Relógio em tempo real DS3231 com comunicações I2C
Um dispositivo microcontrolado é capaz de um controle de tempo muito preciso, principalmente em escala humana, mas mantê-lo “no tempo” e, portanto, funcionando, é muito caro em termos de consumo, por isso é comum ter um circuito que exija o tempo. componente capaz de realizar esta tarefa de forma autônoma e manter um consumo muito baixo para poder alimentá-lo por muito tempo com uma bateria pequena. Esses dispositivos são chamados relógios em tempo real (RTC)
Operação externa, ou seja, voltado para o usuário (ou circuito) de relógios de tempo real muito semelhantes. Se eles também compartilham comunicações, o I2C é popular entre os populares, pode ser generalizado suficiente ao descrever sua exploração.
Assim como todos compartilham um diagrama de circuito de aplicação típico ou comunicação semelhante, eles também compartilham um par de (relativos) desvantagens. Por um lado, seu precisão Geralmente é moderado, adequado para uso em escala humana, mas requer calibração para permanecer dentro de valores aceitáveis. Um valor característico é geralmente em torno de ±5 partes por milhão (ppm) que, muito aproximadamente, pode corresponder a ±5 minutos por ano; admissível se for estabelecido um protocolo de sincronização. A desvantagem é que a precisão cai drasticamente dependendo do variações de temperatura e não é incomum que se multiplique por 10 (ou mais) em certas circunstâncias.
Como muitos outros componentes, os relógios de tempo real precisam de um oscilador com o qual operar (responsável pela precisão de que falei antes).Não é que ter um oscilador seja um inconveniente em si, mas será mais um componente a adicionar ao circuito que necessitará do seu espaço ou, alternativamente, outro cálculo fazer para manter todo o circuito com uma certa frequência base.
Existem outras desvantagens mais óbvias, como o consumo e, portanto, vida da bateria que mantém o tempo e a configuração, que por ser algo mais universal (embora logicamente distribuído de forma irregular) costuma ser considerado no projeto de dispositivos que incorporam RTC e não é um problema específico.
O relógio em tempo real que descrevo neste artigo, o DS3231, resolve a necessidade de um oscilador externo e as desvantagens de precisão usando um oscilador interno e o tecnologia de oscilador de cristal com compensação de temperatura (TCXO) Uma tabela armazenada na memória interna do componente determina como compensar o tempo com base na temperatura e no tempo de operação (idade) do dispositivo. Com esta técnica, de acordo com a ficha técnica, é alcançada uma precisão de ±3.5 ppm na faixa de temperatura industrial, de -40°C a +85°C, ou ±2 ppm na faixa de temperatura comercial.
Normalmente, os relógios de tempo real incluem um pequeno memória para armazenar coisas comuns em uso, como algumas horas de alarme. Também não é incomum precisar de mais memória para outras aplicações de tempo um pouco mais específicas, por isso costuma ser adicionada em aplicações típicas ou mesmo internamente em algumas versões de integradas. Por exemplo, ele DS3232 É igual ao DS3231 em questão, mas com 236 bytes SRAM que também são mantidos, como data e hora, com a bateria reserva do dispositivo.
Eu disse no começo que comunicação entre circuitos (I2C, para Circuito Interintegrado) é um dos mais populares e mais frequentemente presentes, embora também seja verdade que em certos ambientes as comunicações SPI (Interface Periférica Serial) Podem ser uma alternativa melhor; Nestes casos existem versões equivalentes, por exemplo o DS3234 em relação ao DS3231, que substituem I2C por SPI.
Al medir temperatura para compensar o funcionamento do RTC, este dispositivo também pode ser utilizado como termômetro dentro da própria montagem. Embora os valores retornados sejam apresentados em intervalos de um quarto de grau, sua precisão não é muito boa, ±3°C de acordo com a folha de dados. Levando em consideração que a temperatura será medida na placa de circuito, junto com os componentes esquentando sem muito controle, esta medida é suficiente em muitos casos, especialmente se o que é interessante é medir tendência e não apenas a temperatura exata em um instante. Por outro lado, a temperatura está sempre disponível para consulta mas é lida a partir de um registo que é atualizado apenas a cada 64 segundos, suficiente para mostrar a evolução durante um longo período, insuficiente para saber a temperatura de um instante.
Pinagem RTC DS3231
Circuito típico para uso do RTC DS3231
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