Datum und Zeit mit ESP und time.h anzeigen

Inhalt

8 Minuten

Ziel des Projekts

Die Standardbibliothek time.h wird verwendet um Datum und Zeit auf einem OLED und im Seriellen Monitor anzuzeigen.

So sieht es aus:

Die Hardware

ESP32 und NodeMCU mit Steckbrett verwenden

Leider sind der ESP32 und der NodeMCU nicht „steckbretttauglich“. Ich habe daher zwei Steckbretter zu einem zusammengefügt. Es ist wichtig, dass auf einer Seite die Plus- und Minusleiste erhalten bleibt.

Die optimale Position des ESP32 auf dem Steckbrett.

Anschluss des OLED

NodeMCU

gelb -> SCL (D1)
grün -> SDA (D2)
schwarz -> GND (G)
rot -> 3,3 V

ESP32-WROOM

schwarz -> GND
gelb -> SCL (22)
grün -> SDA (21)
rot -> 3,3 V

ESP32-C6

schwarz -> GND
gelb -> SCL (22)
grün -> SDA (23)
rot -> 5 V

Wemos D1 Mini

schwarz -> GND
gelb -> SCL (D1)
grün -> SDA (D2)
rot -> 5V

Arduino Nano ESP32

schwarz -> GND
gelb -> SCL (A5)
grün -> SDA (A4)
rot -> 3,3 V

XIAO-ESP32-C3

schwarz -> GND
gelb -> SCL (D5)
grün -> SDA (D4)
rot -> 5 V

ESP32-C3 Zero

schwarz -> GND
gelb -> SCL (9)
grün -> SDA (8)
rot -> 5 V

Konfiguration der Mikrocontroller

Installiere mit dem Boardverwalter das passende Board:

Benötigte Bibliothek

⇒u8g2

Das Programm

Binde die benötigten Bibliotheken ein und definiere die Variablen.
Die benötigte WiFi-Bibliothek wird durch die #ifdef-Abfrage ermittelt.

Es wird der ⇒Full-Buffer-Mode verwendet um das Flackern des Bildschirms beim Wechsel der Uhrzeit zu vermeiden.

#ifdef ESP8266
#include "ESP8266WiFi.h"

#else
#include "WiFi.h"
#endif

#include "time.h"
#include "U8g2lib.h"

// OLED initialisieren
// SSD 1306 Full Buffer
U8G2_SSD1306_128X64_NONAME_F_HW_I2C oled(U8G2_R0);

// SH1106
// U8G2_SH1106_128X64_NONAME_1_HW_I2C oled(U8G2_R0);

// WiFi-Daten
char Router[] = "Router_SSID";
char Passwort[] = "xxxxxxxx";

// NTP-Server aus dem Pool
#define Zeitserver "de.pool.ntp.org"

/*
  Liste der Zeitzonen
  https://github.com/nayarsystems/posix_tz_db/blob/master/zones.csv
  Zeitzone CET = Central European Time -1 -> 1 Stunde zurück
  CEST = Central European Summer Time von
  M3 = März, 5.0 = Sonntag 5. Woche, 02 = 2 Uhr
  bis M10 = Oktober, 5.0 = Sonntag 5. Woche 03 = 3 Uhr
*/
#define Zeitzone "CET-1CEST,M3.5.0/02,M10.5.0/03"

// time_t enthält die Anzahl der Sekunden seit dem 1.1.1970 0 Uhr
time_t aktuelleZeit;

/* 
  Struktur tm
  tm_hour -> Stunde: 0 bis 23
  tm_min -> Minuten: 0 bis 59
  tm_sec -> Sekunden 0 bis 59
  tm_mday -> Tag 1 bis 31
  tm_wday -> Wochentag (0 = Sonntag, 6 = Samstag)
  tm_mon -> Monat: 0 (Januar) bis 11 (Dezember)
  tm_year -> Jahre seit 1900
  tm_yday -> vergangene Tage seit 1. Januar des Jahres
  tm_isdst -> Wert > 0 = Sommerzeit (dst = daylight saving time)
*/
tm Zeit;

