Erschließung der DS3231 RTC mit MicroPython und Terkin

poesel · June 3, 2020, 8:40pm

Ja, ist es auch schon. Richtig API kompatibel wird es nicht, ich hab aber alles Nützliche geklaut. Sobald ich mit dem Testen durch bin, schieb ichs dahin (auf Github)

Nee, aber ich habe Robert und Peter verwechselt.

didilamken · June 3, 2020, 9:10pm

DIese Library ist schon gut programmiert, aber ich finde die Fehler bei den Alarmen nicht.

github.com

micropython-Chinese-Community/mpy-lib/blob/master/misc/DS3231/DS3231.py

'''
    DS3231 RTC drive

    Author: shaoziyang
    Date:   2018.3

    http://www.micropython.org.cn
'''
from machine import I2C, Pin

DS3231_I2C_ADDR   = (0x68)
DS3231_REG_SEC    = (0x00)
DS3231_REG_MIN    = (0x01)
DS3231_REG_HOUR   = (0x02)
DS3231_REG_WEEKDAY= (0x03)
DS3231_REG_DAY    = (0x04)
DS3231_REG_MONTH  = (0x05)
DS3231_REG_YEAR   = (0x06)
DS3231_REG_A1SEC  = (0x07)
DS3231_REG_A1MIN  = (0x08)

This file has been truncated. show original

Diese Library ist unübersichtlich:

github.com

notUnique/DS3231micro/blob/master/DS3231micro.py

# DS3231 library for micropython
# tested on ESP8266
#
# Author: Sebastian Maerker
# License: mit
# 
# only 24h mode is supported
#
# features: 
#    - set time
#    - read time
#    - set alarms

import machine
from math import floor

i2cAddr = 0x68 # change I2C Address here if neccessary

class DS3231:

This file has been truncated. show original

Andreas · June 3, 2020, 9:24pm

Die Register als Konstanten definiert zu haben, ist auf jeden Fall sinnvoll und macht die Bibliothek übersichtlicher, ja!

github.com

micropython-Chinese-Community/mpy-lib/blob/master/misc/DS3231/DS3231.py#L11-L29


      
          DS3231_I2C_ADDR   = (0x68)
          DS3231_REG_SEC    = (0x00)
          DS3231_REG_MIN    = (0x01)
          DS3231_REG_HOUR   = (0x02)
          DS3231_REG_WEEKDAY= (0x03)
          DS3231_REG_DAY    = (0x04)
          DS3231_REG_MONTH  = (0x05)
          DS3231_REG_YEAR   = (0x06)
          DS3231_REG_A1SEC  = (0x07)
          DS3231_REG_A1MIN  = (0x08)
          DS3231_REG_A1HOUR = (0x09)
          DS3231_REG_A1DAY  = (0x0A)
          DS3231_REG_A2MIN  = (0x0B)
          DS3231_REG_A2HOUR = (0x0C)
          DS3231_REG_A2DAY  = (0x0D)
          DS3231_REG_CTRL   = (0x0E)
          DS3231_REG_STA    = (0x0F)
          DS3231_REG_AGOFF  = (0x10)
          DS3231_REG_TEMP   = (0x11)

Ich ziehe meinen Wunsch hiermit zurück und bin gespannt, was @poesel uns da liefern wird.

Den Code dort einzupflegen macht dann vermutlich keinen Sinn. Ich werde den Fork wieder löschen und wir machen ein neues Repository auf.

