초코볼의 inside Tech

이 글은, 먼저 LCD 20x4 를 처음 사용해 본 글의 후편입니다.

* Hardware | LCD2004 를 arduino 로 컨트롤 해보기 - 1

- https://chocoball.tistory.com/entry/Hardware-LCD2004-arduino-control-1

1. 이론적 배경

LCD2004 및 HD44780 을 사용하는 LCD 에 대해서는 아래 웹사이트에서 거의 완벽하게 설명하고 있습니다.

* Arduino with HD44780 based Character LCDs

- http://www.martyncurrey.com/arduino-with-hd44780-based-lcds/

위의 글은 전반적인 이야기 이고, 아래에 보이는 글 두 개는, 커스텀 글짜에 대한 좀 더 자세한 이야기 입니다.

* How to generate and display self made Custom characters on 16×2 lcd

- https://www.engineersgarage.com/knowledge_share/making-custom-characters-on-16x2-lcd/

An internal ​CG-RAM(character generated ram) in which we can generate or place our custom character. CG-RAM size is 64 bytes. We can generate/place 8 characters of size 5×8 at a time in CG-RAM.

* Making and displaying Custom characters on lcd with Arduino Uno and 16×2 lcd

- https://www.engineersgarage.com/arduino/making-custom-characters-on-lcd-using-arduino/

CG-RAM is the main component in making custom characters. CG stands for custom generated and RAM you all know random access memory. This CG-RAM stores our custom characters once we declare them in our code. I will come on it later. As you know once we write any type of code we need a memory to store it and a controller to run it. In the 16×2 lcd custom character case its same. We write code(arrays) of character’s which we want to display on lcd. Then we store them in a memory on lcd. In our case this memory is named as CG-RAM(Character generated RAM). 

CG-RAM size is 64 Bytes. You can create 8 characters at a time and load them in cg-ram. Each character occupies 8-bytes. Eight characters each of eight byte (8-characters * 8-Bytes) is equal to 8×8=64 Bytes. CG-RAM address in lcd memory starts from 0x40(Hexadecimal) or 64 in decimal.

위의 글들을 요약하자면 다음과 같습니다.

- HD44780 을 사용하는 LCD 에서는 커스텀 글자를 만들 수 있다.

- 64 Bytes 메모리 한계로, 커스컴 글자는 8개까지만 가능.

- 어드레스는, 0x00~0x07 로 접근 가능.

2. 한땀 한땀 만들어 보기

Custom Character 제작 시, 어떤 형식으로 메모리에 올리는지를 자동으로 소스까지 생성해 주는 페이지 입니다.

이 페이지에서, 8x5 형상에 원하는 모양을 마우스로 클릭해 보면, 대충 감을 잡을 수 있습니다.

* LCD Custom Character Generator

- http://maxpromer.github.io/LCD-Character-Creator/

위의 페이지를 따라해 보면, Parallel 연결 + Binary 조합으로 소스 작성은 다음과 같이 됩니다.

대문자 B 로 시작하여, 각 cell 값에 따라 도식처럼 보여줍니다.

이 블로그의 마스코트인 초코볼을 본따 봤습니다. (도트의 한계로 거의 뭐...)

Hexadecimal 로 표현할 때에는, 5자리 2진수를 Hex 코드로 만들어 줍니다. 예를 들면 아래처럼요...

B10111 = 0x17

내 머리로 계산하지 않더라도 Hexadecimal 인 "0x..." 로 표현할 수 있습니다.

코드적으로 보면, 아무래도 Hex 를 사용하는 것이 코드상 더 간결하게 됩니다.

Arduino 연결을 I2C 로 바꾸어 주면,

include 구문과 LiquidCrystal_I2C 를 I2C 접근 주소와 함께 선언할 수 있도록 소스가 추가됩니다.

소스까지 생성해 주니, 이해하기 쉽습니다.

위의 페이지를 통하여, custom character 는 어떻게 해서 생성되는 지를 감각적으로 배워볼 수 있네요.

3. 끝판 왕

한땀 한땀이 아니라, 8개 생성 가능한 메모리를 한번에 만들 수 있는 소개 자료 입니다.

* Alphanumeric LCD HD44780 - big font, big digits generator (excel sheet)

- https://www.avrfreaks.net/forum/alphanumeric-lcd-hd44780-big-font-big-digits-generator-excel-sheet

EXCEL 을 이용하여, 마우스 클릭만으로 폰트를 제작할 수 있게 되어 있습니다.

* dblachut/LCD-font-generator

- https://github.com/dblachut/LCD-font-generator

LCD-font-generator.xlsm

Custom Character 는 8개까지 가능하니,

all 흑백, all 흰색을 제외하면 7개를 만들고, 추가적으로 하나 더 만들 수 있는 여유가 있습니다.

