Datum, Uhrzeit und Temperatur auf einem LCD mit einem RTC-Modul anzeigen - Projekte für Arduino und ESP32-Mikrocontroller

Lesezeit: 5 Minuten

Der Arduino kann nur ab dem Zeitpunkt des Einschaltens mit ⇒millis() die Zeit messen. Das aktuelle Datum und die Uhrzeit kann nur mit einem RTC-Modul gesetzt und gelesen werden.
Hier soll das Modul DS3231 zum Einsatz kommen. Zusätzlich zur Zeit misst das Modul auch die Temperatur.

Auf dem 4-zeiligen LCD soll der Wochentag, das Datum, die aktuelle Uhrzeit und die Temperatur angezeigt werden.

So sieht es auf dem LCD aus:

⇒Zeit im Seriellen Monitor anzeigen

⇒Zeit im Seriellen Monitor mit Wochentag und Monatsnamen anzeigen

Schließe das LCD an:

⇒LCD mit I²C-Schnittstelle

⇒RTC-Modul

Normalerweise wäre eine komplexe Verkabelung zum Betrieb eines LCDs nötig. Der ⇒I²C-Bus regelt über einen eigenen Mikroprozessor die Kommunikation der Datenleitungen untereinander. Es werden deshalb nur vier Anschlüsse benötigt.

Die Helligkeit kann mit einem Potentiometer auf der Rückseite des LCDs eingestellt werden.

Benötigte Bauteile:

4-zeiliges LCD mit I²C-Schnittstelle
RTC-Modul DS3231
Leitungsdrähte

Baue die Schaltung auf.
(Fahre mit der Maus über das Bild, um die Bezeichnungen der Bauteile zu sehen)

Benötigte Bibliotheken:

Funktionen der Bibliothek Adafruit RTClib

Schlüsselwort	Anzeige/Parameter
adjust(DateTime(Jahr Monat, Tag, Stunde, Minute, Sekunde)	Beispiel: rtc.adjust(DateTime(2025, 4, 17, 10, 31, 30));
now()	aktuelle Zeit holen
dayOfTheWeek()	Nummer des Wochentages 0 = Sonntag 1 = Montag . . . 6 = Samstag
day()	Tag
month()	Monat 1 = Januar 2 = Februar ... 12 = Dezember
year()	Jahr
hour()	Stunde
minute())	Minute
second())	Sekunde
Uhrzeit als Array definieren: char Zeit[] = "Uhrzeit: hh:mm:ss" print(aktuell.toString(Zeit))	hh = Stunden mm = Minuten ss = Sekunden
Datum als Array definieren: char Datum[] = "DD.MM.YYYY" print(aktuell.toString(Datum))	DD = Tag MM = Monat YYYY = 4-stelliges Jahr
getTemperature()	Temperatur ermitteln
lostpower()	untersucht, ob das Modul zwischenzeitlich nicht mit Strom versorgt wurde

Die Zeit kann mit unterschiedlichen Methoden gesetzt werden, leider sind beide nicht genau:

mit der Angabe von Datum und Uhrzeit:
rtc.adjust(DateTime(2025, 4, 17, 10, 30, 30));
Format: Jahr, Monat, Tag, Stunde, Minute, Sekunden
Man muss dann sofort nach der Festlegung das Programm kompilieren, die Uhr wird vermutlich etwas vor- oder nachgehen, je nachdem wie gut die Zeit zwischen der Änderung und dem Abschluss der Kompilierung geschätzt wurde.
Vor der nächsten Kompilierung muss die Zeile entfernt werden.
mit der Zeit zu der das Programm kompiliert wurde:
rtc.adjust(DateTime(F(__DATE__), F(__TIME__)));
Solange die Zeit des Computers mit einem Zeitserver synchronisiert wurde, wird die Uhrzeit lediglich ein wenig nachgehen.

Definiere die Variablen und binde die benötigten Bibliotheken ein:

#include "RTClib.h"
#include "LCDIC2.h"

// Name des RTC-Moduls
RTC_DS3231 rtc;

// 4-zeiliges LCD
LCDIC2 lcd(0x27, 20, 4);

Der setup-Teil:

void setup()
{
  // RTC-Modul starten
  rtc.begin();

  /*
    wenn Datum und Zeit nicht korrekt -> Datum/Zeit setzen
    Jahr, Monat, Tag, Stunde, Minute, Sekunde
    rtc.adjust(DateTime(2023, 8, 4, 10, 30, 30));
    nach erfolgreichem Hochladen Kommentarzeichen hinzufügen
  */

  // LCD starten
  lcd.begin();

  // Cursor "verstecken"
  lcd.setCursor(false);
}

Der loop-Teil. Beachte die Kommentare.

void loop()
{
  // aktuelle Zeit holen
  DateTime aktuell = rtc.now();
  lcd.setCursor(0, 0);

  /*
    Wochentag anzeigen
    0 = Sonntag
    1 = Montag
    ...
    6 = Samstag
  */
  switch (aktuell.dayOfTheWeek())
  {
    case 0:
      lcd.print("Sonntag");
      break;

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

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

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

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

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

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

  // Datum anzeigen
  lcd.setCursor(0, 1);

  char Datum[] = "Datum: DD.MM.YYYY";
  lcd.print(aktuell.toString(Datum));

  // Zeit anzeigen
  lcd.setCursor(0, 2);

  char Zeit[] = "Uhrzeit hh:mm:ss";
  lcd.print(aktuell.toString(Zeit));

  // gemessene Temperatur in String umwandeln
  String Temperatur = String(rtc.getTemperature());

