Fecha y hora

Los temporizadores internos de Arduino son de corto plazo. Pero que hacer cuando requerimos por ejemplo poner fecha y hora en nuestro tabulado de datos de sensores (datalogger) para un análisis posterior ? Estas funciones están disponibles si añades la librería estándar de Arduino TimeLib.h.

Lo primero que hace la librería TimeLib.h es definir un tipo especial de variable que llamamos time_t de 32 bits, que es la base de todo, porque almacena valores de tiempo en un formato especial calculado como el número de segundos transcurridos desde el 1-ENE-1970, llamada fecha Unix.

Funciones disponibles con TimeLib.h
Funciones	Descripción	rango
millis()	Milisegundos	0~999
second()	Segundos	0~59
minute()	Minutos	0~59
hour()	Hora	0~23
day()	Numero de dia	1~31
weekday()	Dia de la semana	1~7 (1=domingo)
dayStr(weekday())	Nombre de dia	Saturday, Sunday
dayShortStr(weekday())	Nombre corto del dia	Mon, Sat, Sun
month()	Numero de mes	1~12
monthStr(month())	Nombre del mes	July, Dicember
monthShort(month())	Nombre corto del mes	Jul, Dic
year()	Año	4 digitos
hourFormat12()	Pone en formato 12 horas	0~11
isAM()	AM	Verdadero por la mañana
isPM()	PM	Verdadero por la tarde
now()	Tiempos Unix	Segundos desde 1-ENE-1970

Nota: Fantástico ya tenemos creada nuestra variable del tipo time_h con la hora actual según nuestro Arduino... pero espera no que Arduino no sabia la fecha ni hora ? exacto lo que acabas de obtener es un porquería y hay que arreglar el Arduino.

Sincronizar reloj Arduino

La función setTime() nos permite decirle al Arduino en que día y hora estamos y que a partir de alli mantenga sincronizado adecuadamente esa fecha hasta su próximo reseteo.

setTime(ss);     //Numero de segundos desde 1-ENE-1970
setTime(hh,mm,ss,dia,mes,año);  //hora, minuto,segundo dia, mes, año

Otros métodos de la libreria

adjustTime(ajuste);                //Ajusta fecha y hora añadiendo un ajuste
setSyncProvider(getTimeFuncion);   //Configurar proveedor externo
setSyncInterval(intervalo);        //Indicar el intervalo de re-sincronizacion
timeStatus();                      //Informa si el reloj fue sincronizado recientemente.

Las posibles respuestas de timeStatus() son:

timeNotSet: La fecha y hora nunca fue sincronizada
timeNeedsSync: La fecha y hora fue isincronizada pero no se completo
timeSet: Todo esta sincronizado

Matemática con fechas

Si requieres trabajar con matematica de fechas, es decir que requeriras crear fechas y no presisamente sincronizar el reloj de Arduino, debes usar un tipo de dato matriz llamado tmElements_t que nos permite asignar cada uno de los elementos de la fecha-hora por separado como si se tratara de un conjunto de métodos asi:

tmElements_t tx;
tx.Second = Segundos; (0~59)
tx.Minute = Minuto; (0~59)
tx.Hour = Hora; (0~23)
tx.Day = Dia; (1~31)
tx.Month = Mes; (1~12)
tx.Year = Año; (0~99) diferencia desde 1970.

Luego puedes usar la función makeTime() que lo que hace es pasar una variable del tipo tmElements_t a una variable del tipo time_t

time_t tiempo = makeTime(elementos);

Donde tiempo es del tipo time_t y elementos es del tipo tmElements_t.

Asi mismo si tenemos una variable tipo time_t también la podemos descomponer en una variable tipo tmElements_t con breakTime().

tmElements_t elementos;
breakTime(tiempo, elementos);

Ejemplo 1

Fijamos una fecha y hora y mostramos cada segundo.

#include <TimeLib.h>
void setup(){
   Serial.begin(115200);
   setTime(8,0,0,14,7,2018); //14-JUL-2018 08:00:00
}
void loop(){
   time_t t = now();
   if (hour(t) < 10){
      Serial.print("0");
   }
   Serial.print(hour(t));
   Serial.print(":");
   if (minute(t) < 10){
      Serial.print("0");
   }
   Serial.print(minute(t));
   Serial.print(":");
   if (second(t) < 10){
      Serial.print("0");
   }
   Serial.println(second(t));
   delay(1000);
}

Ejemplo 2

Fijamos una fecha y hora y mostramos cada segundo. Nota que no es necesario usar now(), simplemente consultamos la funciones vacias directamente

