Arduino UNO R4 WiFi Bluetooth RTC Beispiel - Echtzeituhr-Synchronisation via BLE Tutorial
Überblick
Das Bluetooth RTC Beispiel bietet Echtzeituhr-Synchronisation über die DIYables Bluetooth STEM App. Entwickelt für Arduino UNO R4 WiFi unter Verwendung von BLE (Bluetooth Low Energy) zur Synchronisation der integrierten Hardware-RTC des Boards mit der Uhr Ihres Smartphones und zur Zeitanzeige. Der Arduino UNO R4 WiFi verfügt über ein integriertes RTC-Modul, was ihn ideal für Zeitmessungsprojekte macht, ohne externe RTC-Hardware zu benötigen. Perfekt für Uhren, Datenprotokollierung mit Zeitstempeln, geplante Automatisierung und zeitbasierte Projekte.
Hinweis: Der Arduino UNO R4 WiFi unterstützt nur BLE (Bluetooth Low Energy). Er unterstützt kein Classic Bluetooth. Die DIYables Bluetooth App unterstützt sowohl BLE als auch Classic Bluetooth auf Android und BLE auf iOS. Da dieses Board BLE verwendet, funktioniert die App auf Android und iOS.
Funktionen
- Integrierte Hardware-RTC: Verwendet die Onboard-RTC des Arduino UNO R4 WiFi — kein externes Modul erforderlich
- Telefon-Zeitsynchronisation: Zeit vom Smartphone über Unix Timestamp oder lokale Zeitkomponenten synchronisieren
- Echtzeit-Anzeige: Aktuelle Zeit in der App anzeigen, jede Sekunde aktualisiert
- Zeit-Anfrage: App kann aktuelle Zeit vom Board anfordern
- Persistente Zeitmessung: RTC hält die Zeit, während das Board mit Strom versorgt wird
- Funktioniert auf Android & iOS: BLE wird auf beiden Plattformen unterstützt
- Keine Kopplung erforderlich: BLE verbindet sich automatisch ohne manuelle Kopplung
Benötigte Hardware
Oder Sie können die folgenden Kits kaufen:
| 1 | × | DIYables STEM V4 IoT Starter-Kit (Arduino enthalten) | |
| 1 | × | DIYables Sensor-Kit (30 Sensoren/Displays) | |
| 1 | × | DIYables Sensor-Kit (18 Sensoren/Displays) |
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Hinweis: Kein externes RTC-Modul erforderlich! Der Arduino UNO R4 WiFi verfügt über eine integrierte Hardware-RTC, die über die RTC.h Bibliothek zugänglich ist.
Arduino UNO R4 WiFi Code
Schnelle Schritte
Befolgen Sie diese Anweisungen Schritt für Schritt:
- Wenn Sie den Arduino UNO R4 WiFi zum ersten Mal verwenden, lesen Sie den Arduino UNO R4 WiFi Erste-Schritte-Leitfaden.
- Verbinden Sie das Arduino UNO R4 WiFi Board über ein USB-Kabel mit Ihrem Computer.
- Starten Sie die Arduino IDE auf Ihrem Computer.
- Wählen Sie das Arduino UNO R4 WiFi Board und den entsprechenden COM-Port aus.
- Navigieren Sie zum Libraries Symbol in der linken Leiste der Arduino IDE.
- Suchen Sie nach "DIYables Bluetooth" und finden Sie die DIYables Bluetooth Bibliothek von DIYables
- Klicken Sie auf die Install Schaltfläche, um die Bibliothek zu installieren.
- Sie werden gefragt, ob Sie weitere Bibliotheksabhängigkeiten installieren möchten
- Klicken Sie auf die Install All Schaltfläche, um alle Bibliotheksabhängigkeiten zu installieren.
BLE Code
- Gehen Sie in der Arduino IDE zu File Examples DIYables Bluetooth ArduinoBLE_RTC Beispiel, oder kopieren Sie den obigen Code und fügen Sie ihn in den Editor der Arduino IDE ein
/*
* DIYables Bluetooth Library - Bluetooth RTC Example
* Works with DIYables Bluetooth STEM app on Android and iOS
*
* This example demonstrates the Bluetooth RTC (Real-Time Clock) feature:
* - Real-time clock display for both Arduino and mobile app
* - One-click time synchronization from mobile app to Arduino
* - Hardware RTC integration for persistent timekeeping
* - Visual time difference monitoring
*
* Compatible Boards:
* - Arduino UNO R4 WiFi (with built-in RTC)
* Note: This example requires a board with hardware RTC.
