นาฬิกาแบบเรียลไทม์ Esp32 โดยใช้โมดูล ds3231

ในการกวดวิชานี้เราจะได้เรียนรู้เกี่ยวกับนาฬิกาเวลาจริง (RTC) และเชื่อมกับ ESP32และจอแสดงผล OLED

เราจะใช้โมดูล DS3231 RTCเพื่อติดตามเวลาที่ถูกต้องและแสดงบน SPI OLED โดยใช้ ESP32 เป็นไมโครคอนโทรลเลอร์ของเรา ESP32 เป็นมากกว่าไมโครคอนโทรลเลอร์ มีชิป Wi-Fi และบลูทู ธ อยู่ข้างในและหมุด 39 GPIO รองรับโปรโตคอลการสื่อสารทั้งหมดเช่น SPI, I2C, UART และอื่น ๆ หากคุณยังใหม่กับ ESP32 ก่อนอื่นให้อ่านบทแนะนำการเริ่มต้นใช้งาน ESP32

RTC คืออะไร ??

DS3231 เป็นโมดูล RTC (นาฬิกาเวลาจริง) ใช้เพื่อรักษาวันที่และเวลาสำหรับโครงการอิเล็กทรอนิกส์ส่วนใหญ่ โมดูลนี้มีแหล่งจ่ายไฟเซลล์แบบเหรียญของตัวเองโดยใช้ซึ่งจะรักษาวันที่และเวลาแม้ว่าจะถอดไฟหลักออกหรือ MCU ผ่านการฮาร์ดรีเซ็ตแล้วก็ตาม ดังนั้นเมื่อเราตั้งวันที่และเวลาในโมดูลนี้ระบบจะติดตามมันอยู่เสมอ RTC IC มีหลายประเภทเช่น DS1307, DS3231 เป็นต้น

ก่อนหน้านี้เราเคยใช้ DS3231 RTC กับ Arduino ในโครงการด้านล่าง:

• เครื่องป้อนสัตว์เลี้ยงอัตโนมัติโดยใช้ Arduino
• Arduino Data Logger

หมายเหตุ: เมื่อใช้โมดูลนี้เป็นครั้งแรกคุณต้องตั้งวันที่และเวลา คุณยังสามารถใช้ RTC IC DS1307 ซึ่งก่อนหน้านี้เราเคยใช้ DS1307 กับ Arduino

ทำความรู้จักกับจอแสดงผล OLED:

คำว่า OLED ย่อมาจาก " Organic Light emitting diode" ซึ่งใช้เทคโนโลยีเดียวกับที่ใช้ในโทรทัศน์ส่วนใหญ่ของเรา แต่มีพิกเซลน้อยกว่าเมื่อเทียบกับพวกเขา การมีโมดูลแสดงผลที่ดูดีเหล่านี้เป็นเรื่องสนุกเพราะจะทำให้โครงการของเราดูเท่ เราได้กล่าวถึงบทความฉบับเต็มเกี่ยวกับจอแสดงผล OLED และประเภทต่างๆที่นี่

เราจะใช้สีขาวดำ 7 พิน SSD1306 0.96” จอแสดงผล เหตุผลในการเลือกจอแสดงผลนี้คือสามารถทำงานกับโปรโตคอลการสื่อสารที่แตกต่างกันสามแบบเช่นโหมด SPI 3 Wire, โหมด SPI four wire และโหมด IIC บทช่วยสอนนี้จะกล่าวถึงวิธีการใช้โมดูลในโหมด SPI 4 สายเนื่องจากเป็นโหมดการสื่อสารที่เร็วที่สุดและเป็นโหมดเริ่มต้น

