O Raspberry Pi 5 tem um relógio em tempo real. E daí?

Uma das grandes características do Raspberry Pi 5 que está a receber muita atenção é o Relógio em Tempo Real (RTC). Atualmente, em quase todos os dispositivos, desde smartphones e computadores portáteis a máquinas de lavar roupa e automóveis, existe um RTC.

Mas o Raspberry Pi 5 é o primeiro produto emblemático a vir com um RTC. (O Pico tem um RTC!)

Tenho de ser honesto convosco por um segundo, nós vendemos alguns complementos RTC para o Raspberry Pi na nossa empresa irmã. E nunca tinha sequer olhado para um de perto antes do anúncio do Raspberry Pi 5.

Nunca pensei muito neles. Quem precisa de um RTC? Eu certamente não precisei de um RTC em nenhum dos meus projectos.

Por isso, fiquei um pouco surpreendido com o facto de as pessoas estarem tão entusiasmadas. Por isso, decidi fazer alguma investigação e chegar ao fundo da minha questão premente: Quem precisa realmente de um RTC num Raspberry Pi?

De relógios e cristais

Então, antes de mais, o que é um relógio em tempo real?

Para o Raspberry Pi 5, o RTC é um componente de hardware que mantém o controlo da hora e da data actuais independentemente do processador principal. É constituído por um circuito de relógio de baixo consumo. Pode alimentar este circuito com a fonte de alimentação padrão de 5V ou com a bateria do RTC.

É uma bateria Panasonic ML-2020 Lithium Manganese Dioxide e permite que o RTC funcione mesmo quando a Raspberry Pi está desligada. A bateria é recarregável, como é óbvio.

E, devo mencionar, a bateria tem uma almofada adesiva de dupla face. Assim, pode colá-la numa parede ou superfície. Ou, até cabe dentro do estojo oficial.

De qualquer forma, o módulo RTC inclui um oscilador de cristal que gera um sinal de relógio estável (32 kHz). Este sinal é dividido para fornecer segundos, minutos, horas, dias, meses e anos exactos.

Quando o Raspberry Pi 5 arranca, lê a informação de data e hora do módulo RTC.

O RTC continua a registar o tempo, garantindo que o sistema tem sempre uma referência precisa, mesmo que haja interrupções de energia ou reinícios. E isto funciona mesmo que não esteja ligado à Internet ou a um servidor de protocolo de tempo de rede.

No entanto, se estiver a contar apenas com a bateria, deve saber que esta durará provavelmente cerca de 6 meses.

RTC no RPi 5

O RTC no Raspberry Pi 5 é controlado pelo circuito integrado de gestão de energia na parte inferior esquerda da placa.

Este circuito integrado era, na verdade, um IC de gestão de energia concebido à medida para o Raspberry Pi 5. E vale a pena falar um pouco sobre ele em pormenor.

É controlado por I2C.

Tem oito reguladores Buck Switched-Mode Power Supply e três reguladores Low Drop-Out. Os reguladores Buck SMPS são eficientes na redução da tensão de um nível mais alto para um nível mais baixo, enquanto os LDOs mantêm uma saída de tensão estável com uma queda de tensão mínima.

Também controla o interrutor HDMI 5V, o USB-PD PHY, o botão de alimentação e, claro, o RTC.

Se olhar para a imagem acima, verá a pequena porta amarelada com a etiqueta "BAT" - que é onde se liga a bateria do RTC.

Lá se vai o hardware.

Do lado do software, o RTC comunica com o sistema através da interface da caixa de correio do firmware.

Além disso, o RTC pode muitas vezes ser programado para gerar alarmes ou sinais de despertar em alturas específicas.

Esta funcionalidade é útil para ativar eventos ou acordar o Raspberry Pi de um estado de baixo consumo de energia para executar tarefas programadas.

Além disso, o controlador RTC carrega-se automaticamente no arranque, seguindo as instruções normais do Linux hwclock comportamento. Assim, o driver RTC é carregado automaticamente durante o arranque e comporta-se de acordo com o comportamento padrão do relógio de hardware no Linux.

E depois?

Agora chegamos ao verdadeiro motivo de todo este alarido. Porque tudo isto é muito bonito e bom, mas o que é que isso interessa?

Bem, como já referi acima, um RTC é importante para aplicações em que se pretende que o Pi adormeça, acorde e volte a adormecer. Isto é realmente valioso para a eficiência energética.

Em primeiro lugar, um dos exemplos mais óbvios que encontrei é o das câmaras de segurança ou das câmaras de animais.

É possível ligar uma câmara ao Pi e atribuir-lhe um sensor. Quando detecta movimento, pode acordar, tirar uma fotografia e depois voltar a dormir. Assim, isto seria útil para câmaras de pássaros e de esquilos ou mesmo para um projeto de conservação da vida selvagem.

Em segundo lugar, outra aplicação que também envolve animais seria uma câmara de reconhecimento de gatos/cães para uma porta de animais de estimação.

Tenho de admitir que, como não tenho animais de estimação, não sei bem como é que isto funcionaria. Mas alguém o sugeriu nos fóruns do Raspberry Pi - uma porta para animais de estimação que usa uma câmara para reconhecer o animal antes de abrir. Acho que isto evitaria que animais aleatórios entrassem em sua casa.

Comenta abaixo se tens alguma pista sobre como isto pode funcionar!

Em terceiro lugar, pode utilizar o RTC para sincronizar a hora numa frota de Raspberry Pis.

Uma vez que os RTCs permitem a marcação de tempo mesmo quando o Raspberry Pi 5 está offline, é possível garantir um registo de dados preciso. Penso que há provavelmente um número ilimitado de aplicações científicas e industriais para algo deste género.

Quarto, e finalmente, ajuda a garantir que o sistema operativo funciona corretamente, mesmo quando a sua Pi está offline. E embora este seja ultra mundano, é talvez o caso mais importante em que as pessoas normais usarão o RTC.

Obviamente, se o relógio de um sistema operativo estiver incorreto ou começar a andar à deriva, então tudo pode correr mal. Assim, ao usar o RTC, o Raspberry Pi OS também vai funcionar melhor. Não vai ter problemas de segurança potenciais, por exemplo.

Além disso, o sistema operativo poderá garantir carimbos de data/hora, ficheiros de registo e tarefas agendadas.

Tenho de admitir que, depois de ler mais sobre o assunto, fiquei convencido de que já deviam ter incluído um RTC nos produtos emblemáticos há muito tempo.

E não estou sozinho - o próprio Eben (aos 6:28 do vídeo abaixo) exclama: "Parabéns: depois de doze anos de Raspberry Pi, finalmente temos um RTC e um botão de energia!"

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Conclusão

Assim, existem algumas aplicações que podem ser feitas com um RTC no Raspberry Pi 5!

Tem alguma ideia para que vai utilizar o RTC? Comente abaixo!

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