I 4 diversi tipi di orologi in tempo reale e come funzionano

time management software April 12, 2022

Sanchari Chatterjee

Scrittore

Cos'e l'orologio in tempo reale?

L'orologio in tempo reale o RTC e un orologio che mostra l'ora in relazione a una data e ora particolari. E una funzionalita molto importante del tuo cellulare o tablet, in quanto ti consente di impostare l'ora e la data corrette per qualsiasi appuntamento o attivita. L'RTC di solito e costituito da un chip di clock con batteria o da un orologio atomico. L'RTC di solito e integrato nel cellulare o nel tablet, ma puo essere aggiunto come accessorio. Allora, quando hai bisogno di un orologio in tempo reale?

Cos'e un orologio in tempo reale?

Ci sono molti usi per un RTC o un orologio in tempo reale, ma il piu importante e fornire ora e data precise. L'RTC e un circuito integrato (IC) che puo essere confezionato in vari modi. Alimentato da una batteria al litio integrata. Di conseguenza, anche se l'alimentazione del sistema e spenta, l'orologio RTC continua a funzionare.

Orologi digitali, sistemi di presenza e fotocamere digitali sono tutti esempi di sistemi che si basano fortemente su questa tecnologia. L'orologio RTC e una buona scelta per le applicazioni che richiedono un timestamp. Un'applicazione del genere e sempre stata progettata al meglio utilizzando l'orologio RTC, anche se la configurazione iniziale puo essere impegnativa.
Per qualsiasi processo in tempo reale che si occupa del tempo, di solito ci sono due metodi per gestire il problema. I timer del controller possono essere programmati per generare l'ora internamente oppure e possibile utilizzare un RTC. La maggior parte degli orologi di sistema utilizza segnali di clock per monitorare e controllare il tempo, ma i CI RTC utilizzano invece un oscillatore a cristallo. I CI RTC sono anche responsabili di garantire che tutti i processi del sistema siano correttamente sincronizzati, oltre ad essere responsabili dell'orologio del sistema. Sebbene alcuni possano sostenere che questo sia il lavoro dell'orologio di sistema, l'RTC dipende in realta dall'orologio di sistema, rendendo la sincronizzazione l'RTC indirettamente responsabile.

La durata della batteria di un RTC dovrebbe essere di almeno tre o cinque anni.

Vantaggi di un orologio in tempo reale

benefits of a real time clock 1649661157 4258

I 5 principali vantaggi di un orologio in tempo reale sono-

Creazione intuitiva del software

Una funzione di orologio con un MCU richiede ai progettisti di scrivere software che gestisca il calendario e l'ora complessi, come mesi lunghi e brevi, anno bisestile, scala base 24, sessagesimale e altro ancora.

Al contrario, gli RTCS dell'orologio sono progettati specificamente per la gestione del tempo; e includono circuiti che possono mantenere l'ora e il calendario fino a 100 anni e sono facili da codificare.

Un

oscillatore

a cristallo esterno e tutto cio che serve per costruire un circuito oscillatore poiche tutti gli altri componenti sono gia inclusi negli RTC.
I circuiti dell'oscillatore sono semplici da progettare a causa del numero limitato di componenti esterni richiesti.

La corrente di alimentazione e inferiore a quella di un MCU.

Un circuito di backup RTC puo ridurre il costo e le dimensioni di un circuito di backup ed e progettato per funzionare a tensioni e correnti inferiori rispetto a un circuito di mantenimento del tempo costruito con un microcontrollore.

Allevia il sistema primario di compiti urgenti.
Consuma una potenza ultra bassa e mantiene una frequenza piu stabile.

Il mondo è cambiato. Il tempo che manteniamo è diverso da quello di una volta.

Zipschedules suggerisce che con un orologio in tempo reale, puoi stare al passo con il mondo in continua evoluzione. Non dovrai più preoccuparti della data, dell'ora o dell'anno perché il tuo orologio lo farà per te!

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Come funzionano gli orologi in tempo reale?

Gli orologi in tempo reale sono timer che funzionano su una base di un secondo. Inoltre, un RTC viene spesso utilizzato nei sistemi operativi software/hardware per tenere traccia dell'ora e della data del calendario. Numerose caratteristiche di un RTC sono altamente specializzate e sono necessarie per mantenere un'elevata precisione e affidabilita.
Gli RTC includono spesso il proprio oscillatore interno fornito con un cristallo esterno. Tutte le sorgenti di clock funzionano a una frequenza di 32.768 Hz. Con una sorgente di clock esterna, e possibile utilizzare un dispositivo altamente preciso e stabile come un oscillatore a cristallo compensato in temperatura (TCXO).

