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Módulo RTC DS1307 com EEPROM I2C

A imagem abaixo mostra dois módulos iguais. Cada um com uma face da placa para cima.

E aqui está a documentação oficial

O endereço i2c do RTC é 0x68. Isso é definido no chip DS1307 e não pode ser configurado pelo fabricante do módulo, nem pelo usuário. A vantagem disso é que qualquer módulo RTC DS1307 substitui qualquer outro, sem precisar de configuração.

Funciona mesmo sem os resistores.
Funciona com a biblioteca RTCLib da Adafruit.
Para fazer o ajuste de data e hora com esta biblioteca, é preciso dar o seguinte comando no SETUP:

Execute apenas uma vez, depois remova ou comente o comando e grave o sketch de novo.

Equipado com memória I2C 24C32 de 32kbits (4KB). Datasheet.

A operação da EEPROM é independente do RTC. Lembre-se de que o Arduino tem uma EEPROM interna, por isso para usar a EEPROM do módulo é preciso usar rotinas feitas para acesso a EEPROM I2C, como esta.

Neste módulo é possível acrescentar um sensor de temperatura DS18B20. Mas não é lá grande vantagem, porque o DS18B20 não é i2C e vai requerer que você puxe mais um fio para o módulo. Além disso, você fica limitado a medir a temperatura nas proximidades do módulo.

Informações importantes sobre a operação com bateria

Segundo o datasheet do DS1307:

  • O RTC só está completamente funcional quando a tensão VCC é igual a 1.25 * Vbat (a tensão da bateria);
  • Quando VCC é menor que 1.25*Vbat mas ainda é maior que Vbat, o RTC ainda é alimentado por VCC, mas você já não pode ler ou gravar nele;
  • Quando VCC cai abaixo de Vbat+0.2V, o RTC entra em um modo de baixo consumo e passa a ser alimentado pela bateria;
  • Vbat precisa estar entre 2 e 3.5V para operação normal do RTC.

Este módulo foi projetado para usar uma bateria recarregável LIR2032, que completamente carregada chega a 4.2V e assim além de estar acima da tensão máxima de bateria para o DS1307, normalmente você precisaria fazer VCC ser 1.25*4.2= 5.25V para que ele funcionasse, o que é uma tensão “alta” e difícil de garantir. Para contornar esses problemas o projetista colocou um divisor de tensão entre a bateria e a entrada Vbat do DS1307 para que ele enxergue uma tensão menor. Com a bateria completamente carregada (4.2V) a tensão em Vbat, que você pode ler no terminal BAT de P1, é de cerca de 2.9V. Assim você precisa de um VCC de apenas 1.25*3 = 3,75V para operação total do RTC. Entretanto é recomendado alimentar o módulo sempre com 5V por causa dos componentes extras.

Um segundo problema criado por esse design é que se você quiser alimentar o módulo com uma bateria não-recarregável como a CR2032, com a bateria a 3V a tensão em Vbat será de 2.14V. Perigosamente perto do mínimo. Para fazer com que o módulo opere com a CR2032 você precisará eliminar o circuito de carga da bateria (basta remover D1) e o divisor de tensão (remova R4 e coloque um fio no lugar de R6).

O diagrama abaixo facilita a compreensão do que expliquei:

ds1307_module_TinyRTC_schematic_automalabs.com.br

A durabilidade estimada de uma bateria CR2032 decente alimentando sozinha o DS1307 é de mais de 10 anos. Segundo o datasheet do DS1307 são necessários 48mAh para isso e uma Energizer CR2032 alcança 240mAh. Isso torna a decisão de usar uma bateria recarregável no módulo bastante questionável, principalmente porque esses módulos costumam vir da China com baterias LIR2032 de baixíssima qualidade que descarregam completamente em alguns meses e depois não conseguem ser carregadas.  Eu comprei cerca de 130 módulos destes e só consegui salvar duas baterias.

Se você tiver uma fonte confiável de baterias CR2032 (que também costumam ser muito falsificadas) é melhor fazer a alteração no módulo para usá-las.

Dicas diversas

Relógio atrasando em grandes intervalos de uma vez

Talvez você tenha esquecido ativo no setup do sketch uma linha de código para inicializar a hora do RTC. Por exemplo, este é o método usado nos exemplos da RTClib:

rtc.adjust(DateTime(__DATE__, __TIME__));

__DATE__ e __TIME__ são substituídas automaticamente pela data e hora do seu computador no momento da compilação do programa e esses valores ficarão gravados no Arduino. O relógio parecerá funcionar bem enquanto energizado mas toda vez que o arduino conectado ao módulo for ligado ou resetado vai reconfigurar o relógio para esses valores. Se você estiver presente e observando a cada reset verá o relógio voltar sempre ao mesmo dia e horário e desconfiará da causa, mas se não estiver não perceberá o padrão e vai ficar propenso a confundir com um defeito.

Relógio congelado

Pode ter ocorrido o mesmo esquecimento do item anterior, mas em loop.

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