Raspberry Pi 5にリアルタイムクロック。だから何？
Raspberry Pi 5の大きな特徴として注目されているのが、リアルタイムクロック（RTC）だ。スマートフォンやラップトップ、洗濯機や自動車に至るまで、最近ではほとんどすべてのデバイスにRTCが搭載されている。
しかしRaspberry Pi 5は、RTCを搭載した最初のフラッグシップ製品だ。(ピコにはRTCがある！)
ちょっと正直に言うと、私たちは実際に販売をしている。 いくつかのRTCアドオン 私たちの姉妹会社でRaspberry Piのために。Raspberry Pi 5が発表されるまでは、じっくり見たこともありませんでした。
そんなことは考えたこともなかった。誰がRTCを必要とするのか？確かに私のプロジェクトではRTCを必要としたことはない。
だから、みんながこんなに熱狂していることに少し驚いた。こうして、私はいくつかの調査を行い、私の切なる疑問の真相に迫ることにした：Raspberry PiにRTCが必要なのは誰なのか？
時計と水晶について
ではまず、リアルタイムクロックとは何か？
Raspberry Pi 5の場合、RTCはメイン・プロセッサーとは独立して現在時刻と日付を記録するハードウェア・コンポーネントである。低消費電力のクロック回路で構成されています。この回路には、標準の5V電源またはRTCバッテリーを使用できます。
これはパナソニックの二酸化マンガンリチウム電池ML-2020で、Raspberry Piの電源がオフでもRTCを動作させることができる。もちろん充電可能です。
そして特筆すべきは、バッテリーに両面粘着パッドが付いていることだ。だから、壁や表面に貼り付けることができる。あるいは、公式ケースの中に収めることもできる。
いずれにせよ、RTCモジュールには、安定したクロック信号（32kHz）を生成する水晶発振器が含まれている。この信号は、正確な秒、分、時、日、月、年を提供するために分割される。
Raspberry Pi 5が起動すると、RTCモジュールから時刻と日付の情報を読み込む。
RTCは時刻を記録し続けるため、電源の遮断や再起動があっても、システムは常に正確な基準を保つことができます。これは、インターネットやネットワーク・タイム・プロトコル・サーバーに接続されていなくても機能します。
しかし、バッテリーだけに頼っているのであれば、6ヶ月程度しかもたないだろう。
RPi 5のRTC
Raspberry Pi 5のRTCは、ボードの左下にある電源管理集積回路によって制御されている。
この集積回路は、実はRaspberry Pi 5用にカスタム設計された電源管理ICだった。そして、少し詳しく話す価値がある。
I2C制御だ。
8つの降圧スイッチモード電源レギュレータと3つの低ドロップアウト・レギュレータを搭載しています。降圧型SMPSレギュレータは、高い電圧から低い電圧へ効率よく電圧を下げ、LDOは電圧降下を最小限に抑えながら安定した電圧出力を維持します。
また、HDMI 5Vスイッチ、USB-PD PHY、電源ボタン、そしてもちろんRTCも制御している。
上の写真を見ると、"BAT "と書かれた黄色っぽい小さなポートが見えると思う。
ハードウェアについてはこれくらいにしておこう。
ソフトウェア面では、RTCはファームウェアのメールボックス・インターフェースを介してシステムと通信する。
さらに、RTCは特定の時刻にアラームやウェイクアップ信号を発生するようにプログラムできることが多い。
この機能は、イベントをトリガーしたり、低電力状態からRaspberry Piを起動してスケジュールされたタスクを実行したりするのに便利です。
さらに、RTCドライバは起動時に通常のLinux hwclock の動作に従います。そのため、RTCドライバーは起動時に自動的にロードされ、Linuxの標準的なハードウェア・クロック動作に従って動作する。
それがどうした？
さて、私たちはこの騒動の真相にたどり着いた。というのも、これはとても良いことだが、何が問題なのか？
さて、上ですでに述べたように、RTCはPiをスリープさせ、目覚めさせ、またスリープさせるようなアプリケーションにとって重要だ。これは、エネルギー効率にとって本当に価値がある。
まず、私が見つけた最も明白な例のひとつは、防犯カメラやアニマル・カムである。
カメラをPiに接続して、センサーを与えることができる。カメラをPiに接続し、センサーを持たせれば、動きを感知すると起動して写真を撮り、またスリープ状態に戻ります。鳥のカムやリスのカム、あるいは野生動物の保護プロジェクトに役立つでしょう。
第二に、動物に関係するもう一つのアプリケーションは、ペットドア用の猫／犬認識カメラである。
正直なところ、私はペットを飼っていないので、これがどのように機能するのかよくわからない。しかし、Raspberry Piのフォーラムで誰かが提案していた。カメラを使って動物を認識してから開けるペットドアだ。これなら不特定多数の動物が家に入るのを防げるだろう。
どうすればうまくいくのか、何か手がかりがあれば以下にコメントしてほしい！
第三に、RTCを使って複数のラズベリー・パイ間で時刻を同期させることができる。
RTCを使えば、Raspberry Pi 5がオフラインの状態でもタイムスタンプを記録できるので、正確なデータロギングが保証されます。このような科学的・産業的なアプリケーションは、おそらく無限にあると思います。
第四に、そして最後に、Piがオフラインのときでもオペレーティング・システムが正しく動作するようにします。そして、これは超ありふれたことですが、普通の人がRTCを使う最も重要なケースかもしれません。
オペレーティング・システムのクロックが正しくないか、あるいはドリフトし始めるだけで、全体がおかしくなる可能性があるのは明らかだ。だから、RTCを使うことで、Raspberry PiのOSもよりよく機能するようになる。例えば、潜在的なセキュリティの問題に遭遇することもない。
また、オペレーティング・システムは、タイムスタンプ、ログファイル、スケジュールされたタスクを保証することができる。
正直なところ、もっと詳しく読んでから、もっと前にフラッグシップ製品にRTCを搭載すべきだったと確信した。
エベン自身も（以下のビデオの6:28から）、"おめでとうございます：ラズベリー・パイが誕生して12年、ついにRTCと電源ボタンが搭載されました！"と叫んでいる。
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コンテスト＆ニュースレター
Raspberry Pi 5を10月23日まで待たなければならないことがどれほどもどかしいか、私たちは知っている。
だから、一刻も早く、皆さんに遊んでいただけるようにしたかったのです。
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結論
Raspberry Pi 5のRTCを使ってできることがいくつかある！
RTCを何に使うか、何かアイデアはありますか？以下にコメントしてください！
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RTC + バッテリーは、オフラインのメディアサーバーに便利です。Kodiはいつ何を見たかを記録している。私のRPi4/Kodiメディアサーバーは99.99999%オフラインで、NTPは前夜に一度しか許可されない（ファイアウォールのルールがそれを正直に保つ）。そのため、毎夜手動で同期する必要がある。バッテリーとRTCのためだけにRPi5にアップグレードするつもりだ。