Un multiplexer seleziona una sorgente di clock e la invia a un Prescaler, che la divide per una variabile di 32.768 (215) per generare un clock di un secondo.

Un Real Time Clock RTCS contiene un contatore dei secondi che in genere e di 32 bit o piu grande. Alcuni RTC includono contatori dedicati per tenere traccia dell'ora del giorno e gestire anche le date del calendario.

Un semplice orologio RTCS senza la specifica di ora e data svolge questo compito attraverso l'uso del software. Un'opzione utilizzata di frequente e quella di generare un'onda quadra da 1 Hz da un pin di uscita. Un RTC puo generare un'interruzione del processore in risposta a una serie di eventi diversi.

Spesso, un RTC ha un pin di alimentazione dedicato che gli consente di funzionare quando il resto del microcontrollore e spento. In genere, questo pin di alimentazione e collegato a una batteria di riserva o a un dispositivo esterno che fornisce alimentazione.

Tipi di orologi in tempo reale

types of real time clocks 1649661157 3217

Generalmente, ci sono tre tipi di orologi RTCS-
1. Orologio in tempo reale con radio-
i computer di oggi utilizzano la radio digitale per ricevere informazioni sull'orologio. Vengono utilizzati due metodi- ad esempio, LTE fornisce l'ora locale corrente. Utilizza il protocollo orario di rete se e disponibile una radio online. I server dell'ora locale utilizzano spesso trasmissioni radio GPS [19] o UHF di un'organizzazione nazionale di standard.

2. Orologi in tempo reale nel software- i
programmatori di sistemi embedded che devono creare RTC in sistemi privi di essi hanno familiarita con questo sistema. La maggior parte dei computer dispone di timer hardware che utilizzano segnali di temporizzazione in cristallo di quarzo o risonatori ceramici. Questi hanno una temporizzazione assoluta molto ripetibile (spesso inferiore a 1 ppm). Il software puo convertirli in RTC accurati. Puo produrre un interrupt periodico, ad esempio 50 Hz, per imitare un RTC Ma usa la matematica per mettere a punto la catena di temporizzazione- tempo+velocita

Quando il tempo supera una costante, di solito una potenza di due, il software della catena di temporizzazione dell'orologio viene attivato per contare le frazioni di secondo, ecc. miliardi con variabili di tempo e velocita a 32 bit. Poiche salta frazioni di secondo o incrementa due volte, l'orologio e ancora preciso. Quasi tutte le applicazioni RTC del mondo reale ignorano il piccolo jitter.

La complessita di questo sistema sta determinando la velocita istantanea corretta. Il sistema piu semplice divide il tempo di riferimento per l"ora dell"orologio RTCS e trovare la velocita. Poiche il tempo di Internet e spesso preciso entro 20 millisecondi, 8000 secondi (2,2 ore) o piu tra le impostazioni di solito possono ridurre l'errore a meno di 5 parti per milione. La sfida principale e convertire date e orari in secondi, ma i metodi sono ben noti.

Quando un'unita e spenta, l'RTC di solito funziona a due velocita, una quando l'unita e accesa e l'altra quando e spenta. Perche la temperatura e la tensione di ogni stato sono costanti. Quindi il software calcola due velocita. Vengono risolte due equazioni lineari per calcolare tassi diversi, uno per on e uno per off.

Un altro metodo misura la temperatura dell'oscillatore con un termometro elettronico e utilizza un polinomio per calcolare la velocita una volta al minuto. E ampiamente utilizzato dalle piccole imprese in quanto calibra la frequenza a varie temperature, quindi utilizza la regressione lineare per trovare l'equazione della temperatura. La maggior parte dei cristalli di quarzo in un sistema sono tagliati a SC e le loro velocita rispetto alla temperatura sono polinomi di terzo grado. Questo approccio puo essere utilizzato nei circuiti integrati RTC commerciali, ma i metodi di produzione effettivi sono proprietari.

3. Orologio in tempo reale in passato- IBM System/360s, PDP-83 e Novas piu piccoli utilizzavano Time Clock a basso costo.
In Europa, Nord America e altre reti, la rete CA e sintonizzata per soddisfare gli standard di precisione della frequenza a lungo termine. Gli orologi alimentati da rete CA mantengono il tempo perfetto in quelle reti e aiutano a generare informazioni corrette sul tempo nella memorizzazione e nella regolazione del software di gestione del tempo negli uffici. Questi orologi non sono adatti per computer portatili o griglie nell'Asia meridionale.

