Raspberry Pi 5 ma zegar czasu rzeczywistego. I co z tego?
Jedną z najważniejszych funkcji Raspberry Pi 5, która przyciąga wiele uwagi, jest zegar czasu rzeczywistego (RTC). Obecnie niemal każde urządzenie, od smartfonów i laptopów po pralki i samochody, jest wyposażone w zegar czasu rzeczywistego.
Raspberry Pi 5 jest jednak pierwszym flagowym produktem wyposażonym w RTC. (Pico ma RTC!)
Muszę być z tobą przez chwilę szczery, faktycznie sprzedajemy niektóre dodatki RTC dla Raspberry Pi w naszej siostrzanej firmie. Przed ogłoszeniem Raspberry Pi 5 nigdy nawet nie przyjrzałem mu się bliżej.
Nigdy tak naprawdę o nich nie myślałem. Kto potrzebuje RTC? Z pewnością nie potrzebowałem RTC w żadnym z moich projektów.
Byłem więc nieco zaskoczony, że ludzie byli tak entuzjastycznie nastawieni. Postanowiłem więc poszukać odpowiedzi na nurtujące mnie pytanie: Kto tak naprawdę potrzebuje RTC na Raspberry Pi?
Zegary i kryształy
Po pierwsze, co to jest zegar czasu rzeczywistego?
W przypadku Raspberry Pi 5, RTC jest komponentem sprzętowym, który śledzi aktualny czas i datę niezależnie od głównego procesora. Składa się on z obwodu zegara o niskim poborze mocy. Obwód ten można zasilać standardowym napięciem 5 V lub baterią RTC.
Jest to bateria litowo-manganowa Panasonic ML-2020, która umożliwia działanie RTC nawet wtedy, gdy Raspberry Pi jest wyłączone. Bateria jest oczywiście ładowalna.
Trzeba też wspomnieć, że bateria ma dwustronną podkładkę samoprzylepną. Można ją więc przykleić do ściany lub powierzchni. Może też zmieścić się w oficjalnym etui.
Moduł RTC zawiera oscylator kwarcowy, który generuje stabilny sygnał zegara (32 kHz). Sygnał ten jest dzielony w celu zapewnienia dokładnych sekund, minut, godzin, dni, miesięcy i lat.
Po uruchomieniu Raspberry Pi 5 odczytuje informacje o godzinie i dacie z modułu RTC.
RTC nadal śledzi czas, zapewniając, że system zawsze ma dokładne odniesienie, nawet w przypadku przerw w zasilaniu lub ponownego uruchomienia. Działa to nawet wtedy, gdy urządzenie nie jest podłączone do Internetu lub serwera Network Time Protocol.
Jeśli jednak polegasz na samej baterii, to powinieneś wiedzieć, że prawdopodobnie wytrzyma ona około 6 miesięcy.
RTC na RPi 5
RTC w Raspberry Pi 5 jest kontrolowany przez zintegrowany układ zarządzania energią w lewym dolnym rogu płytki.
Ten układ scalony był w rzeczywistości specjalnie zaprojektowanym układem zarządzania energią dla Raspberry Pi 5. Warto omówić go nieco bardziej szczegółowo.
Jest sterowany przez I2C.
Posiada osiem regulatorów Buck Switched-Mode Power Supply i trzy regulatory Low Drop-Out. Regulatory Buck SMPS skutecznie redukują napięcie z wyższego poziomu do niższego, podczas gdy regulatory LDO utrzymują stabilne napięcie wyjściowe przy minimalnym spadku napięcia.
Kontroluje również przełącznik HDMI 5V, USB-PD PHY, przycisk zasilania i oczywiście RTC.
Jeśli spojrzysz na zdjęcie powyżej, zobaczysz mały żółtawy port oznaczony jako "BAT" - jest to miejsce, w którym podłącza się baterię RTC.
To tyle, jeśli chodzi o sprzęt.
Po stronie oprogramowania RTC komunikuje się z systemem za pośrednictwem interfejsu skrzynki pocztowej oprogramowania układowego.
Dodatkowo, RTC może być często zaprogramowany do generowania alarmów lub sygnałów budzenia o określonych porach.
Funkcja ta jest przydatna do wyzwalania zdarzeń lub wybudzania Raspberry Pi ze stanu niskiego poboru mocy w celu wykonania zaplanowanych zadań.
Co więcej, sterownik RTC automatycznie ładuje się podczas uruchamiania systemu, zgodnie z normalnym działaniem systemu Linux hwclock zachowanie. Tak więc sterownik RTC automatycznie ładuje się podczas uruchamiania i zachowuje się zgodnie ze standardowym zachowaniem zegara sprzętowego w systemie Linux.
I co z tego?
Teraz dochodzimy do tego, o co tak naprawdę chodzi w tym całym zamieszaniu. Bo to wszystko bardzo dobrze, ale jakie to ma znaczenie?
