Hodiny reálného času Esp32 pomocí modulu ds3231

V tomto tutoriálu se dozvíme o Real Time Clock (RTC) a jeho propojení s ESP32 a OLED displejem.

Budeme používat DS3231 RTC modul sledovat správný čas a zobrazit ji na SPI OLED pomocí ESP32 jako naše mikroprocesoru. ESP32 je více než mikrokontrolér. Má v sobě čip Wi-Fi a Bluetooth a 39 pinů GPIO. Podporuje všechny komunikační protokoly jako SPI, I2C, UART atd. Pokud jste v ESP32 noví, projděte si nejprve náš Začínáme s výukovým programem ESP32.

Co je RTC ??

DS3231 je modul RTC (hodiny reálného času). Používá se k udržení data a času pro většinu projektů elektroniky. Tento modul má vlastní napájecí zdroj knoflíkových článků, pomocí kterého udržuje datum a čas, i když je odpojeno hlavní napájení nebo MCU prošel tvrdým resetem. Jakmile tedy v tomto modulu nastavíme datum a čas, bude to vždy sledovat. Existuje několik typů integrovaných obvodů RTC, jako jsou DS1307, DS3231 atd.

Již dříve jsme použili DS3231 RTC s Arduino v níže uvedených projektech:

Automatický podavač zvířat pomocí Arduina
Záznamník dat Arduino

Poznámka: Při prvním použití tohoto modulu musíte nastavit datum a čas. Můžete také použít RTC IC DS1307, dříve jsme používali DS1307 s Arduino.

Seznámení s OLED displeji:

Termín OLED znamená „ Organic Light emitting diode“ , používá stejnou technologii, která se používá ve většině našich televizorů, ale ve srovnání s nimi má méně pixelů. Je opravdu zábavné mít tyto skvěle vypadající moduly displeje, protože díky nim budou naše projekty vypadat skvěle. Zde jsme se zabývali celým článkem o OLED displejích a jejich typech.

Používáme monochromatický 7pinový displej SSD1306 0,96 ”OLED. Důvodem pro výběr tohoto displeje je, že může pracovat na třech různých komunikačních protokolech, jako je režim SPI 3 Wire, režim SPI se čtyřmi vodiči a režim IIC. Tento výukový program se bude zabývat tím, jak používat modul ve 4vodičovém režimu SPI, protože se jedná o nejrychlejší a výchozí režim komunikace.

Piny a jejich funkce jsou vysvětleny v tabulce níže.

Číslo PIN	Název PIN	Ostatní jména	Používání
1	Gnd	Přízemní	Uzemňovací kolík modulu
2	Vdd	Vcc, 5V	Napájecí kolík (tolerovatelný 3-5 V)
3	SCK	D0, SCL, CLK	Funguje jako hodinový kolík. Používá se pro I2C i SPI
4	SDA	D1, MOSI	Datový kolík modulu. Používá se pro IIC i SPI
5	RES	RST, RESET	Resetuje modul (užitečné během SPI)
6	DC	A0	Datový příkazový kolík. Používá se pro protokol SPI
7	CS	Výběr čipu	Užitečné, když se v protokolu SPI používá více než jeden modul

V tomto tutoriálu budeme modul jednoduše ovládat v režimu 4-Wire SPI, zbytek necháme na nějaký další tutoriál.

Komunita Arduino nám již poskytla mnoho knihoven, které lze přímo použít, aby to bylo mnohem jednodušší. Vyzkoušel jsem několik knihoven a zjistil jsem, že knihovna Adafruit_SSD1306 se velmi snadno používá a má několik grafických možností, proto v tomto tutoriálu použijeme totéž. Pokud však váš projekt má omezení paměti / rychlosti, zkuste použít knihovnu U8g, protože pracuje rychleji a zabírá méně programové paměti.

Také jsme propojili OLED s Raspberry pi a s Arduino.