พินและฟังก์ชันต่างๆได้อธิบายไว้ในตารางด้านล่าง

หมายเลขพิน	ชื่อพิน	ชื่ออื่น	การใช้งาน
1	Gnd	พื้น	ขากราวด์ของโมดูล
2	Vdd	Vcc, 5V	พินเพาเวอร์ (ทนได้ 3-5V)
3	SCK	D0, SCL, CLK	ทำหน้าที่เป็นเข็มนาฬิกา ใช้สำหรับทั้ง I2C และ SPI
4	SDA	D1, MOSI	พินข้อมูลของโมดูล ใช้สำหรับทั้ง IIC และ SPI
5	RES	RST, รีเซ็ต	รีเซ็ตโมดูล (มีประโยชน์ระหว่าง SPI)
6	กระแสตรง	A0	พินคำสั่งข้อมูล ใช้สำหรับโปรโตคอล SPI
7	CS	ชิปเลือก	มีประโยชน์เมื่อใช้มากกว่าหนึ่งโมดูลภายใต้โปรโตคอล SPI

ในบทช่วยสอนนี้เราจะใช้งานโมดูลในโหมด 4-Wire SPI เราจะปล่อยให้ส่วนที่เหลือสำหรับบทช่วยสอนอื่น ๆ

ชุมชน Arduino ได้มอบไลบรารีจำนวนมากให้เราแล้วซึ่งสามารถใช้โดยตรงเพื่อทำให้สิ่งนี้ง่ายขึ้น ฉันลองใช้ห้องสมุดสองสามแห่งและพบว่าห้องสมุด Adafruit_SSD1306 นั้นใช้งานง่ายมากและมีตัวเลือกกราฟิกจำนวนหนึ่งดังนั้นเราจะใช้สิ่งเดียวกันในบทช่วยสอนนี้ แต่ถ้าโปรเจ็กต์ของคุณมีข้อ จำกัด ด้านหน่วยความจำ / ความเร็วให้ลองใช้ U8g Library เพราะมันทำงานได้เร็วขึ้นและใช้หน่วยความจำโปรแกรมน้อยลง

เราได้เชื่อมต่อ OLED กับ Raspberry pi และ Arduino ด้วย

วัสดุที่ต้องการ:

1. ESP32
2. โมดูล DS3231 RTC
3. โมดูลแสดงผล OLED 7 พิน 128 × 64 (SSD1306)
4. สายไฟตัวผู้ - ตัวเมีย
5. เขียงหั่นขนม

แผนภูมิวงจรรวม:

แผนภาพวงจรเพื่อเชื่อมต่อ RTC3231 กับบอร์ด ESP แสดงไว้ด้านล่าง:

RTC DS3231 IC ใช้โหมดการสื่อสารI2C มีพิน SCL, SDA, Vcc และ GND ออกมา การเชื่อมต่อโมดูล RTC กับ ESP32มีดังต่อไปนี้:

1. SCL ของ RTC -> SCL ของ ESP32 เช่น Pin D22
2. SDA ของ RTC -> SDA ของ ESP32 เช่น Pin D21
3. GND ของ RTC -> GND ของ ESP32
4. Vcc ของ RTC -> Vcc ของ ESP32

ที่นี่เรากำลังใช้โหมด SPI เพื่อเชื่อมต่อโมดูลการแสดงผล OLED 128 × 64 (SSD1306)กับ ESP32 ดังนั้นจะใช้ 7 พิน การเชื่อมต่อกับ ESP32 กำหนดเป็น:

1. CS (เลือกชิป) พินของ OLED -> PIN D5 ของ ESP32
2. ขา DC ของ OLED -> PIN D4 ของ ESP32
3. RES pin ของ OLED -> PIN D2 ของ ESP32
4. SDA pin ของ OLED -> PIN D23 เช่น MOSI ของ ESP32
5. SCK pin ของ OLED -> PIN D18 เช่น SCK ของ ESP32
6. Vdd ของ OLED -> Vcc ของ ESP32
7. GND ของ OLED -> GND ของ ESP32

คุณต้องการไฟล์บอร์ดสำหรับ ESP32 ของคุณ Check in board manager drop down menu ของ Arduino IDE for ESP32 dev kit. หากไม่มีให้ทำตามขั้นตอนที่ระบุในลิงค์ด้านล่าง:

circuitdigest.com/microcontroller-projects/getting-started-with-esp32-with-arduino-ide

