Módulo RTC:la guía absoluta para un proyecto fácil

¿Tiene un dispositivo electrónico que requiere un cronometraje preciso? ¿O su proyecto requiere que cuente segundos, minutos, horas e incluso meses?

Bueno, si no sabes cómo hacerlo, no te preocupes, estás en el lugar correcto. Los proyectos que involucran el cronometraje, incluso cuando no hay electricidad, pueden ser complicados. Afortunadamente, lo tenemos cubierto.

Todo lo que necesita es un módulo de reloj en tiempo real (RTC). Entonces, en este artículo, veremos todo sobre el módulo RTC y le mostraremos cómo hacer un proyecto fácil usando el circuito del módulo RTC.

¿Estás listo? Entonces, ¡comencemos!

¿Qué es un módulo RTC?

Módulos RTC

Un reloj en tiempo real (RTC) es un módulo de reloj de circuito integrado que generalmente se encuentra en computadoras, servidores o sistemas integrados modernos. Además, el módulo RTC tiene un propósito; cronometraje.

Este dispositivo puede contar segundos, minutos, horas y años. Además, es capaz de manejar varias aplicaciones de cronometraje con precisión.

¿Cómo funciona el módulo RTC?

Dado que los RTC tienen funciones tan importantes, mantienen la hora incluso cuando el sistema está apagado. Por esta razón, un RTC puede servir como disparador para encender un sistema en eventos como relojes de alarma o energía programada que se encuentra en dispositivos móviles.

¿Cómo logran esto los RTC? Bueno, este circuito integrado funciona con una fuente de energía diferente a la que alimenta su sistema. Por lo tanto, el RTC puede operar continuamente en situaciones de baja potencia o corte de energía. Además, solo necesita un poco de corriente para ejecutar el RTC.

Además, los módulos RTC más antiguos presentaban baterías de litio como fuentes de energía alternativas, mientras que las versiones más nuevas usan supercondensadores o baterías auxiliares. Ahora, hay diferencias entre los dos circuitos integrados RTC.

Los módulos de reloj en tiempo real con supercondensadores tienen características recargables y puede soldarlos a su circuito. Por otro lado, los RTC con baterías auxiliares son más comunes, ya que puede encontrarlos en la mayoría de las placas base de consumo. En este caso, el RTC obtiene energía de una sola batería. Entonces, cuando quita esta batería, reinicia el RTC y lo envía de vuelta a su punto de partida.

Además, los módulos de reloj en tiempo real utilizan osciladores de cristal para regular el tiempo. Por lo tanto, son diferentes de los relojes de hardware regulares ya que no necesitan señales de reloj.

Características y especificaciones del módulo RTC DS3231

Estas son las características y especificaciones del módulo DS3231:

Características

• El módulo RTC DS3231 es capaz de contar en segundos, minutos, horas, días, meses y años
• No necesita alta potencia para funcionar
• Utiliza una batería CR2032 como energía de respaldo. La batería puede durar hasta tres años.
• Tiene un tamaño pequeño
• Puede usar el módulo RTC DS3231 como un registro para el recorte de envejecimiento
• Puedes programar la salida de onda cuadrada de este módulo
• Viene con un sensor de temperatura digital que tiene una precisión adicional de 3 °C
• El módulo RTC utiliza una interfaz I2C de 400Khz
• También tiene dos alarmas de hora del día
• La precisión de este módulo RTC es:+3,5 ppm a -3,5 ppm para -40 °C a + 85 °C, +2 ppm a -2 pmm para 0 °C a +40 °C
• Cambia automáticamente a la energía de la batería cada vez que hay un corte de energía

Especificaciones

• El módulo RTC DS3231 funciona con el siguiente voltaje:2,3 v – 5,5 v
• Puedes usar este módulo RTC a bajo voltaje
• Cuando funciona con batería, consume solo 500 mA
• El voltaje máximo de SDA y SCL es VCC =0,3 V
• Tiene una temperatura de funcionamiento de -45 °C a +80 °C

Aplicaciones

Estos son algunos casos a tener en cuenta al comprender las aplicaciones del DS3231:

• Si le preocupan los problemas de consumo de energía en su circuito, el DS3231 no requiere grandes cantidades de energía para funcionar. Por lo tanto, puede usar este módulo en aplicaciones de sistemas móviles o periféricos de computadora.
• A pesar de una tonelada de módulos RTC en el mercado, el DS3231 es bien conocido por su precisión de primer nivel. Entonces, si está buscando una hora y fecha precisas para su proyecto, el DSC3231 tiene lo que necesita. El DS3231 es capaz de mantener la hora actualizada que otros módulos RTC.
• En los casos en los que necesite una comunicación de alta velocidad, el módulo RTC DS3231 puede comunicarse con cualquier interfaz TWI rápida, lo que lo convierte en el recurso ideal para aplicaciones como robótica, juegos y aplicaciones de servidor.
• Además, puede usar el DS3231 para métodos de 12 y 24 horas para buscar aplicaciones, especialmente en aplicaciones de GPS.
• Tiene algunos atributos de reloj de alarma y sensores de temperatura que lo hacen más útil para varias otras aplicaciones, como aplicaciones de medidores de energía de servicios públicos.