Cóż, jak już wspomniałem powyżej, RTC jest ważny w aplikacjach, w których Pi ma zasypiać, budzić się, a następnie ponownie zasypiać. Jest to naprawdę cenne dla efektywności energetycznej.
Po pierwsze, jednym z najbardziej oczywistych przykładów, jakie znalazłem, są kamery bezpieczeństwa lub kamery dla zwierząt.
Do Pi można podłączyć kamerę, a następnie wyposażyć ją w czujnik. Gdy wykryje ruch, może się obudzić, zrobić zdjęcie, a następnie wrócić do uśpienia. Byłoby to więc przydatne w przypadku kamer dla ptaków i wiewiórek, a nawet w projektach ochrony dzikiej przyrody.
Po drugie, inną aplikacją, która również dotyczy zwierząt, byłaby kamera rozpoznająca kota / psa do drzwiczek dla zwierząt.
Muszę przyznać, że będąc osobą bez zwierząt, nie jestem pewien, jak to zadziała. Ale ktoś zasugerował to na forach Raspberry Pi - drzwiczki dla zwierząt, które wykorzystują kamerę do rozpoznawania zwierzęcia przed otwarciem. Sądzę, że to uniemożliwiłoby przypadkowym zwierzętom wejście do domu.
Skomentuj poniżej, jeśli masz jakieś wskazówki, jak to może działać!
Po trzecie, można użyć RTC do synchronizacji czasu we flocie Raspberry Pis.
Ponieważ RTC umożliwia oznaczanie czasu nawet wtedy, gdy Raspberry Pi 5 jest w trybie offline, można zagwarantować dokładne rejestrowanie danych. Myślę, że istnieje prawdopodobnie nieograniczona liczba zastosowań naukowych i przemysłowych dla czegoś takiego.
Po czwarte wreszcie, pomaga zapewnić prawidłowe działanie systemu operacyjnego, nawet gdy Pi jest w trybie offline. I choć jest to bardzo przyziemne, jest to być może najważniejszy przypadek, w którym normalni ludzie będą używać RTC.
Oczywiście, jeśli zegar w systemie operacyjnym jest nieprawidłowy lub nawet zaczyna dryfować, cała sprawa może pójść na marne. Tak więc, korzystając z RTC, system operacyjny Raspberry Pi będzie również działał lepiej. Nie napotka na przykład potencjalnych problemów z bezpieczeństwem.
Ponadto system operacyjny będzie w stanie zagwarantować znaczniki czasu, pliki dziennika i zaplanowane zadania.
Muszę przyznać, że po przeczytaniu większej ilości informacji na ten temat, utwierdziłem się w przekonaniu, że już dawno powinni byli dołączać RTC do flagowych produktów.
I nie jestem sam - sam Eben (w 6:28 na poniższym filmie) wykrzykuje: "Gratulacje: więc po dwunastu latach Raspberry Pi w końcu mamy RTC i przycisk zasilania!".
Zanim wyruszysz, sprawdź nasz konkurs!
Konkurs i biuletyn
Wiemy, jak frustrujące jest czekanie na Raspberry Pi 5 do 23 października.
Dlatego chcieliśmy umożliwić ci zabawę z nim tak szybko, jak to możliwe.
Zorganizowaliśmy więc konkurs: Jaką najbardziej szaloną rzecz można wymyślić dla Raspberry Pi 5?
Pod warunkiem, że twój pomysł go nie zniszczy, możesz wysłać nam swój pomysł, a my wprowadzimy go w życie - i napiszemy o nim artykuł!
Zwycięzcę ogłosimy tutaj i na stronie buyzero.de 23 października.
Zwycięski pomysł (określony przez nas) wygra pełny zestaw Raspberry Pi 5 - w tym zasilacz USB-C Power Delivery (PD) 27 W, obudowę Raspberry Pi 5, kartę SD i Raspberry Pi 5. Wszystko z bezpłatną wysyłką na terenie UE.
Zdobywca drugiego miejsca wygra Raspberry Pi 5 z bezpłatną wysyłką na terenie UE.
Zachęcamy więc do nadsyłania pomysłów - więcej informacji można znaleźć pod poniższym linkiem: WYGRAJ DARMOWE RASPBERRY PI 5!
Wniosek
Jest więc kilka aplikacji, które można wykonać za pomocą RTC na Raspberry Pi 5!
Czy masz jakieś pomysły na to, do czego wykorzystasz RTC? Skomentuj poniżej!
Koniecznie sprawdź też inne nasze artykuły na temat Raspberry Pi 5:
RTC + bateria przydaje się w przypadku serwerów multimediów offline. Kodi śledzi, co i kiedy oglądałeś. Mój serwer multimediów RPi4/Kodi jest offline przez 99,99999% czasu i pozwala na wyjście tylko raz w eve dla NTP (reguły zapory sieciowej utrzymują go w uczciwości). Wymaga to ode mnie ręcznej synchronizacji co wieczór. Będę aktualizować do RPi5 tylko dla baterii i RTC.