
به نام خدا
ساخت ساعت دقیق با سیستم هشدار دهنده و نمایش دما با آردوینو و DS3231
در این آموزش قصد داریم ساعت دقیقی بهمراه دو آلارم و نمایشگر دما بوسیله ماژول DS3231 و آردینو بسازیم. DS3231 ماژول ساعت زمان واقعی است(RTC) که قابل برنامه ریزی ۲ زمان مختلف برای تنظیم آلارم و دماسنج است. دماسنج این ماژول با وضوح ۰٫۲۵ و دقت ۳ ± درجه است.
ساخت ساعت دقیق با سیستم هشدار دهنده و نمایش دما با آردوینو و DS3231:
- برد آردینو
- ماژول DS3231
- lcd 20*4
- ۳ عدد میکروسوئیچ
- LED
- پتانسیومتر ۱۰ کیلو اهم
- ۲ عدد مقاومت ۳۳۰ اهم
- باطری سکه ای ۳ ولت
- برد بورد
- سیم برد بورد
شماتیک مدار:
شماتیک مدار مانند شکل زیر است.
ماژول DS3231 دارای چیپ DS3231 ، دو مقاومت پول آپ (۴٫۷K) در پایه های SCL, SDA ، پایهINT/SQW (وقفه آلارم) و جا باتری سکه ای می باشد. همچنین شامل ۲۴C32 EEPROM و مقاومت های دیگری می باشد که در این پروژه کاربردی ندارد.
ماژول DS3231 و led 20*4 هر دو با ۵ ولت و از آردینو تغذیه می شوند. سه پایه SCL , SDA و INT/SQW پایه های دیتا هستند و به ترتیب به پین آنالوگ ۴ و ۵ و پین دیجیتال ۲ که پین وقفه خارجی آردوینو می باشد متصل می شود. هنگامی که آلارم اتفاق می افتد یک وقفه توسط ماژول DS3231 به آردینو فرستاده می شود. در این مدار از سه میکروسوئیچ برای تنظیم ساعت ، زمان و آلارم استفاده شده.میکروسوئچ B1 برای انتخاب بین زمان و تقویم است (زمان شامل:ساعت و دقیقه و تقویم شامل: روز ، ماه و سال می باشد.) و B3 برای انتخاب پارامترهای آلارم(ساعت ، دقیقه و روشن یا خاموش بودن) و B2 برای افزایش این مقادیر است.
علاوه بر این LED متصل به پین ۱۲ آردینو برای نمایش اتفاق افتادن آلارم است. هر وقت آلارم صورت گیرد پایه وقفه (INT) فعال شده و LED روشن می شود در این زمان با میکروسوئیچ B2 می توان چراغ و آلارم را خاموش کرد.
کدهای آردوینو:
در این پروژه از کتابخانه ای برای ماژول DS3231 استفاده نمی کنیم. برنامه نویسی با استفاده از دیتا شیت ماژول ساده تر است.
این ماژول فقط از فرمت BCD (باینری) پشتیبانی می کند به همین منظور مجبور به تبدیل این مبنا به ده دهی هستیم. کد های این تبدیل و برعکس آن را در زیر می بینید.
minute = (minute >> 4) * 10 + (minute & 0x0F); // Convert BCD to decimal minute = ((minute / 10) << 4) + (minute % 10); // Convert decimal to BCD
توابع برنامه:
() void DS3231_read :
این تابع زمان وتقویم را از ماژول DS3231 می خواند.(ثانیه،دقیقه،ساعت،روز،ماه و سال)
() void DS3231_display :
این تابع زمان وتقویم را که به صورت ده دهی است روی LCD نشان می دهد. این تابع برای نمایش دادن تقویم تابع () void calendar_display را فراخوانی می کند.
()void alarms_read_display:
این تابع ساعت و دقیقه آلارم را می خواند علاوه بر این ریجستر کنترل ، وضعیت و دما را از ماژول می خواند.
کار دیگر این تابع نشان دادن اطلاعات آلارم (دقیقه ، ساعت و روشن یا خاموش بودن) و دما است. اطلاعات روشن یا خاموش بودن از ریجستر کنترل خوانده می شود.
