|
Rozšiřující deska pro Raspberry Pi
Návod
Obvod RTC (hodiny)
Prostor pro RTC je připravený pro několik různých typů
obvodů.
V základní variantě je počítáno s napájecím napětím 5V a s těmi
samými úrovněmi I2C komunikace.
Pomocí několika propojek je však možné osadit i obvod
s napájením 3V.
Základní varianty osazení RTC obvodu:
|
poznámka
ve schématu |
popis
|
| *1 |
C4 a C5 - podle potřeby |
Kondenzátory pro přesné nastavení
frekvence krystalů.
Osazují se jen u některých obvodů (DS1307, MCP7940). |
| *2 |
R8 a R9 = 0R |
K RTC obvodu je přivedena pětivoltová I2C
komunikační linka. V tomto případě musí být zajištěno i 5V napájení
(viz poznámka *4). |
| R8 a R9 neosazené |
Přes konektor K8 se může k RTC obvodu připojit třívoltová I2C
komunikace. Při třívoltové komunikaci musí být i napájení třívoltové
(viz poznámka *4). |
| *3 |
R11 = 0R |
Na vývod č.3
RTC obvodu přivedeno napájecí napětí. Tato funkce je využita u
obvodu PCF8583, který podle úrovně na vývodu č.3 mění svou I2C
adresu. |
| R11 neosazen |
Na vývod
č.3 RTC obvodu je možné přes P17 přivést libovolný signál. To se využívá například u těch
obvodů, které mají na tomto vývodu připojenou záložní baterii (viz
poznámka D9). |
| *4 |
R19 = 0R |
Na RTC
obvod se přivádí 5V napájecí napětí. V tomto případě se
nesmí připojovat třívoltová I2C komunikační linka
(viz poznámka *2 ). |
| R19 neosazen |
K RTC obvodu je možné přivést napájecí napětí
3,3V propojkou přes P18.
V tomto případě musí být i I2C komunikační linka třívoltová
(viz poznámka *2) |
| D9 |
D9 = 1N4148 |
Osazuje se v případě, že je záložní baterie připojena
na vývod č.8 RTC obvodu. |
| D9 neosazena |
Pokud je záložní napájení řešeno přes vývod
č.3 RTC obvodu, dioda se neosadí a propojí se pájecí body P17 -
P15. Zároveň nesmí být osazen R11 (viz poznámka *3) |
| P16 |
|
Ve variantách, kdy je osazena D9, je možné z tohoto
bodu napájet čítač na hlavní
desce i při vypnutém RasPi. |
| |
Pokud D9 osazena není, je možné použít jako zálohovací
napětí pro čítač pájecí bod P15. Z tohoto bodu by měla být
zároveň provedena propojka na P17 (viz poznámka D9). |
| PCT1, PCT2 |
|
Vysvětleno níže v odstavci "Kapacitní trimry". |
Univerzální osazovací schéma
Horní strana
Spodní strana
Kapacitní trimry
Některé RTC obvody potřebují k doladění frekvence
kapacitní trimry.
Tyto trimry se vyrábějí buď ve dvoj nebo trojvývodovém provedení.
Prostor na desce jsem navrhnul tak, aby bylo možné použít
libovolnou variantu trimru.
Dvojvývodový a trojvývodový kapacitní trimr. |
|
Fialově je znázorněno připojení trojvývodového kapacitního trimru.
Žlutě je nakreslena dvojvývodová alternativa trimru. |
Kapacitní trimr se u některých obvodů připojuje mezi
vývod OSCI a GND.
U jiných obvodů je ale připojen mezi OSCI a Vdd. Proto jsem připravil
desku pro oba druhy obvodů.
Příkladem takovéhoto rozdílu mohou být obvody PCF8563 a
PCF8583 :
Schémata převzatá katalogových listů
Příklady osazení různými typy
RTC obvodů
PCF 8583
DS1307
MCP7940M
BQ32000
PCF8583
Doporučené zapojení podle kat.listu
Zapojení RTC obvodu PCF8583
je velice jednoduché.