Gli alimentatori di questi computer producono un'onda sinusoidale utilizzando un trasformatore o un divisore di resistori. Un rilevatore a risposta a frequenza zero condiziona questo segnale. Il risultato e un'onda quadra con bordi singoli veloci. Questo segnale logico si interrompe. Nella maggior parte dei casi, il software del gestore di interrupt conta i cicli. Puo quindi fornire un orologio e un calendario. L'interrupt aggiorna un numero di microsecondi a 64 bit utilizzato dal software di sistema standard. L'interruzione per ogni zero crossing riduce della meta l'errore di jitter.

L'orologio e stato utilizzato anche nelle catene di distribuzione del software, come il timer utilizzato per cambiare attivita in un sistema operativo. I timer di conteggio dei moderni computer forniscono funzioni simili con meno precisione e possono derivare da questo tipo di orologio.

Deve essere impostato ogni volta che il computer viene avviato. Originariamente, gli operatori informatici lo facevano. Questo tipo di orologio e stato impostato automaticamente quando Internet e diventato comune.

Orologio in tempo reale discreto (DCT)

Questo metodo mostra essenzialmente come utilizzare un microcontrollore AVR che ha il modulo orario dell'orologio per creare un RTC di clock in tempo reale. Un cristallo da orologio da 32,768 kHz e un componente discreto necessario per l'implementazione. La maggior parte delle volte, il microcontrollore e in modalita di risparmio energetico. Cio significa che l'applicazione non consuma molta energia. Un timer e in esecuzione solo quando il controller AVR e in modalita di risparmio energetico. Il timer e registrato dal cristallo all'esterno. Un overflow del timer significa che l'ora, la data e il mese vengono sommati. Questa implementazione RTC e scritta per ATmega128, ma puo essere facilmente modificata per funzionare con altri AVR che hanno il modulo RTC, come l'AVR32. E il dispositivo di Time Tracking piu utilizzato che controlla l'orologio in tempo reale.

I vantaggi di creare un RTC nel software invece di utilizzare un RTC hardware esterno sono chiari-

Costo inferiore
Meno parti esterne
Bassa potenza
Maggiore flessibilita

Il tempo di tracciamento può essere difficile, soprattutto quando devi farlo per più di una cosa.

Zipschedules suggerisce che l'orologio in tempo reale può essere alimentato da un alimentatore esterno o con un pannello solare.

Provalo ora

Orologio in tempo reale con calendario (RTCC)

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Un Real-Time Clock/Calendar (RTCC) mantiene i sistemi embedded funzionanti al momento giusto anche quando l'alimentazione principale e esaurita. Questo e un grande vantaggio rispetto agli RTCC integrati nei microcontrollori (MCU) perche consente di risparmiare energia non disturbando l'MCU piu e piu volte. Esistono orologi semplici ea basso costo per I2C e Serial Peripheral Interface (SPI), nonche orologi ad alta integrazione con piu memoria disponibile dall'utente (SEEPROM e SRAM) e una gamma di funzioni utili quando si utilizza un singolo dispositivo di clock con batteria tampone. Queste soluzioni convenienti hanno caratteristiche e prestazioni migliori rispetto ad altri dispositivi sul mercato, soddisfacendo tutte le vostre esigenze.

Alcuni esempi di come possono essere utilizzati gli RTCC-

1. Utilizzare un RTCC con un indirizzo MAC per consentire ai dispositivi in applicazioni energetiche intelligenti di parlare tra loro su reti cablate e wireless.
2. Utilizza il diradamento digitale nell'RTCC per eseguire la compensazione della temperatura del software in modo che le applicazioni di misurazione delle utenze possano tenere traccia del tempo in modo piu accurato.
3. Utilizzare l'indirizzo MAC EUI-48 o EUI-64 dell'RTCC per assegnare a qualsiasi applicazione Ethernet il proprio ID univoco.
4. In qualsiasi sistema integrato, e possibile visualizzare l'ora e la data sullo schermo LCD.

Orologio in tempo reale con adattamento nei giorni feriali (RTWC)

Un circuito RTC tiene traccia del tempo anche in caso di interruzione dell'alimentazione principale.
Molte applicazioni utilizzano orologi in tempo reale, inclusi quelli industriali e di consumo come fotocamere digitali, GPS mobili, TV e assistenza sanitaria domestica. La maggior parte delle applicazioni elettroniche utilizza un oscillatore a cristallo di controllo ottimale al quarzo a 32,768 kHz.
Poiche l'orologio in tempo reale conta secondi, richiede un segnale di clock da 1 Hz dall'oscillatore a cristallo 32.768 kHz. L'ora e la data sono memorizzate in una serie di registri a cui si accede tramite un'interfaccia di comunicazione come I2 C. Il cristallo puo essere separato o integrato con l'RTC. Per applicazioni piu precise, viene utilizzata una frequenza di risonanza MEMS (sistema microelettromeccanico). E altamente efficiente quando si controlla l'orologio su base giornaliera o si definiscono e si impostano allarmi per i giorni feriali e cosi via.