* Other BLE boards can be used with an external RTC module (e.g., DS3231).
*
* Setup:
* 1. Upload the sketch to your Arduino
* 2. Open Serial Monitor to see connection status
* 3. Use DIYables Bluetooth App to connect and sync time
*
* Tutorial: https://diyables.io/bluetooth-app
* Author: DIYables
*/
#include <DIYables_BluetoothServer.h>
#include <DIYables_BluetoothRTC.h>
#include <platforms/DIYables_ArduinoBLE.h>
#include "RTC.h"
// BLE Configuration
const char* DEVICE_NAME = "Arduino_RTC";
const char* SERVICE_UUID = "19B10000-E8F2-537E-4F6C-D104768A1214";
const char* TX_UUID = "19B10001-E8F2-537E-4F6C-D104768A1214";
const char* RX_UUID = "19B10002-E8F2-537E-4F6C-D104768A1214";
// Create Bluetooth instances
DIYables_ArduinoBLE bluetooth(DEVICE_NAME, SERVICE_UUID, TX_UUID, RX_UUID);
DIYables_BluetoothServer bluetoothServer(bluetooth);
// Create RTC app instance
DIYables_BluetoothRTC bluetoothRTC;
void setup() {
Serial.begin(9600);
delay(1000);
Serial.println("DIYables Bluetooth - RTC Example");
// Initialize RTC
RTC.begin();
// Check if RTC is running and set initial time if needed
RTCTime savedTime;
RTC.getTime(savedTime);
if (!RTC.isRunning() || savedTime.getYear() == 2000) {
Serial.println("RTC is NOT running, setting initial time...");
// Set a default time - you can modify this to match current time
RTCTime startTime(28, Month::AUGUST, 2025, 12, 0, 0, DayOfWeek::THURSDAY, SaveLight::SAVING_TIME_ACTIVE);
RTC.setTime(startTime);
Serial.println("RTC initialized with default time");
} else {
Serial.println("RTC is already running");
}
// Print initial RTC time
RTCTime initialTime;
RTC.getTime(initialTime);
Serial.print("Initial RTC Time: ");
Serial.print(initialTime.getYear());
Serial.print("/");
Serial.print(Month2int(initialTime.getMonth()));
Serial.print("/");
Serial.print(initialTime.getDayOfMonth());
Serial.print(" - ");
if (initialTime.getHour() < 10) Serial.print("0");
Serial.print(initialTime.getHour());
Serial.print(":");
if (initialTime.getMinutes() < 10) Serial.print("0");
Serial.print(initialTime.getMinutes());
Serial.print(":");
if (initialTime.getSeconds() < 10) Serial.print("0");
Serial.print(initialTime.getSeconds());
Serial.println();
// Initialize Bluetooth server with platform-specific implementation
bluetoothServer.begin();
// Add RTC app to server
bluetoothServer.addApp(&bluetoothRTC);
// Set up connection event callbacks
bluetoothServer.setOnConnected([]() {
Serial.println("Bluetooth connected!");
// Send current time to app on connection
sendCurrentTimeToApp();
});
bluetoothServer.setOnDisconnected([]() {
Serial.println("Bluetooth disconnected!");
});
// Set callback for time sync from mobile app (Unix timestamp)
bluetoothRTC.onTimeSync(onTimeSyncReceived);
// Set callback for local time sync from mobile app (date/time components)
bluetoothRTC.onLocalTimeSync(onLocalTimeSyncReceived);
// Set callback for time request from mobile app
bluetoothRTC.onTimeRequest(onTimeRequested);
Serial.println("Waiting for Bluetooth connection...");
Serial.println("Connect via app to sync time");
}
void loop() {
// Handle Bluetooth server communications
bluetoothServer.loop();
// Send current time to mobile app and print to Serial every 1 second
static unsigned long lastUpdate = 0;
if (millis() - lastUpdate >= 1000) {
lastUpdate = millis();
// Get current RTC time
RTCTime currentTime;
RTC.getTime(currentTime);
// Send time to mobile app in human readable format
bluetoothRTC.sendTime(currentTime.getYear(), Month2int(currentTime.getMonth()),
currentTime.getDayOfMonth(), currentTime.getHour(),