#include <TimeLib.h>

void setup()  {
  Serial.begin(115200);
  while (!Serial); //Esperar hasta que monitor serie esta listo
  setTime(8,30,0,14,7,2019);
  if (timeStatus()!= timeSet){
     Serial.println("No se logro sincronizar");
  }else{
     Serial.println("Tenemos el reloj sincronizado");
  }
}

void loop(){
  if (timeStatus() == timeSet) {
    digitalClockDisplay();
  }else{
    Serial.println("El reloj no fue sincronizado.");
    delay(3000);
  }
  delay(1000);
}

void digitalClockDisplay(){
  printDig(hour());
  Serial.print(":");
  printDig(minute());
  Serial.print(":");
  printDig(second());
  Serial.print(" ");
  printDig(month());
  Serial.print("-");
  printDig(day());
  Serial.print("-");
  Serial.println(year()); 
}

void printDig(int digits){
  if(digits < 10)
    Serial.print('0');
  Serial.print(digits);
}

Ejemplo 3

Calcular la diferencia entre dos fechas. Por ejemplo del 6-NOV al 13-NOV del 2018. Respuesta: 0 años, 0 meses, 7 dias, 20 horas, 28 minutos, 0 segundos.

#include <TimeLib.h>
time_t t0,t1,dif;
void setup(){
   Serial.begin(115200);
   t0 = ponFecha(2018, 11, 6, 20, 17, 0);   //6-NOV-2018 20:17:00
   printFecha(t0);
   t1 = ponFecha(2018, 11, 13, 16, 45, 0);  //13-NOV-2018 16:45:00
   printFecha(t1);
   Serial.println("--------------------------------------------------");
   dif =  t1 - t0;
   Serial.print(String(year(dif)-1970) + " años, " + String(month(dif)-1) + " meses, ");
   Serial.print(String(day(dif)) + " dias, " + String(hour(dif)) + " horas ");
   Serial.println(String(minute(dif)) + " minutos, " + String(second(dif)) + " segundos.");
   Serial.println("---------------------------------------------------");
}
time_t ponFecha(int y, int m, int d, int hh, int mm, int ss){  
   tmElements_t f;
   f.Second = ss;
   f.Minute = mm;
   f.Hour = hh;
   f.Day = d;
   f.Month = m;
   f.Year = y - 1970 ; 
   return makeTime(f);     //Crea tiempo Unix
}
void printFecha(time_t  t){
   if (day(t) < 10){
       Serial.print("0");
   }
   Serial.print(day(t));    //dia
   Serial.print("-");
   if (month(t) < 10){
      Serial.print("0");
   }
   Serial.print(month(t));  //mes
   Serial.print("-");
   Serial.print(year(t));   //año
   Serial.print(" ");
   if (hour(t) < 10){
      Serial.print("0");
   }
   Serial.print(hour(t));   //hora
   Serial.print(":");
   if (minute(t) < 10){
      Serial.print("0");
   }
   Serial.print(minute(t));  //minutos
   Serial.print(":");
   if (second(t) < 10){
      Serial.print("0");
   }
   Serial.println(second(t));  //segundos
}
void loop(){
   //Nada
}

Nota: Pon atención a la funciónes de usuario: ponFecha() y printFecha() que son muy interesantes.

Ejemplo 4

Dada una fecha 2019-7-14 8:30:00 sumar una hora y media (5400 segundos)

#include <TimeLib.h>
void setup(){
   Serial.begin(115200);
   tmElements_t tx;
   tx.Second = 0;
   tx.Minute = 30;
   tx.Hour = 8;
   tx.Day = 14;
   tx.Month = 7;
   tx.Year = 49; //2019-1970
   muestra(tx);               //Funcion muesra fecha y hora
   time_t ta = makeTime(tx);
   ta += 5400;                //Sumar 1.5 hrs
   tmElements_t tz;
   breakTime(ta, tz);
   muestra(tz);               //Funcion muesra fecha y hora
}

void loop() {
   //Nada
}

void muestra(tmElements_t ty){
   Serial.print(ty.Year + 1970);
   Serial.print("-");
   if (ty.Month<10){
      Serial.print('0');
   }
   Serial.print(ty.Month);
   Serial.print("-");
   if (ty.Day<10){
      Serial.print('0');
   }
   Serial.print(ty.Day);
   Serial.print(" ");
   if (ty.Hour<10){
      Serial.print('0');
   }
   Serial.print(ty.Hour);
   Serial.print(":");
   if (ty.Minute<10){
      Serial.print('0');
   }
   Serial.print(ty.Minute);
   Serial.print(":");
   if (ty.Second<10){
      Serial.print('0');
   }
   Serial.println(ty.Second);
}