మేము ఇప్పటికే ట్యుటోరియల్ చేసాము ESP32 మాడ్యూల్‌తో DS1307 ఇంటర్‌ఫేసింగ్ . ఈ రోజు మనం DS3231 RTC సెన్సార్ యొక్క ప్రాథమికాలను చర్చిస్తాము మరియు ESP32 బోర్డుతో దానిని ఎలా ఇంటర్‌ఫేస్ చేయవచ్చో తనిఖీ చేస్తాము.
విషయ సూచిక:
1. DS3231 RTC మాడ్యూల్ అంటే ఏమిటి
2. ESP32తో DS3231ని ఎలా ఇంటర్‌ఫేస్ చేయాలి
6. ESP32ని ఉపయోగించి OLED స్క్రీన్‌పై RTC DS3231 సమయాన్ని ఎలా ప్రదర్శించాలి
1. DS3231 RTC మాడ్యూల్ అంటే ఏమిటి
DS3231 మాడ్యూల్ అత్యంత ఖచ్చితమైన సమయపాలనను అందిస్తుంది. ఇది మాకు చాలా ఖచ్చితత్వంతో సమయాన్ని అందించడం కోసం ఇంటిగ్రేటెడ్ టెంపరేచర్-కంపెన్సేటెడ్ క్రిస్టల్ ఓసిలేటర్ (TCXO)ని కలిగి ఉంటుంది. మాడ్యూల్ మాస్టర్-స్లేవ్ కాన్ఫిగరేషన్‌ని ఉపయోగించి I2C ప్రోటోకాల్‌పై పనిచేస్తుంది. ఇది ప్రధాన ఇన్‌పుట్ పవర్ లేనప్పుడు కూడా బ్యాకప్ బ్యాటరీతో సమయం మరియు తేదీని ఉంచగలదు. ఇది సాధారణంగా సమయం మరియు తేదీ-ఆధారిత పరికరాలలో ఉపయోగించబడుతుంది.
DS3231 సెకన్లు, నిమిషాలు మరియు గంటలలో ట్యాబ్‌లను ఉంచుతుంది. ఇది తేదీలు మరియు వారపు రోజుల రికార్డును కూడా ఉంచగలదు. లీపు సంవత్సరాలతో వ్యవహరించేటప్పుడు, అది స్వయంచాలకంగా సమయాన్ని సర్దుబాటు చేస్తుంది. అలాగే, ఇది 12-గంటల లేదా 24-గంటల ఆకృతిలో సమయాన్ని ప్రదర్శిస్తుంది, AM/PM సూచికతో పూర్తి అవుతుంది.
1.1 DS3231 Vs DS1307
DS3231 మరియు DS1307 రెండూ బ్యాటరీ బ్యాకప్ సపోర్ట్‌తో టైమ్ కీపింగ్ మాడ్యూల్స్. అయినప్పటికీ, DS3231 DS1307 కంటే చాలా ఖచ్చితమైనది. ప్రధాన కారణం ఏమిటంటే, DS1307 సమయపాలన కోసం బాహ్య 32kHz క్రిస్టల్‌పై ఆధారపడి ఉంటుంది.
అయితే, RTC DS3231 అంతర్గత ఉష్ణోగ్రత పరిహారం క్రిస్టల్ ఓసిలేటర్ (TCXO)ని కలిగి ఉంది. ఇది బాహ్య ఉష్ణోగ్రత ద్వారా తక్కువగా ప్రభావితం చేస్తుంది మరియు ఫలితంగా, ఇది DS1307 కంటే సంవత్సరానికి కొన్ని నిమిషాల ఖచ్చితత్వ ప్రయోజనాన్ని కలిగి ఉంటుంది.
1.2 DS3231 పిన్అవుట్
DS3231 I2C ప్రోటోకాల్‌ని ఉపయోగించి పని చేస్తుంది. ఈ RTC మాడ్యూల్ యొక్క గుండె వద్ద, మాగ్జిమ్ రూపొందించిన ఖచ్చితమైన RTC చిప్ మా వద్ద ఉంది. ఈ చిప్ అన్ని సమయ విధులను నిర్వహిస్తుంది మరియు ESP32 లేదా Arduino బోర్డ్‌తో I2Cని ఉపయోగించి కమ్యూనికేట్ చేస్తుంది.
