ماژول تاریخ و ساعت DS1307

DS1307 Real Time Clock (RTC) Module

معرفی محصول

ماژول تاریخ و ساعت DS1307 یک ماژول ساعت واقعی (RTC) است که برای ثبت و نگهداری دقیق زمان و تاریخ در پروژه‌های الکترونیکی به‌کار می‌رود. این ماژول به کمک باتری بک‌آپ خود، حتی در هنگام قطع تغذیه نیز ساعت و تاریخ را حفظ می‌کند. پروتکل ارتباطی این ماژول I2C است و به راحتی با انواع میکروکنترلرها مانند Arduino، Raspberry Pi و AVR قابل راه‌اندازی می‌باشد. به دلیل دقت مناسب، قیمت اقتصادی و مصرف پایین انرژی، DS1307 انتخابی ایده‌آل برای کاربری‌های مختلف است.

مشخصات فنی

• آی‌سی اصلی: DS1307
• نوع ارتباط: I2C (آدرس 0x68)
• دامنه ولتاژ کاری: 5 ولت DC
• باتری پشتیبان: سکه‌ای 3 ولت مدل CR1220/CR2032
• دقت: تا ±2 دقیقه خطا در ماه (در دمای اتاق و باتری نو)
• تعداد پایه‌ها: معمولاً 4 یا 6 پایه (VCC, GND, SDA, SCL, BAT, SQW)
• توانایی نگهداری زمان: تا چند سال بدون نیاز به تغذیه خارجی
• ثبت زمان: ثانیه، دقیقه، ساعت، روز هفته، روز ماه، ماه، سال
• خروجی سیگنال: پین SQW (خروجی موج مربعی با فرکانس قابل تنظیم: 1Hz، 4kHz، 8kHz، 32kHz)
• مصرف انرژی: بسیار پایین (مناسب باتری سکه‌ای)
• ابعاد معمولی برد: 28 × 25 میلی‌متر
• دمای کاری: 0 تا 70 درجه سانتی‌گراد
• کریستال: کریستال دقیق 32.768kHz نصب‌شده روی برد
• وزن: کمتر از 10 گرم (با باتری)
• سازگاری: انواع بردهای آردوینو، STM32، AVR، ESP8266، Raspberry Pi

ویژگی‌ها

• قابلیت نگهداری زمان و تاریخ برای مدت طولانی در صورت قطع برق
• مصرف بسیار کم، مناسب برای کاربردهای پرتابل و سیستمی
• ارتباط ساده با میکروکنترلرها از طریق فقط دو سیم (I2C)
• دارای جایگاه باتری بک‌آپ
• دارای خروجی SQW با موج مربعی (قابل استفاده در زمان‌بندی پروژه‌ها)
• تنظیم و خواندن زمان و تاریخ تا قرن بیست و یکم
• مدار چاپی جمع‌وجور و سوکت آماده جهت اتصال
• کریستال داخلی پایدار برای ارتقاء دقت
• راه‌اندازی سریع با کتابخانه‌های Arduino و پشتیبانی نرم‌افزاری گسترده

کاربردها

• ثبت ساعت و تاریخ وقایع (دیتالاگرها)
• ساخت انواع ساعت دیجیتال رومیزی و دیواری
• سیستم‌های حضور و غیاب و ثبت ورود خروج
• پروژه‌های کنترل گلخانه و زمان‌بندی خودکار آبیاری یا روشنایی
• قفل‌های دیجیتال با ثبت زمان فعالیت
• پخش اذان و اطلاع‌رسانی زمان دقیق در اماکن عمومی
• سیستم‌های ثبت داده (Data Logger) با زمان‌بندی دقیق
• پایش انرژی، کنترل هوشمند ساختمان، اعلام هشدارهای زمان‌دار
• پروژه‌های ذخیره داده روی SD Card با برچسب زمانی (Timestamp)

مزایا

• قابلیت اطمینان بالا و نگهداری زمان حتی در قطعی برق
• مصرف انرژی بسیار پایین (مناسب پروژه‌های باتری‌خور)
• نصب و راه‌اندازی ساده به کمک کتابخانه‌های آماده
• پشتیبانی نرم‌افزاری گسترده
• اندازه کوچک و مناسب انواع پروژه‌های DIY
• قیمت مقرون به صرفه
• قابلیت خروجی موج مربعی (SQW) جهت کاربردهای خاص
• کارکرد تا چند سال با یک باتری سکه‌ای جدید
• سازگار با انواع بردهای توسعه

محدودیت‌ها

• دقت نسبتاً پایین‌تر از مدل‌هایی مثل DS3231 (حساس به دمای محیط و کیفیت کریستال)
• فاقد قابلیت کالیبراسیون داخلی
• امکان پس‌رفت ساعت در صورت ضعیف شدن باتری
• فاصله زمانی خطا در صورت استفاده طولانی (حدود 1 تا 2 دقیقه در ماه)
• عدم پشتیبانی از ولتاژ پایین‌تر از 5ولت (برای Arduino 3.3V باید احتیاط کنید)
• عدم نمایش مستقیم (نمایشگر جداگانه ندارد و فقط ماژول است)

نحوه استفاده

1. ابتدا باتری سکه‌ای نو (CR2032 یا CR1220) را در جای مخصوص ماژول قرار دهید.
2. پایه‌های VCC و GND را به منبع تغذیه 5 ولت و زمین متصل کنید.
3. پایه‌های SCL و SDA را به کانال I2C میکروکنترلر/برد توسعه (مثلاً پایه‌های A4 و A5 آردوینو UNO) وصل نمایید.
4. در نرم‌افزار Arduino، یکی از کتابخانه‌های DS1307 (مثل RTClib) را نصب کنید.
5. از مثال‌های کتابخانه برای تنظیم و خواندن ساعت و تاریخ بهره بگیرید.
6. در صورت نیاز به خروجی پالس مربعی، از پین SQW استفاده کنید و آن را در برنامه تنظیم نمایید.
7. ماژول هنگام قطع تغذیه، ساعت را به کمک باتری داخلی حفظ می‌کند و با وصل شدن دوباره تغذیه، زمان صحیح را ارائه می‌دهد.

نکات ایمنی

• باتری را به صورت صحیح و با قطبیت درست نصب کنید تا آی‌سی آسیب نبیند.
• ماژول را فقط با ولتاژ توصیه‌شده (5 ولت) تغذیه نمایید.
• از حضور در محیط کاملاً مرطوب یا گردوغبار سنگین خودداری شود.
• هنگام اتصال به بردهای 3.3 ولت از سطح‌گردان منطقی (Level Shifter) استفاده کنید تا آی‌سی صدمه نبیند.
• پایه‌های ارتباطی را درست و مطابق نقشه وصل کنید تا عملکرد صحیح باشد.
• در صورت نگهداری طولانی، باتری را بررسی و در صورت نیاز تعویض کنید تا زمان عقب نیافتد.

جمع‌بندی

ماژول RTC DS1307 یک انتخاب اقتصادی و کاربردی برای پروژه‌هایی است که نیاز به ثبت و نگهداری زمان دارند. سادگی راه‌اندازی، مصرف بسیار پایین، قیمت مناسب و پشتیبانی نرم‌افزاری فراوان، این ماژول را به گزینه‌ای عالی برای کارهای DIY، آموزشی، صنعتی سبک و انواع دیتا لاگرها تبدیل کرده است. اگر دقت بسیار بالا نیاز ندارید، DS1307 بهترین راه‌حل برای افزودن ساعت و تاریخ به مدارهای شماست.