Andreas · June 3, 2020, 9:27pm

P.S.: Bei der CPython-Bibliothek GitHub - nivekg/python-ds3231: Python module for controlling the DS3231 RTC from Maxim Integrated sind die Register noch besser definiert:

github.com

nivekg/python-ds3231/blob/1a70e9414e45aed49ce5fac5c8d57f607ddad43d/ds3231.py#L4-L56


      
          # DS3231 Register map
          REGISTERS=[None]*(0x12+1)
          REGISTERS[0x00]={"seconds":         {"bitmask":0x7F, "shift":0}}
          REGISTERS[0x01]={"minutes":         {"bitmask":0x7F, "shift":0}}
          REGISTERS[0x02]={"format":          {"bitmask":0x40, "shift":6},
                           "AM/PM":           {"bitmask":0x20, "shift":5},
                           "20_hours":        {"bitmask":0x3F, "shift":0},
                           "10_hours":        {"bitmask":0x1F, "shift":0}}
          REGISTERS[0x03]={"day":             {"bitmask":0x07, "shift":0}}
          REGISTERS[0x04]={"date":            {"bitmask":0x3F, "shift":0}}
          REGISTERS[0x05]={"century":         {"bitmask":0x80, "shift":6},
                           "month":           {"bitmask":0x1F, "shift":0}}
          REGISTERS[0x06]={"years":           {"bitmask":0xFF, "shift":0}}
          REGISTERS[0x07]={"a1m1":            {"bitmask":0x80, "shift":7},
                           "seconds":         {"bitmask":0x7F, "shift":0}}
          REGISTERS[0x08]={"a1m2":            {"bitmask":0x80, "shift":7},
                           "minutes":         {"bitmask":0x7F, "shift":0}}
          REGISTERS[0x09]={"a1m3":            {"bitmask":0x80, "shift":7},
                           "format":          {"bitmask":0x40, "shift":6},
                           "AM/PM":           {"bitmask":0x20, "shift":5},

This file has been truncated. show original

So können die _encode()- bzw. _decode()-Methoden generisch arbeiten:

github.com

nivekg/python-ds3231/blob/1a70e9414e45aed49ce5fac5c8d57f607ddad43d/ds3231.py#L79-L89


      
          def _decode(self, reg):
              raw_data=self.bus.read_byte_data(self.addr, reg)
              data={}
              for key in REGISTERS[reg].keys():
                  data[key]=(raw_data & REGISTERS[reg][key]["bitmask"]) >> REGISTERS[reg][key]["shift"]
              return data
          
          def _encode(self, reg, val, key):
              raw_data=self.bus.read_byte_data(self.addr, reg)
              new_data=(raw_data & ~REGISTERS[reg][key]["bitmask"]) | (val << REGISTERS[reg][key]["shift"])
              self.bus.write_byte_data(self.addr, reg, new_data)

In jener Bibliothek wird sogar schon das Auslesen des Temperatur-Sensors unterstützt. Daran sieht man exemplarisch, wie kompakt das Ganze dann ist:

github.com

nivekg/python-ds3231/blob/1a70e9414e45aed49ce5fac5c8d57f607ddad43d/ds3231.py#L145-L149


      
          def get_convert_temperature(self):
              self._decode(0x0E, "conv")
          
          def begin_convert_temperature(self):
              self._encode(0x0E, 0x1, "conv")

github.com

nivekg/python-ds3231/blob/1a70e9414e45aed49ce5fac5c8d57f607ddad43d/ds3231.py#L193-L196


      
          def get_temperature(self):
              msb=self._twos_complement_to_int(self._decode(0x11)["temp_msb"])
              lsb=self._decode(0x12)["temp_lsb"]*0.25
              return msb+lsb

Leider wird dort die Registeradresse wieder numerisch kodiert. Noch besser wäre es, beide Ansätze der Konstantendefinition zu kombinieren und an den entsprechenden Stellen mit DS3231_REG_CTRL bzw. DS3231_REG_TEMP zu arbeiten.

poesel · June 6, 2020, 7:01pm

Die erste Version der Library ist fertig. Ich hab noch nicht alles getestet, bin aber recht zuversichtlich.
Der code ist in src. In main.py ist ein kleines Testprogramm.
Darin wird auch ein MAX17043 ausgelesen. Wer keinen hat, kann die entsprechenden Zeilen einfach rausschmeissen.
Weiterhin werden zwei Ausgänge nach dem booten kurz eingeschaltet. Da hab ich eine LED und eine kleine Piezohupe dran. Damit kann man die Intervalle hören beim Testen.
Die Lib und ihre Funktionen sind hoffentlich selbsterklärend. Bei Fragen fragen.