RTC DS3231 మాడ్యూల్స్ యొక్క ప్రధాన పిన్‌లు:
- VCC: ఈ పిన్‌ని మీ పవర్ సోర్స్ యొక్క పాజిటివ్ టెర్మినల్‌కి కనెక్ట్ చేయండి.
- GND: గ్రౌండ్ కనెక్షన్.
- SDA: సీరియల్ డేటా పిన్ (I2C కమ్యూనికేషన్ కోసం ఉపయోగించబడుతుంది).
- SCL: సీరియల్ క్లాక్ పిన్ (I2C ఇంటర్‌ఫేస్‌లో కూడా భాగం).
- QW: స్క్వేర్ వేవ్ అవుట్పుట్ పిన్ (ఆవర్తన సిగ్నల్‌ను రూపొందించవచ్చు, ఉదా., అలారాలు లేదా ఇతర సమయ ప్రయోజనాల కోసం).
- 32K: 32KHz ఓసిలేటర్ అవుట్పుట్ (ఖచ్చితమైన టైమింగ్ అప్లికేషన్‌లకు ఉపయోగపడుతుంది).
RTC DS3231 మాడ్యూల్ యొక్క ప్రధాన ఆన్‌బోర్డ్ భాగాలు క్రిందివి:
- బ్యాటరీ హోల్డర్: ఇది బాహ్య శక్తి లేనప్పుడు మాడ్యూల్‌ను అమలు చేయడానికి అనుమతిస్తుంది.
- RTC చిప్: ఈ చిప్ సమయం మరియు తేదీని నిర్వహిస్తుంది.
- AT24C32 EEPROM: ఇది 1,000,000 రైట్ సైకిల్స్‌తో డేటా లాగింగ్ మరియు ఇతర ప్రయోజనాల కోసం అస్థిర నిల్వను అందిస్తుంది.
- TCXO: వివిధ రకాల ఉష్ణోగ్రతల కోసం సరైన సమయాన్ని అందించడానికి ఉష్ణోగ్రత-పరిహారం ఓసిలేటర్.
- ఉష్ణోగ్రత సెన్సార్: ఇది ఉష్ణోగ్రత రీడింగ్‌లను తీసుకుంటుంది మరియు వాటిని మాడ్యూల్ ఫీచర్‌లో భాగంగా అందిస్తుంది.
2. ESP32తో DS3231ని ఎలా ఇంటర్‌ఫేస్ చేయాలి
DS3231ని ESP32తో ఇంటర్‌ఫేస్ చేయడానికి, మీరు దీన్ని ఇన్స్టాల్ చేయాలి RTClib లైబ్రరీ ప్రధమ. ఈ Adafruit RTC లైబ్రరీని ఇన్స్టాల్ చేసిన తర్వాత, మీరు I2C ప్రోటోకాల్‌ని ఉపయోగించి మీ ESP32 బోర్డ్‌ను DS3231తో కనెక్ట్ చేయవచ్చు. ESP32 I2Cని RTC DS3231 మాడ్యూల్‌తో కనెక్ట్ చేయడానికి, మీరు ESP32 D21 మరియు D22 పిన్‌లను ఉపయోగించవచ్చు.
2.1 RTC DS3231తో ESP32 యొక్క వైరింగ్ రేఖాచిత్రం
ముందుగా, మీరు మీ I2C RTC DS3231 మాడ్యూల్‌తో ESP32ని వైర్ చేయాలి. వైరింగ్ కోసం క్రింద ఇవ్వబడిన పిన్ కాన్ఫిగరేషన్‌ను అనుసరించండి:
ESP32ని RTC DS3231తో కనెక్ట్ చేసిన తర్వాత, మీ వైరింగ్ రేఖాచిత్రం ఇలా ఉండాలి. మీరు ESP32 యొక్క VIN పిన్ నుండి కూడా DS3231ని శక్తివంతం చేయవచ్చు. DS3231 యొక్క ఆపరేటింగ్ వోల్టేజీలు 3.3 నుండి 5.5 VDC.