(byte edit(byte x, byte y, byte parameter :
این تابع برای تنظیم زمان ، تقویم و آلارم است البته با این تابع نمی توان روز را تنظیم کرد. متغییری به نام i برای مشخص کردن این که کدام پارامتر در حال تغییر است تعریف شده است.
i = 0 , 1 : به ترتیب از راست به چپ برای دقیقه وساعت
۴, i = 2 , 3 : به ترتیب از راست به چپ برای سال ، ماه و روز
i = 5 , 6 : به ترتیب از راست به چپ برای دقیقه وساعت آلارم
i = 7 : برای خاموش یا روشن بودن آلارم
توضیحات:
آردوینو وقتی led را روشن می کند که توسط ماژول DS3231 وقفه اتفاق بیفتد و سیگنال وقفه ماژول DS3231 تنها وقتی آلارم اتفاق بیفتد به آردوینو فرستاده می شود. میکروسوئیچ B2 آلارم را ریست یا غیر فعال میکند. اگر هر دو آلارم فعال باشند میکروسوئیچ B2 فقط آلارمی را غیر فعال میکند که هم اکنون فعال شده و دیگری به حالت قبلی اش می ماند. برای اینکه متوجه شویم کدام آلارم هم اکنون رخ داده است باید به مقادیر ریجستر وضعیت ماژول DS3231 سرکشی کنیم (بیت های A1IF و A2IF). خاموش و روشن کردن آلارم ها هم با استفاده از ریجستر کنترل ماژول صورت می گیرد(بیت های INTCN, A1IE و A2IE). بیت INTCN همیشه باید ۱ باشد. برای خاموش کردن آلارم و ۱ کردن بیت INTCN از کد زیر استفاده می شود.
;((Wire.write(4 |(!bit_test(status_reg, 0)& alarm1_status)|((!bit_test(status_reg, 1) & alarm2_status) << 1
alarm2_status و alarm1_status بولین هستند (۰ یا ۱). اگر هر کدام از این مقادیر ۱ شوند آلارم مربوط به آنها روشن و در صورت ۰ شدن شان آلارم خاموش است.
دانلود کد های پروژه ساخت ساعت دقیق با سیستم هشدار دهنده و نمایش دما با آردوینو و DS3231:
دانلود فایل// include LCD library code #include <LiquidCrystal.h> // include Wire library code (needed for I2C protocol devices) #include <Wire.h> // LCD module connections (RS, E, D4, D5, D6, D7) LiquidCrystal lcd(3, 4, 5, 6, 7, 8); const int button1 = 9; // button1 pin number const int button2 = 10; // button1 pin number const int button3 = 11; // button1 pin number const int alarm_pin = 12; // Alarms pin number void setup() { pinMode(9, INPUT_PULLUP); pinMode(10, INPUT_PULLUP); pinMode(11, INPUT_PULLUP); pinMode(12, OUTPUT); digitalWrite(alarm_pin, LOW); // set up the LCD's number of columns and rows lcd.begin(20, 4); Wire.begin(); // Join i2c bus attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(2), Alarm, FALLING); } // Variables declaration bool alarm1_status, alarm2_status; char Time[] = " : : ", calendar[] = " / /20 ", alarm1[] = "A1: : :00", alarm2[] = "A2: : :00", temperature[] = "T: . C"; byte i, second, minute, hour, day, date, month, year, alarm1_minute, alarm1_hour, alarm2_minute, alarm2_hour, status_reg; void Alarm(){ digitalWrite(alarm_pin, HIGH); } void DS3231_read(){ // Function to read time & calendar data Wire.beginTransmission(0x68); // Start I2C protocol with DS3231 address Wire.write(0); // Send register address Wire.endTransmission(false); // I2C restart Wire.requestFrom(0x68, 7); // Request 7 bytes from DS3231 and release I2C bus at end of reading second = Wire.read(); // Read seconds from register 0 minute = Wire.read(); // Read minuts from register 1 hour = Wire.read(); // Read hour from register 2 day = Wire.read(); // Read day from register 3 date = Wire.read(); // Read date from register 4 month = Wire.read(); // Read month from register 5 year = Wire.read(); // Read year from register 6 } void alarms_read_display(){ // Function to read and display alarm1, alarm2 and temperature data byte control_reg, temperature_lsb; char temperature_msb; Wire.beginTransmission(0x68); // Start I2C