I3231C के माध्यम से एकीकृत DS2 की तारीख और तापमान की जांच करने के लिए Arduino लाइब्रेरी
अद्यतन: नए पर भी जाएँ DS3231 RTC मॉड्यूल और Arduino के साथ दिनांक और समय प्रबंधित करने के लिए लाइब्रेरी मौसमी समय जैसे सुधारों के साथ।
का संचालन IC de वास्तविक समय घड़ियाँ (आरटीसी) सबसे लोकप्रिय जिनका उपयोग करके नियंत्रित किया जाता है बस मैं2C यह आमतौर पर बहुत समान होता है. इसके अतिरिक्त तार पुस्तकालय de Arduino उपकरणों के साथ संचार को बहुत सरल बनाता है दो-तार सीरियल इंटरफ़ेस (TWI), I2C, विशिष्ट।
मोटे तौर पर, इस प्रक्रिया में शामिल हैं
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फ़ंक्शन के साथ स्लेव या मास्टर (डिफ़ॉल्ट रूप से सेट) के रूप में संचार आरंभ करें तार.शुरू (पता). यदि "पता" हटा दिया जाता है, तो संचार इससे शुरू होता है μC के शिक्षक बस मैं2C.
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संचार सक्रिय करें I2C कमांड का उपयोग करके डिवाइस के साथ मेमोरी एड्रेस के माध्यम से जहां यह स्थित है वायर.बेगिनट्रांसमिशन(पता).
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में एक आदेश लिखें बस मैं2C डिवाइस को यह बताने के लिए कि आप उससे कौन सा ऑपरेशन कराना चाहते हैं वायर.लिखें(कमांड), जिसमें "ऑर्डर" ऑपरेशन कोड है।
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जारी करने के लिए संचार अक्षम करें बस मैं2C समारोह के साथ Wire.endTransmission ().
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डिवाइस से फ़ंक्शन के साथ अनुरोध किए गए ऑपरेशन के अनुरूप एक निश्चित मात्रा में डेटा भेजने का अनुरोध करें (इस मामले में, दिनांक और समय) वायर.अनुरोध(पता,राशि).
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फ़ंक्शन के साथ अनुरोधित डेटा पढ़ने के लिए उपलब्ध होने की प्रतीक्षा करें Wire.available (), जो पहले से प्राप्त और पढ़े जा सकने वाले डेटा की संख्या लौटाता है।
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डिवाइस द्वारा भेजा गया डेटा पढ़ें (द वास्तविक समय घड़ी, इस मामले में) फ़ंक्शन का उपयोग करना तार.पढ़ें() जितनी बार बाइट्स इंगित की गईं Wire.available () उपलब्ध हैं।
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आम तौर पर डेटा बहुत कॉम्पैक्ट प्रारूपों में भेजा जाता है, इसलिए यह बहुत संभावना है कि प्राप्त डेटा की व्याख्या इस तरह से करना आवश्यक होगा जो डिवाइस का उपयोग करने वाले प्रोग्राम में किए गए डेटा के प्रतिनिधित्व से मेल खाता हो।
DS3231 के संबंध में (और उसी श्रृंखला में संगत, जैसे कि DS3232) और डेटा की व्याख्या, एकीकृत विनिर्देशों के अनुसार, उदाहरण के लिए, समय का प्रतिनिधित्व करने वाले विभिन्न अंकों के मूल्यों का प्रतिनिधित्व किया जाता है बाइनरी कोडित दशमलव (बीसीडी) जिसे दशमलव मान के रूप में व्यक्त करना अधिक सुविधाजनक होगा (a बाइट) में उपयोग करने के लिए Arduino
इसी तर्ज पर तापमान को बाइट इन के रूप में व्यक्त किया जाता है दो का अनुपूरण पूर्णांक भाग के लिए और चरण के लिए दो बिट, दशमलव भाग के एक चौथाई डिग्री के रिज़ॉल्यूशन के साथ। घड़ी पर डेटा प्रतिनिधित्व के इन और अन्य पहलुओं पर नीचे लाइब्रेरी कोड में विस्तृत चर्चा की गई है। DS3231
इस लाइब्रेरी के साथ तापमान की जांच करने के लिए, बस विधि का उपयोग करें read_तापमान() वस्तु का DS3231 आरंभ में त्वरित किया गया। दिनांक और समय को पढ़ने के लिए, उन्हें पहले लोड किया जाता है और फिर विभिन्न उपयोगों के लिए उपलब्ध प्रारूपों (कॉम्पैक्ट, मानव...) में से एक में अनुरोध किया जाता है, जिसे नीचे दिए गए कोड लाइब्रेरी के हेडर दस्तावेज़ में दर्ज किया गया है।
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//DS3231.h
