ماژول ساعت DS1307

DS1307

یک ماژول توسعه برای افزودن قابلیت اندازه‌گیری زمان واقعی (Real-Time Clock) به پروژه‌های الکترونیکی مانند Arduino و میکروکنترلرها است. این ماژول حول تراشه DS1307 ساخته شده و یک ساعت دقیق با تاریخ و تقویم کامل را ارائه می‌دهد.

🧩 مشخصات کلی:

• نوع: ماژول ساعت زمان واقعی (Real-Time Clock - RTC)

• تراشه اصلی: DS1307

• رابط ارتباطی: I2C (Inter-Integrated Circuit)

• دقت: معمولی (مصرف توان پایین، نیاز به کالیبراسیون برای دقت بالا)

• کاربرد اصلی: نگه‌داری زمان و تاریخ به صورت مستقل از میکروکنترلر

⚙️ مشخصات فنی کلیدی:

• ولتاژ کاری: 5V (مطابق با استانداردهای منطق TTL)

• مصرف توان: بسیار پایین (Low Power CMOS)

• پشتیبانی از باتری پشتیبان (Backup Battery): دارد (باتری سکه‌ای CR2032) - زمان را هنگام قطع برق اصلی حفظ می‌کند.

• محدوده داده:

  • ثانیه، دقیقه، ساعت (به فرمت 24 ساعته یا 12 ساعته با نشانگر AM/PM)

  • روز، ماه، سال

  • روز هفته

• حافظه RAM اضافی: 56 بایت حافظه NV-SRAM برای ذخیره اطلاعات کاربر

• ساعت مربعی (Square Wave): خروجی سیگنال ساعت با فرکانس‌های قابل برنامه‌ریزی

🔌 پین‌های کلیدی ماژول (معمولاً):

1. VCC: تغذیه اصلی 5V.

2. GND: زمین.

3. SDA: خط داده سریال I2C.

4. SCL: خط کلاک سریال I2C.

5. SQ: خروجی سیگنال مربعی (Square Wave).

6. BAT: اتصال مثبت باتری پشتیبان (معمولاً یک هولدر باتری CR2032 روی ماژول لحیم شده است).

💡 کاربردهای اصلی:

• ثبت‌کننده داده (Data Logger): اضافه کردن Time-Stamp به داده‌های ثبت شده (مثلاً دما، رطوبت).

• سیستم‌های زمان‌بندی: روشن یا خاموش کردن دستگاه‌ها در زمان‌های خاص (مثلاً سیستم آبیاری هوشمند).

• ساعت‌های دیجیتال و تقویم‌های الکترونیکی.

• دوربین‌های Trail: ثبت زمان دقیق عکس‌برداری.

• هر پروژه‌ای که نیاز به دانستن زمان واقعی دارد، حتی زمانی که برق اصلی قطع است.

✅ مزایا:

• سادگی فوق‌العاده در استفاده و راه‌اندازی با میکروکنترلرها.

• رابط استاندارد I2C که فقط به دو پین از میکروکنترلر نیاز دارد.

• وجود باتری پشتیبان که زمان را برای سال‌ها (عمر باتری) حفظ می‌کند.

• قیمت بسیار پایین و مقرون به صرفه.

• کم بودن تعداد قطعات جانبی

• پشتیبانی از کتابخانه‌های آماده برای پلتفرم‌هایی مانند Arduino.

⚠️ ملاحظات و نکات طراحی:

• دقت متوسط: کریستال داخلی DS1307 از نظر دما حساس است و ممکن است چند ثانیه در روز خطا داشته باشد. برای کاربردهای requiring دقت بسیار بالا (مانند سیستم‌های Time-Critical)، مدل‌های پیشرفته‌تر مانند DS3231 (با دقت ±2ppm و جبران دمای داخلی) توصیه می‌شود.

• ولتاژ کاری 5V: برای استفاده با میکروکنترلرهای 3.3V، باید از یک مبدل سطح منطقی (Logic Level Converter) برای خطوط I2C استفاده کرد، زیرا پین‌های DS1307 با ولتاژ 3.3V سازگار نیستند.

• مقاومت Pull-Up: خطوط I2C (SDA و SCL) نیاز به مقاومت‌های Pull-Up (معمولاً 4.7kΩ) به VCC دارند. در اکثر ماژول‌های آماده، این مقاومت‌ها روی برد وجود دارند.

• برنامه‌نویسی اولیه: پس از اتصال به برق، باید زمان و تاریخ را حداقل یک بار از طریق میکروکنترلر روی آن تنظیم (Set) کرد.

• باتری پشتیبان: برای عملکرد صحیح نگه‌داری زمان در قطع برق، باید از باتری با کیفیت (مانند CR2032) استفاده کرد.

🎯 جمع‌بندی نهایی:

ماژول DS1307 یک راه‌حل ساده، ارزان و کاربردی برای افزودن قابلیت RTC به پروژه‌های الکترونیکی است. این ماژول برای کاربردهای عمومی و غیرحساس که دقت فوق‌العاده بالا مورد نیاز نیست (مانند یک Data Logger یا سیستم آبیاری) ایده‌آل است. نقطه قوت آن در سادگی، قیمت پایین و پشتیبانی از باتری است. برای پروژه‌های حساس، به‌طور قطع مدل DS3231 گزینه بهتری محسوب می‌شود.