Orologio in tempo reale con adattamento all'ora legale (RTCDW)

real time clock with daylight savings adaptation rtcdw 1649661157 9658

Michelle Jaco Oct 12, 2020

Domande frequenti

Qual e lo scopo di RTC?

La comunicazione in tempo reale e una funzionalita che consente a due parti di comunicare in tempo reale. E una parte fondamentale del software moderno perche consente agli utenti di interagire con un servizio senza dover attendere il caricamento del servizio. RTC non e limitato a due dispositivi di interfaccia utente (UI). Puo essere utilizzato tra due dispositivi qualsiasi, come API Web, app mobili e software desktop per le videochiamate. RTC puo essere utilizzato per molti scopi, come videochiamate, chat di gruppo, giochi e altro ancora. La comunicazione in tempo reale e una funzionalita che consente a due parti di comunicare in tempo reale. E una parte fondamentale del software moderno perche consente agli utenti di interagire con un servizio senza dover attendere il caricamento del servizio. RTC non e limitato a due dispositivi di interfaccia utente (UI). Puo essere utilizzato tra due dispositivi qualsiasi, come API Web, app mobili e software desktop per le videochiamate. RTC puo essere utilizzato per molti scopi, come videochiamate, chat di gruppo, giochi e altro ancora. La comunicazione in tempo reale e una funzionalita che consente a due parti di comunicare in tempo reale. E una parte fondamentale del software moderno perche consente agli utenti di interagire con un servizio senza dover attendere il caricamento del servizio. RTC non e limitato a due dispositivi di interfaccia utente (UI). Puo essere utilizzato tra due dispositivi qualsiasi, come API Web, app mobili e software desktop per le videochiamate. RTC puo essere utilizzato per molti scopi, come videochiamate, chat di gruppo, giochi e altro ancora. La comunicazione in tempo reale e una funzionalita che consente a due parti di comunicare in tempo reale. E una parte fondamentale del software moderno perche consente agli utenti di interagire con un servizio senza dover attendere il caricamento del servizio. RTC non e limitato a due dispositivi di interfaccia utente (UI). Puo essere utilizzato tra due dispositivi qualsiasi, come API Web, app mobili e software desktop per le videochiamate. RTC puo essere utilizzato per molti scopi, come videochiamate, chat di gruppo, giochi e altro ancora. La comunicazione in tempo reale e una funzionalita che consente a due parti di comunicare in tempo reale. E una parte fondamentale del software moderno perche consente agli utenti di interagire con un servizio senza dover attendere il caricamento del servizio. RTC non e limitato a due dispositivi di interfaccia utente (UI). Puo essere utilizzato tra due dispositivi qualsiasi, come API Web, app mobili e software desktop per le videochiamate. RTC puo essere utilizzato per molti scopi, come videochiamate, chat di gruppo, giochi e altro ancora. La comunicazione in tempo reale e una funzionalita che consente a due parti di comunicare in tempo reale. E una parte fondamentale del software moderno perche consente agli utenti di interagire con un servizio senza dover attendere il caricamento del servizio. RTC non e limitato a due dispositivi di interfaccia utente (UI). Puo essere utilizzato tra due dispositivi qualsiasi, come API Web, app mobili e software desktop per le videochiamate. RTC puo essere utilizzato per molti scopi, come videochiamate, chat di gruppo, giochi e altro ancora. La comunicazione in tempo reale e una funzionalita che consente a due parti di comunicare in tempo reale. E una parte fondamentale del software moderno perche consente agli utenti di interagire con un servizio senza dover attendere il caricamento del servizio. RTC non e limitato a due dispositivi di interfaccia utente (UI). Puo essere utilizzato tra due dispositivi qualsiasi, come API Web, app mobili e software desktop per le videochiamate. RTC puo essere utilizzato per molti scopi, come videochiamate, chat di gruppo, giochi e altro ancora. La comunicazione in tempo reale e una funzionalita che consente a due parti di comunicare in tempo reale. E una parte fondamentale del software moderno perche consente agli utenti di interagire con un servizio senza dover attendere il caricamento del servizio. RTC non e limitato a due dispositivi di interfaccia utente (UI). Puo essere utilizzato tra due dispositivi qualsiasi, come API Web, app mobili e software desktop per le videochiamate. RTC puo essere utilizzato per molti scopi, come videochiamate, chat di gruppo, giochi e altro ancora.