protocol with DS3231 address Wire.write(0x08); // Send register address Wire.endTransmission(false); // I2C restart Wire.requestFrom(0x68, 11); // Request 11 bytes from DS3231 and release I2C bus at end of reading alarm1_minute = Wire.read(); // Read alarm1 minutes alarm1_hour = Wire.read(); // Read alarm1 hours Wire.read(); // Skip alarm1 day/date register alarm2_minute = Wire.read(); // Read alarm2 minutes alarm2_hour = Wire.read(); // Read alarm2 hours Wire.read(); // Skip alarm2 day/date register control_reg = Wire.read(); // Read the DS3231 control register status_reg = Wire.read(); // Read the DS3231 status register Wire.read(); // Skip aging offset register temperature_msb = Wire.read(); // Read temperature MSB temperature_lsb = Wire.read(); // Read temperature LSB // Convert BCD to decimal alarm1_minute = (alarm1_minute >> 4) * 10 + (alarm1_minute & 0x0F); alarm1_hour = (alarm1_hour >> 4) * 10 + (alarm1_hour & 0x0F); alarm2_minute = (alarm2_minute >> 4) * 10 + (alarm2_minute & 0x0F); alarm2_hour = (alarm2_hour >> 4) * 10 + (alarm2_hour & 0x0F); // End conversion alarm1[8] = alarm1_minute % 10 + 48; alarm1[7] = alarm1_minute / 10 + 48; alarm1[5] = alarm1_hour % 10 + 48; alarm1[4] = alarm1_hour / 10 + 48; alarm2[8] = alarm2_minute % 10 + 48; alarm2[7] = alarm2_minute / 10 + 48; alarm2[5] = alarm2_hour % 10 + 48; alarm2[4] = alarm2_hour / 10 + 48; alarm1_status = bitRead(control_reg, 0); // Read alarm1 interrupt enable bit (A1IE) from DS3231 control register alarm2_status = bitRead(control_reg, 1); // Read alarm2 interrupt enable bit (A2IE) from DS3231 control register if(temperature_msb < 0){ temperature_msb = abs(temperature_msb); temperature[2] = '-'; } else temperature[2] = ' '; temperature_lsb >>= 6; temperature[4] = temperature_msb % 10 + 48; temperature[3] = temperature_msb / 10 + 48; if(temperature_lsb == 0 || temperature_lsb == 2){ temperature[7] = '0'; if(temperature_lsb == 0) temperature[6] = '0'; else temperature[6] = '5'; } if(temperature_lsb == 1 || temperature_lsb == 3){ temperature[7] = '5'; if(temperature_lsb == 1) temperature[6] = '2'; else temperature[6] = '7'; } temperature[8] = 223; // Put the degree symbol lcd.setCursor(10, 0); lcd.print(temperature); // Display temperature lcd.setCursor(0, 2); lcd.print(alarm1); // Display alarm1 lcd.setCursor(17, 2); if(alarm1_status) lcd.print("ON "); // If A1IE = 1 print 'ON' else lcd.print("OFF"); // If A1IE = 0 print 'OFF' lcd.setCursor(0, 3); lcd.print(alarm2); // Display alarm2 lcd.setCursor(17, 3); if(alarm2_status) lcd.print("ON "); // If A2IE = 1 print 'ON' else lcd.print("OFF"); // If A2IE = 0 print 'OFF' } void calendar_display(){ // Function to display calendar switch(day){ case 1: strcpy(calendar, "Sun / /20 "); break; case 2: strcpy(calendar, "Mon / /20 "); break; case 3: strcpy(calendar, "Tue / /20 "); break; case 4: strcpy(calendar, "Wed / /20 "); break; case 5: strcpy(calendar, "Thu / /20 "); break; case 6: strcpy(calendar, "Fri / /20 "); break; case 7: strcpy(calendar, "Sat / /20 "); break; default: strcpy(calendar, "Sat / /20 "); } calendar[13] = year % 10 + 48; calendar[12] = year / 10 + 48; calendar[8] = month % 10 + 48; calendar[7] = month / 10 + 48; calendar[5] = date % 10 + 48; calendar[4] = date / 10 + 48; lcd.setCursor(0, 1); lcd.print(calendar); // Display calendar } void DS3231_display(){ // Convert BCD to decimal second = (second >> 4) * 10 + (second & 0x0F); minute = (minute >> 4) * 10 + (minute & 0x0F); hour = (hour >> 4) * 10 + (hour & 0x0F); date = (date >> 4) * 10 + (date & 0x0F); month = (month >> 4) * 10 + (month & 0x0F); year = (year >> 4) * 10 + (year & 0x0F); // End conversion Time[7] = second % 10 + 48; Time[6] = second / 10 + 48; Time[4] = minute % 10 + 48; Time[3] = minute / 10 + 48; Time[1] = hour % 10 + 48; Time[0] = hour / 10 + 48; calendar_display(); // Call calendar display function lcd.setCursor(0, 0); lcd.print(Time); // Display time } void Blink(){ byte j = 0; while(j < 10 && (digitalRead(button1) || i >= 5) && digitalRead(button2) && (digitalRead(button3) || i < 5)){ j++; delay(25); } } byte edit(byte x, byte y, byte parameter){ char text[3]; while(!digitalRead(button1) || !digitalRead(button3)); // Wait until button B1 is released while(true){ while(!digitalRead(button2)){ // If button B2 is pressed parameter++; if(((i == 0) || (i == 5)) && parameter > 23) // If hours > 23 ==> hours = 0 parameter = 0; if(((i == 1) || (i == 6)) && parameter > 59) // If minutes > 59 ==> minutes = 0 parameter = 0; if(i == 2 && parameter > 31) // If date > 31 ==> date = 1 parameter = 1; if(i == 3 && parameter > 12) // If month > 12 ==> month = 1 parameter = 1; if(i == 4 && parameter > 99) // If year > 99 ==> year = 0 parameter = 0; if(i == 7 && parameter > 1) // For alarms ON or OFF (1: alarm ON, 0: alarm OFF) parameter = 0; lcd.setCursor(x, y); if(i == 7){ // For alarms ON & OFF if(parameter == 1) lcd.print("ON "); else lcd.print("OFF"); } else{ sprintf(text,"%02u", parameter); lcd.print(text); } if(i >= 5){ DS3231_read(); // Read data from DS3231 DS3231_display(); // Display DS3231 time and calendar } delay(200); // Wait 200ms } lcd.setCursor(x, y); lcd.print(" "); // Print two spaces if(i == 7) lcd.print(" "); // Print space (for alarms ON & OFF) Blink(); // Call Blink function lcd.setCursor(x, y); if(i == 7){ // For alarms ON & OFF if(parameter == 1) lcd.print("ON "); else lcd.print("OFF"); } else{ sprintf(text,"%02u", parameter); lcd.print(text); } Blink(); if(i >= 5){ DS3231_read(); DS3231_display();} if((!digitalRead(button1) && i < 5) || (!digitalRead(button3) && i >= 5)){ i++; // Increment 'i' for the next parameter return parameter; // Return parameter value and exit } } } void loop() { if(!digitalRead(button1)){ // If B1 button is pressed i = 0; hour = edit(0, 0, hour); minute = edit(3, 0, minute); while(!digitalRead(button1)); // Wait until button B1 released while(true){ while(!digitalRead(button2)){ // If button B2 button is pressed day++; // Increment day if(day > 7) day = 1; calendar_display(); // Call display_calendar function lcd.setCursor(0, 1); lcd.print(calendar); // Display calendar delay(200); } lcd.setCursor(0, 1); lcd.print(" "); // Print 3 spaces Blink(); lcd.setCursor(0, 1); lcd.print(calendar); // Print calendar Blink(); // Call Blink function if(!digitalRead(button1)) // If button B1 is pressed break; } date = edit(4, 1, date); // Edit date month = edit(7, 1, month); // Edit month year = edit(12, 1, year); // Edit year // Convert decimal to BCD minute = ((minute / 10) << 4) + (minute % 10); hour = ((hour / 10) << 4) + (hour % 10); date = ((date / 10) << 4) + (date % 10); month = ((month / 10) << 4) + (month % 10); year = ((year / 10) << 4) + (year % 10); // End conversion // Write time & calendar data to DS3231 RTC