In meinem bereits veröffentlichten Beitrag Zeitgesteuerte Schaltung mit Arduino: Programmieren von RTC, LCD und Relaismodul habe ich dir erläutert, wie man ein Relais via Zeitstempel aktivieren / deaktivieren kann. Dieser kleine Beitrag soll den Beitrag ergänzen und aufzeigen, wie man einen täglichen Timer erstellen kann, um automatisch jeden Tag zur gleichen Uhrzeit ein Relais zu aktivieren oder zu deaktivieren.
Diese Schaltung kannst du zum Beispiel auch nutzen, um deine Weihnachtsbaumbeleuchtung zu schalten.
Inhaltsverzeichnis
- Rückblick – Relais & RTC DS3231 am Arduino UNO R3
- Programm zum automatischen Schalten eines Relais zur gleichen Uhrzeit
Rückblick – Relais & RTC DS3231 am Arduino UNO R3
Schauen wir uns kurz noch einmal die Schaltung am Arduino UNO R3 an:
Für den Aufbau der Schaltung habe ich nachfolgende Bauteile verwendet:
- einen Arduino Nano V3*
- ein USB-Datenkabel*
- eine RTC DS3231*
- ein I2C LCD-Display*
- ein Relais Shield*
- diverse Breadboardkabel*,
- ein 400 Pin Breadboard*
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Programm zum automatischen Schalten eines Relais zur gleichen Uhrzeit
Als Basis für dieses kleine Projekt verwende ich den bereits veröffentlichen Code zum Steuern eines Relais zu einem Zeitpunkt aus Datum und Uhrzeit. Diesen Code werden wir nun anpassen, um zu einer bestimmten Uhrzeit das Relais zu schalten. Klingt easy, ist es auch, wie du gleich sehen wirst.
Im struct wo wir die Zeitpunkte zum Schalten der Relais definieren, kürzen wir das Datum hinaus.
Relais relais1 = {
9,
"Relais #1",
{ "", "14:22:00" },
{ "", "14:22:10" }
};
Relais relais2 = {
8,
"Relais #2",
{ "", "14:22:05" },
{ "", "14:22:15" }
};
Die Funktion zum Prüfen der Zeitpunkte passen wir an und entfernen in den if-Bedingungen die Prüfungen auf das Datum.
void checkCurrentTimestamp(Relais relais, Zeitstempel zeitstempel) {
if (zeitstempel.zeit == relais.actionON.zeit) {
Serial.println("aktivieren");
digitalWrite(relais.digitalPin, LOW);
} else if (zeitstempel.zeit == relais.actionOFF.zeit) {
Serial.println("deaktivieren");
digitalWrite(relais.digitalPin, HIGH);
}
}
Das komplette Programm:
//Bibliothek zum ansteuern des LCD-Display via I2C
#include <LiquidCrystal_I2C.h>
//Bibliothek für die kommunikation mit der RTC
#include <Wire.h>
//Bibliothek zum kommunizieren mit dem
//Bluetooth Modul über SoftwareSerial
#include <SoftwareSerial.h>
// I2C Adresse des RTC DS3231
#define RTC_I2C_ADDRESS 0x68
struct Zeitstempel {
String datum;
String zeit;
};
struct Relais {
int digitalPin;
String desc;
Zeitstempel actionON;
Zeitstempel actionOFF;
};
//Das Display wird über
//die I2C Adresse 0x27 angesteuert
//es hat 20 Zeichen pro Zeile
//es hat 2 Zeilen
LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 20, 2);
char linebuf[30] = {};
bool readData = false;
Relais relais1 = {
9,
"Relais #1",
{ "", "14:22:00" },
{ "", "14:22:10" }
};
Relais relais2 = {
8,
"Relais #2",
{ "", "14:22:05" },
{ "", "14:22:15" }
};
// RX, TX
SoftwareSerial btSerial(7, 6);
void setup() {
Serial.begin(9600);
btSerial.begin(9600);
//initialisieren des Displays
lcd.init();
//aktivieren der Hintergrundbeleuchtung
lcd.backlight();
pinMode(relais1.digitalPin, OUTPUT);