Qual e l'ora attuale dell'orologio atomico?

Il riferimento temporale piu preciso e l'orologio del National Institute of Standards and Technology (NIST), chiamato orologio atomico al cesio. E lo standard degli Stati Uniti per tempo e frequenza. Un miliardesimo di secondo, o 1/1000 di secondo, e chiamato Hertz. L'unita di frequenza SI e l'hertz (Hz). Il vantaggio principale di un orologio atomico e il suo altissimo grado di precisione. Puo misurare le zecche di un orologio con una frequenza di 2 ^ -9, o da 10 alla 18 potenza, posti dopo la misurazione originale. Questa e chiamata precisione. Un pendolo standard oscilla da qualche parte in un intervallo da 10 a 20 hertz. L'orologio atomico oscilla esattamente nello stesso intervallo ogni volta e misura la frequenza di tick con una precisione di 2 ^ -9. L'ora visualizzata da un orologio atomico e esattamente la stessa ora visualizzata dall'orologio atomico al cesio del NIST. Si basa sul tempo universale coordinato con la rotazione terrestre. I fusi orari si basano sulla rotazione della Terra in modo che le citta nello stesso fuso orario condividano la stessa ora locale nello stesso momento ogni giorno. L'orologio atomico e lo standard mondiale per il tempo ed e la base per tutti gli altri standard temporali. Se hai uno smartphone di fascia alta, potresti essere in grado di utilizzare il suo orologio atomico integrato per controllare l'ora corrente in un'altra citta. Se sei in una citta che eIl riferimento temporale piu preciso e l'orologio del National Institute of Standards and Technology (NIST), che e chiamato orologio atomico al cesio. E lo standard degli Stati Uniti per tempo e frequenza. Un miliardesimo di secondo, o 1/1000 di secondo, e chiamato Hertz. L'unita di frequenza SI e l'hertz (Hz). Il vantaggio principale di un orologio atomico e il suo altissimo grado di precisione. Puo misurare le zecche di un orologio con una frequenza di 2 ^ -9, o da 10 alla 18 potenza, posti dopo la misurazione originale. 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Cos'e un timer in tempo reale?

I timer in tempo reale, noti anche come timer di ritardo, sono timer che registrano il tempo che passa. Questo puo essere utile per tenere traccia di un progetto o di un'attivita. I timer in tempo reale possono essere implementati in molti modi diversi. Possono essere timer hardware, timer software o timer web. I timer in tempo reale, noti anche come timer di ritardo, sono timer che registrano il tempo che passa. Questo puo essere utile per tenere traccia di un progetto o di un'attivita. I timer in tempo reale possono essere implementati in molti modi diversi. Possono essere timer hardware, timer software o timer web. I timer in tempo reale, noti anche come timer di ritardo, sono timer che registrano il tempo che passa. Questo puo essere utile per tenere traccia di un progetto o di un'attivita. I timer in tempo reale possono essere implementati in molti modi diversi. Possono essere timer hardware, timer software o timer web. I timer in tempo reale, noti anche come timer di ritardo, sono timer che registrano il tempo che passa. Questo puo essere utile per tenere traccia di un progetto o di un'attivita. I timer in tempo reale possono essere implementati in molti modi diversi. Possono essere timer hardware, timer software o timer web. I timer in tempo reale, noti anche come timer di ritardo, sono timer che registrano il tempo che passa. Questo puo essere utile per tenere traccia di un progetto o di un'attivita. I timer in tempo reale possono essere implementati in molti modi diversi. Possono essere timer hardware, timer software o timer web. I timer in tempo reale, noti anche come timer di ritardo, sono timer che registrano il tempo che passa. Questo puo essere utile per tenere traccia di un progetto o di un'attivita. I timer in tempo reale possono essere implementati in molti modi diversi. Possono essere timer hardware, timer software o timer web. I timer in tempo reale, noti anche come timer di ritardo, sono timer che registrano il tempo che passa. Questo puo essere utile per tenere traccia di un progetto o di un'attivita. I timer in tempo reale possono essere implementati in molti modi diversi. Possono essere timer hardware, timer software o timer web. I timer in tempo reale, noti anche come timer di ritardo, sono timer che registrano il tempo che passa. Questo puo essere utile per tenere traccia di un progetto o di un'attivita. I timer in tempo reale possono essere implementati in molti modi diversi. Possono essere timer hardware, timer software o timer web.