คุณยังสามารถใช้ ESP12 สำหรับโครงการนี้เรียนรู้ที่นี่เพื่อใช้ ESP12

คำอธิบายรหัส:

รหัสที่สมบูรณ์สำหรับ ESP32มีให้ในตอนท้ายของบทความ เรากำลังอธิบายส่วนสำคัญบางส่วนของโค้ด

เราต้องการไลบรารีหลายแห่งเพื่อใช้ในรหัสของเราซึ่งสามารถดาวน์โหลดได้จากลิงค์ด้านล่าง:

1. Adafruit_SSD1306:

2. SPI:

3. Adafruit_GFX:

4. RTClib:

ดังนั้นเราจึงรวมไลบรารีทั้งหมด

# รวม // สำหรับจอแสดงผล OLED # รวม // สำหรับ I2C พร้อมโมดูล RTC #include #include // สำหรับแสดงกราฟิก # รวม "RTClib.h" // เพื่อแสดงเวลา

จากนั้นกำหนดพินทั้งหมดของ OLED คุณไม่จำเป็นต้องกำหนดพินสำหรับโมดูล RTC เนื่องจากพินเหล่านี้ถูกกำหนดไว้แล้วในไลบรารี WIRE

# กำหนด OLED_MOSI 23 # กำหนด OLED_CLK 18 # กำหนด OLED_DC 4 # กำหนด OLED_CS 5 # กำหนด OLED_RESET 2 จอแสดงผล Adafruit_SSD1306 (OLED_MOSI, OLED_CLK, OLED_DC, OLED_RESET, OLED_CS);

ในฟังก์ชัน การตั้งค่า เราจะเรียกใช้ฟังก์ชัน rtc.adjust (DateTime (__ DATE__, __TIME__)) ซึ่งจะตั้งเวลาตามเวลาพีซีของเรา

การตั้งค่าเป็นโมฆะ () { Serial.begin (9600); ถ้า (! rtc.begin ()) { Serial.println ("ไม่พบ RTC"); ในขณะที่ (1); } rtc.adjust (DateTime (__ DATE__, __TIME__));

หลังจากนั้นเราเรียกฟังก์ชันการแสดงผลเพื่อแสดงบน OLED

display.begin (SSD1306_SWITCHCAPVCC); display.clearDisplay (); display.setTextColor (สีขาว); //display.startscrollright(0x00, 0x0F); // คุณสามารถยกเลิกการใส่ข้อคิดเห็นบรรทัดนี้เพื่อเลื่อนข้อความของคุณบน oled display.setTextSize (2); display.setCursor (0,5); display.print ("นาฬิกา"); // สิ่งนี้จะแสดงนาฬิกาบน OLED เป็นเวลา 3 วินาที display.display (); ล่าช้า (3000); }

จากนั้นในฟังก์ชั่น วนซ้ำ เราจะจัดเก็บเวลาของเราใน DateTime ตอนนี้ ตัวแปรที่กำหนดไว้ล่วงหน้าและแสดงเวลาโดยใช้ฟังก์ชันการแสดงผลเช่น setTextSize, setCursor เป็นต้นตั้งค่าสิ่งเหล่านี้ตามความต้องการของคุณและใช้ฟังก์ชัน display.println เพื่อแสดงบน OLED

โมฆะ loop () { DateTime now = rtc.now (); display.clearDisplay (); display.setTextSize (2); display.setCursor (75,0); display.println (now.second (), DEC);

นี่คือวิธีที่คุณสามารถแสดงเวลาบนOLED โดยใช้ ESP32และอย่างที่คุณทราบว่า ESP ขึ้นชื่อเรื่องความสามารถของ IoT ดังนั้นคุณจึงสามารถใช้สิ่งนี้เพื่อเผยแพร่เวลาบนอินเทอร์เน็ตได้ ในบทความถัดไปเราจะแสดงให้คุณเห็นเวลาอินเทอร์เน็ตบน ESP โดยไม่ต้องใช้โมดูล RTC ใด ๆ