Занимательная электроника

Заметки на полях

Следует отметить, что существует очень много библиотек Arduino для работы с часами DS-1307, и большинство из них не используют аппаратный порт I²C, предполагая подключение к другим цифровым выводам. Как рассказывается в моей книге [21], аппаратная реализация I²C (TWI) в AVR действительно оставляет желать лучшего. Но в данном случае мы пойдем именно этим путем — наш барометр тоже применяет тот же способ, а, значит, мы можем сэкономить на выводах, подключив эти устройства к одному и тому же интерфейсу. Что же касается неудобств реализации интерфейса, то все трудности здесь скрыты от нас создателями библиотеки.

* * *

Библиотеку RTC можно скачать с официального сайта Seeed[44]. Все взаимодействие программы с часами заключается в подключении библиотек ds1307.h и Wire.h, вызове функции инициализации clock.begin() и считывании показаний с помощью единственной функции clock.getTime(), которая обеспечивает обновление целого выводка скрытых переменных, таких как clock.hour, clock.minute и т. п. Потому основная проблема в программировании взаимодействия с часами не в том, чтобы периодически читать показания и выводить их на дисплей, а в том, как удобно и корректно организовать их начальную установку и периодическую коррекцию.

Установка часов

Привычную установку часов с помощью одной-двух кнопочек в современных условиях я считаю приемлемым методом только в случае самых простых радиолюбительских конструкций — подобных той, что рассматривалась в главе 20. Так как там мы еще не изучали последовательный порт и другие коммуникационные возможности контроллеров, то и не умели организовать установку часов иным способом. В устройствах, ориентированных на практическое применение, заставлять пользователя жать на кнопочки после каждого сбоя в питании — признак либо лени, либо крайней безграмотности разработчика.

Самым, вероятно, прогрессивным способом установки и коррекции встроенных часов будет полная автоматизация этого процесса — подобно тому, как это делает Windows, периодически обновляя внутренние часы через Интернет незаметно для пользователя. В случае готового доступа в Интернет это просто, а вот для автономного прибора потребуются соответствующие беспроводные функции. Их можно организовать двояким способом: либо через службы точного времени (так устроены некоторые серийные метеостанции), либо через подключение GPS-модуля, имеющего доступ к сигналам точного времени по определению.

Существует модуль Arduino DCF77 radio clock receiver, ориентированный на прием радиосигналов служб точного времени (известных, как DCF77)[45]. Способ имеет тот недостаток, что работает не везде, — так, модули, ориентированные на немецкий передатчик во Франкфурте-на-Майне, глохнут уже километрах в ста к востоку от Москвы. Как ни странно, но никаких серийно выпускаемых модулей (необязательно именно ориентированных на Arduino), предназначенных для приема сигналов российских служб точного времени, я так и не нашел — возможно, они просто неактуальны в связи с распространением спутниковых систем навигации.

Применение для этой цели приемников GPS (или GPS/Глонасс), конечно, более универсальный и повсеместно доступный способ. Но в нашем случае я счел это нецелесообразным — GPS-приемник удорожит нашу станцию примерно вдвое, а использоваться будет лишь изредка. Потому здесь мы пожертвуем полной автоматизацией, и сделаем процесс полуавтоматическим, через подключение к компьютеру.

Обновить время, раз в полгода подключив станцию к любому компьютеру, совсем несложно, тем более что никаких дополнительных аппаратных средств для этого не понадобится. В версии станции с SD-карточкой мы еще и будем хранить на ней софт, упрощающий этот процесс.