Wire.beginTransmission(0x68); // Start I2C protocol with DS3231 address Wire.write(0); // Send register address Wire.write(0); // Reset sesonds and start oscillator Wire.write(minute); // Write minute Wire.write(hour); // Write hour Wire.write(day); // Write day Wire.write(date); // Write date Wire.write(month); // Write month Wire.write(year); // Write year Wire.endTransmission(); // Stop transmission and release the I2C bus delay(200); } if(!digitalRead(button3)){ // If B3 button is pressed while(!digitalRead(button3)); // Wait until button B3 released i = 5; alarm1_hour = edit(4, 2, alarm1_hour); alarm1_minute = edit(7, 2, alarm1_minute); alarm1_status = edit(17, 2, alarm1_status); i = 5; alarm2_hour = edit(4, 3, alarm2_hour); alarm2_minute = edit(7, 3, alarm2_minute); alarm2_status = edit(17, 3, alarm2_status); alarm1_minute = ((alarm1_minute / 10) << 4) + (alarm1_minute % 10); alarm1_hour = ((alarm1_hour / 10) << 4) + (alarm1_hour % 10); alarm2_minute = ((alarm2_minute / 10) << 4) + (alarm2_minute % 10); alarm2_hour = ((alarm2_hour / 10) << 4) + (alarm2_hour % 10); // Write alarms data to DS3231 Wire.beginTransmission(0x68); // Start I2C protocol with DS3231 address Wire.write(7); // Send register address (alarm1 seconds) Wire.write(0); // Write 0 to alarm1 seconds Wire.write(alarm1_minute); // Write alarm1 minutes value to DS3231 Wire.write(alarm1_hour); // Write alarm1 hours value to DS3231 Wire.write(0x80); // Alarm1 when hours, minutes, and seconds match Wire.write(alarm2_minute); // Write alarm2 minutes value to DS3231 Wire.write(alarm2_hour); // Write alarm2 hours value to DS3231 Wire.write(0x80); // Alarm2 when hours and minutes match Wire.write(4 | alarm1_status | (alarm2_status << 1)); // Write data to DS3231 control register (enable interrupt when alarm) Wire.write(0); // Clear alarm flag bits Wire.endTransmission(); // Stop transmission and release the I2C bus delay(200); // Wait 200ms } if(!digitalRead(button2) && digitalRead(alarm_pin)){ // When button B2 pressed with alarm (Reset and turn OFF the alarm) digitalWrite(alarm_pin, LOW); // Turn OFF the alarm indicator Wire.beginTransmission(0x68); // Start I2C protocol with DS3231 address Wire.write(0x0E); // Send register address (control register) // Write data to control register (Turn OFF the occurred alarm and keep the other as it is) Wire.write(4 | (!bitRead(status_reg, 0) & alarm1_status) | ((!bitRead(status_reg, 1) & alarm2_status) << 1)); Wire.write(0); // Clear alarm flag bits Wire.endTransmission(); // Stop transmission and release the I2C bus } DS3231_read(); // Read time and calendar parameters from DS3231 RTC alarms_read_display(); // Read and display alarms parameters DS3231_display(); // Display time & calendar delay(50); // Wait 50ms } // End of code
ببخشید من ساعت را درست کردم و تنظیم هم کردم فقط بعد از اینکه تنظیم کردم نمیدانم چگونه باید تنظیمات را ذخیره کنم راهنمایی کنید
سلام
دقت کنید که ماژولی که میخرید روش باتری داشته باشه اگه بدون باتری خریدید خودتون واسش باتری بخرید و بذارید روش چون همون باتری به مدار ساعت برق میرسونه و زمان رو با گذر زمان میبره جلو
ببخشید من ساعت را درست و تنظیم کردم و بعد ولتاژ را قطع کردم و بعد دوباره وصل کردم و دوباره باید از اول ساعت را تنظیم میکردم چگونه باید تنظیمات را که انجام میدهیم ذخیره کنیم لطفا راهنمایی کنید
سلام
حتما ماژولتون روش باتری نداشته
سلام. میشه بیشتر از دو تا آلارم تعریف کرد؟
سلام
بله میشه...