#if defined(ARDUINO) && ARDUINO>=100
#include “Arduino.h”
#else
#include “WProgram.h”
#endif
#include <Wire.h>
#define TEMPERATURA_MAXIMA_DS3231 85.0 // Máxima temperatura que se puede medir con un DS3231 (70 grados en la versión comercial / no-industrial)
#define TEMPERATURA_MINIMA_DS3231 -40.0 // Mínima temperatura que se puede medir con un DS3231 (0 grados en la versión comercial / no-industrial)
#define DIRECCION_DS3231 B1101000 // Según datasheet
#define TIMEOUT_I2C_DS3231 200 // Máximo tiempo de espera del bus I2C del DS3231
#define NUMERO_ELEMENTOS_FECHA 7 // Número de elementos (un byte por elemento) que tiene la matriz con los datos de la fecha
#define NUMERO_BYTES_TEMPERATURA 2 // Número de bytes con los que se representa la temperatura (uno para la parte entera y el signo y otro para la parte decimal representada con una resolución de 0.25 grados)
#define RESOLUCION_DECIMALES_DS3231 0.25 // Grados de cada paso de la parte decimal
#define ROTACION_DECIMALES 6 // Rotación necesaria hasta llegar a los bits que contienen la parte que representa los decimales de la temperatura (rotar 6 corresponde a atender a los bits 7 y 8)
#define MASCARA_DECIMALES B11000000 // Máscara para eliminar con una operación and la parte no significativa. En el caso el DS3231 no hace nada ya que al rotar queda sólo la parte relevante.
class DS3231
{
private:
char valor_fecha_hora_DS3231[7]; // Matriz de valores numéricos (7 char) de la fecha y la hora. El índice 0 representa los segundos, el 1 los minutos, el 2 las horas (en formato de 24), el 3 el día de la semana empezando en el domingo que es 1, el 4 el día del mes, el 5 el número del mes y el 6 los dos últimos dígitos del año
char hora_humana_DS3231[11]; // Hora en el formato hh:mm:ss siendo hh la hora (en formato de 24) representada con 2 dígitos, mm los minutos con 2 dígitos y ss los segundos con 2 dígitos
char fecha_humana_DS3231[11]; // Fecha en formato DD/MM/AAAA siendo DD el día representado con 2 dígitos, MM el mes con 2 dígitos y AAAA el año con 4 dígitos
char fecha_hora_MySQL_DS3231[20]; // Fecha en formato AAAA-MM-DD hh:mm:ss (estilo MySQL) siendo AAAA el año representado con 4 dígitos, MM el mes con 2 dígitos, DD el día con 2 dígitos, hh la hora (en formato de 24) con 2 dígitos, mm los minutos con 2 dígitos y ss los segundos con 2 dígitos
char fecha_hora_compacta_DS3231[13]; // Fecha en formato compacto (como la anterior pero sin adornos y dos dígitos para el año) para escribir en log y en bases de datos
char bcd_a_decimal(char bcd); // Convertir de BCD a decimal
char decimal_a_bcd(char decimal); // Convertir de decimal a BCD
protected:
public:
DS3231();
~DS3231();
void cargar_fecha_hora();
void grabar_fecha_hora(char *fecha);
char *valor_fecha_hora();
char *hora_humana(); // Hora en el formato hh:mm:ss siendo hh la hora (en formato de 24) representada con 2 dígitos, mm los minutos con 2 dígitos y ss los segundos con 2 dígitos
unsigned int reloj_4_digitos_7_segmentos(); // La hora tal como la esperan la mayoría de relojes de cuatro dígitos LED de 7 segmentos
char *fecha_humana(); // Fecha en formato DD/MM/AAAA siendo DD el día representado con 2 dígitos, MM el mes con 2 dígitos y AAAA el año con 4 dígitos