2.2 అవసరమైన లైబ్రరీలను ఇన్స్టాల్ చేస్తోంది
సర్క్యూట్ సిద్ధమైన తర్వాత, తదుపరి దశ ఇది మీ ESP32 బోర్డుని Arduino IDEతో కాన్ఫిగర్ చేయండి . DS3231 ఇంటర్‌ఫేసింగ్ కోసం, మీరు దీన్ని ఇన్స్టాల్ చేయాలి RTClib లైబ్రరీ . మీరు Arduino IDE లైబ్రరీ మేనేజర్‌ని ఉపయోగించి దీన్ని ఇన్స్టాల్ చేయవచ్చు.
3. హార్డ్వేర్
ESP32తో DS3231-ఆధారిత RTC గడియారాన్ని రూపొందించడానికి మీకు క్రింది హార్డ్వేర్ అవసరం:
- ESP32 అభివృద్ధి బోర్డు
- RTC DS3231 మాడ్యూల్
- CR2032 బ్యాటరీ
- జంపర్ వైర్లు
- బ్రెడ్‌బోర్డ్
4. కోడ్
RTC లైబ్రరీని ఇన్స్టాల్ చేసిన తర్వాత, తదుపరి భాగం DS3231 కోసం కోడ్‌ను వ్రాసి ESP32 బోర్డుకి అప్‌లోడ్ చేయడం. ముందుగా, మీ ప్రస్తుత సమయాన్ని సెట్ చేయడానికి మీరు కోడ్‌ను వ్రాయాలి. మీరు DS3231లో సమయాన్ని సెట్ చేసిన తర్వాత, అది మీ ESP32 బోర్డ్ ఆఫ్ చేయబడినా కూడా సమయాన్ని గుర్తుంచుకుంటుంది మరియు రన్ అవుతూనే ఉంటుంది.
ఇప్పుడు Arduino IDE ని తెరిచి, కంపైల్ చేసి, ESP32 బోర్డుకి కోడ్‌ను బర్న్ చేయండి.
##
RTC_DS3231 rtc ; // RTC_DS3231 తరగతి యొక్క ఉదాహరణను ప్రారంభించండి
శూన్యం సెటప్ ( ) {
క్రమ. ప్రారంభం ( 115200 ) ;
వైర్. ప్రారంభం ( ) ;
ఉంటే ( ! rtc ప్రారంభం ( ) ) {
క్రమ. println ( 'RTC గుర్తించబడలేదు' ) ;
అయితే ( 1 ) ; // RTC దొరక్కపోతే నిరవధికంగా వేలాడదీయండి
}
//ప్రారంభ తేదీ మరియు సమయాన్ని సెట్ చేయడానికి దిగువ పంక్తిని అన్‌కమెంట్ చేయండి
//rtc.adjust(DateTime(__DATE__, __TIME__));
}
శూన్యం లూప్ ( ) {
// సెన్సార్ నుండి ప్రస్తుత సమయాన్ని చదవండి (DS3231)
ఇప్పుడు తేదీ సమయం = rtc ఇప్పుడు ( ) ;
// తేదీ మరియు సమయాన్ని ఒకే లైన్‌లో గంటలు, నిమిషాలు మరియు సెకన్ల కోసం రెండు అంకెలతో ముద్రించండి
క్రమ. ముద్రణ ( 'ప్రస్తుత తేదీ:' ) ;
క్రమ. ముద్రణ ( ఇప్పుడు. సంవత్సరం ( ) , DEC ) ;
క్రమ. ముద్రణ ( '/' ) ;
printTwoDigits ( ఇప్పుడు. నెల ( ) ) ;
క్రమ. ముద్రణ ( '/' ) ;
printTwoDigits ( ఇప్పుడు. రోజు ( ) ) ;
క్రమ. ముద్రణ ( ' ప్రస్తుత సమయం: ' ) ;
printTwoDigits ( ఇప్పుడు. గంట ( ) ) ;
క్రమ. ముద్రణ ( ':' ) ;
printTwoDigits ( ఇప్పుడు. నిమిషం ( ) ) ;
క్రమ. ముద్రణ ( ':' ) ;
printTwoDigits ( ఇప్పుడు. రెండవ ( ) ) ;
క్రమ. println ( ) ;
ఆలస్యం ( 1000 ) ; // ప్రతి 1 సెకనుకు నవీకరించండి
}
శూన్యం printTwoDigits ( int సంఖ్య ) {
ఉంటే ( సంఖ్య < 10 ) {
క్రమ. ముద్రణ ( '0' ) ; // ఒకే-అంకెల సంఖ్యల కోసం ప్రముఖ సున్నాని జోడించండి
}
క్రమ. ముద్రణ ( సంఖ్య ) ;
}
4.1 కోడ్ వివరణ
వైర్ లైబ్రరీ సహాయంతో సీరియల్ I2C కమ్యూనికేషన్‌ను ప్రారంభించడం ద్వారా కోడ్ ప్రారంభమవుతుంది. ఆ తర్వాత, మేము DS3231 మాడ్యూల్‌తో ఇంటర్‌ఫేసింగ్ కోసం Adafruit ద్వారా RTC లైబ్రరీని చేర్చాము. ఈ లైబ్రరీ RTC DS3231 మాడ్యూల్‌తో పరస్పర చర్య చేయడానికి ఒక ఫంక్షన్‌ను అందిస్తుంది.
