Neste post vamos construir um relógio digital usando o módulo RTC ou Real Time Clock. Vamos entender o que é o módulo “RTC”, como fazer a interface com o Arduino e o que ele faz.
De:
O módulo RTC é um circuito que mantém o controle do tempo atual com precisão. Ele tem duas funções, ele se comunica com microcontroladores e microprocessadores para dar tempo de corrente e atuar como circuito de backup para manter o tempo em caso de falta de energia, pois possui sistema de backup de bateria embutido.
Podemos encontrar RTC em qualquer dispositivo eletrônico onde o tempo é uma função importante do gadget.
Por exemplo, nosso computador ou laptop mantém seu tempo mesmo depois que a energia é desligada ou a bateria é removida. Na placa-mãe de qualquer computador podemos encontrar uma bateria CMOS, que alimenta o circuito RTC.
Tipo semelhante de circuito que vamos usar neste projeto.
O módulo RTC é um dispositivo barato que pode ser encontrado em qualquer site de comércio eletrônico e nas lojas de projetos eletrônicos locais.
Ilustração do módulo RTC típico DS1307:
A maioria dos módulos RTC vem com bateria (CR2032) no momento da compra. Existem diferentes tamanhos e modelos, o ilustrado acima pode não ser o mesmo para você. Mas certifique-se de que o número do modelo é DS1307. O código escrito neste post é compatível apenas com DS1307.
Agora você sabe algo sobre RTCs. Agora vamos passar para o design do relógio digital. Antes de prosseguir com este projeto, você precisa baixar a biblioteca dos links a seguir e instalar em seu IDE:
• DS1307RTC.h
Link: github.com/PaulStoffregen/DS1307RTC
• TimeLib.h
Link: github.com/PaulSoffregen/Time
Outras duas bibliotecas teriam sido pré-instaladas no Arduino IDE, se você estiver na versão mais recente.
• LiquidCrystal.h
• Fio.h
O circuito:
A conexão do circuito entre o arduino e o display LCD é padrão, que podemos encontrar conexão semelhante em outros projetos baseados em LCD. O único componente adicional é o RTC.
Para reduzir o congestionamento de fios durante o protótipo, o RTC pode ser inserido nos pinos analógicos diretamente do arduino. Solde o SCl, SDA, Vcc e GND com pinos machos e insira os pinos A2 a A5 conforme mostrado no protótipo.
Protótipo do autor:
Como inserir corretamente o RTC no Arduino:
Se o seu RTC tiver locais de pinos diferentes e não puder replicar conforme ilustrado acima, você sempre poderá usar fios para conexão. Agora que sua configuração de hardware está completa, vamos para a parte de software do projeto.
Como definir o tempo:
Uma vez programado o módulo RTC, ele mantém o tempo mesmo sendo removido do arduino. A bateria deve durar pelo menos alguns anos.
Não há botão para ajustar o tempo; o programa a seguir definirá a hora no RTC. A hora é sincronizada automaticamente com a hora do seu computador, durante a compilação do código, portanto, certifique-se de que seu computador esteja configurado para a hora correta, antes de fazer o upload dos programas.