// Variablen für die Zeit
int Stunden, Minuten, Sekunden;

// beim Start des loop-Teils wird die Zeit einmalig synchronisiert
bool Start = true;

unsigned long Zeitmessung = 0;

#ifdef ESP8266

#include "ESP8266WiFi.h"

#else

#include "WiFi.h"

#endif

#include "time.h"

#include "U8g2lib.h"

// OLED initialisieren

// SSD 1306 Full Buffer

U8G2_SSD1306_128X64_NONAME_F_HW_I2C oled(U8G2_R0);

// SH1106

// U8G2_SH1106_128X64_NONAME_1_HW_I2C oled(U8G2_R0);

// WiFi-Daten

char Router[] = "Router_SSID";

char Passwort[] = "xxxxxxxx";

// NTP-Server aus dem Pool

#define Zeitserver "de.pool.ntp.org"

Liste der Zeitzonen

https://github.com/nayarsystems/posix_tz_db/blob/master/zones.csv

Zeitzone CET = Central European Time -1 -> 1 Stunde zurück

CEST = Central European Summer Time von

M3 = März, 5.0 = Sonntag 5. Woche, 02 = 2 Uhr

bis M10 = Oktober, 5.0 = Sonntag 5. Woche 03 = 3 Uhr

#define Zeitzone "CET-1CEST,M3.5.0/02,M10.5.0/03"

// time_t enthält die Anzahl der Sekunden seit dem 1.1.1970 0 Uhr

time_t aktuelleZeit;

Struktur tm

tm_hour -> Stunde: 0 bis 23

tm_min -> Minuten: 0 bis 59

tm_sec -> Sekunden 0 bis 59

tm_mday -> Tag 1 bis 31

tm_wday -> Wochentag (0 = Sonntag, 6 = Samstag)

tm_mon -> Monat: 0 (Januar) bis 11 (Dezember)

tm_year -> Jahre seit 1900

tm_yday -> vergangene Tage seit 1. Januar des Jahres

tm_isdst -> Wert > 0 = Sommerzeit (dst = daylight saving time)

tm Zeit;

// Variablen für die Zeit

int Stunden, Minuten, Sekunden;

// beim Start des loop-Teils wird die Zeit einmalig synchronisiert

bool Start = true;

unsigned long Zeitmessung = 0;

Beim Start des Programms – dem Durchlauf des setup-Teils – zeigen die Meldungen ob Datum und Zeit synchronisiert sind. Wenn nach 90 Sekunden keiner der abgefragten Zeitserver aus dem Pool antwortet, wird das Programm beendet. Nach einem erneuten Hochladen wird die Zeit zumeist schnell ermittelt.

Der setup-Teil

void setup() 
{
  Serial.begin(9600);

  // Zeitzone: Parameter für die zu ermittelnde Zeit
  configTzTime(Zeitzone, Zeitserver);

  WiFi.mode(WIFI_STA);

  // WiFi starten
  WiFi.begin(Router, Passwort);

  Serial.println("------------------------");

  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
    delay(200);
    Serial.print(".");
  }

  Serial.println();
  Serial.print("Verbunden mit ");
  Serial.println(Router);
  Serial.print("IP über DHCP: ");
  Serial.println(WiFi.localIP());

  // Zeit holen
  time(&aktuelleZeit);

  // localtime_r -> Zeit in die lokale Zeitzone setzen
  localtime_r(&aktuelleZeit, &Zeit);

  // beim Start entspricht das Datum der Unixtime: 1.1.1970
  // Datum/Kalender sollen erst angezeigt werden, wenn das Datum korrekt ist
  String Jahr = String(Zeit.tm_year + 1900);
  int Zaehler = 0;

  // String Jahr nach "1970" durchsuchen
  int Suche = Jahr.indexOf("1970");