లో సెటప్ భాగంగా, I2C బస్సు ప్రారంభించబడింది మరియు అందుబాటులో ఉన్న I2C పరికరాల కోసం తనిఖీ చేయబడింది. కనుగొనబడకపోతే, ప్రోగ్రామ్ నిరవధికంగా ఆగిపోతుంది. బాడ్ రేటు కూడా నిర్వచించబడింది కాబట్టి మీరు Arduino IDE సీరియల్ మానిటర్‌లో అవుట్‌పుట్‌ని తనిఖీ చేయవచ్చు.
మొదటిసారి గడియారాన్ని సెట్ చేస్తోంది
DS3231 ప్రోగ్రామింగ్ చేస్తున్నప్పుడు, మీరు చేయాల్సి ఉంటుంది ఈ లైన్‌ని వ్యాఖ్యానించవద్దు . ఇది మీ సిస్టమ్ సమయాన్ని పొందుతుంది మరియు దానిని RTC మెమరీలో నిల్వ చేస్తుంది. ఇలా చేయడం ద్వారా, RTC మాడ్యూల్ గడియారం మీ సిస్టమ్ గడియారంతో సమకాలీకరించబడుతుంది.
//rtc.adjust(DateTime(__DATE__, __TIME__)); 
సమయం సెట్ చేసిన తర్వాత మీరు పై కోడ్‌ని మళ్లీ అప్‌లోడ్ చేయాలి కానీ ఈసారి మీరు అప్‌లోడ్ చేయాలి rtc.adjust() ఫంక్షన్ లైన్‌ను వ్యాఖ్యానించండి . లేకపోతే, ఇది మీ మునుపటి సెట్ సమయాన్ని ఓవర్‌రైట్ చేస్తుంది మరియు మీ ESP32 పవర్ ఆఫ్ చేయబడినప్పుడు, మీరు కోడ్‌ను అప్‌లోడ్ చేసిన సమయం నుండి RTC మళ్లీ ప్రారంభమవుతుంది.
ఇలా చేయడం ద్వారా, RTC మాడ్యూల్ దాని CR2032 సెల్‌లో పవర్ ఉన్నంత వరకు మీ సమయం RTC మాడ్యూల్ బ్యాక్‌గ్రౌండ్‌లో అలాగే ఉంటుంది.
లో లూప్ భాగం, ప్రస్తుత తేదీ మరియు సమయం rtc.now() ఫంక్షన్‌ని ఉపయోగించి DS3231 మాడ్యూల్ నుండి చదవబడుతుంది. తేదీ మరియు సమయ భాగాలు సంగ్రహించబడతాయి మరియు ఫార్మాట్ చేయబడిన తేదీ ప్రతి సెకనుకు Arduino IDE సీరియల్ మానిటర్‌లో ముద్రించబడుతుంది.
5. అవుట్పుట్
ESP32 బోర్డ్‌కు కోడ్‌ను అప్‌లోడ్ చేసిన తర్వాత, Arduino IDE సీరియల్ మానిటర్‌లో సమయం ప్రింటింగ్ ప్రారంభమవుతుందని మీరు చూస్తారు.