Carregue este código “SetTime” para definir a hora com o RTC conectado:
#include#include #include int P=A3; //Assign power pins for RTC int N=A2; const char *monthName[12] = { "Jan", "Feb", "Mar", "Apr", "May", "Jun", "Jul", "Aug", "Sep", "Oct", "Nov", "Dec" }; tmElements_t tm; void setup() { pinMode(P,OUTPUT); pinMode(N,OUTPUT); digitalWrite(P,HIGH); digitalWrite(N,LOW); bool parse=false; bool config=false; // get the date and time the compiler was run if (getDate(__DATE__) && getTime(__TIME__)) { parse = true; // and configure the RTC with this info if (RTC.write(tm)) { config = true; } } Serial.begin(9600); while (!Serial) ; // wait for Arduino Serial Monitor delay(200); if (parse && config) { Serial.print("DS1307 configured Time="); Serial.print(__TIME__); Serial.print(", Date="); Serial.println(__DATE__); } else if (parse) { Serial.println("DS1307 Communication Error :-{"); Serial.println("Please check your circuitry"); } else { Serial.print("Could not parse info from the compiler, Time=\""); Serial.print(__TIME__); Serial.print("\", Date=\""); Serial.print(__DATE__); Serial.println("\""); } } void loop() { } bool getTime(const char *str) { int Hour, Min, Sec; if (sscanf(str, "%d:%d:%d", &Hour, &Min, &Sec) != 3) return false; tm.Hour = Hour; tm.Minute = Min; tm.Second = Sec; return true; } bool getDate(const char *str) { char Month[12]; int Day, Year; uint8_t monthIndex; if (sscanf(str, "%s %d %d", Month, &Day, &Year) != 3) return false; for (monthIndex = 0; monthIndex < 12; monthIndex++) { if (strcmp(Month, monthName[monthIndex]) == 0) break; } if (monthIndex >= 12) return false; tm.Day = Day; tm.Month = monthIndex + 1; tm.Year = CalendarYrToTm(Year); return true; }
Uma vez que este código é carregado, abra o monitor serial e uma mensagem de sucesso deve aparecer dizendo que o tempo foi definido.
Isso significa que sua conexão entre o RTC e o arduino está correta e a hora está definida.
Agora carregue o seguinte código para exibir a hora no LCD.
//------------Program Developed by R.Girish-------// #include#include #include #include LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2); int P=A3; int N=A2; void setup() { lcd.begin(16,2); pinMode(P,OUTPUT); pinMode(N,OUTPUT); digitalWrite(P,HIGH); digitalWrite(N,LOW); } void loop() { tmElements_t tm; lcd.clear(); if (RTC.read(tm)) { if(tm.Hour>=12) { lcd.setCursor(14,0); lcd.print("PM"); } if(tm.Hour<12) { lcd.setCursor(14,0); lcd.print("AM"); } lcd.setCursor(0,0); lcd.print("TIME:"); if(tm.Hour>12) //24Hrs to 12 Hrs conversion// { if(tm.Hour==13) lcd.print("01"); if(tm.Hour==14) lcd.print("02"); if(tm.Hour==15) lcd.print("03"); if(tm.Hour==16) lcd.print("04"); if(tm.Hour==17) lcd.print("05"); if(tm.Hour==18) lcd.print("06"); if(tm.Hour==19) lcd.print("07"); if(tm.Hour==20) lcd.print("08"); if(tm.Hour==21) lcd.print("09"); if(tm.Hour==22) lcd.print("10"); if(tm.Hour==23) lcd.print("11"); } else { lcd.print(tm.Hour); } lcd.print(":"); lcd.print(tm.Minute); lcd.print(":"); lcd.print(tm.Second); lcd.setCursor(0,1); lcd.print("DATE:"); lcd.print(tm.Day); lcd.print("/"); lcd.print(tm.Month); lcd.print("/"); lcd.print(tmYearToCalendar(tm.Year)); } else { if (RTC.chipPresent()) { lcd.setCursor(0,0); lcd.print("RTC stopped!!!"); lcd.setCursor(0,1); lcd.print("Run SetTime code"); } else { lcd.clear(); lcd.setCursor(0,0); lcd.print("Read error!"); lcd.setCursor(0,1); lcd.print("Check circuitry!"); } delay(500); } delay(500); } //------------Program Developed by R.Girish-------//
Feito isso, você deverá ver a hora e a data exibidas no LCD e funcionando.
Observação: O código “SetTime” é modificado a partir do código de exemplo do DS1307RTC para otimizar as conexões de fio para o módulo RTC, o carregamento do código original não definirá o tempo.
Despertador digital usando Arduino
Neste acima aprendemos como construir o relógio básico do Arduino usando o módulo RTC, na seção seguinte investigamos como isso pode ser atualizado em um circuito de despertador digital usando o Arduino.
Tem gente que não precisa de despertador, acorda naturalmente e tem gente que acorda depois que o despertador toca poucas vezes e tem gente que aperta o botão soneca várias vezes e vai para a faculdade/trabalho até tarde com algumas desculpas.