char numero_dia_semana(); // Eso y empezando en domingo que es el 1
char *fecha_hora_MySQL(); // Fecha en formato AAAA-MM-DD hh:mm:ss (estilo MySQL) siendo AAAA el año representado con 4 dígitos, MM el mes con 2 dígitos, DD el día con 2 dígitos, hh la hora (en formato de 24) con 2 dígitos, mm los minutos con 2 dígitos y ss los segundos con 2 dígitos
char *fecha_hora_compacta(); // Fecha en formato compacto (como la anterior pero sin adornos y dos dígitos para el año) para escribir en log y en bases de datos
double leer_temperatura();
double temperatura_minima();
double temperatura_maxima();
};
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//DS3231.cpp
#include “DS3231.h”
DS3231::DS3231()
{
//Wire.begin(); // Dependiendo de la versión del IDE puede ser maestro por defecto o no y habrá que activar en la librería o en la aplicación que la use (en el ejemplo se activa desde la aplicación, lo que permite un uso más genérico)
}
DS3231::~DS3231()
{
}
void DS3231::cargar_fecha_hora()
{
unsigned long timeout_i2c;
byte contador;
Wire.beginTransmission(DIRECCION_DS3231); // Comunicar con el DS3231 en la dirección correspondiente
Wire.write(0x00); // pedir registros desde la primera dirección
Wire.endTransmission(); // Liberar el bus I2C
Wire.requestFrom(DIRECCION_DS3231,NUMERO_ELEMENTOS_FECHA); // esperar NUMERO_ELEMENTOS_FECHA bytes
timeout_i2c=millis()+TIMEOUT_I2C_DS3231;
while(Wire.available()<NUMERO_ELEMENTOS_FECHA&&millis()<timeout_i2c){} // Esperar a que lleguen los datos o a que pase el tiempo mínimo de espera // Para usar sin espera: if(Wire.available())
for(contador=0;contador<NUMERO_ELEMENTOS_FECHA;contador++)
{
valor_fecha_hora_DS3231[contador]= Wire.read(); // Leer todos los datos sin discriminar aunque luego tendrán distinto tratamiento
}
valor_fecha_hora_DS3231[0]=bcd_a_decimal(valor_fecha_hora_DS3231[0]); // segundos en BCD
valor_fecha_hora_DS3231[1]=bcd_a_decimal(valor_fecha_hora_DS3231[1]); // minutos en BCD
valor_fecha_hora_DS3231[2]=((valor_fecha_hora_DS3231[2]&B00110000)>>4)*10+(valor_fecha_hora_DS3231[2]&B00001111); // BCD en modo de 24 horas
valor_fecha_hora_DS3231[3]=valor_fecha_hora_DS3231[3]&B00000111; // Número de día de la semana empezando en 1 que es domingo
valor_fecha_hora_DS3231[4]=((valor_fecha_hora_DS3231[4]&B00110000)>>4)*10+(valor_fecha_hora_DS3231[4]&B00001111); // Número del día del mes
valor_fecha_hora_DS3231[5]=((valor_fecha_hora_DS3231[5]&B00010000)>>4)*10+(valor_fecha_hora_DS3231[5]&B00001111); // Número de mes (sin MSB)
valor_fecha_hora_DS3231[6]=bcd_a_decimal(valor_fecha_hora_DS3231[6]); // Año en BCD (dos últimos dígitos)
}
char *DS3231::valor_fecha_hora()
{
//cargar_fecha_hora();
return valor_fecha_hora_DS3231;
}
char *DS3231::hora_humana()
{
//cargar_fecha_hora();
sprintf
(
hora_humana_DS3231,
“%02d:%02d:%02d”,
valor_fecha_hora_DS3231[2],
valor_fecha_hora_DS3231[1],
valor_fecha_hora_DS3231[0]
);
return hora_humana_DS3231;
}
unsigned int DS3231::reloj_4_digitos_7_segmentos()
{
//cargar_fecha_hora();
return (int)valor_fecha_hora_DS3231[2]*100+(int)valor_fecha_hora_DS3231[1];
}
char *DS3231::fecha_humana()
{
//cargar_fecha_hora();
sprintf
(
fecha_humana_DS3231,
“%02d/%02d/20%02d”, // Formato de fecha y hora estilo español ¡Olé!