4. 메모리 들여다 보기

아래 장표는 HD44780 에 기억되어 있는 코드들 입니다.

왼쪽이 아시아 버전 (일본어 가다가나가 미리 들어가 있슴) 과, 오른쪽이 유럽 버전 (뭔가 더 다채로움) 입니다.

그럼, 실제로 커스텀 글짜를 입력해 보고, 메모리에 어떤 문자가 기억되어 있는지 알아 볼 수 있는 소스가 있습니다.

해당 소스를 사용하려면 아래처럼, 관련 Library 를 인스톨 하면 됩니다.

Tools > Manage Libraries... > LiquidCrystal I2C by Frank de Brabander

위의 library 를 인스톨 하면, 예제코드를 받을 수 있습니다.

File > Examples > LiquidCrystal I2C > CustomChars

소스는 다음과 같습니다.

//YWROBOT
//Compatible with the Arduino IDE 1.0
//Library version:1.1
#include "Wire.h"
#include "LiquidCrystal_I2C.h"

#if defined(ARDUINO) && ARDUINO >= 100
#define printByte(args)  write(args);
#else
#define printByte(args)  print(args,BYTE);
#endif

uint8_t bell[8]  = {0x4,0xe,0xe,0xe,0x1f,0x0,0x4};
uint8_t note[8]  = {0x2,0x3,0x2,0xe,0x1e,0xc,0x0};
uint8_t clock[8] = {0x0,0xe,0x15,0x17,0x11,0xe,0x0};
uint8_t heart[8] = {0x0,0xa,0x1f,0x1f,0xe,0x4,0x0};
uint8_t duck[8]  = {0x0,0xc,0x1d,0xf,0xf,0x6,0x0};
uint8_t check[8] = {0x0,0x1,0x3,0x16,0x1c,0x8,0x0};
uint8_t cross[8] = {0x0,0x1b,0xe,0x4,0xe,0x1b,0x0};
uint8_t retarrow[8] = {	0x1,0x1,0x5,0x9,0x1f,0x8,0x4};
  
LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 20, 4); // set the LCD address to 0x27 for a 16 chars and 2 line display

void setup() {
	lcd.init(); // initialize the lcd
	lcd.backlight();
	
	lcd.createChar(0, bell);
	lcd.createChar(1, note);
	lcd.createChar(2, clock);
	lcd.createChar(3, heart);
	lcd.createChar(4, duck);
	lcd.createChar(5, check);
	lcd.createChar(6, cross);
	lcd.createChar(7, retarrow);
	lcd.home();
	
	lcd.print("Hello world...");
	lcd.setCursor(0, 1);
	lcd.print(" i ");
	lcd.printByte(3);
	lcd.print(" arduinos!");
	delay(5000);
	displayKeyCodes();
}

// display all keycodes
void displayKeyCodes(void) {
	uint8_t i = 0;
	
	while (1) {
		lcd.clear();
		lcd.print("Codes 0x"); lcd.print(i, HEX);
		lcd.print("-0x"); lcd.print(i+16, HEX);
		lcd.setCursor(0, 1);
		for (int j=0; j<16; j++) {
			lcd.printByte(i+j);
		}
		
		i+=16;
		
		delay(4000);
	}
}

void loop() {

}

위의 소스를 arduino 에 올리고, LCD 20x4 와 I2C 연결해서 얻은 결과 입니다.

Custom Character 가 잘 올라가서 표현되었습니다.

0x00 부터 0xff 까지, 내부 글짜를 모두 훑는 결과는 다음과 같습니다.

확실히 아시아 버전임을 알 수 있네요.

버전이 다르지만, 구동은 같은 HD44780 칩 이므로, 해킹을 통하여 비어있는 address 에도 쓰기가 가능할 것 같은데,

복잡할 듯 하여 그만 두기로 합니다.

5. 큰 폰트

여기까지 해 보면, 큰 폰트 사용하여 시계 등을 표현하는 방법을 대강 생각해 낼 수 있습니다.

이 글의 원래 목적이었던, 아래 그림처럼 표현해 보고자 함이었으니, 이제 커스텀 폰트를 만들어 봅니다.

위의 숫자 들을 잘 살펴 보면, 몇 가지 모양을 조합하여 큰 폰트를 만들어 낸 것을 알 수 있습니다.

유니크한 영역을 살펴 보면, 아무것도 적혀있지 않은 모양까지 포함하면, 모두 8개가 됩니다.

이렇게 딱 맞게 만들다니...

열씸히 만들어 보려고 여러가지 검색하던 중, 좋은 소스를 발견합니다.

* 4-Line LCD Big Numbers

- http://woodsgood.ca/projects/2015/02/27/4-line-lcd-big-numbers/

Software RTC 를 이용하여, 시간 데이터를 가져오고, custom / big font 로 시계를 표현해 주는 소스 입니다.