currentTime.getMinutes(), currentTime.getSeconds());
// Print time to Serial Monitor
Serial.print("RTC Time: ");
Serial.print(currentTime.getYear());
Serial.print("/");
Serial.print(Month2int(currentTime.getMonth()));
Serial.print("/");
Serial.print(currentTime.getDayOfMonth());
Serial.print(" - ");
if (currentTime.getHour() < 10) Serial.print("0");
Serial.print(currentTime.getHour());
Serial.print(":");
if (currentTime.getMinutes() < 10) Serial.print("0");
Serial.print(currentTime.getMinutes());
Serial.print(":");
if (currentTime.getSeconds() < 10) Serial.print("0");
Serial.print(currentTime.getSeconds());
Serial.println();
}
delay(10);
}
// Callback function called when mobile app sends time sync command
void onTimeSyncReceived(unsigned long unixTimestamp) {
Serial.print("Time sync received (Unix): ");
Serial.println(unixTimestamp);
// Convert Unix timestamp to RTCTime
RTCTime newTime;
newTime.setUnixTime(unixTimestamp);
// Set RTC time
RTC.setTime(newTime);
Serial.println("Arduino RTC synchronized from Unix timestamp!");
}
// Callback function called when mobile app sends local time sync with components
void onLocalTimeSyncReceived(int year, int month, int day, int hour, int minute, int second) {
Serial.print("Local time sync received: ");
Serial.print(year);
Serial.print("/");
Serial.print(month);
Serial.print("/");
Serial.print(day);
Serial.print(" ");
Serial.print(hour);
Serial.print(":");
Serial.print(minute);
Serial.print(":");
Serial.println(second);
// Create RTCTime from components (local time)
// Convert month integer to Month enum
Month monthEnum;
switch(month) {
case 1: monthEnum = Month::JANUARY; break;
case 2: monthEnum = Month::FEBRUARY; break;
case 3: monthEnum = Month::MARCH; break;
case 4: monthEnum = Month::APRIL; break;
case 5: monthEnum = Month::MAY; break;
case 6: monthEnum = Month::JUNE; break;
case 7: monthEnum = Month::JULY; break;
case 8: monthEnum = Month::AUGUST; break;
case 9: monthEnum = Month::SEPTEMBER; break;
case 10: monthEnum = Month::OCTOBER; break;
case 11: monthEnum = Month::NOVEMBER; break;
case 12: monthEnum = Month::DECEMBER; break;
default: monthEnum = Month::JANUARY; break;
}
RTCTime newTime(day, monthEnum, year, hour, minute, second, DayOfWeek::MONDAY, SaveLight::SAVING_TIME_ACTIVE);
// Set RTC time
RTC.setTime(newTime);
Serial.println("Arduino RTC synchronized from local time components!");
}
// Callback function called when mobile app requests current Arduino time
void onTimeRequested() {
Serial.println("Time requested by app");
sendCurrentTimeToApp();
}
// Helper function to send current time to mobile app
void sendCurrentTimeToApp() {
// Get current RTC time and send to app in human readable format
RTCTime currentTime;
RTC.getTime(currentTime);
bluetoothRTC.sendTime(currentTime.getYear(), Month2int(currentTime.getMonth()),
currentTime.getDayOfMonth(), currentTime.getHour(),
currentTime.getMinutes(), currentTime.getSeconds());
}
- Klicken Sie auf die Upload Schaltfläche in der Arduino IDE, um den Code auf den Arduino UNO R4 WiFi hochzuladen
- Öffnen Sie den Serial Monitor
- Überprüfen Sie das Ergebnis im Serial Monitor. Es sieht wie folgt aus:
COM6
DIYables Bluetooth - RTC Example
Waiting for Bluetooth connection...
RTC not running or year is 2000, waiting for time sync...
Autoscroll
Clear output
9600 baud
Newline
Mobile App
Hinweis: Die DIYables Bluetooth App unterstützt sowohl BLE als auch Classic Bluetooth auf Android und BLE auf iOS. Da der Arduino UNO R4 WiFi BLE verwendet, funktioniert die App auf Android und iOS. Keine manuelle Kopplung erforderlich für BLE — einfach scannen und verbinden.