V případě použití tohoto obvodu se osadí tyto součástky:
| pozice |
hodnota |
popis |
| R8, R9 |
0R |
Přivedení pětivoltové I2C komunikace k
RTC obvodu. |
| R11 |
0R |
Nastavení I2C adresy obvodu na 0x51. Protože
je druhý obvod PCF8583 s adresou 0x51 využit jako čítač, musí
se u tohoto obvodu nastavit adresovací vstup do "1". |
| R19 |
0R |
Přivedení napájecího napětí 5V k obvodu. |
| CT1 |
5 - 25pF |
Doladění frekvence oscilátoru pomocí kapacitního
trimru, který má být podle katalogového listu umístěn mezi vývod
OSCI a +5V. |
| D9 |
1N4148 |
Záložní napájení je přivedeno přes diodu na vývod
č.8 RTC obvodu |
| C4, C5 |
Neosazovat |
|
| CT2 |
Neosazovat |
|
| P15, P17, P18 |
Nepoužívat |
|
Tento obvod má nevýhodu, že se pomocí kapacitního trimru těžko
dolaďuje přesná frekvence. Trimr je umístěný pod hlavní deskou, takže
je k němu i špatný přístup.
Příklad ovládacího programu : rtc8583.py
Osazení součástek při použití obvodu PCF8583
DS1307
Doporučené zapojení podle kat.listu
DS1307 dokáže pracovat stejně jako PCF8583 s 5V napájecím
napětím. Hlavní rozdíl proti PCF8583 je ve způsobu připojení záložní
baterie a ve způsobu doladění frekvence krystalu.
V případě použití tohoto obvodu se osadí tyto součástky:
| pozice |
hodnota |
popis |
| R8, R9 |
0R |
Přivedení pětivoltové I2C komunikace k
RTC obvodu. |
| R19 |
0R |
Přivedení napájecího napětí 5V k obvodu. |
| C4, C5 |
viz popis |
Hodnotou těchto dvou kondenzátorů se dolaďuje
frekvence krystalu. Přesné hodnoty záleží na použitém
krystalu a jejich výpočet je vysvětlen v aplikačních
pokynech .
Při použití předepsaného krystalu s kapacitou 12,5pF není třeba
tyto kondenzátory osazovat. |
| R11 |
Neosazovat |
Vývod č.3 obvodu DS1307 tím zůstane připojený
pouze k pájecímu bodu P17. Na tento bod se pomocí propojovacího
drátku přivede kladný pól baterie z bodu P15 |
| D9 |
Neosazovat |
Bez diody je baterie úplně odpojená od expanzní
desky a pomocí propojky mezi body P15 a P17 je přivedena pouze na
vývod č.3 obvodu DS1307 |
| CT1 |
Neosazovat |
|
| CT2 |
Neosazovat |
|
| P18 |
Nepoužívat |
|
| Drátové propojky |
|
P15 (kladný pól baterie)
|
|
P17 (vývod č.3 RTC obvodu)
|
Příklad ovládacího programu : rtc1307.py
Osazení součástek při použití obvodu DS1307. Kondenzátory C4 a
C5 slouží k doladění frekvence krystalu.
Žlutě označené pozice D9 a R11 se neosazují. Mezi body P17 a P19 je
drátová propojka.
MCP7940M
Doporučené zapojení podle kat.listu
Zapojení RTC obvodu MCP7940M
je podobné předchozímu DS1307. Rozdíl je jen ve vývodu č.3, který má
tento obvod nezapojený.
Záložní baterie tedy musí být připojena přes diodu k napájecímu vývodu
č.8 (stejně, jako třeba u obvodu PCF8583)
Kondenzátory C4 a C5 jsou u tohoto obvodu podle katalogového povinné a
jejich hodnota závisí na použitém krystalu. Výpočet je uveden v
katalogovém listu.
Výhoda tohoto obvodu je ta, že je možné jemně
programově dolaďovat frekvenci krystalu.
Má také zabudované 2 nezávislé alarmy.