O divertido projeto de despertador proposto pode enfrentar o problema da preguiça durante a vigília matinal. A maioria dos despertadores tem um botão de soneca e um tempo de corte pré-determinado para alarme se o usuário não responder.
Projetamos este despertador sem um botão preguiçoso (botão soneca) e o alarme não será desligado até que o usuário pressione um botão.
Este relógio pode mostrar a hora no formato de 12 horas e a data no formato DD/MM/AAAA.
A hora e a data serão exibidas no display LCD 16 x 2. Um módulo de tempo RTC ou relógio de tempo real cuidará do rastreamento do tempo e pode reter o tempo correto mesmo após um longo corte de energia.
Existem 5 botões fornecidos cuja função será explicada em breve. O cérebro do projeto Arduino pode ser qualquer modelo de sua escolha, recomendamos o Arduino pro mini ou o Arduino nano devido ao seu tamanho compacto.
Agora vamos mergulhar nos esquemas.
O esquema acima é para o Arduino para exibir a conexão, ajuste o contraste da tela girando o potenciômetro de 10K.
Abaixo segue o resto do circuito:
O circuito pode ser alimentado por adaptador de parede de 9V 500mA.
Funções de 5 botões:
S1 – Serve para parar o alarme (também é botão de reset).
S2 – É usado para configurar alarme. Ao pressionar S2 longamente, você chegará ao menu de configuração de alarme.
S3 – É utilizado para incrementar horas.
S4 – é usado para incrementar minutos.
S5 – É usado para alternar o status do alarme. Se “*” existir no visor LCD no canto inferior direito, o alarme está LIGADO, se o “*” não existir, as estatísticas do alarme estão DESLIGADAS.
Mais detalhes sobre como definir o alarme são explicados na parte inferior do artigo.
Baixe os arquivos da biblioteca abaixo:
Link1: github.com/PaulStoffregen/DS1307RTC
Link2: github.com/PaulStoffregen/Time
Agora, temos que definir a hora para o módulo RTC, a hora será sincronizada do seu PC para o módulo RTC.
Carregue o código abaixo para definir a hora e abrir o monitor Serial:
//------------------------------------------------// #include#include #include const char *monthName[12] = { "Jan", "Feb", "Mar", "Apr", "May", "Jun", "Jul", "Aug", "Sep", "Oct", "Nov", "Dec" }; tmElements_t tm; void setup() { bool parse=false; bool config=false; // get the date and time the compiler was run if (getDate(__DATE__) && getTime(__TIME__)) { parse = true; // and configure the RTC with this info if (RTC.write(tm)) { config = true; } } Serial.begin(9600); while (!Serial) ; // wait for Arduino Serial Monitor delay(200); if (parse && config) { Serial.print("DS1307 configured Time="); Serial.print(__TIME__); Serial.print(", Date="); Serial.println(__DATE__); } else if (parse) { Serial.println("DS1307 Communication Error :-{"); Serial.println("Please check your circuitry"); } else { Serial.print("Could not parse info from the compiler, Time=\""); Serial.print(__TIME__); Serial.print("\", Date=\""); Serial.print(__DATE__); Serial.println("\""); } } void loop() { } bool getTime(const char *str) { int Hour, Min, Sec; if (sscanf(str, "%d:%d:%d", &Hour, &Min, &Sec) != 3) return false; tm.Hour = Hour; tm.Minute = Min; tm.Second = Sec; return true; } bool getDate(const char *str) { char Month[12]; int Day, Year; uint8_t monthIndex; if (sscanf(str, "%s %d %d", Month, &Day, &Year) != 3) return false; for (monthIndex = 0; monthIndex < 12; monthIndex++) { if (strcmp(Month, monthName[monthIndex]) == 0) break; } if (monthIndex >= 12) return false; tm.Day = Day; tm.Month = monthIndex + 1; tm.Year = CalendarYrToTm(Year); return true; } //----------------------------------------//
