DS3231 Orologio in tempo reale con comunicazioni I2C
Un dispositivo microcontrollato è capace di un controllo del tempo molto preciso, soprattutto a misura d'uomo, ma mantenerlo "in tempo" e quindi in funzione, è molto costoso in termini di consumo, quindi è comune avere un circuito che richiede il tempo. componente in grado di svolgere questo compito in autonomia e mantenendo consumi molto bassi per poterlo alimentare con una piccola batteria per lungo tempo. Questi dispositivi sono chiamati orologi in tempo reale (RTC)
Operazione esterna, cioè, di fronte all'utente (o al circuito) di orologi in tempo reale molto simili. Se condividono anche le comunicazioni, I2C è popolare tra i popolari, può essere generalizzato abbastanza per descriverne lo sfruttamento.
Proprio come condividono tutti un tipico schema elettrico dell'applicazione o una comunicazione simile, condividono anche una coppia di (relative) disagio. Da un lato, il suo precisione Di solito è moderato, adatto per l'uso su scala umana ma richiede la calibrazione per rimanere entro valori accettabili. Un valore caratteristico è solitamente intorno a ±5 parti per milione (ppm) che, in modo molto approssimativo, può corrispondere a ±5 minuti all'anno; ammissibile se viene stabilito un protocollo di sincronizzazione. Lo svantaggio è che la precisione diminuisce drasticamente a seconda del variazioni di temperatura e non è raro che si moltiplichi per 10 (o più) in determinate circostanze.
Come molti altri componenti, gli orologi in tempo reale necessitano di a oscillatore con cui operare (responsabile della precisione di cui parlavo prima).Non è che avere un oscillatore sia di per sé un inconveniente ma sarà un altro componente da aggiungere al circuito che avrà bisogno del suo spazio o, in alternativa, un altro calcolo fare per mantenere l'intero circuito con una certa frequenza di base.
Ci sono altri inconvenienti più evidenti, come i consumi e quindi durata della batteria che mantiene l'ora e la configurazione, che poiché è qualcosa di più universale (anche se logicamente distribuito in modo irregolare) viene solitamente considerata nella progettazione di dispositivi che incorporano RTC e non costituisce un problema specifico.
L'orologio in tempo reale che descrivo in questo articolo, il DS3231, risolve la necessità di un oscillatore esterno e gli inconvenienti di precisione utilizzandone uno interno e il tecnologia di oscillatore a cristallo compensato in temperatura (TCXO) Una tabella archiviata nella memoria interna del componente determina come compensare l'ora in base alla temperatura e al tempo di funzionamento (età) del dispositivo. Con questa tecnica, secondo la scheda tecnica, si ottiene una precisione di ±3.5 ppm nell'intervallo di temperatura industriale, da -40°C a +85°C, o ±2 ppm nell'intervallo di temperatura commerciale.
In genere, gli orologi in tempo reale includono un piccolo memoria in cui riporre le cose di uso comune, come ad esempio un paio di ore di sveglia. Inoltre, non è raro che sia necessaria più memoria per altre applicazioni temporali un po' più specifiche, motivo per cui di solito viene aggiunta nelle applicazioni tipiche o anche internamente in alcune versioni di quelle integrate. Lui, ad esempio DS3232 È uguale al DS3231 in questione ma con 236 byte SRAM che vengono anch'essi mantenuti, come la data e l'ora, grazie alla batteria tampone del dispositivo.
L'ho detto all'inizio comunicazione tra circuiti (I2C, per circuito interintegrato) è uno degli strumenti più apprezzati e più presenti, anche se è anche vero che in certi contesti la comunicazione SPI (interfaccia periferica seriale) Potrebbero essere un'alternativa migliore; In questi casi esistono versioni equivalenti, ad esempio il DS3234 rispetto al DS3231, che sostituiscono I2C by SPI.
Al misurare la temperatura per compensare il funzionamento del RTC, questo dispositivo può essere utilizzato anche come termometro all'interno del gruppo stesso. Sebbene i valori restituiti siano presentati ad intervalli di un quarto di grado, la sua precisione non è molto buona, ±3°C secondo la scheda tecnica. Tenendo conto che la temperatura verrà misurata sul circuito, insieme ai componenti che si surriscaldano senza molto controllo, questa misura è sufficiente in molti casi, soprattutto se ciò che è interessante è tendenza della misura e non solo la temperatura esatta in un istante. La temperatura invece è sempre consultabile ma viene letta da un registro che si aggiorna solo ogni 64 secondi, abbastanza per mostrare l'evoluzione su un lungo periodo, insufficiente per conoscere la temperatura di un istante.
Pinatura RTC DS3231
Circuito tipico per l'utilizzo dell'RTC DS3231
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