6. ESP32ని ఉపయోగించి OLED స్క్రీన్‌పై RTC DS3231 సమయాన్ని ఎలా ప్రదర్శించాలి
మీరు ఒక అడుగు ముందుకు వేసి, DS3231 నుండి చదివిన తర్వాత మీ OLED స్క్రీన్‌పై సమయాన్ని ప్రదర్శించవచ్చు. దీని కోసం, మీరు ఇన్స్టాల్ చేయాలి అడాఫ్రూట్ GFX SSD1306 లైబ్రరీ Arduino IDE లో.
ఇన్స్టాల్ చేసిన తర్వాత, కింది కాన్ఫిగరేషన్‌లో OLED మరియు RTC మాడ్యూల్‌తో ESP32ని కనెక్ట్ చేయండి.
మీ సెన్సార్‌ను కనెక్ట్ చేసిన తర్వాత, మీరు సర్క్యూట్ క్రింది స్కీమాటిక్ రేఖాచిత్రం వలె కనిపిస్తారు.
ఇప్పుడు క్రింది DS3231 కోడ్‌ని ESP32 బోర్డుకి అప్‌లోడ్ చేయండి.
##
#
#'RTClib.h'ని చేర్చండి
RTC_DS3231 rtc ;
చార్ రోజులు [ 7 ] [ 12 ] = { 'ఆదివారం' , 'సోమవారం' , 'మంగళవారం' , 'బుధవారం' , 'గురువారం' , 'శుక్రవారం' , 'శనివారం' } ;
Adafruit_SSD1306 ప్రదర్శన = అడాఫ్రూట్_SSD1306 ( 128 , 64 , & వైర్ , - 1 ) ;
శూన్యం సెటప్ ( ) {
క్రమ. ప్రారంభం ( 115200 ) ;
ప్రదర్శన. ప్రారంభం ( SSD1306_SWITCHCAPVCC , 0x3C ) ;
ఉంటే ( ! rtc ప్రారంభం ( ) ) {
క్రమ. println ( 'ఆర్టీసిని కనుగొనలేకపోయాము! సర్క్యూట్ తనిఖీ చేయండి.' ) ;
అయితే ( 1 ) ;
}
//మొదటిసారి సమయాన్ని సెట్ చేస్తున్నప్పుడు దిగువ పంక్తిని తీసివేయండి
//rtc.adjust(DateTime(__DATE__, __TIME__));
ప్రదర్శన. క్లియర్ డిస్ప్లే ( ) ;
ప్రదర్శన. సెట్ టెక్స్ట్ కలర్ ( తెలుపు ) ;
ప్రదర్శన. setTextSize ( 2 ) ;
ప్రదర్శన. సెట్ కర్సర్ ( 0 , ఇరవై ) ;
ప్రదర్శన. ముద్రణ ( 'ఆర్టీసీ క్లాక్' ) ;
ప్రదర్శన. ప్రదర్శన ( ) ;
ఆలస్యం ( 5000 ) ;
}
శూన్యం లూప్ ( ) {
ఇప్పుడు తేదీ సమయం = rtc ఇప్పుడు ( ) ;
ప్రదర్శన. క్లియర్ డిస్ప్లే ( ) ;
ప్రదర్శన. setTextSize ( 2 ) ;
ప్రదర్శన. సెట్ కర్సర్ ( 75 , 0 ) ;
ప్రదర్శన. println ( ఇప్పుడు. రెండవ ( ) , DEC ) ;
ప్రదర్శన. setTextSize ( 2 ) ;
ప్రదర్శన. సెట్ కర్సర్ ( 25 , 0 ) ;
ప్రదర్శన. println ( ':' ) ;
ప్రదర్శన. setTextSize ( 2 ) ;
ప్రదర్శన. సెట్ కర్సర్ ( 65 , 0 ) ;
ప్రదర్శన. println ( ':' ) ;
ప్రదర్శన. setTextSize ( 2 ) ;
ప్రదర్శన. సెట్ కర్సర్ ( 40 , 0 ) ;
ప్రదర్శన. println ( ఇప్పుడు. నిమిషం ( ) , DEC ) ;
ప్రదర్శన. setTextSize ( 2 ) ;
ప్రదర్శన. సెట్ కర్సర్ ( 0 , 0 ) ;
ప్రదర్శన. println ( ఇప్పుడు. గంట ( ) , DEC ) ;