//************************************************************
//             BIG FONT (4-line) LCD CHARACTERS 
//                Adrian Jones, February 2015
//************************************************************

// Build 1
//   r1 150214 - initial build with glyphs and big font character table in program memory
//   r2 150227 - added RTC support
//************************************************************
#define build 1
#define revision 2
//************************************************************

#include "avr/pgmspace.h" // for memory storage in program space

#include "Wire.h" 
#include "LiquidCrystal_I2C.h" // library for I@C interface

LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 20, 4);

const char custom[][8] PROGMEM = {
	{0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x01, 0x07, 0x0f, 0x1f}, // char 1: top left triangle
	{0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x1f, 0x1f, 0x1f, 0x1f}, // char 2: upper block
	{0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x10, 0x1c, 0x1e, 0x1f}, // char 3: top right triangle
	{0x1f, 0x0f, 0x07, 0x01, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00}, // char 4: bottom left triangle
	{0x1f, 0x1e, 0x1c, 0x10, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00}, // char 5: bottom right triangle
	{0x1f, 0x1f, 0x1f, 0x1f, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00}, // char 6: bottom block
	{0x1f, 0x1f, 0x1e, 0x1c, 0x18, 0x18, 0x10, 0x10}  // char 7: full top right triangle
	                                                  // room for another one!
};

const char bn[][30] PROGMEM = { // organized by row
//         0               1               2               3               4              5               6                7               8               9
    {0x01,0x02,0x03, 0x01,0x02,0xFE, 0x01,0x02,0x03, 0x01,0x02,0x03, 0x02,0xFE,0x02, 0x02,0x02,0x02, 0x01,0x02,0x03, 0x02,0x02,0x02, 0x01,0x02,0x03, 0x01,0x02,0x03},
    {0xff,0xfe,0xff, 0xFE,0xFF,0xFE, 0x01,0x02,0xFF, 0xFE,0x02,0xFF, 0xFF,0x02,0xFF, 0xFF,0x02,0x02, 0xFF,0x02,0x03, 0xFE,0x01,0x07, 0xFF,0x02,0xFF, 0xFF,0xFE,0xFF},
    {0xff,0xfe,0xff, 0xFE,0xFF,0xFE, 0xFF,0xFE,0xFE, 0xFE,0xFE,0xFF, 0xFE,0xFE,0xFF, 0xFE,0xFE,0xFF, 0xFF,0xFE,0xFF, 0xFE,0xFF,0xFE, 0xFF,0xFE,0xFF, 0x04,0x06,0xFF},
    {0x04,0x06,0x05, 0xFE,0x06,0xFE, 0x06,0x06,0x06, 0x04,0x06,0x05, 0xFE,0xFE,0x06, 0x04,0x06,0x05, 0x04,0x06,0x05, 0xFE,0x06,0xFE, 0x04,0x06,0x05, 0xFE,0xFE,0x06}
};

byte col, row, nb=0, bc=0; // general
byte bb[8]; // byte buffer for reading from PROGMEM

#include "RTClib.h"
RTC_Millis RTC;
byte hr, mn, se, osec;

//*********************** INITIAL SETUP ***********************
void setup() {
	randomSeed(analogRead(0));
	RTC.begin(DateTime(__DATE__, __TIME__));
	
	lcd.init(); // initialize the LCD
	lcd.backlight();
	lcd.begin(20, 4);
	
	for (nb=0; nb<7; nb++ ) { // create 8 custom characters
		for (bc=0; bc<8; bc++) bb[bc]= pgm_read_byte( &custom[nb][bc] );
		lcd.createChar( nb+1, bb );
	}
	
	lcd.clear();
	lcd.setCursor(4, 0);
	lcd.print(F("4-Line LARGE"));
	lcd.setCursor(4, 1);
	lcd.print(F("TIME DISPLAY"));
	lcd.setCursor(5, 3);
	lcd.print(F("V"));
	lcd.print(build);
	lcd.print(F("."));
	lcd.print(revision);
	lcd.print(F(" "));
	lcd.print(freeRam());
	lcd.print(F("B"));
	printNum(random(0,10),0);
	printNum(random(0,10),17);
	delay(5000);
	lcd.clear();
}

//************************* MAIN LOOP ************************
void loop() {
	DateTime now = RTC.now();
	hr = now.hour();
	mn = now.minute();
	se = now.second();
	
	if(se != osec) {
		printNum(hr/10,0);
		printNum(hr%10,3);
		printColon(6);
		printNum(mn/10,7);
		printNum(mn%10,10);
		printColon(13);
		printNum(se/10,14);
		printNum(se%10,17);
		osec = se;
	}
	delay(50); // not strictly necessary
}

...

