Изучаем Arduino: инструменты и методы технического волшебства

Назначение часов реального времени ясно из названия. Вы устанавливаете время один раз, а часы продолжают очень точно отсчитывать время, даже с учетом високосных годов. В описанном далее примере выбрана популярная микросхема часов реального времени DS1307.

Микросхема часов реального времени DS1307

Часы реального времени DS1307 поддерживают связь с Arduino по протоколу I²C и подключаются к круглой батарейке, что обеспечивает ход часов в течение нескольких лет. К микросхеме подключается кварцевый резонатор, определяющий точность хронометража. Я выбрал плату расширения adafruit-DS1307-breakout (http://www.exploringarduino.com/parts/adafruit-DS1307-breakout), которая содержит микросхему DS1307, кварцевый резонатор, батарейку размером с монету, конденсатор развязки и I²C подтягивающие резисторы. Плату легко подключить к Arduino (рис. 13.18).

Рис. 13.18. Подключение платы расширения adafruit-DS1307-breakout к Arduino

Далее предполагается, что вы используете эту плату. Тем не менее, можно просто собрать схему из элементов на макетной плате и подключить непосредственно к Arduino. Потребуется кварцевый резонатор на 32,768 кГц, подтягивающие резисторы номиналом 2,2 кОм и круглая батарейка 3,0 В размером с монету. Если вы решили собрать плату самостоятельно, можете приобрести эти компоненты и собрать их на макетной плате по схеме, приведенной на рис. 13.19.

- 290 -

Рис. 13.19. Схема часов реального времени, собранная на макетной плате

Сторонняя библиотека Arduino RTClib

Как и в предыдущей главе, мы снова воспользуемся сторонней библиотекой для Arduino. На этот раз для облегчения связи с микросхемой часов реального времени (RTC). Библиотека называется RTClib, первоначально она была разработана JeeLabs, затем обновлена Adafruit Indusrtries. Ссылку для загрузки библиотеки можно найти на веб-странице http://www.exploringarduino.com/content/ch13. Скачайте библиотеку и распакуйте в папку libraries, как вы это делали в главе 12.

Работать с библиотекой просто. При первом выполнении кода нужно вызвать функцию RTC.adjust() для получения времени с компьютера и настройки часов.

Далее RTC работают автономно и можно получать текущее время и дату посредством команды RTC.now(). В следующем примере мы будем использовать эту функцию для ведения журнала регистрации в режиме реального времени.

13.3.2. Использование часов реального времени

Теперь объединим SD-карту и часы реального времени, чтобы включить ведение журнала с помощью временных меток. Мы модифицируем программу, добавив запись показаний часов реального времени вместо значений, выдаваемых функцией millis().

- 291 -

Подключение модулей SD card shield и RTC

Подключим к Arduino модули SD card shield и RTC. Если вы используете платы расширения Cooking Hacks Micro SD shield и adafruit-DS1307-breakout, то подключение будет выглядеть так, как на рис. 13.20.

Рис. 13.20. Плата Arduino с подключенными платами расширения Cooking Hacks Micro SD shield и adafruit-DS1307-breakout

Отметим, что последний контакт на RTC не связан с Arduino; это меандр, генерируемый RTC, в нашем примере он не задействован. В программе следует подать на контакт А2 уровень LOW и на A3 уровень HIGH (+5 В), чтобы обеспечить питание RTC. Если вы собрали свой модуль RTC на макетной плате, то установка будет выглядеть немного по-другому.

Модификация программы для работы с RTC

Теперь нужно добавить функционал RTC в нашу предыдущую программу. Необходимо сделать следующее:

• подключить библиотеку RTC;

• организовать питание модуля RTC (А2- LOW, A3-HIGH);

- 292 -

• инициализировать объект RTC;

• установить время RTC с помощью компьютера;

• записывать фактические временные метки в файл журнала.

Кроме того, в код программы добавлен вывод в файл заголовка столбца при каждом перезапуске журнала. Таким образом, вы легко найдете в журнале, записанном в файл CSV, моменты перезапуска.

ВНИМАНИЕ!

Если после запуска программы вы заметите, что она через некоторое время останавливается, то причина может заключаться в нехватке оперативной памяти. Так происходит из-за строк, которые занимают большой объем оперативной памяти, это относится к командам вывода в последовательный порт Serial.print() и Serial.println(). Проблему можно решить, удалив из программы указанные команды и поручив компилятору хранить строки не в оперативной памяти, а во флэшпамяти Arduino. Для этого для строк используем обертку F(), например Serial.println ( F ( "Hello") ). Описанный метод реализован в листинге 13.6.

Обновленная программа (листинг 13.6) использует RTC в качестве таймера для регистрации данных. Программа перемещает большинство строк во флэш-память, чтобы предотвратить переполнение оперативной памяти.

Листинг 13.6. Чтение и запись данных на SD-карту с использованием RTC - sd_read_write_rtc.ino

// Чтение и запись данных на SD-карту с использованием RTC

#include

// Подключение библиотеки SD

#include

// Для работы с RTC

#include "RTClib.h" // Подключение библиотеки RTC