valor_fecha_hora_DS3231[4],
valor_fecha_hora_DS3231[5],
valor_fecha_hora_DS3231[6]
);
return fecha_humana_DS3231;
}
char DS3231::numero_dia_semana()
{
//cargar_fecha_hora();
return valor_fecha_hora_DS3231[3];
}
char *DS3231::fecha_hora_compacta()
{
//cargar_fecha_hora();
sprintf
(
fecha_hora_compacta_DS3231,
“%02d%02d%02d%02d%02d%02d”, // Formato de fecha y hora compacta para log y base de datos
valor_fecha_hora_DS3231[6],
valor_fecha_hora_DS3231[5],
valor_fecha_hora_DS3231[4],
valor_fecha_hora_DS3231[2],
valor_fecha_hora_DS3231[1],
valor_fecha_hora_DS3231[0]
);
return fecha_hora_compacta_DS3231;
}
char *DS3231::fecha_hora_MySQL()
{
//cargar_fecha_hora();
sprintf
(
fecha_hora_MySQL_DS3231,
“20%02d-%02d-%02d %02d:%02d:%02d”, // Formato de fecha y hora estilo MySQL
valor_fecha_hora_DS3231[6],
valor_fecha_hora_DS3231[5],
valor_fecha_hora_DS3231[4],
valor_fecha_hora_DS3231[2],
valor_fecha_hora_DS3231[1],
valor_fecha_hora_DS3231[0]
);
return fecha_hora_MySQL_DS3231;
}
void DS3231::grabar_fecha_hora(char *fecha)
{
byte contador;
Wire.beginTransmission(DIRECCION_DS3231); // Comunicar con el DS3231 en la dirección correspondiente
Wire.write(0x00); // Empezar el envío en la primera dirección
for(contador=0;contador<NUMERO_ELEMENTOS_FECHA;contador++)
{
Wire.write(decimal_a_bcd(fecha[contador])); // Escribir cada valor expresándolo en BCD
}
Wire.endTransmission(); // Liberar el bus I2C
}
double DS3231::leer_temperatura()
{
byte msb; // El byte más significativo contiene la parte entera de la temperatura (en complemento a 2 para poder representar temperaturas bajo cero)
byte lsb; // El byte menos significatico contiene la parte decimal con una resolución de un cuarto de grado
float temperatura=TEMPERATURA_MAXIMA_DS3231+1.0; // Un número mayor que el máximo como aviso de que algo va mal
boolean negativo=false; // Inicialmente se considera postivo
unsigned long timeout_i2c;
Wire.beginTransmission(DIRECCION_DS3231); // Preparar el dispositivo
Wire.write(0x11); // Solicitar temperatura (empieza en 11h y termina en 12h)
Wire.endTransmission();
Wire.requestFrom(DIRECCION_DS3231,NUMERO_BYTES_TEMPERATURA); // Esperar temperatura: pedir dos bytes en la dirección del integrado
timeout_i2c=millis()+TIMEOUT_I2C_DS3231;
while(Wire.available()<NUMERO_BYTES_TEMPERATURA&&millis()<timeout_i2c){}// Esperar a que lleguen los datos o pase el tiempo de espera máximo // Para usar sin espera: if(Wire.available())
msb=Wire.read(); // parte entera con signo en complemento a dos
lsb=Wire.read(); // parte fraccional con resolución de 0.25 grados
negativo=msb>B01111111; // Es negativo si el primer dígito es uno
temperatura=msb&B01111111; // revertir complemento a dos
temperatura+=((lsb&MASCARA_DECIMALES)>>ROTACION_DECIMALES)*RESOLUCION_DECIMALES_DS3231; // atender sólo a los bits que contienen la parte decimal (7 y 8), multiplicar por el paso de la resolución y sumar a la parte entera de la temperatura
if(negativo)
{
temperatura*=–1; // Cambiar el signo
}
return temperatura;
}
double DS3231::temperatura_minima()
{
return TEMPERATURA_MINIMA_DS3231;
}
double DS3231::temperatura_maxima()
{
return TEMPERATURA_MAXIMA_DS3231;
}
char DS3231::bcd_a_decimal(char bcd) // Convertir de BCD a decimal
{
return ((bcd&B11110000)>>4)*10+(bcd&B00001111);
}
char DS3231::decimal_a_bcd(char decimal) // Convertir de decimal a BCD
{