소스가 좀 길어서, SyntaxHighLighter 가 커버하지 못합니다. 따로 소스파일을 올립니다.

4line_LCD_clock.txt

참고로, 사이트에 올라와 있는 소스 그대로 사용할 수가 없습니다.

제작된지 시간도 좀 흘렀고, 사용한 library 가 조금 다른 것이 원인일 듯 하네요.

그래서 소스에서 몇가지 살짝 수정하였습니다.

	lcd.init(); // initialize the LCD
	lcd.backlight();
	lcd.begin(20, 4);

debug 시, 특히 가장 시간을 많이 잡아 먹은 부분은, 위의 LCD 초기화 부분이었습니다.

원 소스에는 위의 부분이 없거나, 실행 위치가 달라 그대로 사용하면 이상한 폰트들을 마구 뿌립니다.

특히, "lcd.init()" 는 custom character 를 메모리에 입히는 전단계에서 실행되어야 합니다.

추가로, Software RTC 라이브러리가 필요합니다.

Tools > Manage Libraries... > RTClib by Adafruit

모든 준비가 완료되면 arduino 에 업로드 합니다.

역시 삽질 끝에 맛보는 행복. 동영상도 올려봅니다.

참고로, 다른 custom character 들은 숫자들 끼리 공유가 되지만, 7 숫자의 중간 꺾이는 부분에 할당된 character 는 7에서만 사용됩니다.

위의 동영상에서 7 나오는 부분을 잘 보시면 됩니다.

7에서만 사용되는 문자 형상은 위와 같습니다. 공유되기 애매한 모양이죠?

메모리 한개가 여유 있으니, 소스 원작자가 여유를 부린 듯 합니다 :-)

사무실 책상 위에, laptop 옆에 위치 시켰더니, 가독성도 좋고 시간 보는 재미가 있습니다.

사진에는 잘 표현되지 못했지만, 검은색 글씨라 눈도 편안합니다.

모두 Happy Arduino~!

이 포스트는 DS3231 에 대한 이야기 이며, 후속편에 이어집니다.

* Hardware | RTC DS3231 부품 사용기 - 2

- http://chocoball.tistory.com/entry/Hardware-RTC-usning-DS3231-2

1. RTC

보통 internet 이 달린 기기라면 NTP Server 와 연동하여 시간을 맞추고,

특정 시간에 정확하게 일을 시킬 수가 있습니다.

Internet 에 연결되지 않은 기기의 경우는 다음과 같은 과정이 필요하겠죠.

A) 시간을 설정한다.

B) 시간을 기억한다.

C) 특정 시간에 일을 시킨다.

Internet 이 연결되지 않은 기기와 비교해 보면 B) 항목이 필요합니다.

이 "시간을 기억" 하고, 언제든지 현재 시간 정보를 가져올 수 있는 부품이 DS3231 입니다.

그래서 이번에는 DS3231 을 구입하고 사용해 보겠습니다.

자세한 내용은 아래 Arduino 사이트를 참조해 보세요.

* RTC Library

- https://www.arduino.cc/en/Reference/RTC

2. 구입

말할것도 없이 AliExpress 입니다.

배송까지 40일 걸렸습니다. 이정도 되면 배송에 대해서는 해탈해야 합니다.

* 1PCS DS3231 AT24C32 IIC Precision RTC Real Time Clock Memory Module For Arduino new original

- https://www.aliexpress.com/item/1PCS-DS3231-AT24C32-IIC-Precision-RTC-Real-Time-Clock-Memory-Module-For-Arduino-new-original/32830730519.html

건전지 미포함 1.06 USD 무료배송이면 고민거리는 아닙니다.

(배송기간 빼고)

인터넷을 뒤지니, 위의 부품으로 거의 통일되어 있는것 같았습니다.

3. 도착

요로코롬 도착했습니다.

부품 확대 사진입니다.

메인 chip 에 DS321 이라고 적혀 있네요.

발진기인 오실레이터도 보이고, 밑에는 AT24C32 EEPROM (32Kb) 도 있습니다.

참고로 DS3231 칩 안에는 추가로 온도센서도 존재합니다.

- Data sheet : DS3232.pdf

특이하게 "왜 온도센서?" 냐 하면,

전자 발진기 - 오실레이터 - 는 온도에 따라 그 값이 변합니다.

그래서 온도에 따른 변화를 보정하기 위해 온도센서가 자리잡고 있는 것이지요.

뒷면에는 CR2032 버튼 전지를 끼울 수 있는 플라스틱이 존재합니다.

이는 전원이 차단되더라도 "시간을 기억" 하기고 있기 위한 것이지요.

이 건전지 한개로 몇년은 쓴다고 하네요.

4. Layout

배선은 일반 IIC 배선과 동일합니다.

SLA 은 A4에, SCL은 A5 이죠.