ప్రదర్శన. setTextSize ( 2 ) ;
ప్రదర్శన. సెట్ కర్సర్ ( 0 , 25 ) ;
ప్రదర్శన. println ( ఇప్పుడు. రోజు ( ) , DEC ) ;
ప్రదర్శన. ముద్రణ ( రోజులు [ ఇప్పుడు. వారంలో రోజు ( ) ] ) ;
ప్రదర్శన. setTextSize ( 2 ) ;
ప్రదర్శన. సెట్ కర్సర్ ( ఇరవై , 25 ) ;
ప్రదర్శన. println ( '-' ) ;
ప్రదర్శన. setTextSize ( 2 ) ;
ప్రదర్శన. సెట్ కర్సర్ ( 35 , 25 ) ;
ప్రదర్శన. println ( ఇప్పుడు. నెల ( ) , DEC ) ;
ప్రదర్శన. setTextSize ( 2 ) ;
ప్రదర్శన. సెట్ కర్సర్ ( 60 , 25 ) ;
ప్రదర్శన. println ( '-' ) ;
ప్రదర్శన. setTextSize ( 2 ) ;
ప్రదర్శన. సెట్ కర్సర్ ( 75 , 25 ) ;
ప్రదర్శన. println ( ఇప్పుడు. సంవత్సరం ( ) , DEC ) ;
ప్రదర్శన. ప్రదర్శన ( ) ;
}
కోడ్ వివరణ
RTC మరియు OLED స్క్రీన్‌లకు అవసరమైన కొన్ని ముఖ్యమైన లైబ్రరీలతో కోడ్ ప్రారంభించబడింది. OLED డిస్ప్లే అడాఫ్రూట్ SSD1306 లైబ్రరీని ఉపయోగించి సెటప్ చేయబడింది.
లూప్ భాగంలో, ప్రస్తుత తేదీ మరియు సమయం rtc.now()ని ఉపయోగించి పొందబడతాయి. ఆ తర్వాత, OLED స్క్రీన్ క్లియర్ చేయబడుతుంది మరియు సమయ భాగాలు డిజిటల్ క్లాక్ ఫార్మాట్‌లో ప్రదర్శించబడతాయి. తేదీ మరియు సమయ ఆకృతిని సర్దుబాటు చేయడానికి మీరు కోడ్‌ను కూడా సవరించవచ్చు.
కోడ్ మీ బోర్డుకి అప్‌లోడ్ చేయబడిన తర్వాత, మీరు OLED స్క్రీన్‌పై ప్రస్తుత సమయాన్ని పొందుతారు.
గమనిక: పై కోడ్ ఉపయోగిస్తుంది 0x3C OLED కోసం I2C చిరునామా. SSD1306 OLED డిస్ప్లేలలో ఇది అత్యంత సాధారణ I2C చిరునామా. మీరు మీ OLED స్క్రీన్ కోసం I2C చిరునామాను కనుగొనాలనుకుంటే, మీరు దీన్ని అమలు చేయవచ్చు I2C స్కానర్ కోడ్ .
ముగింపు
DS3231 అనేది సమయపాలన కోసం ఉపయోగించబడే RTC సెన్సార్. ఇది మీ మైక్రోకంట్రోలర్ బోర్డ్ ఆఫ్ చేయబడినప్పటికీ సమయాన్ని ఖచ్చితంగా ఉంచగల బ్యాటరీ బ్యాకప్‌ను కలిగి ఉంది. DS3231తో ESP2ని ఇంటర్‌ఫేస్ చేయడానికి, మీరు తప్పనిసరిగా మీ Arduino IDEలో RTClib లైబ్రరీని ఇన్స్టాల్ చేయాలి. ఆ తర్వాత, మీరు ESP32 యొక్క డిజిటల్ పిన్‌ని ఉపయోగించి I2C ప్రోటోకాల్‌పై RTC మాడ్యూల్‌ను కనెక్ట్ చేయాలి. కనెక్ట్ అయిన తర్వాత, కోడ్‌ను అప్‌లోడ్ చేసి, సమయాన్ని సర్దుబాటు చేయండి. ఇప్పుడు RTC సెన్సార్ సమయాన్ని ఉంచుతుంది మరియు మీరు డిజైన్ టైమ్-ఆధారిత ప్రాజెక్ట్‌లపై మీ సీరియల్ మానిటర్‌లో చదవవచ్చు.