Datum und Zeit mit dem NTP-Protokoll auf einem OLED anzeigen

Kategorien: Anzeigemodule, Zeit anzeigen

Schlagwörter: OLED

Ziel des Projekts

Mit dem NTP-Protokoll sollen Zeit und Datum sollen auf einem OLED angezeigt werden. Als Mikrocontroller kann ein WiFi-fähiger Arduino oder ein ESP32 verwendet werden.

Beispiel: Arduino MKR 1010 und 0,96 Zoll OLED

Board installieren

Es können beliebige Mikrocontroller mit WiFi-Funktionalität und OLEDs unterschiedlicher Größe verwendet werden.

1,54 Zoll OLED mit UNO R4 WiFi, 1,3 Zoll OLED mit Arduino MKR 1010, 0,96 Zoll OLED mit ESP32D

I²C-Pins

Nach dem Start des Programms werden die IP und die aktuelle Zeit im Seriellen Monitor angezeigt. Weil die IP über DHCP vergeben wird, kann sie jedesmal eine andere sein. Für die Anzeige spielt das aber keine Rolle.

Benötigte Bibliotheken

Info

⇒u8g2

Das Programm

Bibliotheken und Variablen

Je nach verwendetem Mikrocontroller muss eine andere WiFi-Bibliothek eingebunden werden.
Das wird mit #ifdef abgefragt

MKR 1010, Nano 33 IoT (ARDUINO_ARCH_SAMD)
WiFiNINA.h
UNO R4 WiFi (ARDUINO_UNOR4_WIFI)
WiFiS3.h
ESP32 (ESP32)
WiFi.h
ESP8266 (ESP8266)
ESP8266WiFi.h

Ab Zeile 31 musst du das entsprechende OLED auswählen

#ifdef ESP8266
  #include "ESP8266WiFi.h"
#endif
 
#ifdef ESP32
  #include "WiFi.h"
#endif
 
#ifdef ARDUINO_UNOR4_WIFI
  #include "WiFiS3.h"
#endif
 
#ifdef ARDUINO_ARCH_SAMD
  #include "WiFiNINA.h"
#endif

#include "NTP3.h"
#include "U8g2lib.h"

// nicht notwendig bei WiFiNINA
#include "WiFiUdp.h"

/*
  Typbezeichnung mit Bildschirmgröße in Pixeln
  F = full screen buffer mode
  Hardware I2C
  Name des OLEDs
  Rotation R0 (keine)
*/
// Parameter 0,96 Zoll SSD1306
U8G2_SSD1306_128X64_NONAME_F_HW_I2C oled(U8G2_R0, U8X8_PIN_NONE);

// Parameter 1,3 Zoll SH1106
// U8G2_SH1106_128X64_NONAME_F_HW_I2C oled(U8G2_R0, U8X8_PIN_NONE);

// Parameter 1,54 Zoll
// U8G2_SH1106_128X64_NONAME_F_HW_I2C oled(U8G2_R0);

// SSID und Passwort des Routers
char Router[] = "Router_SSID";
char Passwort[] = "xxxxxxxx";

WiFiUDP wifiUdp;
NTP3 ntp(wifiUdp);

// beim Start des loop-Teils wird die Zeit einmalig synchronisiert
bool Start = true;
 
unsigned long Zeitmessung = 0;
int Sekunden;

#ifdef ESP8266

#include "ESP8266WiFi.h"

#endif

#ifdef ESP32

#include "WiFi.h"

#endif

#ifdef ARDUINO_UNOR4_WIFI

#include "WiFiS3.h"

#endif

#ifdef ARDUINO_ARCH_SAMD

#include "WiFiNINA.h"

#endif

#include "NTP3.h"

#include "U8g2lib.h"

// nicht notwendig bei WiFiNINA

#include "WiFiUdp.h"

Typbezeichnung mit Bildschirmgröße in Pixeln

F = full screen buffer mode

Hardware I2C

Name des OLEDs

Rotation R0 (keine)

// Parameter 0,96 Zoll SSD1306

U8G2_SSD1306_128X64_NONAME_F_HW_I2C oled(U8G2_R0, U8X8_PIN_NONE);

// Parameter 1,3 Zoll SH1106

// U8G2_SH1106_128X64_NONAME_F_HW_I2C oled(U8G2_R0, U8X8_PIN_NONE);