- Öffnen Sie die DIYables Bluetooth App
- Beim ersten Öffnen der App werden Berechtigungen angefordert. Bitte gewähren Sie folgende Berechtigungen:
- Nearby Devices Berechtigung (Android 12+) / Bluetooth Berechtigung (iOS) - erforderlich zum Scannen und Verbinden von Bluetooth-Geräten
- Location Berechtigung (nur Android 11 und darunter) - erforderlich für ältere Android-Versionen zum Scannen nach BLE-Geräten
- Stellen Sie sicher, dass Bluetooth auf Ihrem Telefon aktiviert ist
- Tippen Sie auf dem Startbildschirm auf die Connect Schaltfläche. Die App scannt nach BLE-Geräten.
- Finden und tippen Sie auf "Arduino_RTC" in den Scan-Ergebnissen, um sich zu verbinden.
- Nach der Verbindung kehrt die App automatisch zum Startbildschirm zurück. Wählen Sie die RTC App aus dem App-Menü.
Hinweis: Sie können das Einstellungssymbol auf dem Startbildschirm antippen, um Apps auf dem Startbildschirm ein-/auszublenden. Weitere Details finden Sie im DIYables Bluetooth App Benutzerhandbuch.
- Die App zeigt die aktuelle Zeit von der Arduino RTC an
- Verwenden Sie die Sync Schaltfläche, um die Zeit des Telefons mit dem Arduino zu synchronisieren
- Die Zeit wird jede Sekunde aktualisiert
Schauen Sie nun zurück auf den Serial Monitor in der Arduino IDE. Sie werden sehen:
COM6
Bluetooth connected!
Time sync received (unix): 1719849600
RTC set to: 2025/07/01 12:00:00
Current time: 2025/07/01 12:00:01
Current time: 2025/07/01 12:00:02
Autoscroll
Clear output
9600 baud
Newline
Kreative Anpassung - Code an Ihr Projekt anpassen
Zeitsynchronisations-Methoden
Die App kann die Zeit auf den Arduino mit zwei Methoden synchronisieren:
// Methode 1: Unix Timestamp Synchronisation
bluetoothRTC.onTimeSync([](unsigned long unixTime) {
// Unix Timestamp konvertieren und RTC setzen
Serial.print("Unix time: ");
Serial.println(unixTime);
});
// Methode 2: Lokale Zeitkomponenten Synchronisation
bluetoothRTC.onLocalTimeSync([](int year, int month, int day, int hour, int minute, int second) {
// RTC direkt mit Komponenten setzen
Serial.print("Local time: ");
Serial.print(year);
Serial.print("/");
Serial.print(month);
Serial.print("/");
Serial.println(day);
});
Zeit an App senden
// Aktuelle Zeit an die App senden
bluetoothRTC.sendTime(year, month, day, hour, minute, second);
Zeit-Anfragen bearbeiten
bluetoothRTC.onTimeRequest([]() {
// App fordert die aktuelle Zeit an
// RTC lesen und Zeit zurücksenden
RTCTime currentTime;
RTC.getTime(currentTime);
bluetoothRTC.sendTime(
currentTime.getYear(),
Month2int(currentTime.getMonth()),
currentTime.getDayOfMonth(),
currentTime.getHour(),
currentTime.getMinutes(),
currentTime.getSeconds()
);
});
Verwendung der integrierten RTC
Die integrierte RTC des Arduino UNO R4 WiFi wird über die RTC.h Bibliothek angesprochen:
#include "RTC.h"
void setup() {
RTC.begin(); // Hardware-RTC initialisieren
}
// Zeit auf der RTC setzen
RTCTime timeToSet;
timeToSet.setYear(2025);
timeToSet.setMonth(Month::JULY);
timeToSet.setDayOfMonth(1);
timeToSet.setHour(12);
timeToSet.setMinute(0);
timeToSet.setSecond(0);
RTC.setTime(timeToSet);
// Zeit von der RTC lesen
RTCTime currentTime;
RTC.getTime(currentTime);
int year = currentTime.getYear();
int month = Month2int(currentTime.getMonth());
int day = currentTime.getDayOfMonth();
int hour = currentTime.getHour();
int minute = currentTime.getMinutes();