Configuración de clavijas RTC de DS3231

Configuración de clavijas RTC de DS3231

El DS321 tiene seis terminales. Sin embargo, no es obligatorio usar dos de estos pines. Por lo tanto, tenemos principalmente cuatro terminales o pines. Y puedes verlos en el lado adicional del módulo. Esta es la configuración de pines del módulo RTC DS3231:

NOMBRE DEL PIN	DESCRIPCIÓN
CCV	Se conecta al terminal positivo de la fuente de energía
TIERRA	Se conecta a tierra
SDA	El pin de los datos seriales (interfaz I2C)
SCL	El pin del reloj serie (interfaz I2C)
SQW	El pin de la salida de onda cuadrada
32K	La salida del oscilador de 32k

Cómo usar el módulo RTC DS3231

Solo puede comunicarse con el módulo RTC DS3231 a través de la interfaz I2C. La interfaz I2C maneja los datos enviados y recibidos desde el DS3221. Por lo tanto, puede obtener cualquier información de hora y fecha a través del I2C.

DS3231 e I2C

Además, la transmisión entre el módulo y el I2C es compleja. Además, la comunicación se realiza en formato byte. Por lo tanto, sería mejor si usara bibliotecas específicamente escritas con respecto a DS3231. ¿Por qué? Bueno, usar bibliotecas mejora la comunicación. Por lo tanto, puede descargar las bibliotecas DS3231 y usar programas para llamarlas.

Por lo tanto, una vez que incluye el archivo de encabezado, el controlador comienza a comunicarse y le muestra la hora y la fecha. Además, puede usar estas bibliotecas para controlar y configurar la alarma con facilidad.

Además, cuando hay poca energía o no hay energía, el módulo RTC tomará energía automáticamente de la batería, lo que permitirá que el chip brinde la hora y los datos precisos de manera continua. Una vez que el sistema se reinicia, la comunicación entre el controlador y el módulo puede continuar sin errores.

Proyecto:Arduino Calendar Clock

En esta sección, aprenderemos cómo usar un reloj en tiempo real con Arduino y construir un proyecto de reloj de calendario Arduino.

Diseño de circuitos 

Aquí está el diseño del reloj de calendario Arduino simple usando el módulo RTC DS3231. Debido al IC2, conectamos todos los dispositivos a un bus común que consta de solo cuatro cables:

Diagrama del circuito del reloj del calendario de Arduino

Componentes necesarios

Estos son los materiales que necesita para este proyecto:

• (1) Arduino Uno
• (1) Protoboard
• (1) LCD de caracteres I2C de 16 × 2
• Cables de puente
• (1) módulo de reloj en tiempo real DS3232

Código

Aquí, usaremos bibliotecas y crearemos funciones personalizadas para que la creación de nuestro código sea más fácil y legible. Entonces, este proyecto hará uso de las siguientes bibliotecas:

• Alambre. biblioteca h para la interfaz I2C
• Biblioteca LiquidCrystal_I2C.h (por Frank de Brabander) para el módulo LCD I2C 16×2
• Biblioteca RTClib.h (de Adafruit) para el módulo RTC DS3231

Una vez que descargue estas bibliotecas, agréguelas a su código a través de #include palabras clave Entonces, con esto, estableceremos dos objetos. El primero es el lcd() y el otro es el rtc. Estos dos objetos ayudarán a comunicarse con los módulos LCD y DS3231.

Código para LCD() y rtc

A continuación, cree dos funciones personalizadas para que pueda administrar fácilmente su código. updateRTC() es la primera función que codificará. Es la función que le pide al usuario la fecha y hora actuales y actualiza el reloj interno del RTC con la entrada.

Código para actualizarRTC()

A continuación, cree dos funciones personalizadas para que pueda administrar fácilmente su código. updateRTC() es la primera función que codificará. Es la función que le pide al usuario la fecha y hora actuales y actualiza el reloj interno del RTC con la entrada.

Código para actualizarRTC()

La siguiente función que creará es la función updateLCD(). Es responsable de actualizar el texto que mostrará la pantalla LCD.

Código para actualizarLCD() 2

El último paso para crear nuestro código es agregar las funciones normales de Arduino:setup() y loop(). Aquí están los códigos para las dos funciones:

Código para configuración()

Código para bucle()

Finalmente, cargue su código y su Arduino Uno debería comenzar a mostrar la fecha y la hora en la pantalla LCD.

Redondeando hacia arriba

El módulo RTC es un método económico y simple para agregar capacidades de cronometraje a su circuito. Lo que te mostramos es solo un rasguño en la superficie. Si juega más con él, encontrará muchas otras formas divertidas de usar este módulo.

Vale la pena mencionar que si no puede encontrar el DS3231 en el mercado, el DS12C997 y el DS1307 son equivalentes dignos. Además, para el proyecto Arduino mencionado anteriormente, puede usar su monitor serie para modificar la fecha y la hora de su proyecto. Todo lo que tienes que hacer es escribir la letra "U" y seguir las instrucciones. Eso completa este artículo. Si tiene alguna pregunta, no dude en comunicarse con nosotros y estaremos encantados de ayudarle.