   DS3231 | Arduino Nano
-------------------------
    VCC   |     3.3V
    GND   |     GND
    SDC   |     A5
    SDA   |     A4
-------------------------


  SSD1306 | Arduino Nano
-------------------------
    VCC   |     3.3V
    GND   |     GND
    SDC   |     A5
    SDA   |     A4
-------------------------

I2C의 특성상, 다른 센서 / 부품들 중, I2C 방식이면 arduino 의 동일한 pin 에 꼽아도 따로 인식 됩니다.

이는 각 device 가 가지는 address 가 다르기 때문이지요.

이는 I2C Scanner 를 이용해서 살펴보면, 각각 따로 인식하는 것을 알 수 있습니다.

아래에서 0x3c 는 OLED 이고, 0x68 이 DS3231 입니다.

추가로 나오는 0x57 은 AT24C32 EEPROM 입니다.

여기서 이상한 점은 0x5f 라는 address 입니다.

무얼까... 답을 찾지는 못했지만, 찾는 와중에 한가지 새로운 사실을 알게 됩니다.

5. EEPROM

EEPROM 으로는 ATmega 사의 AT24C32 이 쓰입니다.

이것의 실제 chip 번호는 ATML332 라고 적혀 있습니다.

- 24C32-Datasheet.pdf

- https://www.kynix.com/Detail/447536/ATMLH745.html

그렇습니다. EEPROM 이 original 이 아니고 fake 제품인 것이죠.

그러나 제품 구동은 정상적으로 돌아갑니다.

100% original chip 과 동일하지 않기 때문에 보다 복잡한 작업을 시키면 정상적으로 동작하지 않을 지도 모릅니다.

여튼, 앞으로 싼 부품은 좀 걸러야 할지도 모르겠네요.

6. Library 등록

인터넷에 돌아다니는 source 를 등록해서 사용할 수 있지만,

IDE 에서 지원해주는 Library 등록 기능을 이용하여 Example source 를 등록해 봅니다.

우선 IDE 메뉴에서 "Sketch > Add File... > Manage Libraries..." 를 선택합니다.

이건 이제 매번 써먹는 방법이지요?

Libarry Manager 의 검색창에서 "ds3231" 을 쳐서 검색합니다.

그러면 여러가지 source 들이 나오는데, 왠만하면 제일 위에 나오는 것을 선택하면 됩니다.

아래 그림처럼 adafruit 에서 만든 library 이니, 쓸만 할껍니다.

이렇게 하면 IDE 메뉴의 "File > Examples > DS3231" 항목이 생기고 sample source 를 이용할 수 있습니다.

6. sketch - 시간 설정

인터넷에 돌아다니는 source 를 등록해서 사용할 수 있지만,

위에서처럼 Arduino IDE 의 Library Manager 를 통해서 얻은 소스를 활용해 봅니다.

일단 시간을 입력합니다.

소스에 보이듯이 Serial Monitor 에 "YYMMDDwHHMMSS" 를 넣고, 마지막에 "x" 를 붙이면 설정됩니다.

------------------------------------------------

YYMMDDwHHMMSS, with an 'x' at the end

------------------------------------------------

/*
Sets the time and prints back time stamps for 5 seconds

Based on DS3231_set.pde
by Eric Ayars
4/11

Added printing back of time stamps and increased baud rate
(to better synchronize computer and RTC)
Andy Wickert
5/15/2011
*/

#include "DS3231.h"
#include "Wire.h"

DS3231 Clock;

byte Year;
byte Month;
byte Date;
byte DoW;
byte Hour;
byte Minute;
byte Second;

bool Century=false;
bool h12;
bool PM;

void GetDateStuff(byte& Year, byte& Month, byte& Day, byte& DoW, 
		byte& Hour, byte& Minute, byte& Second) {
	// Call this if you notice something coming in on 
	// the serial port. The stuff coming in should be in 
	// the order YYMMDDwHHMMSS, with an 'x' at the end.
	boolean GotString = false;
	char InChar;
	byte Temp1, Temp2;
	char InString[20];

	byte j=0;
	while (!GotString) {
		if (Serial.available()) {
			InChar = Serial.read();
			InString[j] = InChar;
			j += 1;
			if (InChar == 'x') {
				GotString = true;
			}
		}
	}
	Serial.println(InString);
	// Read Year first
	Temp1 = (byte)InString[0] -48;
	Temp2 = (byte)InString[1] -48;
	Year = Temp1*10 + Temp2;
	// now month
	Temp1 = (byte)InString[2] -48;
	Temp2 = (byte)InString[3] -48;
	Month = Temp1*10 + Temp2;
	// now date
	Temp1 = (byte)InString[4] -48;
	Temp2 = (byte)InString[5] -48;
	Day = Temp1*10 + Temp2;
	// now Day of Week
	DoW = (byte)InString[6] - 48;		
	// now Hour
	Temp1 = (byte)InString[7] -48;
	Temp2 = (byte)InString[8] -48;
	Hour = Temp1*10 + Temp2;
	// now Minute
	Temp1 = (byte)InString[9] -48;
	Temp2 = (byte)InString[10] -48;
	Minute = Temp1*10 + Temp2;
	// now Second
	Temp1 = (byte)InString[11] -48;
	Temp2 = (byte)InString[12] -48;
	Second = Temp1*10 + Temp2;
}

void setup() {
	// Start the serial port
	Serial.begin(57600);