pinMode(relais2.digitalPin, OUTPUT);
digitalWrite(relais1.digitalPin, HIGH);
digitalWrite(relais2.digitalPin, HIGH);
}
void loop() {
readDataFromSerial();
if (readData) {
String timestamp = linebuf;
//Das Datum muss inkl. den Punkten 10 Zeichen lang sein
String datum = timestamp.substring(0, 10);
String tag = datum.substring(0, 2);
String monat = datum.substring(3, 5);
String jahr = datum.substring(6, 10);
//Die Uhrzeit beginnt ab dem 11 Zeichen aus dem Zeitstempel
String uhrzeit = timestamp.substring(11);
String stunde = uhrzeit.substring(0, 2);
String minute = uhrzeit.substring(3, 5);
String sekunde = uhrzeit.substring(6);
rtcWriteTimestamp(stunde.toInt(), minute.toInt(), stunde.toInt(), tag.toInt(), monat.toInt(), jahr.toInt());
}
//bleibt leer
Zeitstempel zeitstempel = readRtc();
lcd.setCursor(0, 0);
lcd.print(zeitstempel.datum);
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print(zeitstempel.zeit);
checkCurrentTimestamp(relais1, zeitstempel);
checkCurrentTimestamp(relais2, zeitstempel);
delay(500);
}
void checkCurrentTimestamp(Relais relais, Zeitstempel zeitstempel) {
if (zeitstempel.zeit == relais.actionON.zeit) {
Serial.println("aktivieren");
digitalWrite(relais.digitalPin, LOW);
} else if (zeitstempel.zeit == relais.actionOFF.zeit) {
Serial.println("deaktivieren");
digitalWrite(relais.digitalPin, HIGH);
}
}
void readDataFromSerial() {
//Zähler für die Zeichen
byte counter = 0;
readData = false;
//Wenn Daten verfügbar sind dann...
if (btSerial.available() > 0) {
delay(250);
readData = true;
//solange Daten von der seriellen Schnittstelle
//empfangen werden...
while (btSerial.available()) {
//speichern der Zeichen in dem Char Array
char c = btSerial.read();
if (c != '\n') {
linebuf[counter] = c;
if (counter < sizeof(linebuf) - 1) {
counter++;
}
}
}
Serial.println(linebuf);
}
}
void rtcWriteTimestamp(int stunde, int minute, int sekunde, int tag, int monat, int jahr) {
Wire.beginTransmission(RTC_I2C_ADDRESS);
Wire.write(0); // Der Wert 0 aktiviert das RTC Modul.
Wire.write(decToBcd(sekunde));
Wire.write(decToBcd(minute));
Wire.write(decToBcd(stunde));
Wire.write(decToBcd(0)); // Wochentag unberücksichtigt
Wire.write(decToBcd(tag));
Wire.write(decToBcd(monat));
Wire.write(decToBcd(jahr - 2000));
Wire.endTransmission();
}
//auslesen der Daten von der RealtimeClock
Zeitstempel readRtc() {
//Aufbau der Verbindung zur Adresse 0x68
Wire.beginTransmission(RTC_I2C_ADDRESS);
Wire.write(0);
Wire.endTransmission();
Wire.requestFrom(RTC_I2C_ADDRESS, 7);
int sekunde = bcdToDec(Wire.read() & 0x7f);
int minute = bcdToDec(Wire.read());
int stunde = bcdToDec(Wire.read() & 0x3f);
int wochentag = bcdToDec(Wire.read());
int tag = bcdToDec(Wire.read());
int monat = bcdToDec(Wire.read());
int jahr = bcdToDec(Wire.read()) + 2000;
char datum[30];
sprintf(datum, "%02d.%02d.%4d", tag, monat, jahr);
char zeit[30];
sprintf(zeit, "%02d:%02d:%02d", stunde, minute, sekunde);
return { datum, zeit };
}
//Convertiert Dezimalzeichen
//in binäre Zeichen.
byte decToBcd(byte val) {
return ((val / 10 * 16) + (val % 10));
}
//Convertiert binäre Zeichen in Dezimal
//Zeichen.
byte bcdToDec(byte val) {
return ((val / 16 * 10) + (val % 16));
}