Raspberry Pi 5 heeft een real-time klok. En dan?
Een van de grote functies van de Raspberry Pi 5 die veel aandacht krijgt, is de Real-Time Clock (RTC). Tegenwoordig vind je op bijna elk apparaat, van smartphones en laptops tot wasmachines en auto's, een RTC.
Maar Raspberry Pi 5 is het eerste vlaggenschip met een RTC. (De Pico heeft een RTC!)
Ik moet even eerlijk met je zijn, we verkopen eigenlijk enkele RTC-add-ons voor Raspberry Pi bij ons zusterbedrijf. En vóór de aankondiging van de Raspberry Pi 5 heb ik er nog nooit een van dichtbij bekeken.
Ik heb er nooit echt over nagedacht. Wie heeft er een RTC nodig? Ik heb in ieder geval in geen van mijn projecten een RTC nodig gehad.
Ik was dus een beetje verbaasd dat mensen zo enthousiast waren. En dus besloot ik wat onderzoek te doen en mijn brandende vraag uit te zoeken: Wie heeft er eigenlijk een RTC nodig op een Raspberry Pi?
Van klokken en kristallen
Om te beginnen, wat is een Real-Time Clock?
Voor de Raspberry Pi 5 is de RTC een hardwarecomponent die onafhankelijk van de hoofdprocessor de huidige tijd en datum bijhoudt. Het bestaat uit een klokcircuit met laag stroomverbruik. Je kunt dit circuit voeden met de standaard 5V-voeding of met de RTC-batterij.
Het is een Panasonic ML-2020 Lithium Mangaandioxide batterij en deze zorgt ervoor dat de RTC zelfs werkt als de Raspberry Pi is uitgeschakeld. De batterij is natuurlijk oplaadbaar.
En ik moet zeggen dat de batterij een dubbelzijdig kleefpad heeft. Je kunt hem dus op een muur of oppervlak plakken. Of hij past zelfs in de officiële behuizing.
Hoe dan ook, de RTC-module bevat een kristaloscillator die een stabiel kloksignaal (32 kHz) genereert. Dit signaal wordt verdeeld voor nauwkeurige seconden, minuten, uren, dagen, maanden en jaren.
Wanneer de Raspberry Pi 5 opstart, leest hij de tijd- en datuminformatie van de RTC-module.
De RTC blijft de tijd bijhouden, zodat het systeem altijd een nauwkeurige referentie heeft, zelfs als de stroom uitvalt of opnieuw wordt opgestart. En dit werkt zelfs als het niet is aangesloten op het internet of een Network Time Protocol Server.
Als je echter alleen op de batterij vertrouwt, moet je weten dat deze waarschijnlijk ongeveer 6 maanden meegaat.
RTC op RPi 5
De RTC op de Raspberry Pi 5 wordt geregeld door het Power Management Integrated Circuit linksonder op het bord.
Deze geïntegreerde schakeling was eigenlijk een speciaal ontworpen voedingsbeheer-IC voor de Raspberry Pi 5. En het is de moeite waard om er in detail over te praten.
Het is I2C-gestuurd.
Hij heeft acht Buck Switched-Mode Power Supply-regelaars en drie Low Drop-Out-regelaars. Buck SMPS-regelaars zijn efficiënt in het verlagen van de spanning van een hoger niveau naar een lager niveau, terwijl LDO's een stabiele spanningsuitvoer handhaven met een minimale spanningsval.
Het heeft ook de controle over de HDMI 5V schakelaar, de USB-PD PHY, de aan/uit-knop en natuurlijk de RTC.
Als je naar de bovenstaande afbeelding kijkt, zie je de kleine geelachtige poort met het label "BAT" - hier sluit de RTC-batterij op aan.
Tot zover de hardware.
Aan de softwarekant communiceert de RTC met het systeem via een firmware-mailboxinterface.
Daarnaast kan de RTC vaak geprogrammeerd worden om op specifieke tijden alarmen of wek-signalen te genereren.
Deze functie is handig voor het triggeren van gebeurtenissen of het wekken van de Raspberry Pi uit een spaarstand om geplande taken uit te voeren.
Bovendien laadt het RTC-stuurprogramma automatisch bij het opstarten, volgens de normale Linux hwclock gedrag. Het RTC-stuurprogramma wordt dus automatisch geladen tijdens het opstarten en gedraagt zich volgens het standaard hardware klokgedrag in Linux.
En dan?
Nu komen we bij waar al dat gedoe eigenlijk over gaat. Want dit is allemaal goed en wel, maar wat doet het ertoe?