	// Start the I2C interface
	Wire.begin();
}

void loop() {

	// If something is coming in on the serial line, it's
	// a time correction so set the clock accordingly.
	if (Serial.available()) {
		GetDateStuff(Year, Month, Date, DoW, Hour, Minute, Second);

		Clock.setClockMode(false);	// set to 24h
		//setClockMode(true);	// set to 12h

		Clock.setYear(Year);
		Clock.setMonth(Month);
		Clock.setDate(Date);
		Clock.setDoW(DoW);
		Clock.setHour(Hour);
		Clock.setMinute(Minute);
		Clock.setSecond(Second);
		
		// Give time at next five seconds
		for (int i=0; i<5; i++){
		    delay(1000);
		    Serial.print(Clock.getYear(), DEC);
		    Serial.print("-");
		    Serial.print(Clock.getMonth(Century), DEC);
		    Serial.print("-");
		    Serial.print(Clock.getDate(), DEC);
		    Serial.print(" ");
		    Serial.print(Clock.getHour(h12, PM), DEC); //24-hr
		    Serial.print(":");
		    Serial.print(Clock.getMinute(), DEC);
		    Serial.print(":");
		    Serial.println(Clock.getSecond(), DEC);
		}

	}
	delay(1000);
}

시각을 입력하니 잘 등록되고 읽어집니다.

7. sketch - 시간 설정 + 시간 가져오기 + 온도

기본 sample 을 사용해도 되지만, 찾아다니면서 하나로 된 소스는 아래인것 같습니다.

Serial Monitor 의 입력창에 "T1124154091014" 등으로 입력하면 시각이 입력되면서,

그냥 와두면, "시간 + 온도" 를 표시해 준다.

* Tutorial – Using DS1307 and DS3231 Real-time Clock Modules with Arduino

- https://tronixstuff.com/2014/12/01/tutorial-using-ds1307-and-ds3231-real-time-clock-modules-with-arduino/

#include "Wire.h"

#define DS3231_I2C_ADDRESS 104

// SCL - pin A5
// SDA - pin A4
// To set the clock, run the sketch and use the serial monitor.
// Enter T1124154091014; the code will read this and set the clock. See the code for full details.

byte seconds, minutes, hours, day, date, month, year;
char weekDay[4];

byte tMSB, tLSB;
float temp3231;

void setup() {
	Wire.begin();
	Serial.begin(9600);
}

void loop() {
	watchConsole();
	
	get3231Date();
	
	Serial.print(weekDay); Serial.print(", "); Serial.print(date, DEC); Serial.print("/"); Serial.print(month, DEC); Serial.print("/"); Serial.print(year, DEC); Serial.print(" - ");
	Serial.print(hours, DEC); Serial.print(":"); Serial.print(minutes, DEC); Serial.print(":"); Serial.print(seconds, DEC);
	
	Serial.print(" - Temp: "); Serial.println(get3231Temp());
	
	delay(1000);
}

// Convert normal decimal numbers to binary coded decimal
byte decToBcd(byte val) {
	return ( (val/10*16) + (val%10) );
}

void watchConsole() {
	
	if (Serial.available()) {      // Look for char in serial queue and process if found
		if (Serial.read() == 84) {      //If command = "T" Set Date
			set3231Date();
			get3231Date();
			Serial.println(" ");
		}
	}
}
 
void set3231Date() {
//T(sec)(min)(hour)(dayOfWeek)(dayOfMonth)(month)(year)
//T(00-59)(00-59)(00-23)(1-7)(01-31)(01-12)(00-99)
//Example: 02-Feb-09 @ 19:57:11 for the 3rd day of the week -> T1157193020209
// T1124154091014
	seconds = (byte) ((Serial.read() - 48) * 10 + (Serial.read() - 48)); // Use of (byte) type casting and ascii math to achieve result.
	minutes = (byte) ((Serial.read() - 48) *10 +  (Serial.read() - 48));
	hours   = (byte) ((Serial.read() - 48) *10 +  (Serial.read() - 48));
	day     = (byte) (Serial.read() - 48);
	date    = (byte) ((Serial.read() - 48) *10 +  (Serial.read() - 48));
	month   = (byte) ((Serial.read() - 48) *10 +  (Serial.read() - 48));
	year    = (byte) ((Serial.read() - 48) *10 +  (Serial.read() - 48));
	Wire.beginTransmission(DS3231_I2C_ADDRESS);
	Wire.write(0x00);
	Wire.write(decToBcd(seconds));
	Wire.write(decToBcd(minutes));
	Wire.write(decToBcd(hours));
	Wire.write(decToBcd(day));
	Wire.write(decToBcd(date));
	Wire.write(decToBcd(month));
	Wire.write(decToBcd(year));
	Wire.endTransmission();
}