  // angelsächsische Schreibweise der Temperatur
  // . durch , ersetzen
  Temperatur.replace(".", ",");
  lcd.setCursor(0, 3);

  // Sonderzeichen für ° = \337
  // Temperatur anzeigen
  lcd.print("Temperatur: " + Temperatur + "\337C");

  delay(1000);
}

Du kannst auch die Monatsnamen anzeigen lassen:

void loop()
{
  // aktuelle Zeit holen
  DateTime aktuell = rtc.now();
  lcd.setCursor(0, 0);

  /* 
    Wochentag anzeigen
    0 = Sonntag
    1 = Montag
    ...
    6 = Samstag
  */
  switch (aktuell.dayOfTheWeek())
  {
    case 0:
      lcd.print("Sonntag");
      break;

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

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

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

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

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

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

  // Leerzeichen hinzufügen
  lcd.print(" ");
  
  // Datum anzeigen -> Tag
  lcd.setCursor(0, 1);
  lcd.print(String(aktuell.day()) + ".");

  /* 
   Monatsnamen anzeigen
   1 = Januar
   2 = Februar
   ...
   12 = Dezember
  */
  lcd.print(" ");

  switch (aktuell.month())
  {
    case 1:
      lcd.print("Januar");
      break;

    case 2:
      lcd.print("Februar");
      break;

    case 3:
      lcd.print("M\341rz");
      break;

    case 4:
      lcd.print("April");
      break;

    case 5:
      lcd.print("Mai");
      break;

    case 6:
      lcd.print("Juni");
      break;

    case 7:
      lcd.print("Juli");
      break;

    case 8:
      lcd.print("August");
      break;

    case 9:
      lcd.print("September");
      break;

    case 10:
      lcd.print("Oktober");
      break;

    case 11:
      lcd.print("November");
      break;

    case 12:
      lcd.print("Dezember");
      break;
  }

  lcd.print(" ");

  // Jahr anzeigen
  lcd.print(String(aktuell.year()));

  // Zeit anzeigen
  lcd.setCursor(0, 2);

  char Zeit[] = "Uhrzeit: hh:mm:ss";
  lcd.print(aktuell.toString(Zeit));

  // gemessene Temperatur in String umwandeln
  String Temperatur = String(rtc.getTemperature());

  // angelsächsische Schreibweise der Temperatur
  // . durch , ersetzen
  Temperatur.replace(".", ",");
  lcd.setCursor(0, 3);

  // Sonderzeichen für ° = \337
  // Temperatur anzeigen
  lcd.print("Temperatur: " + Temperatur + "\337C");

  delay(1000);
}

Eine weitere Alternative: Zeit mit den Funktionen hour(), minute() und second() anzeigen:

void loop()
{
  // aktuelle Zeit lesen
  DateTime aktuell = rtc.now();

  // Wochentag, Datum und Zeit anzeigen
  lcd.setCursor(0, 0);

  /*
    Wochentag anzeigen
    0 = Sonntag
    1 = Montag
    ...
    6 = Samstag
  */
  switch (aktuell.dayOfTheWeek())
  {
    case 0:
      lcd.print("Sonntag");
      break;
    case 1:
      lcd.print("Montag");
      break;
    case 2:
      lcd.print("Dienstag");
      break;
    case 3:
      lcd.print("Mittwoch");
      break;
    case 4:
      lcd.print("Donnerstag");
      break;
    case 5:
      lcd.print("Freitag");
      break;
    case 6:
      lcd.print("Samstag");
      break;
  }
  lcd.setCursor(0, 1);
  lcd.print(aktuell.day());
  lcd.print(".");

  // Monatsnamen anzeigen
  lcd.print(" ");
  switch (aktuell.month())
  {
    case 1:
      lcd.print("Januar");
      break;
    case 2:
      lcd.print("Februar");
      break;
    case 3:
      lcd.print("M\341rz");
      break;
    case 4:
      lcd.print("April");
      break;
    case 5:
      lcd.print("Mai");
      break;
    case 6:
      lcd.print("Juni");
      break;
    case 7:
      lcd.print("Juli");
      break;
    case 8:
      lcd.print("August");
      break;
    case 9:
      lcd.print("September");
      break;
    case 10:
      lcd.print("Oktober");
      break;
    case 11:
      lcd.print("November");
      break;
    case 12:
      lcd.print("Dezember");
      break;
  }
  lcd.print(" ");
  lcd.print(aktuell.year());
  lcd.setCursor(0, 2);
  
  // wenn Stunden < 10 -> führende 0 setzen
  if (aktuell.hour() < 10) lcd.print("0");
  lcd.print(aktuell.hour());
  lcd.print(':');
 
  // wenn Minuten < 10 -> führende 0 setzen
  if (aktuell.minute() < 10) lcd.print("0");
  lcd.print(aktuell.minute());
  lcd.print(':');
 
  // wenn Sekunden < 10 -> führende 0 setzen
  if (aktuell.second() < 10) lcd.print("0");
  lcd.print(aktuell.second());

  // gemessene Temperatur in String umwandeln
  String Temperatur = String(rtc.getTemperature());

  // angelsächsische Schreibweise der Temperatur
  // . durch , ersetzen
  Temperatur.replace(".", ",");
  lcd.setCursor(0, 3);

  // Sonderzeichen für ° = \337
  // Temperatur anzeigen
  lcd.print("Temperatur: " + Temperatur + "\337C");
 }

Funk­tio­nen der Biblio­thek Adafruit RTClib

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Funktionen der Bibliothek Adafruit RTClib

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