return decimal/10*16+(decimal%10);
}
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लाइब्रेरी का उपयोग कैसे करें यह दिखाने के लिए निम्नलिखित उदाहरण कोड है। जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, तापमान को केवल फ़ंक्शन के साथ पढ़ा जाता है क्लास ऑब्जेक्ट का लेकिन, रीडिंग में त्रुटियों को नजरअंदाज करने के लिए, दो स्थिरांक का उपयोग किया जाता है जो क्रमशः डेटा शीट के अनुसार डिवाइस के अधिकतम और न्यूनतम तापमान को संग्रहीत करते हैं और जिन्हें संबंधित कार्यों के साथ पढ़ा जाता है।
तापमान रीडिंग दो चरणों में की जाती है: पहला, मूल्य लोड किया जाता है, ताकि दिनांक या समय के विभिन्न उपयोग सुसंगत रहें (प्रतिकूल मामलों में वे अधिक मूल्य नहीं दिखाएंगे) और दूसरा, इसका उपयोग उस प्रारूप के अनुसार किया जाता है ज़रूरी है। उदाहरण प्रोग्राम (जो बहुत व्यावहारिक नहीं है, हालाँकि यह सभी संभावनाओं की व्याख्या करता है) सभी उपलब्ध प्रारूप दिखाता है
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समारोह जो एक सूचक को एक सरणी में लौटाता है टैंक (बाइट्स) जिसमें सात संख्यात्मक मान होते हैं जो घड़ी पर दिनांक और समय का प्रतिनिधित्व करते हैं DS3231 दशमलव में परिवर्तित (वे अंदर हैं बीसीडी उपकरण पर)
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फ़ंक्शन का उपयोग करना एक मान प्राप्त होता है जो रविवार से शुरू होने वाले सप्ताह के दिन की संख्या से मेल खाता है। इसे पाठ के रूप में प्रदर्शित करने के लिए, एक सरणी का उपयोग किया जाता है और सूचकांक शून्य, रविवार से प्रारंभ करने के लिए एक को घटाया जाता है।
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"स्थानीय" (स्पेनिश) प्रारूप में तारीख देखने के लिए, फ़ंक्शन का उपयोग करें , जो एक स्ट्रिंग पर एक सूचक लौटाता है जिसमें तारीख को DD/MM/YYYY प्रारूप में दर्शाया जाता है, जहां DD 2 अंकों के साथ दिन का प्रतिनिधित्व करता है, MM 2 अंकों के साथ महीना है और YYYY 4 अंकों के साथ वर्ष है।
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समारोह समय को hh:mm:ss प्रारूप में लौटाता है, जिसमें hh घंटा (24 प्रारूप में) 2 अंकों के साथ दर्शाया जाता है, mm 2 अंकों के साथ मिनट होता है और ss 2 अंकों के साथ सेकंड होता है।
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दिनांक और समय का आसानी से उपयोग करने के लिए फाइल्स लॉग करें # लॉग फाइलें समारोह को प्रोग्राम किया गया है , जो YYMMDDhhmmss प्रारूप में दिनांक और समय का मान प्रदान करता है, जिसमें AA अंतिम 2 अंकों के साथ वर्ष का प्रतिनिधित्व करता है, MM महीने को 2 अंकों के साथ, DD दिन को 2 अंकों के साथ, hh घंटा (24 प्रारूप में) 2 के साथ दर्शाता है। अंक, 2 अंकों के साथ मिनट मिमी और 2 अंकों के साथ सेकंड एसएस। यह प्रारूप, भले ही यह पाठ है, बहुत कम जगह लेता है और बहुत ही सरल वर्णमाला क्रम की अनुमति देता है।
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समारोह डेटाबेस प्रबंधक द्वारा उपयोग किए गए प्रारूप में दिनांक और समय प्रस्तुत करने का कार्य करता है MySQL (या नया और स्वतंत्र MariaDB) YYYY-MM-DD hh:mm:ss, जहां YYYY वर्ष को 4 अंकों के साथ दर्शाया गया है, MM 2 अंकों के साथ महीना है, DD 2 अंकों के साथ दिन है, hh 24 अंकों के साथ घंटा (2 प्रारूप में) है , मिमी 2 अंकों वाला मिनट और 2 अंकों वाला सेकंड है।
यद्यपि दिनांक और समय को दर्शाने के लिए कई प्रारूप हैं, लेकिन जिसकी आपको आवश्यकता है वह वहां नहीं हो सकता है, लेकिन निश्चित रूप से मौजूदा प्रारूपों में से किसी एक के आधार पर और इसे एक उदाहरण के रूप में उपयोग करके, इसके अनुसार एक नई विधि जोड़ना आसान होगा अन्य विशिष्टताएँ. कृपया, यदि आप नए फ़ंक्शन जोड़ते हैं, तो कोड साझा करें (इसे जारी करें!) और हमें बताएं कि यह कैसे काम करता है, ताकि हम लाइब्रेरी को धीरे-धीरे बेहतर बना सकें। धन्यवाद!