  Serial.println("-------------------------");
  Serial.println("Datum und Zeit holen (maximal 90 Sekunden)...");

  // solange die Suche nicht erfolgreich ist
  while (Suche != -1) 
  {
    // aktuelle Zeit holen
    time(&aktuelleZeit);

    // localtime_r -> Zeit in die lokale Zeitzone setzen
    localtime_r(&aktuelleZeit, &Zeit);
    Jahr = String(Zeit.tm_year + 1900);

    // String Jahr nach "1970" durchsuchen
    Suche = Jahr.indexOf("1970");

    // Zeit in Stunden, Minuten und Sekunden
    Stunden = int(Zeit.tm_hour), Minuten = int(Zeit.tm_min), Sekunden = int(Zeit.tm_sec);
    delay(1000);
    Zaehler++;

    if (Zaehler >= 90) 
    {
      Serial.println();
      Serial.println("Datum und Zeit konnte innerhalb von " + String(Zaehler) + " Sekunden nicht geholt werden");
      Serial.println("Programm wird beendet");

      // Programm beenden
      while (1);
    }

    Serial.print(".");
  }

  Serial.println();

  // Datum/Zeit erfolgreich synchronisiert
  if (Suche == -1) 
  {
    Serial.println("-------------------------");
    Serial.println("Datum/Zeit erfolgreich synchronisiert ...");

    if (Zeit.tm_mday < 10) Serial.print("0");
    Serial.print(Zeit.tm_mday);
    Serial.print(".");

    // Monat: führende 0 ergänzen
    if (Zeit.tm_mon < 9) Serial.print("0");

    // Zählung beginnt mit 0 -> +1
    Serial.print(Zeit.tm_mon + 1);
    Serial.print(".");

    // Anzahl Jahre seit 1900
    Serial.println(Zeit.tm_year + 1900);

    if (Zeit.tm_hour < 10) Serial.print("0");
    Serial.print(Zeit.tm_hour);
    Serial.print(":");

    if (Zeit.tm_min < 10) Serial.print("0");
    Serial.print(Zeit.tm_min);
    Serial.print(":");

    if (Zeit.tm_sec < 10) Serial.print("0");
    Serial.println(Zeit.tm_sec);
    Serial.println("-------------------------");
  }

  // Zeit in Stunden, Minuten und Sekunden
  Stunden = Zeit.tm_hour, Minuten = Zeit.tm_min, Sekunden = Zeit.tm_sec;

  // OLED starten
  oled.begin();

  // Zeichenfarbe weiß
  oled.setDrawColor(1);

  Zeitmessung = millis() + 1000;
}

100

101

102

103

104

105

106

107

108

109

110

111

112

113

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115

116

117

118

119

void setup()

{

Serial.begin(9600);

// Zeitzone: Parameter für die zu ermittelnde Zeit

configTzTime(Zeitzone, Zeitserver);

WiFi.mode(WIFI_STA);

// WiFi starten

WiFi.begin(Router, Passwort);

Serial.println("------------------------");

while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {

delay(200);

Serial.print(".");

}

Serial.println();

Serial.print("Verbunden mit ");

Serial.println(Router);

Serial.print("IP über DHCP: ");

Serial.println(WiFi.localIP());

// Zeit holen

time(&aktuelleZeit);

// localtime_r -> Zeit in die lokale Zeitzone setzen

localtime_r(&aktuelleZeit, &Zeit);

// beim Start entspricht das Datum der Unixtime: 1.1.1970

// Datum/Kalender sollen erst angezeigt werden, wenn das Datum korrekt ist

String Jahr = String(Zeit.tm_year + 1900);

int Zaehler = 0;

// String Jahr nach "1970" durchsuchen

int Suche = Jahr.indexOf("1970");

Serial.println("-------------------------");

Serial.println("Datum und Zeit holen (maximal 90 Sekunden)...");