void get3231Date() {
	// send request to receive data starting at register 0
	Wire.beginTransmission(DS3231_I2C_ADDRESS); // 104 is DS3231 device address
	Wire.write(0x00); // start at register 0
	Wire.endTransmission();
	Wire.requestFrom(DS3231_I2C_ADDRESS, 7); // request seven bytes
	
	if(Wire.available()) {
		seconds = Wire.read(); // get seconds
		minutes = Wire.read(); // get minutes
		hours   = Wire.read();   // get hours
		day     = Wire.read();
		date    = Wire.read();
		month   = Wire.read(); //temp month
		year    = Wire.read();
		
		seconds = (((seconds & B11110000)>>4)*10 + (seconds & B00001111)); // convert BCD to decimal
		minutes = (((minutes & B11110000)>>4)*10 + (minutes & B00001111)); // convert BCD to decimal
		hours   = (((hours & B00110000)>>4)*10 + (hours & B00001111)); // convert BCD to decimal (assume 24 hour mode)
		day     = (day & B00000111); // 1-7
		date    = (((date & B00110000)>>4)*10 + (date & B00001111)); // 1-31
		month   = (((month & B00010000)>>4)*10 + (month & B00001111)); //msb7 is century overflow
		year    = (((year & B11110000)>>4)*10 + (year & B00001111));
	} else {
		//oh noes, no data!
	}
	
	switch (day) {
		case 1:
			strcpy(weekDay, "Sun");
			break;
		case 2:
			strcpy(weekDay, "Mon");
			break;
		case 3:
			strcpy(weekDay, "Tue");
			break;
		case 4:
			strcpy(weekDay, "Wed");
			break;
		case 5:
			strcpy(weekDay, "Thu");
			break;
		case 6:
			strcpy(weekDay, "Fri");
			break;
		case 7:
			strcpy(weekDay, "Sat");
			break;
	}
}

float get3231Temp() {
	//temp registers (11h-12h) get updated automatically every 64s
	Wire.beginTransmission(DS3231_I2C_ADDRESS);
	Wire.write(0x11);
	Wire.endTransmission();
	Wire.requestFrom(DS3231_I2C_ADDRESS, 2);
	
		if(Wire.available()) {
			tMSB = Wire.read(); //2's complement int portion
			tLSB = Wire.read(); //fraction portion
			
			temp3231 = (tMSB & B01111111); //do 2's math on Tmsb
			temp3231 += ( (tLSB >> 6) * 0.25 ); //only care about bits 7 & 8
		} else {
			//oh noes, no data!
		}
	return temp3231;
}

Serial Monitor 의 결과 입니다.

8. sketch - 시간 설정 + 시간 가져오기 + 온도 + OLED

위의 소스를 조금 바꾸어 OLED 에 표시해주는 소스로 살짝 바꾸었습니다.

일주일 지난 뒤, 측정하니 여전히 잘 동작하고 있네요.

살짝 바꾼 소스 올려 봅니다.

#include "SPI.h"
#include "Wire.h"
#include "Adafruit_GFX.h"
#include "Adafruit_SSD1306.h"

Adafruit_SSD1306 display = Adafruit_SSD1306();
 
#define DS3231_I2C_ADDRESS 104

// SCL - pin A5
// SDA - pin A4
// To set the clock, run the sketch and use the serial monitor.
// Enter T1124154091014; the code will read this and set the clock. See the code for full details.

byte seconds, minutes, hours, day, date, month, year;
char weekDay[4];

byte tMSB, tLSB;
float temp3231;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  
  display.begin(SSD1306_SWITCHCAPVCC, 0x3C);  // initialize with the I2C addr 0x3C (for the 128x32)
  display.clearDisplay();
  display.display();
  delay(1000);