Potřebný materiál:

ESP32
Modul RTC DS3231
7 pinový 128 × 64 OLED displejový modul (SSD1306)
Dráty samec-samice
Nepájivá deska

Kruhový diagram:

Schéma zapojení RTC3231 k desce ESP je uvedeno níže:

RTC DS3231 IC používá komunikační režim I2C. Z ní vycházejí kolíky SCL, SDA, Vcc a GND. Připojení modulu RTC k ESP32 je uvedeno níže:

SCL RTC -> SCL ESP32 tj. Pin D22
SDA RTC -> SDA ESP32 tj. Pin D21
GND RTC -> GND ESP32
Vcc RTC -> Vcc ESP32

Zde používáme režim SPI k připojení našeho 128 × 64 OLED zobrazovacího modulu (SSD1306) k ESP32. Bude tedy používat 7 pinů. Spojení s ESP32 jsou uvedena jako:

CS (výběr čipu) pin OLED -> PIN D5 ESP32
DC kolík OLED -> PIN D4 ESP32
RES pin OLED -> PIN D2 ESP32
Pin SDA OLED -> PIN D23 tj. MOSI ESP32
SCK pin OLED -> PIN D18 tj. SCK ESP32
Vdd OLED -> Vcc ESP32
GND OLED -> GND ESP32

Potřebujete soubory desky pro váš ESP32. Podívejte se do rozevírací nabídky správce desky na Arduino IDE pro soupravu ESP32 dev. Pokud tam není, postupujte podle pokynů uvedených v odkazu níže:

circuitdigest.com/microcontroller-projects/getting-started-with-esp32-with-arduino-ide

Pro tento projekt můžete také použít ESP12, zde se naučte používat ESP12.

Vysvětlení kódu:

Kompletní kód pro ESP32 je uveden na konci článku. Zde vysvětlujeme několik důležitých částí kódu.

V našem kódu potřebujeme několik knihoven, které lze stáhnout z níže uvedených odkazů:

1. Adafruit_SSD1306:

2. SPI:

3. Adafruit_GFX:

4. RTClib:

Zahrnuli jsme tedy všechny knihovny

#zahrnout // pro OLED displej #zahrnout // pro I2C s modulem RTC #include #include // pro zobrazení grafiky #include "RTClib.h" // pro zobrazení času

Poté definujte všechny piny OLED. Pro modul RTC nemusíte definovat piny, protože tyto piny jsou již definovány v knihovně WIRE.

#define OLED_MOSI 23 #define OLED_CLK 18 #define OLED_DC 4 #define OLED_CS 5 #define OLED_RESET 2 Adafruit_SSD1306 display (OLED_MOSI, OLED_CLK, OLED_DC, OLED_RESET, OLED_CS);

Ve funkci nastavení zavoláme funkci rtc.adjust (DateTime (__ DATE__, __TIME__)), která nastaví čas podle našeho PC času.

void setup () { Serial.begin (9600); if (! rtc.begin ()) { Serial.println ("Nelze najít RTC"); while (1); } rtc.adjust (DateTime (__ DATE__, __TIME__));

Poté zavoláme funkce displeje, které se zobrazí na OLED.

display.begin (SSD1306_SWITCHCAPVCC); display.clearDisplay (); display.setTextColor (BÍLÁ); //display.startscrollright(0x00, 0x0F); // Tento řádek můžete odkomentovat a posouvat text na oled displeji. SetTextSize (2); display.setCursor (0,5); display.print ("Hodiny"); // Tím se na 3 vteřiny zobrazí hodiny na displeji OLED display. Display (); zpoždění (3000); }

Nakonec ve funkci smyčky uložíme náš čas do předem definované proměnné DateTime a zobrazíme čas pomocí funkcí zobrazení, jako je setTextSize, setCursor atd. Nastavte je podle své potřeby a použijte funkci display.println k zobrazení na OLED.

void loop () { DateTime now = rtc.now (); display.clearDisplay (); display.setTextSize (2); display.setCursor (75,0); display.println (now.second (), DEC);

Takto můžete zobrazit čas na OLED pomocí ESP32 a jak víte, ESP je známý svými schopnostmi IoT, takže můžete použít k publikování času na internetu. V následujícím článku si ukážeme, jak zobrazit internetový čas na ESP bez použití jakéhokoli modulu RTC.