// solange die Suche nicht erfolgreich ist

while (Suche != -1)

{

// aktuelle Zeit holen

time(&aktuelleZeit);

// localtime_r -> Zeit in die lokale Zeitzone setzen

localtime_r(&aktuelleZeit, &Zeit);

Jahr = String(Zeit.tm_year + 1900);

// String Jahr nach "1970" durchsuchen

Suche = Jahr.indexOf("1970");

// Zeit in Stunden, Minuten und Sekunden

Stunden = int(Zeit.tm_hour), Minuten = int(Zeit.tm_min), Sekunden = int(Zeit.tm_sec);

delay(1000);

Zaehler++;

if (Zaehler >= 90)

{

Serial.println();

Serial.println("Datum und Zeit konnte innerhalb von " + String(Zaehler) + " Sekunden nicht geholt werden");

Serial.println("Programm wird beendet");

// Programm beenden

while (1);

}

Serial.print(".");

}

Serial.println();

// Datum/Zeit erfolgreich synchronisiert

if (Suche == -1)

{

Serial.println("-------------------------");

Serial.println("Datum/Zeit erfolgreich synchronisiert ...");

if (Zeit.tm_mday < 10) Serial.print("0");

Serial.print(Zeit.tm_mday);

Serial.print(".");

// Monat: führende 0 ergänzen

if (Zeit.tm_mon < 9) Serial.print("0");

// Zählung beginnt mit 0 -> +1

Serial.print(Zeit.tm_mon + 1);

Serial.print(".");

// Anzahl Jahre seit 1900

Serial.println(Zeit.tm_year + 1900);

if (Zeit.tm_hour < 10) Serial.print("0");

Serial.print(Zeit.tm_hour);

Serial.print(":");

if (Zeit.tm_min < 10) Serial.print("0");

Serial.print(Zeit.tm_min);

Serial.print(":");

if (Zeit.tm_sec < 10) Serial.print("0");

Serial.println(Zeit.tm_sec);

Serial.println("-------------------------");

}

// Zeit in Stunden, Minuten und Sekunden

Stunden = Zeit.tm_hour, Minuten = Zeit.tm_min, Sekunden = Zeit.tm_sec;

// OLED starten

oled.begin();

// Zeichenfarbe weiß

oled.setDrawColor(1);

Zeitmessung = millis() + 1000;

}

Der loop-Teil

Die Darstellung auf dem OLED übernimmt die Funktion ZeitAnzeigen().

void loop() 
{
  // Start = true
  // -> Zeit einmalig synchronisieren
  if (Start)
  {
    Start = false;
    ZeitAnzeigen();
  }

  // Sekunden weiter zählen
  if (Zeitmessung < millis()) 
  {
    Zeitmessung += 1000;
    Sekunden++;

    if (Sekunden == 60) 
    {
      ZeitAnzeigen();
    }
  }
}

void loop()

{

// Start = true

// -> Zeit einmalig synchronisieren

if (Start)

{

Start = false;

ZeitAnzeigen();

}

// Sekunden weiter zählen

if (Zeitmessung < millis())

{

Zeitmessung += 1000;

Sekunden++;

if (Sekunden == 60)

{

ZeitAnzeigen();

}

Die Funktion ZeitAnzeigen()

void ZeitAnzeigen() 
{
  // aktuelle Zeit lesen
  time(&aktuelleZeit);

  // localtime_r -> Zeit in die lokale Zeitzone setzen
  localtime_r(&aktuelleZeit, &Zeit);

  // Zeit in Stunden, Minuten und Sekunden
  Stunden = Zeit.tm_hour, Minuten = Zeit.tm_min, Sekunden = Zeit.tm_sec;

  // Zeichenfarbe weiß
  oled.setDrawColor(1);

  // horizontale Schrift
  oled.setFontDirection(0);