Die KiCAD-Sachen sind nicht vollständig. Das hab ich mehr für mich selbst gemacht, um obiges Board zu entwerfen. Falls Interesse besteht, mache ich das noch hübsch.

Die Integration in den Terkin kommt als nächstes.

Anbei noch zwei Tabellen, die mir beim Entwickeln geholfen haben. Falls es jemand nochmal braucht.

didilamken · June 18, 2020, 8:06pm

Die Library funktioniert ganz gut. Einige Testprogramme und Ergänzungen werde ich bald posten.
Ich kann mit dem Ausgang SQW eine LED per Alarm ein- und ausschalten.
Nun wollte ich mit einem IRF520-Modul ( https://www.az-delivery.de/products/irf520-mos-driver-modul-0-24v-5a ) mehr Leistung ( z.B. einen FiPy ) schalten. Doch leider ist der Eingangsstrom des IRF520-Moduls SIG zu gross für den DS3231 - Ausgang SQW. Die Spannung bricht zusammen.
Hat jemand eine Idee für ein anderes Modul, oder muss ich mir mit Transistoren etwas basteln?

poesel · June 18, 2020, 10:14pm

Der IRF520 ist ein N-Kanal MOSFET. Du brauchst einen P-Kanal MOSFET. Der schaltet, wenn das Gate low ist und genau das macht der DS3231, wenn der Alarm getriggert wird.
Ich hab z.B. einen NDP6020P genommen. Vollkommen überdimensioniert - hatte aber den Vorteil, das er in der Schublade lag.

Schau mal oben im thread, was ich da gebastelt habe. Die Platine kann man ganz leicht selber zusammen löten. Ich schalte damit den ganzen TTGO T-Call samt Sensoren während des Schlafs weg.

didilamken · June 19, 2020, 9:45am

Vielen Dank für die Tipps. Ich hatte übersehen, dass N-Kanal MOSFETs die Minus-Leitung schalten.
Hättest Du vielleicht eine kleine Skizze/Schaltplan für die Beschaltung des P-Kanal MOSFETs ?
Ich wollte auch noch einen INA219 einbauen, um Spannung, Strom und Leistung zu messen.

clemens · June 19, 2020, 1:31pm

Hier Beispiele mit P-channel MOSFETs zur schaltbaren Stromversorgung (hier für ein SIM800-Modul):

didilamken · June 19, 2020, 7:19pm

Folgende Schaltungen sollten funktionieren:

poesel · June 19, 2020, 7:37pm

So sieht das bei mir aus. +5VP ist die Versorgungsspannung für die zu schaltenden Verbraucher.
Ich hab mir noch einen kleinen Schalter eingebaut. Das ist sehr hilfreich beim Testen, um den Mosfet zwangsweise einzuschalten.

didilamken · June 19, 2020, 8:51pm

Danke für das Schaltbild

Andreas · July 27, 2021, 4:08pm

Hi Markus,

Dein Beitrag [WIP] Add support for DS3231 RTC by poesel · Pull Request #73 · hiveeyes/terkin-datalogger · GitHub ist nun endlich seit gestern auch in einem offiziellen Release zu haben, siehe Terkin 0.11.0 changes. Herzlichen Dank nochmals!

Damit wir den letzten Schliff for eine “ordentliche” Integration nicht aus dem Blick verlieren, habe ich gerade noch Add tests and documentation for DS3231 RTC support · Issue #89 · hiveeyes/terkin-datalogger · GitHub angelegt.

Viele Grüße,
Andreas.