd kropka setCursor otwórz nawias okrągły 3 przecinek 1 zamknij nawias okrągły średnik. Linia 43. lcd kropka print otwórz nawias okrągły rtc kropka getTemp otwórz nawias okrągły zamknij nawias okrągły zamknij nawias okrągły średnik. Linia 44. lcd kropka setCursor otwórz nawias okrągły 9 przecinek 1 zamknij nawias okrągły średnik. Linia 45. lcd kropka print otwórz nawias okrągły cudzysłów st C cudzysłów zamknij nawias okrągły średnik. Linia 47. delay otwórz nawias okrągły 5000 zamknij nawias okrągły średnik. Linia 49. lcd kropka clear otwórz nawias okrągły zamknij nawias okrągły średnik. Linia 50. zamknij nawias klamrowy.

#include <DS3231.h>
#include <LiquidCrystal.h>

LiquidCrystal lcd (7, 6, 5, 4, 3, 2);

DS3231  rtc (SDA, SCL);

void setup() {

  lcd.begin(16, 2);

  rtc.begin ();

  rtc.setTime (11, 29, 00);
  rtc.setDate (25, 01, 2021);
}

void loop() {
  lcd.setCursor(3, 0);
  lcd.print (rtc.getDateStr());

  lcd.setCursor(4, 1);
  lcd.print (rtc.getTimeStr());
  delay (1000);
  lcd.setCursor (4, 1);
  lcd.print (rtc.getTimeStr());
  delay (1000);
  lcd.setCursor (4, 1);
  lcd.print (rtc.getTimeStr());
  delay (1000);
  lcd.setCursor (4, 1);
  lcd.print (rtc.getTimeStr());
  delay (1000);
  lcd.setCursor(4, 1);
  lcd.print (rtc.getTimeStr());
  delay (1000);
  lcd.clear();
  delay (10);

  lcd.setCursor (2, 0);
  lcd.print ("TEMPERATURA:");
  lcd.setCursor(3, 1);
  lcd.print (rtc.getTemp());
  lcd.setCursor (9, 1);
  lcd.print ("st C");
  
  delay (5000);
  
  lcd.clear();
}

Arduino – dioda RGB

Misja: Budujemy zegar

Budowa modułu czasu

Piny:

Funkcje

Przykłady pracy z modułem DS3231

Wyświetlanie daty i czasu

Kod

Wyświetlanie temperatury

Kod