Real Time Clock per Orange Pi Zero

Il modulo Orange Pi Zero (OPI zero) non dispone di un Real Time Clock o RTC o, per essere più precisi, il SoC utilizzato lo fornirebbe solo che non è stato previsto il montaggio del relativo quarzo e della batteria tampone quindi la precisione è nulla e in caso di mancanza di alimentazione si azzera. Quindi direi la sua utilità è nulla. Fortunatamente esistono in commercio numerosi integrati che forniscono questa funzionalità con una connessione I²C. Sono anche facilmente reperibili dei moduli che possono venir collegati direttamente sul connettore di espansione dell'OPI Zero (o del Raspberry o di altri moduli simili).

Requisiti

• un SBC Orange Pi o Raspeberry Pi
• sistema operativo Armbian
• un modulo RTC compatibile

SBC

Al momento ho collaudato questa soluzione solo utilizzando un Orange Pi Zero. Teoricamente dovrebbe funzionare su tutti i moduli similari facendo attenzione a quale bus I²C rendono disponibile e utilizzando l'overlay adatto.

Armbian

Per i miei progetti utilizzo un Sistema operativo derivato da Armbian, un mix fra Armbian e Devuan, la procedura è stata verificata utilizzando Armbian (versione 23.8.3 bookworm)

RTC

Occorre fare attenzione a quale modulo si intende usare, alcuni richiedono alimentazione e segnali a 5V e potrebbero essere incompatibili con la scheda da voi utilizzata. Nel caso di Orange Pi Zero io utilizzo l'integrato DS3231 direttamente sul circuito o utilizzando uno dei moduli facilmente reperibili in rete.

Il DS1307 va alimentato a 5V e per essere utilizzato con L'IO a 3.3V richiede un adattatore di livello (puah)

Configurazione con Orange Pi Zero e DS3231

Dopo aver collegato il modulo prescelto è necessario:

• attivare l'interfaccia I²C (I2C0) usando armbian-config o editando il file /boot/armbianEnv.txt
• installare i tools I2C

apt-get install i2c-tools

• verificare che il modulo venga visto correttamente all'indirizzo 68 (hex) del bus 0

i2cdetect -y 0

il risultato dovrebbe essere simile a questo:

     0  1  2  3  4  5  6  7  8  9  a  b  c  d  e  f
00:                         -- -- -- -- -- -- -- -- 
10: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 
20: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 
30: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 
40: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 4a -- -- -- -- -- 
50: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 
60: -- -- -- -- -- -- -- -- 68 -- -- -- -- -- -- -- 
70: -- -- -- -- -- -- -- -- 

• per compilare ed aggiungere gli overlay è necessario installare il pacchetto armbian-bsp-cli-orangepizero

apt-get install armbian-bsp-cli-orangepizero

• compilare ed aggiungere alla configurazione i seguenti overlay:

per rendere disponibile il modulo collegato a I²C0 (download file rtc0-i2c0-ds3231.dts)

/dts-v1/;
/plugin/;

/ {
        compatible = "allwinner,sun4i-a10", "allwinner,sun7i-a20", "allwinner,sun8i-h3", "allwinner,sun50i-a64", "allwinner,sun50i-h5";

        /* 
         * Aliases can be used to set the external RTC as rtc0.
         * Needs supplying the correct path to the I2C controller RTC is connected to,
         * this example is for I2C0 on H2+ (TWI0 on PA11/PA12).
         * NOTE: setting time at boot by the kernel
         * may not work in some cases if the external RTC module is loaded too late
         */
        fragment@0 {
                target-path = "/aliases";
                __overlay__ {
                        rtc0 = "/soc/i2c@1c2ac00/ds3231@68";
                };
        };

        fragment@1 {
                target = <&i2c0>;
                __overlay__ {
                        #address-cells = <1>;
                        #size-cells = <0>;
                        ds3231@68 {
                                compatible = "dallas,ds3232";
                                reg = <0x68>;
                                status = "okay";
                        };
                };
        };

};

download:

wget https://cantina.gvf.ve.it/images/4/47/rtc0-i2c0-ds3231.dts

attivazione:

armbian-add-overlay rtc0-i2c0-ds3231.dts

Alternativa su I²C0

se invece il RTC è collegato al bus I²C1 va utilizzato (download file rtc0-i2c1-ds3231.dts) analogo al precedente ma col path per la seconda interfaccia

download:

wget https://cantina.gvf.ve.it/images/7/77/rtc0-i2c1-ds3231.dts

da attivare col comando:

armbian-add-overlay rtc0-i2c1-ds3231.dts

per spostare l'RTC del SoC da /dev/rtc0 a /dev/rtc1 (download file rtc1-soc.dts)

/dts-v1/;
/plugin/;

/ {
        compatible = "allwinner,sun4i-a10", "allwinner,sun7i-a20", "allwinner,sun8i-h3", "allwinner,sun50i-a64", "allwinner,sun50i-h5";

        /* 
         * Aliases can be used to set the internal RTC as rtc1.
         */
        fragment@0 {
                target-path = "/aliases";
                __overlay__ {
                        rtc1 = "/soc/rtc@1f00000";
                };
        };

        fragment@1 {
                target = <&rtc>;
                __overlay__ {
                        rtc@1f00000 {
                                status = "disabled";
                        };
                };
        };
};

download:

wget https://cantina.gvf.ve.it/images/a/a5/rtc1-soc.dts

attivazione:

armbian-add-overlay rtc1-soc.dts

• riavviare il sistema

reboot

• verificare che siano disponibili entrambi gli RTC

ls /dev/rtc*

• il risultato dovrebbe essere qualcosa del genere:

lrwxrwxrwx 1 root root      4 18-12-2022 11:26:08 /dev/rtc -> rtc0
crw------- 1 root root 253, 0 18-12-2022 11:26:08 /dev/rtc0
crw------- 1 root root 253, 0 18-12-2022 11:26:08 /dev/rtc1

• facoltativamente sui può eliminare il programma fake-hwclock

apt-get purge fake-hwclock

Fonti

• https://forum.armbian.com/topic/4074-real-time-clock-ds3231/page/2/
• https://github.com/armbian/sunxi-DT-overlays/blob/master/examples/i2c-ds1307.dts
• https://github.com/armbian/sunxi-DT-overlays/blob/master/sun8i-h3/sun8i-h3-i2c0.dts
• https://github.com/armbian/sunxi-DT-overlays/blob/master/sun8i-h3/sun8i-h3-i2c1.dts