آموزش شیلد مولتی فانکشن آردوینو ساخت ساعت Clock ماژول DS3231

شیلد مولتی فانکشن آردوینو Arduino Multifunction Shield با توجه به ساختار آن و در اختیار داشتن رابط های کاربری بسیار پر کاربرد است. شیلد مولتی فانکشن آردوینو به سادگی بر روی برد آردوینو UNO و برد آردوینو مگا Mega2560 قرار گرفته می‌شود. عدم نیاز به سیم کشی در طول اجرای یک پروژه از اهمیت ویژه ای برخوردار است. تصور کنید در یک پروژه نیاز به نمایش دیتا، استفاده از آلارم و تعریف کلید برای تغیییر وضعیت در مدار داریم، شیلد مولتی فانکشن آردوینو امکانات گسترده ای در اختیار ما قرار خواهد داد. شیلد مولتی فانکشن از سنسور دما DS18B20، ال ای دی، پتانسیومتر ۱۰K، رابط گیرنده مادون قرمز، رابط سریال برای اتصال ماژول‌های دارای خروجی سریال، ۴ کلید فشاری،بیزر و نمایشگر سون سگمنت، سنسور LM35، ماژول تشخیص کلام Voice Rwcognition، mpu6050 تشکیل شده است. در ادامه با مرجع آردوینو به زبان فارسی ، دیجی اسپارک همراه باشید.

هدف آموزش ساعت DS3231

در این آموزش با استفاده از شیلد مولتی فانکشن آردوینو Arduino Multifunction Shield و برد آردوینو Arduino Mega2560 و ماژول ساعت DS3231 یک ساعت Clock طراحی می‌کنیم. همانطور که گفته شد، شیلد مولتی فاکشن آردوینو دارای ۳ سوییچ بر روی برد است که توسط آن ها ساعت را تنظیم خواهیم کرد.

ماژول ساعت DS3231

ماژول ساعت DS3231 یک ماژول ساعت فوق دقیق  (real-time clock RTC) است که از پروتکل I2C پشتیبانی می‌کند. از ویژگی منحصر به فرد این ماژول دقت بسیار بالا و اندازه گیری ساعت دقیق می‌باشد. ماژول ساعت DS3231 قابلیت اندازه گیری دو زمان مختلف جهت تنظیم آلارم را دارا خواهد بود. ولتاژ کاری ماژول ساعت ۳٫۳ ولت تا ۵ ولت DC است. ماژول ساعتDS3231 از باتری بک آپ و جریان مصرفی بسیار پایین استفاده خواهد کرد. این ماژول قابلیت شمارش ساعت زمان واقعی، ثانیه، دقیقه، ساعت، تاریخ، ماه، روز و هفته است. دقت اندازه گیری ماژول ساعت در دمای ۰ تا ۴۰ درجه سانتی گراد ±۲ppm و در دمای – ۴۰ تا + ۸۵  ±۳٫۵ppm می‌باشد. باتری بک آپ قرار گرفته شده بر روی ماژول در زمان در دسترس نبودن برق، باعث جلوگیری از عقب افتادن زمان خواهد شد. منبع کلاک تراشه DS3231 از یک کریستال ساعت با فرکانس ۳۲٫۷۶۸ کیلوهرتز استفاده می‌کند. تراشه DS3231 قابل کارکرد در دو حالت ۲۴ ساعته و ۱۲ ساعته AM/PM را دارد. همچنین علاوه بر ساعت بصورت ثانیه، دقیقه، ساعت امکان ذخیره تاریخ بصورت روز، هفته، ماه، سال را نیز دارد. در ضمن اطلاعات نوشته شده بر روی این آی سی تا سال ۲۱۰۰ برنامه ریزی شده است.

فراخوانی کتابخانه آردوینو

در این آموزش برای نمایش دقیق ساعت نیاز به فراخوانی دو کتابخانه خواهیم داشت. کتابخانه‌ها از مهم‌ترین بخش‌های کد آردوینو هستند. برای اطلاع از شیوه نصب کتابخانه به پست آموزش نصب کتابخانه در آردوینو مراجعه کنید.