  Wire.begin();
}

void loop() {
  watchConsole();
  
  get3231Date();
  
  display.clearDisplay();
  display.setTextColor(WHITE);
  display.setCursor(0,0);
  display.setTextSize(1);
  display.print("DATE : "); display.print(weekDay); display.print(", "); display.print(date, DEC); display.print("/"); display.print(month, DEC); display.print("/"); display.println(year, DEC);
  display.print("TIME : "); display.print(hours, DEC); display.print(":"); display.print(minutes, DEC); display.print(":"); display.println(seconds, DEC);
  display.print("TEMP : "); display.println(get3231Temp());
  display.display();
  
  delay(1000);
}

// Convert normal decimal numbers to binary coded decimal
byte decToBcd(byte val) {
  return ( (val/10*16) + (val%10) );
}

void watchConsole() {
  
  if (Serial.available()) { // Look for char in serial queue and process if found
    if (Serial.read() == 84) { //If command = "T" Set Date
      set3231Date();
      get3231Date();
      Serial.println(" ");
    }
  }
}
 
void set3231Date() {
  //T(sec)(min)(hour)(dayOfWeek)(dayOfMonth)(month)(year)
  //T(00-59)(00-59)(00-23)(1-7)(01-31)(01-12)(00-99)
  //Example: 02-Feb-09 @ 19:57:11 for the 3rd day of the week -> T1157193020209
  // T1124154091014
  seconds = (byte) ((Serial.read() - 48) * 10 + (Serial.read() - 48)); // Use of (byte) type casting and ascii math to achieve result.
  minutes = (byte) ((Serial.read() - 48) *10 +  (Serial.read() - 48));
  hours   = (byte) ((Serial.read() - 48) *10 +  (Serial.read() - 48));
  day     = (byte) (Serial.read() - 48);
  date    = (byte) ((Serial.read() - 48) *10 +  (Serial.read() - 48));
  month   = (byte) ((Serial.read() - 48) *10 +  (Serial.read() - 48));
  year    = (byte) ((Serial.read() - 48) *10 +  (Serial.read() - 48));
  
  Wire.beginTransmission(DS3231_I2C_ADDRESS);
  Wire.write(0x00);
  Wire.write(decToBcd(seconds));
  Wire.write(decToBcd(minutes));
  Wire.write(decToBcd(hours));
  Wire.write(decToBcd(day));
  Wire.write(decToBcd(date));
  Wire.write(decToBcd(month));
  Wire.write(decToBcd(year));
  Wire.endTransmission();
}

void get3231Date() {
  // send request to receive data starting at register 0
  Wire.beginTransmission(DS3231_I2C_ADDRESS); // 104 is DS3231 device address
  Wire.write(0x00); // start at register 0
  Wire.endTransmission();
  Wire.requestFrom(DS3231_I2C_ADDRESS, 7); // request seven bytes
  
  if(Wire.available()) {
    seconds = Wire.read(); // get seconds
    minutes = Wire.read(); // get minutes
    hours   = Wire.read(); // get hours
    day     = Wire.read();
    date    = Wire.read();
    month   = Wire.read(); //temp month
    year    = Wire.read();
    
    seconds = (((seconds & B11110000)>>4)*10 + (seconds & B00001111)); // convert BCD to decimal
    minutes = (((minutes & B11110000)>>4)*10 + (minutes & B00001111)); // convert BCD to decimal
    hours   = (((hours & B00110000)>>4)*10 + (hours & B00001111)); // convert BCD to decimal (assume 24 hour mode)
    day     = (day & B00000111); // 1-7
    date    = (((date & B00110000)>>4)*10 + (date & B00001111)); // 1-31
    month   = (((month & B00010000)>>4)*10 + (month & B00001111)); //msb7 is century overflow
    year    = (((year & B11110000)>>4)*10 + (year & B00001111));
  } else {
    //oh noes, no data!
  }
  
  switch (day) {
    case 1:
      strcpy(weekDay, "Sun");
      break;
    case 2:
      strcpy(weekDay, "Mon");
      break;
    case 3:
      strcpy(weekDay, "Tue");
      break;
    case 4:
      strcpy(weekDay, "Wed");
      break;
    case 5:
      strcpy(weekDay, "Thu");
      break;
    case 6:
      strcpy(weekDay, "Fri");
      break;
    case 7:
      strcpy(weekDay, "Sat");
      break;
  }
}

float get3231Temp() {
  //temp registers (11h-12h) get updated automatically every 64s
  Wire.beginTransmission(DS3231_I2C_ADDRESS);
  Wire.write(0x11);
  Wire.endTransmission();
  Wire.requestFrom(DS3231_I2C_ADDRESS, 2);
  
  if(Wire.available()) {
    tMSB = Wire.read(); //2's complement int portion
    tLSB = Wire.read(); //fraction portion
    
    temp3231 = (tMSB & B01111111); //do 2's math on Tmsb
    temp3231 += ( (tLSB >> 6) * 0.25 ); //only care about bits 7 & 8
  } else {
    //oh noes, no data!
  }
  return temp3231;
}

동영상도 올려 봅니다.

FIN

DS3231 에 대해서는 이야기 할 내용이 더 있어서 2편에서 더 다루어 보겠습니다.