// Parameter 1,54 Zoll

// U8G2_SH1106_128X64_NONAME_F_HW_I2C oled(U8G2_R0);

// SSID und Passwort des Routers

char Router[] = "Router_SSID";

char Passwort[] = "xxxxxxxx";

WiFiUDP wifiUdp;

NTP3 ntp(wifiUdp);

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

bool Start = true;

unsigned long Zeitmessung = 0;

int Sekunden;

Der setup-Teil

void setup() 
{
  Serial.begin(9600);
  delay(500);

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

  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED)
  {
    Serial.print(".");
    delay(1000);
  }

  delay(3000);

  // SSID des Routers anzeigen
  Serial.print("Verbunden mit ");
  Serial.println(WiFi.SSID());

  // IP anzeigen
  Serial.print("IP: ");
  Serial.println(WiFi.localIP());

  /*
    Zeitzone
    CEST: Central European Summertime
    Beginn europäische Sommerzeit letzter Sonntag im März 2 Uhr GMT + 2 Stunden
  */
  ntp.ruleDST("CEST", Last, Sun, Mar, 2, 120);

  // CET: Central European Time
  // Beginn Normalzeit letzter Sonntag im Oktober 3 Uhr GMT + 1 Stunde
  ntp.ruleSTD("CET", Last, Sun, Oct, 3, 60);

  // ntp starten Zeitserver deutscher NTP-Pool
  // Standard: pool.ntp.org
  ntp.begin("de.pool.ntp.org");

  // nur ESP: autoamtische Synchronisation mit der Systemzeiot des ESP
  // ntp.syncRTC(true);

  // Intervall für den Kontakt zum NTP-Server
  ntp.updateInterval(30000);

  // OLED starten
  oled.begin();
  oled.clearDisplay();

  // Zeichenfarbe weiß
  oled.setDrawColor(1);

  // horizontale Schrift
  oled.setFontDirection(0);

  // WiFi-Daten anzeigen
  oled.setFont(u8g2_font_helvB12_tf);
  oled.setCursor(1, 20);
  oled.print(WiFi.SSID());
  oled.setCursor(1, 40);
  oled.print(WiFi.localIP());
  oled.setCursor(1, 60);
  oled.print(WiFi.RSSI()); 
  oled.sendBuffer();
  oled.clearBuffer();
  delay(5000);
  
  Zeitmessung = millis() + 1000;
}

void setup()

{

Serial.begin(9600);

delay(500);

// WiFi starten DHCP

WiFi.begin(Router, Passwort);

while (WiFi.status() != WL_CONNECTED)

{

Serial.print(".");

delay(1000);

}

delay(3000);

// SSID des Routers anzeigen

Serial.print("Verbunden mit ");

Serial.println(WiFi.SSID());

// IP anzeigen

Serial.print("IP: ");

Serial.println(WiFi.localIP());

Zeitzone

CEST: Central European Summertime

Beginn europäische Sommerzeit letzter Sonntag im März 2 Uhr GMT + 2 Stunden

ntp.ruleDST("CEST", Last, Sun, Mar, 2, 120);

// CET: Central European Time

// Beginn Normalzeit letzter Sonntag im Oktober 3 Uhr GMT + 1 Stunde

ntp.ruleSTD("CET", Last, Sun, Oct, 3, 60);

// ntp starten Zeitserver deutscher NTP-Pool

// Standard: pool.ntp.org

ntp.begin("de.pool.ntp.org");

// nur ESP: autoamtische Synchronisation mit der Systemzeiot des ESP

// ntp.syncRTC(true);

// Intervall für den Kontakt zum NTP-Server

ntp.updateInterval(30000);

// OLED starten

oled.begin();

oled.clearDisplay();

// Zeichenfarbe weiß

oled.setDrawColor(1);

// horizontale Schrift

oled.setFontDirection(0);

// WiFi-Daten anzeigen

oled.setFont(u8g2_font_helvB12_tf);

oled.setCursor(1, 20);

oled.print(WiFi.SSID());

oled.setCursor(1, 40);

oled.print(WiFi.localIP());

oled.setCursor(1, 60);

oled.print(WiFi.RSSI());

oled.sendBuffer();

oled.clearBuffer();

delay(5000);

Zeitmessung = millis() + 1000;