  // Wochentag anzeigen
  oled.setCursor(2, 15);
  oled.setFont(u8g2_font_helvB12_tf);

  switch (Zeit.tm_wday) 
  {
    case 0:
      oled.print("Sonntag ");
      break;

    case 1:
      oled.print("Montag ");
      break;

    case 2:
      oled.print("Dienstag ");
      break;

    case 3:
      oled.print("Mittwoch ");
      break;

    case 4:
      oled.print("Donnerstag ");
      break;

    case 5:
      oled.print("Freitag ");
      break;

    case 6:
      oled.print("Samstag ");
      break;
  }

  // Datum anzeigen
  oled.setCursor(2, 33);

  // Tag: führende 0 ergänzen
  if (Zeit.tm_mday < 10) oled.print("0");
  oled.print(Zeit.tm_mday);
  oled.print(".");

  // Monat: führende 0 ergänzen
  if (Zeit.tm_mon < 10) oled.print("0");
  oled.print(Zeit.tm_mon + 1);
  oled.print(".");

  // Anzahl Jahre seit 1900
  oled.print(Zeit.tm_year + 1900);

  // horizontale Linie
  oled.drawHLine(1, 36, oled.getDisplayWidth());

  // Zeit anzeigen
  oled.setFont(u8g2_font_helvR24_tf);
  oled.setCursor(2, 64);

  if (Zeit.tm_hour < 10) oled.print("0");
  oled.print(Zeit.tm_hour);
  oled.print(":");

  if (Zeit.tm_min < 10) oled.print("0");
  oled.print(Zeit.tm_min);
  oled.sendBuffer();
  oled.clearBuffer();
}

void ZeitAnzeigen()

{

// aktuelle Zeit lesen

time(&aktuelleZeit);

// localtime_r -> Zeit in die lokale Zeitzone setzen

localtime_r(&aktuelleZeit, &Zeit);

// Zeit in Stunden, Minuten und Sekunden

Stunden = Zeit.tm_hour, Minuten = Zeit.tm_min, Sekunden = Zeit.tm_sec;

// Zeichenfarbe weiß

oled.setDrawColor(1);

// horizontale Schrift

oled.setFontDirection(0);

// Wochentag anzeigen

oled.setCursor(2, 15);

oled.setFont(u8g2_font_helvB12_tf);

switch (Zeit.tm_wday)

{

case 0:

oled.print("Sonntag ");

break;

case 1:

oled.print("Montag ");

break;

case 2:

oled.print("Dienstag ");

break;

case 3:

oled.print("Mittwoch ");

break;

case 4:

oled.print("Donnerstag ");

break;

case 5:

oled.print("Freitag ");

break;

case 6:

oled.print("Samstag ");

break;

}

// Datum anzeigen

oled.setCursor(2, 33);

// Tag: führende 0 ergänzen

if (Zeit.tm_mday < 10) oled.print("0");

oled.print(Zeit.tm_mday);

oled.print(".");

// Monat: führende 0 ergänzen

if (Zeit.tm_mon < 10) oled.print("0");

oled.print(Zeit.tm_mon + 1);

oled.print(".");

// Anzahl Jahre seit 1900

oled.print(Zeit.tm_year + 1900);

// horizontale Linie

oled.drawHLine(1, 36, oled.getDisplayWidth());

// Zeit anzeigen

oled.setFont(u8g2_font_helvR24_tf);

oled.setCursor(2, 64);

if (Zeit.tm_hour < 10) oled.print("0");

oled.print(Zeit.tm_hour);

oled.print(":");

if (Zeit.tm_min < 10) oled.print("0");

oled.print(Zeit.tm_min);

oled.sendBuffer();

oled.clearBuffer();

}

Ziel des Projekts

Die Hardware

ESP32 und NodeMCU mit Steckbrett verwenden

Anschluss des OLED

Konfiguration der Mikrocontroller

Benötigte Bibliothek

Das Programm

Der setup-Teil

Der loop-Teil

Die Funktion ZeitAnzeigen()

Quellen

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