V případě použití obvodu MCP7940M se osadí tyto součástky:
| pozice |
hodnota |
popis |
| R8, R9 |
0R |
Přivedení pětivoltové I2C komunikace k
RTC obvodu. |
| R19 |
0R |
Přivedení napájecího napětí 5V k obvodu. |
| C4, C5 |
viz popis |
Hodnotou těchto dvou kondenzátorů se dolaďuje
frekvence krystalu. Přesné hodnoty záleží na použitém
krystalu a jejich výpočet je vysvětlen v katalogovém
listu . |
| D9 |
1N4148 |
Záložní napájení je přivedeno přes diodu na vývod
č.8 RTC obvodu |
| R11 |
Neosazovat |
Vývod č.3 obvodu MCP7940 je nezapojený |
| CT1 |
Neosazovat |
|
| CT2 |
Neosazovat |
|
| P15, P17, P18 |
Nepoužívat |
|
Příklad ovládacího programu : rtc7940.py
Osazení součástek při použití obvodu MCP7940M. Kondenzátory C4 a
C5 slouží k doladění frekvence krystalu.
Žlutě je označena pozice odporu R11, který se neosazuje
BQ32000
Doporučené zapojení podle kat.listu
Tento RTC obvod slouží jako příklad pro zapojení
obvodů, které dokáží pracovat pouze s napájecím napětím 3V.
Protože na malou desku není přímo přivedena třívoltová I2C
sběrnice, ani +3,3V napájecí napětí, je třeba tam tyto signály
dostat pomocí většího množství propojek.
Obvod BQ32000 má na vývodu č.3 vstup pro záložní
baterii, takže se připojení tohoto vývodu provede stejně, jako u
obvodu DS1307:
Dioda D9 a R11 se neosadí a body P17 a P15 se propojí drátkem.
Dolaďování frekvence krystalu se provádí programově.
Kondenzátory C4 a C5 se neosazují.
Protože je obvod dodávaný pouze v SMD provedení, bylo
nutné ho do patice vložit s DIL přechodkou.
V případě použití obvodu BQ32000 se osadí tyto součástky:
| pozice |
hodnota |
popis |
| R8, R9 |
Neosazovat |
Pětivoltová I2C komunikační sběrnice se tím
odpojí od obvodu |
| R19 |
Neosazovat |
Napájecí napětí 5V se odpojí od RTC obvodu |
| C4, C5 |
Neosazovat |
Ladění frekvence krystalu se provádí pouze programově |
| D9 |
Neosazovat |
Bez diody je baterie úplně odpojená od expanzní
desky a pomocí propojky mezi body P15 a P17 je přivedena jen na
vývod č.3 obvodu BQ32000 |
| R11 |
Neosazovat |
Vývod č.3 obvodu BQ32000 tím zůstane připojený
pouze k pájecímu bodu P17. Na tento bod se pomocí propojovacího
drátku přivede kladný pól baterie z bodu P15 |
| CT1 |
Neosazovat |
|
| CT2 |
Neosazovat |
|
| Drátové propojky |
| P15 (kladný pól baterie) |
|
P17 (vývod č.3 RTC obvodu - záložní
napájení) |
| P18 (přívod napájecího napětí k
obvodu) |
|
P45 (3,3V přivedené z hlavní expanzní
desky) |
| |
| K8 - pin SCL (hodinový vstup RTC
obvodu) |
|
K34 - pin 1 (propojka na hlavní desku) |
| K33 - pin1 (propojení z hlavní na
malou desku) |
|
pin SCL na konektoru GPIO na
RasPi |
| |
| K8 - pin SDA (datový vstup RTC obvodu) |
|
K34 - pin 2 (propojka na hlavní desku) |
| K33 - pin2 (propojení z hlavní na
malou desku) |
|
pin SDA na konektoru GPIO na
RasPi |
Propojovací konektor mezi hlavní a malou deskou
je popsaný zde
Příklad ovládacího programu : rtc32000.py
Popis programu jsem vysvětloval v tomto článku: Vlastní
ovladač pro RTC obvod BQ32000
Osazení součástek a propojek při použití obvodu BQ32000.
Propojky na hlavní expanzní desce.
|