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#define INTERVALO_MEDICION 100000 // Medir temperatura cada 100 segundos (se renueva internamente en el DS3231 cada 64 segundos)
#define ESPERA_ERROR 1000 // Tiempo de espera antes de volver a medir si se ha producido un error
#define ELEMENTOS_MATRIZ_FECHA 7
#include “DS3231.h”
#include <Wire.h>
char buffer_fecha[ELEMENTOS_MATRIZ_FECHA];
char *puntero_fecha;
float temperatura;
unsigned long cronometro;
byte contador;
String dia_semana[]={“lunes”,“martes”,“miércoles”,“jueves”,“viernes”,“sábado”,“domingo”};
DS3231 reloj;
void setup()
{
Serial.begin(9600);
Wire.begin(); // Inicializar Wire sólo si no se hace dentro del constructor (de la librería) Este método, hacerlo en la aplicación, supone que se usa Wire para comunicar con otros dispositivos, no sólo con el DS3231
cronometro=0; // para que empiece inmediatamente
}
void loop()
{
if(millis()>cronometro)
{
temperatura=reloj.leer_temperatura();
if(temperatura>reloj.temperatura_maxima()||temperatura<reloj.temperatura_minima())
{
cronometro=millis()+ESPERA_ERROR;
}
else
{
cronometro=millis()+INTERVALO_MEDICION;
reloj.cargar_fecha_hora();
puntero_fecha=reloj.valor_fecha_hora();
for(contador=0;contador<ELEMENTOS_MATRIZ_FECHA;contador++)
{
buffer_fecha[contador]=*(puntero_fecha+contador);
Serial.println(“Contenido de la posición “+String(contador,DEC)+” del buffer de la fecha -> “+String(int(buffer_fecha[contador]),DEC));
}
Serial.print(“El día “);
Serial.print(reloj.fecha_humana());
Serial.print(“, “);
Serial.print(dia_semana[reloj.numero_dia_semana()–1]);
Serial.print(“, a las “);
Serial.println(reloj.hora_humana());
Serial.print(“(“);
Serial.print(reloj.reloj_4_digitos_7_segmentos());
Serial.print(” en un reloj de 4 dígitos y “);
Serial.print(reloj.fecha_hora_MySQL());
Serial.print(” según MySQL o “);
Serial.print(reloj.fecha_hora_compacta());
Serial.println(” abreviadamente)”);
Serial.print(“la temperatura era de “);
Serial.print(temperatura); // Mostrar la temperatura
Serial.println(” grados centígrados”);
}
}
}
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उपरोक्त उदाहरण प्रोग्राम का आउटपुट कुछ ऐसा हो सकता है जो निम्नलिखित छवि में दिखाया गया है: 7 मानों की एक सूची (सेकंड, मिनट, घंटा, सप्ताह का दिन, महीने का दिन, महीना और वर्ष) तारीख और समय को "मानवीय" तरीके से व्यक्त किया जाता है (स्पेनिश शैली के अनुसार) चार अंकों के घड़ी प्रारूप में पूर्ण संख्या के रूप में समय, डेटाबेस प्रारूप में दिनांक और समय MySQL, दिनांक और समय कॉम्पैक्ट प्रारूप में (के लिए)। लॉग) और का आंतरिक तापमान DS3231.
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