Agora você definiu com sucesso o tempo para RTC
Em seguida, você precisa fazer o upload do seguinte código principal:
//------------Program Developed by R.Girish-------// #include#include #include #include #include const int rs = 7; const int en = 6; const int d4 = 5; const int d5 = 4; const int d6 = 3; const int d7 = 2; const int buzzer = 8; boolean alarm = false; boolean outloop = true; const int setAlarm = A0; const int Hrs = A1; const int Min = A2; const int ok = A3; const int HrsADD = 0; const int MinADD = 1; const int ALsave = 2; int HrsVal = 0; int MinVal = 0; int H = 0; int M = 0; int S = 0; int i = 0; int j = 0; int k = 0; LiquidCrystal lcd(rs, en, d4, d5, d6, d7); void setup() { Serial.begin(9600); lcd.begin(16, 2); pinMode(buzzer, OUTPUT); pinMode(setAlarm, INPUT); pinMode(Hrs, INPUT); pinMode(Min, INPUT); pinMode(ok, INPUT); digitalWrite(setAlarm, HIGH); digitalWrite(Hrs, HIGH); digitalWrite(Min, HIGH); digitalWrite(ok, HIGH); } void loop() { tmElements_t tm; lcd.clear(); if (EEPROM.read(ALsave) == false) { lcd.setCursor(15, 1); lcd.print(""); } if (EEPROM.read(ALsave) == true) { lcd.setCursor(15, 1); lcd.print(F("*")); } if (RTC.read(tm)) { if (tm.Hour >= 12) { lcd.setCursor(14, 0); lcd.print("PM"); } if (tm.Hour < 12) { lcd.setCursor(14, 0); lcd.print("AM"); } lcd.setCursor(0, 0); lcd.print("TIME:"); H = tm.Hour; if (tm.Hour > 12) { if (tm.Hour == 13) { lcd.print("01"); } if (tm.Hour == 14) { lcd.print("02"); } if (tm.Hour == 15) { lcd.print("03"); } if (tm.Hour == 16) { lcd.print("04"); } if (tm.Hour == 17) { lcd.print("05"); } if (tm.Hour == 18) { lcd.print("06"); } if (tm.Hour == 19) { lcd.print("07"); } if (tm.Hour == 20) { lcd.print("08"); } if (tm.Hour == 21) { lcd.print("09"); } if (tm.Hour == 22) { lcd.print("10"); } if (tm.Hour == 23) { lcd.print("11"); } } else { lcd.print(tm.Hour); } M = tm.Minute; S = tm.Second; lcd.print(":"); lcd.print(tm.Minute); lcd.print(":"); lcd.print(tm.Second); lcd.setCursor(0, 1); lcd.print("DATE:"); lcd.print(tm.Day); lcd.print("/"); lcd.print(tm.Month); lcd.print("/"); lcd.print(tmYearToCalendar(tm.Year)); } else { if (RTC.chipPresent()) { lcd.setCursor(0, 0); lcd.print("RTC stopped!!!"); lcd.setCursor(0, 1); lcd.print("Run SetTime code"); } else { lcd.clear(); lcd.setCursor(0, 0); lcd.print("Read error!"); lcd.setCursor(0, 1); lcd.print("Check circuitry!"); } } if (digitalRead(setAlarm) == LOW) { setALARM(); } if (H == EEPROM.read(HrsADD) && M == EEPROM.read(MinADD) && S == 0) { if (EEPROM.read(ALsave) == true) { sound(); } } if (digitalRead(ok) == LOW) { if (EEPROM.read(ALsave) == true) { EEPROM.write(ALsave, 0); alarm = false; delay(1000); return; } if (EEPROM.read(ALsave) == false) { EEPROM.write(ALsave, 1); alarm = true; delay(1000); return; } } delay(1000); } void setALARM() { HrsVal = EEPROM.read(HrsADD); MinVal = EEPROM.read(MinADD); lcd.clear(); lcd.setCursor(0, 0); lcd.print(F(">>>>SET ALARM<<<")); lcd.setCursor(0, 1); lcd.print(F("Hrs:")); lcd.print(EEPROM.read(HrsADD)); lcd.print(F(" Min:")); lcd.print(EEPROM.read(MinADD)); delay(600); while (outloop) { if (HrsVal > 23) { HrsVal = 0; lcd.clear(); lcd.setCursor(0, 0); lcd.print(F(">>>>SET ALARM<<<")); lcd.setCursor(0, 1); lcd.print(F("Hrs:")); lcd.print(HrsVal); lcd.print(F(" Min:")); lcd.print(MinVal); } if (MinVal > 59) { MinVal = 0; lcd.clear(); lcd.setCursor(0, 0); lcd.print(F(">>>>SET ALARM<<<")); lcd.setCursor(0, 1); lcd.print(F("Hrs:")); lcd.print(HrsVal); lcd.print(F(" Min:")); lcd.print(MinVal); } if (digitalRead(Hrs) == LOW) { HrsVal = HrsVal + 1; lcd.clear(); lcd.setCursor(0, 0); lcd.print(F(">>>>SET ALARM<<<")); lcd.setCursor(0, 1); lcd.print(F("Hrs:")); lcd.print(HrsVal); lcd.print(F(" Min:")); lcd.print(MinVal); delay(250); } if (digitalRead(Min) == LOW) { MinVal = MinVal + 1; lcd.clear(); lcd.setCursor(0, 0); lcd.print(F(">>>>SET ALARM<<<")); lcd.setCursor(0, 1); lcd.print(F("Hrs:")); lcd.print(HrsVal); lcd.print(F(" Min:")); lcd.print(MinVal); delay(250); } if (digitalRead(setAlarm) == LOW) { EEPROM.write(HrsADD, HrsVal); EEPROM.write(MinADD, MinVal); lcd.clear(); lcd.setCursor(0, 0); lcd.print(F("Alarm is Set for")); lcd.setCursor(0, 1); lcd.print(EEPROM.read(HrsADD)); lcd.print(F(":")); lcd.print(EEPROM.read(MinADD)); lcd.print(F(" Hrs")); delay(1000); outloop = false; } } outloop = true; } void sound() { lcd.clear(); lcd.setCursor(0, 0); lcd.print("Wakey Wakey !!!"); lcd.setCursor(0, 1); lcd.print("Its Time now....."); for (j = 0; j < 10; j++) { for (i = 0; i < 2 ; i++) { digitalWrite(buzzer, HIGH); delay(150); digitalWrite(buzzer, LOW); delay(150); } delay(400); } for (k = 0; k < 10; k++) { for (i = 0; i < 4 ; i++) { digitalWrite(buzzer, HIGH); delay(150); digitalWrite(buzzer, LOW); delay(150); } delay(250); } while (true) { digitalWrite(buzzer, HIGH); delay(150); digitalWrite(buzzer, LOW); delay(150); } } //------------Program Developed by R.Girish-------//
Depois de fazer o upload do código acima, você deve ver a hora e a data corretas em execução no visor.
Agora vamos ver como definir o alarme:
• Pressione e segure S2 até ver o menu Alarme.
• Pressione S3 e S4 para ajustar horas e minutos respectivamente.
• Após o ajuste do tempo desejado, pressione S2 novamente. Ele dirá “O alarme está definido para xx:xx horas”.
• Se o alarme estiver LIGADO você pode ver o símbolo “*” no display, se o alarme estiver DESLIGADO não haverá o símbolo “*”.
• Você pode ligar/desligar o alarme pressionando S5 por meio segundo. Não pressione e segure até que “*” desapareça (ele volta novamente), apenas pressione meio segundo para alternar o status do alarme.
NOTA IMPORTANTE:
O erro mais comum ao definir um alarme em qualquer relógio é alternar involuntariamente AM / PM, o que resulta em não tocar o alarme no horário desejado.
Para combater esse problema, a configuração do despertador proposta foi projetada no formato de relógio de 24 horas.
A hora exibida no LCD será de 12 horas no formato AM/PM mas, quando você definir um alarme com este projeto, deverá definir no formato 24 horas de 0 a 23 horas.
Por exemplo: se você deseja definir o alarme às 21h, deve definir 21 horas e 0 minutos. Para, 5 da manhã: 5 horas e 0 minutos e assim por diante.
Protótipo do autor:
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Hashtags: #Relógio #digital #Arduino #usando #módulo #RTC
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