int second = currentTime.getSeconds();
Programmierbeispiele
Uhr mit Serial-Anzeige
void loop() {
bluetoothServer.loop();
static unsigned long lastTime = 0;
if (millis() - lastTime >= 1000) {
lastTime = millis();
RTCTime currentTime;
if (RTC.getTime(currentTime)) {
char timeStr[20];
sprintf(timeStr, "%04d/%02d/%02d %02d:%02d:%02d",
currentTime.getYear(),
Month2int(currentTime.getMonth()),
currentTime.getDayOfMonth(),
currentTime.getHour(),
currentTime.getMinutes(),
currentTime.getSeconds());
Serial.println(timeStr);
// Auch an die App senden
bluetoothRTC.sendTime(
currentTime.getYear(),
Month2int(currentTime.getMonth()),
currentTime.getDayOfMonth(),
currentTime.getHour(),
currentTime.getMinutes(),
currentTime.getSeconds()
);
}
}
}
Datenlogger mit Zeitstempeln
void logSensorData() {
RTCTime currentTime;
RTC.getTime(currentTime);
float temperature = readSensor();
char logEntry[50];
sprintf(logEntry, "%04d/%02d/%02d %02d:%02d:%02d - Temp: %.1f°C",
currentTime.getYear(),
Month2int(currentTime.getMonth()),
currentTime.getDayOfMonth(),
currentTime.getHour(),
currentTime.getMinutes(),
currentTime.getSeconds(),
temperature);
Serial.println(logEntry);
}
Fehlerbehebung
Häufige Probleme
1. Gerät kann in der App nicht gefunden werden
- Stellen Sie sicher, dass der Arduino UNO R4 WiFi eingeschaltet ist und der Sketch hochgeladen wurde
- Überprüfen Sie, ob Bluetooth auf Ihrem Telefon aktiviert ist
- Bei Android 11 und darunter aktivieren Sie auch die Standortdienste
2. Zeit zeigt 2000/01/01 oder falsche Zeit
- Die RTC muss mindestens einmal nach dem Einschalten synchronisiert werden
- Verwenden Sie die Sync-Schaltfläche in der App, um die Zeit zu setzen
- Die RTC verliert die Zeit, wenn das Board ausgeschaltet wird (keine Batterie-Sicherung)
3. Zeit synchronisiert nicht von der App
- Überprüfen Sie, ob die onTimeSync und onLocalTimeSync Callbacks eingerichtet sind
- Überprüfen Sie den Serial Monitor auf Sync-Nachrichten
- Stellen Sie sicher, dass die BLE-Verbindung stabil ist
4. RTC driftet über die Zeit
- Der integrierte RTC-Kristall hat begrenzte Genauigkeit
- Synchronisieren Sie regelmäßig über die App
- Für kritische Zeitmessung verwenden Sie zusätzlich NTP über WiFi
5. Monats-Konvertierungsprobleme
- Die Arduino UNO R4 WiFi RTC verwendet ein Month Enum, keine Ganzzahl
- Verwenden Sie eine Konvertierungsfunktion (wie Month2int() im Beispiel) für ganzzahlige Monate
- Monate sind 1-basiert (Januar = 1)
6. Upload schlägt fehl oder Board wird nicht erkannt
- Installieren Sie das neueste Arduino UNO R4 Board-Paket über den Board Manager
- Versuchen Sie ein anderes USB-Kabel oder einen anderen Port
Projektideen
- Digitaluhr mit BLE-Zeitsynchronisation
- Datenlogger mit präzisen Zeitstempeln
- Geplante Aufgaben-Automatisierung (Ein-/Ausschalten zu bestimmten Zeiten)
- Wecker mit Smartphone-Steuerung
- Zeitgestempelter Event-Rekorder
Nächste Schritte
Nach der Beherrschung des Bluetooth RTC Beispiels, versuchen Sie:
- Bluetooth Monitor - Für textbasierte Statusanzeige mit Zeitstempeln
- Bluetooth Table - Für strukturierte Daten mit Zeitfeldern
- Bluetooth Chat - Für bidirektionale Kommunikation
- Multiple Bluetooth Apps - RTC mit anderen Apps kombinieren
Support
Für zusätzliche Hilfe:
- Überprüfen Sie die API-Referenz-Dokumentation
- Besuchen Sie DIYables Tutorials
- Arduino Community-Foren