Nou, zoals ik hierboven al aangaf, is een RTC belangrijk voor toepassingen waarbij je wilt dat je Pi in slaap valt, wakker wordt en weer in slaap valt. Dit is echt waardevol voor energie-efficiëntie.
Ten eerste, een van de meest voor de hand liggende voorbeelden die ik heb gevonden is met beveiligingscamera's of dierencamera's.
Je kunt een camera aansluiten op de Pi en deze een sensor geven. Als hij beweging waarneemt, kan hij wakker worden, een foto maken en weer gaan slapen. Dit zou dus handig zijn voor vogelkijkers en eekhoorncamera's of zelfs voor een natuurbeschermingsproject.
Ten tweede, een andere toepassing waarbij ook dieren betrokken zijn, zou een kat/hondherkenningscamera voor een huisdierenluik zijn.
Ik moet toegeven dat ik als huisdierloze niet zeker weet hoe dit zou werken. Maar iemand suggereerde het op de Raspberry Pi forums - een huisdierenluik dat een camera gebruikt om het dier te herkennen voordat het open gaat. Ik denk dat dit zou voorkomen dat willekeurige dieren je huis binnenkomen.
Reageer hieronder als je een idee hebt hoe dit zou kunnen werken!
Ten derde zou je de RTC kunnen gebruiken om de tijd te synchroniseren tussen een vloot van Raspberry Pis.
Omdat RTC's timestamping mogelijk maken, zelfs als je Raspberry Pi 5 offline is, kun je nauwkeurige datalogging garanderen. Ik denk dat er waarschijnlijk een onbeperkt aantal wetenschappelijke en industriële toepassingen zijn voor zoiets.
Op de vierde en laatste plaats zorgt het ervoor dat het besturingssysteem goed draait, zelfs als je Pi offline is. En hoewel dit ultra alledaags is, is het misschien wel het belangrijkste geval waarin normale mensen de RTC zullen gebruiken.
Het is duidelijk dat als de klok van een besturingssysteem niet correct is of zelfs maar begint te lopen, de hele zaak in de war kan raken. Dus door de RTC te gebruiken zal het besturingssysteem van de Raspberry Pi ook beter functioneren. Het zal bijvoorbeeld niet tegen potentiële beveiligingsproblemen aanlopen.
Het besturingssysteem kan ook timestamps, logbestanden en geplande taken garanderen.
Ik moet toegeven dat ik, na er meer over gelezen te hebben, ervan overtuigd ben geraakt dat ze al veel eerder een RTC hadden moeten toevoegen aan hun paradepaardjes.
En ik ben niet de enige - Eben zelf (op 6:28 in de video hieronder) roept uit: "Gefeliciteerd: dus na twaalf jaar Raspberry Pi hebben we eindelijk een RTC en een aan/uit-knop!".
Bekijk voordat je gaat onze wedstrijd!
Wedstrijd & nieuwsbrief
We weten hoe frustrerend het is om tot 23 oktober te moeten wachten op een Raspberry Pi 5.
Daarom wilden we het voor jou mogelijk maken om er zo snel mogelijk mee te spelen.
Dus hebben we een wedstrijd opgezet: Wat is het gekste dat je kunt bedenken voor Raspberry Pi 5?
Op voorwaarde dat je idee het niet verpest, kun je ons jouw idee sturen en zullen we het op het onze toepassen - en er een artikel over schrijven!
We maken de winnaar hier en op buyzero.de op 23 oktober.
Het winnende idee (door ons bepaald) wint een volledige Raspberry Pi 5 kit - inclusief een 27W USB-C Power Delivery (PD) voeding, een Raspberry Pi 5 behuizing, een SD-kaart en een Raspberry Pi 5. Alles met gratis verzending binnen de EU.
De runner-up wint een Raspberry Pi 5 met gratis verzending binnen de EU.
Stuur dus zeker je ideeën in - je kunt naar de volgende link gaan voor meer informatie: WIN EEN GRATIS RASPBERRY PI 5!
Conclusie
Er zijn dus een aantal toepassingen die je kunt doen met een RTC op de Raspberry Pi 5!
Heb je ideeën waarvoor je de RTC gaat gebruiken? Reageer hieronder!
Bekijk ook onze andere artikelen over de Raspberry Pi 5:
De RTC + batterij is handig voor offline mediaservers. Kodi houdt bij wat je hebt gekeken en wanneer. Mijn RPi4/Kodi mediaserver is 99,99999% van de tijd offline en mag er maar één keer per avond uit voor NTP (firewallregels houden het eerlijk). Dit vereist een handmatige stap voor mij om elke avond te synchroniseren. Ik wil upgraden naar de RPi5 voor de batterij en RTC.