Horloge temps réel DS3231 avec communications I2C

Un appareil microcontrôlé est capable d'un contrôle du temps très précis, notamment à l'échelle humaine, mais le maintenir "à l'heure" et donc en fonctionnement, coûte très cher en termes de consommation, il est donc courant d'avoir un circuit qui nécessite du temps. composant capable d'effectuer cette tâche de manière autonome et de maintenir une très faible consommation pour pouvoir l'alimenter avec une petite batterie pendant longtemps. Ces appareils sont appelés horloges en temps réel (RTC)

Fonctionnement externe, c'est-à-dire face à l'utilisateur (ou au circuit) des horloges en temps réel très similaires. S'ils partagent également des communications, I2C est populaire parmi les populaires, peut être généralisé cela suffit pour décrire son exploitation.

Tout comme ils partagent tous un schéma de circuit d'application typique ou une communication similaire, ils partagent également une paire de (relatifs) inconvenientes. D'une part, son précision Elle est généralement modérée, adaptée à une utilisation à l’échelle humaine mais nécessitant un étalonnage pour rester dans des valeurs acceptables. Une valeur caractéristique se situe généralement autour de ±5 parties par million (ppm), ce qui, très approximativement, peut correspondre à ±5 minutes par an ; admissible si un protocole de synchronisation est établi. L'inconvénient est que la précision chute fortement en fonction de la variations de température et il n'est pas rare qu'il soit multiplié par 10 (ou plus) dans certaines circonstances.

Comme beaucoup d'autres composants, les horloges en temps réel ont besoin d'un oscillateur avec lequel fonctionner (responsable de la précision dont je parlais auparavant). Ce n'est pas qu'avoir un oscillateur soit un inconvénient en soi mais ce sera un autre composant à ajouter au circuit qui aura besoin de son espace ou, alternativement, un autre calcul faire pour maintenir l’ensemble du circuit avec une certaine fréquence de base.

Il existe d'autres inconvénients plus évidents, comme la consommation et donc vie de la batterie qui maintient le temps et la configuration, qui, parce qu'il s'agit de quelque chose de plus universel (bien que logiquement distribué de manière irrégulière), est généralement pris en compte dans la conception des appareils intégrant RTC et ne constitue pas un problème spécifique.

L'horloge en temps réel que je décris dans cet article, la DS3231, résout le besoin d'un oscillateur externe et les inconvénients de précision en utilisant un oscillateur interne et le technologie de oscillateur à cristal compensé en température (TCXO) Un tableau stocké dans la mémoire interne du composant détermine comment décaler le temps en fonction de la température et de la durée de fonctionnement (âge) de l'appareil. Avec cette technique, selon la fiche technique, une précision de ±3.5 ppm est obtenue dans la plage de températures industrielles, de -40°C à +85°C, ou ±2 ppm dans la plage de températures commerciales.

Généralement, les horloges en temps réel incluent un petit mémoire dans lequel stocker des éléments couramment utilisés, comme quelques heures d'alarme. Il n'est pas rare non plus d'avoir besoin de plus de mémoire pour d'autres applications temporelles un peu plus spécifiques, c'est pourquoi elle est généralement ajoutée dans les applications typiques ou même en interne dans certaines versions d'applications intégrées. Par exemple, lui DS3232 C'est le même que le DS3231 en question mais avec 236 octets SRAM qui sont également conservés, comme la date et l'heure, grâce à la batterie de secours de l'appareil.

J'ai dit au début que communication entre circuits (je²C, pour Circuit Inter-Intégré) est l'un des plus populaires et des plus fréquemment présents, même s'il est également vrai que dans certains contextes, les communications SPI (Interface Périphérique Série) Ils constituent peut-être une meilleure alternative ; Dans de tels cas, il existe des versions équivalentes, par exemple le DS3234 par rapport au DS3231, qui remplacent I²C par SPI.

Al medir la temperature pour compenser le fonctionnement du RTC, ce dispositif peut également être utilisé comme thermomètre au sein même de l'ensemble. Bien que les valeurs qu'il renvoie soient présentées par intervalles d'un quart de degré, sa précision n'est pas très bonne, ±3°C selon fiche technique. Sachant que la température va être mesurée sur le circuit imprimé, ainsi que les composants chauffant sans grand contrôle, cette mesure est suffisante dans de nombreux cas, surtout si ce qui est intéressant est mesurer la tendance et pas seulement la température exacte en un instant. D'autre part, la température est toujours disponible pour être consultée mais elle est lue à partir d'un registre qui n'est mis à jour que toutes les 64 secondes, suffisant pour montrer une évolution sur une longue période, insuffisant pour connaître la température d'un instant.

Brochage RTC DS3231

Circuit typique pour l'utilisation du RTC DS3231