}

Der loop-Teil

Der loop-Teil ruft im Abstand von einer Sekunde die Funktion Zeitanzeigen() auf.

void loop() 
{
  // Start = true
  // -> Zeit einmalig beim Start synchronisieren
  // danach zur vollen Minute
  if (Start)
  {
    Start = false;
    ZeitAnzeigen();
  }
 
  // Sekunden weiter zählen
  if (Zeitmessung < millis())
  {
    Zeitmessung += 1000;
    Sekunden++;
 
    // nach 60 Sekunden Zeit aktualisieren
    if (Sekunden == 60) ZeitAnzeigen();
  }
}

void loop()

{

// Start = true

// -> Zeit einmalig beim Start synchronisieren

// danach zur vollen Minute

if (Start)

{

Start = false;

ZeitAnzeigen();

}

// Sekunden weiter zählen

if (Zeitmessung < millis())

{

Zeitmessung += 1000;

Sekunden++;

// nach 60 Sekunden Zeit aktualisieren

if (Sekunden == 60) ZeitAnzeigen();

}

Die Funktion Zeitanzeigen()

Der zwischenzeitlichen Unterbrechung des WiFi-Signals soll vorgebeugt werden:

der Rückgabewert der Aktualisierung der Zeit mit ntp.update() ist im Erfolgsfall true.
Bei einem Misserfolg versucht das Programm die WiFi-Verbindung neu aufzubauen. Der Wert der Variable Start wird auf true gesetzt, im loop-Teil wird die Zeit sofort aktualisiert.
ntp.isValid() gibt true zurück, wenn die ermittelte Zeit gültig ist. Ist das nicht der Fall, versucht das Programm die WiFi-Verbindung neu aufzubauen. Die Variable Start wird auf true gesetzt und die Zeit wird sofort aktualisiert.

void ZeitAnzeigen()
{
  if (ntp.update()) 
  {
    // überprüfen ob die Zeit gültig ist
    if (ntp.isValid()) 
    {
      Sekunden = ntp.seconds();

      oled.setCursor(1, 20);
      oled.setFont(u8g2_font_helvB14_tf);
      oled.print(ntp.formattedTime("%d. %m %Y"));

      // horizontale Linie
      oled.drawHLine(1, 26, oled.getDisplayWidth());
      oled.setCursor(2, 63);

      // Uhrzeit
      oled.setFont(u8g2_font_logisoso32_tf);
      oled.print(ntp.formattedTime("%H:%M"));
      oled.sendBuffer();
      oled.clearBuffer();
    }
    // Zeit ist nicht gültig
    else
    {
      // prüfen, ob WiFi verbunden ist
      while (WiFi.status() != WL_CONNECTED)
      {
        delay(200);
        Serial.print(".");
      }
      Start = true;
    }
  }
  // WiFi ist nicht verbunden
  else
  {
    // prüfen, ob WiFi verbunden ist
    while (WiFi.status() != WL_CONNECTED)
    {
      delay(200);
      Serial.print(".");
    }
    Start = true;
  }
}

void ZeitAnzeigen()

{

if (ntp.update())

{

// überprüfen ob die Zeit gültig ist

if (ntp.isValid())

{

Sekunden = ntp.seconds();

oled.setCursor(1, 20);

oled.setFont(u8g2_font_helvB14_tf);

oled.print(ntp.formattedTime("%d. %m %Y"));

// horizontale Linie

oled.drawHLine(1, 26, oled.getDisplayWidth());

oled.setCursor(2, 63);

// Uhrzeit

oled.setFont(u8g2_font_logisoso32_tf);

oled.print(ntp.formattedTime("%H:%M"));

oled.sendBuffer();

oled.clearBuffer();

}

// Zeit ist nicht gültig

else

{

// prüfen, ob WiFi verbunden ist

while (WiFi.status() != WL_CONNECTED)

{

delay(200);

Serial.print(".");

}

Start = true;

}

// WiFi ist nicht verbunden

else

{

// prüfen, ob WiFi verbunden ist

while (WiFi.status() != WL_CONNECTED)

{

delay(200);

Serial.print(".");

}

Start = true;

}

Ziel des Projekts

Board installieren

I²C-Pins

Benötigte Bibliotheken

Das Programm

Bibliotheken und Variablen

Der setup-Teil

Der loop-Teil

Die Funktion Zeitanzeigen()

Quellen

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