•  کتابخانه RTClib 

کتابخانه RTClib برای نمایش زمان واقعی ساعت در برنامه فراخوانی می‌شود. لینک دانلود کتابخانه RTClib در صفحه محصول ماژول ساعت DS3231 قرار گرفته شده است. آن را دانلود کنید و سپس آن را فراخوانی کنید.

• کتابخانه Wire

کتابخانه wire به صورت پیش فرض در لیست کتابخانه های آردوینو قرار داده شده است. آن را فراخوانی کنید.

اتصالات ماژول ساعت به شیلد

همانطور که گفته شد، شیلد مولتی فانکشن آردوینو نیاز عدم نیاز به سیم کشی را آسان کرده است. تنها کافیست طبق تصویر زیر شیلد را بر روی آردوینو مگا Arduino Mega2560 قرار دهید. سپس اتصالات ماژول ساعت DS3231 را انجام دهید.

• پایه GND ماژول ساعت DS3231 را به پایه GND اتصال دهید.
• پایه ۳٫۳ ماژول ساعت DS3231 را به پایه ۵ ولت اتصال دهید.
• پایه SDA ماژول ساعت DS3231 را به پایه SDA آردوینو Mega2560 اتصال دهید.
• پایه SCL ماژول ساعت DS3231 را به پایه SCL آردوینو Mega2560 اتصال دهید.

کد آردوینو ساعت شیلد مولتی فانکشن

تحلیل کد آردوینو ساعت دیجیتال

کد برنامه را توسط کلید های میانبری که برای انتقال کدها در نظر گرفته شده است، به نرم افزار آردوینو منتقل کنید. سپس کامپایل کنید. پس از کامپایل برنامه، ساعت و دقیقه به طور دقیق با ساعت سیستم نمایش داده می‌شود. جهت تغییر و تنظیم ساعت DS3231 سه کلید در کد برنامه تعریف شده است که به توضیح آن ها می‌پردازیم:

تنظیم ساعت شیلد مولتی فانکشن

با فشردن همزمان کلید S1  و کلید S3، می‌توانید ساعت را تنظیم کنید. در این حالت دو دیجیت سمت چپ نمایشگر سون سگمنت SevenSegment به حالت چشمک زن جهت تنظیم ساعت تبدیل خواهد شد. حال با فشردن کلید S2 اعداد افزایش و با فشردن کلید S3 اعداد کاهش خواهد یافت.

تنظیم دقیقه

پس از تنظیم ساعت مورد نظر، مجددا کلید S1 را فشار دهید. در این حالت دیجیت سمت راست جهت تنظیم دقیقه به حالت چشمک زن تبدیل خواهد شد. با فشردن کلید S2 اعداد افزایش و با فشردن کلید S3 اعداد کاهش خواهد یافت.

ذخیره تنظیمات در برنامه

پس ار تنظیم ساعت و دقیقه، باید تغییرات را ذخیره کنید. کلید S1 را نگه دارید تا تنظیمات مورد نظر شما برای نمایش ساعت و دقیقه ذخیره گردد.

وسایل مورد نیاز جهت اجرای آموزش

برد آردوینو Arduino Mega2560

شیلد مولتی فانکشن آردوینو Arduino Multifunction Shield

ماژول ساعت DS3231

چنانچه در مراحل راه اندازی و انجام این پروژه با مشکل مواجه شدید، بدون هیچ نگرانی در انتهای همین پست، به صورت ثبت نظر سوالتان را مطرح کنید. من در سریع‌ترین زمان ممکن پاسخ رفع مشکل شما را خواهم داد. 

در پایان نظرات و پیشنهادات خود را با ما درمیان بگذارید و با اشتراک گذاری این آموزش در شبکه های اجتماعی , از وبسایت دیجی اسپارک حمایت کنید.