Raspberry Pi i inne popularne komputery jednopłytkowe (SBC – Single Board Computer), jak Orange Pi, Rock Pi, BeagleBone czy Banana Pi, różnią się fundamentalnie od tradycyjnych komputerów PC pod względem zarządzania czasem. Standardowe modele Raspberry Pi (w tym Pi 4 i Pi 5) nie posiadają wbudowanego zegara sprzętowego RTC zasilanego baterią – co oznacza, że po każdym uruchomieniu bez dostępu do internetu czas jest ustawiany na ostatni znany lub domyślny.
Zrozumienie tej różnicy jest ważne dla projektantów systemów i użytkowników, którzy chcą stosować SBC w środowiskach wymagających dokładnego czasu.
Raspberry Pi bez RTC – co się dzieje po uruchomieniu
Po uruchomieniu Raspberry Pi system odczytuje czas z tzw. „fake-hwclock" – pliku na karcie SD zawierającego czas ostatniego prawidłowego wyłączenia. Jest to jedynie przybliżenie, a każde nagłe wyłączenie (brak fake-hwclock) powraca do czasu domyślnego (np. 1970-01-01 lub daty kompilacji oprogramowania). Przy dostępie do internetu systemd-timesyncd szybko synchronizuje czas przez NTP. W środowiskach offline (sieci przemysłowe, projekty IoT bez internetu) czas pozostaje błędny do momentu ręcznej synchronizacji.
Moduły RTC dla Raspberry Pi
Rozwiązaniem jest dodanie zewnętrznego modułu RTC z baterią. Popularne moduły to DS3231 (bardzo dokładny, drift ~2 ppm), DS1307 (tańszy, mniej dokładny) i PCF8523 – wszystkie komunikujące się przez magistralę I2C. Moduł podłącza się do pinów GPIO Raspberry Pi, a bateria CR1225, CR2032 lub LIR2032 zasila zegar podczas wyłączenia. Po instalacji sterownika w Raspbian/Raspberry Pi OS zegar RTC zastępuje fake-hwclock i zapewnia czas niezależny od internetu.
Inne SBC z wbudowanym RTC
Niektóre SBC posiadają wbudowany RTC z gniazdem baterii: Rock Pi 4 (RTC z baterią CR2032 na pokładzie), PINE A64 (opcjonalny moduł RTC), Udoo Bolt (x86, pełny BIOS z CR2032). W przemysłowych SBC (np. Toradex, Compulab) RTC z baterią jest standardem, ponieważ sprzęt jest przeznaczony do pracy offline przez wiele lat. Przed wyborem SBC do projektu wymagającego niezawodnego czasu offline warto sprawdzić, czy producent dostarcza wbudowany RTC.
Wnioski dla projektantów systemów
Projektując system oparty na SBC, który wymaga dokładnego czasu w środowisku offline, należy uwzględnić: dodanie modułu RTC z baterią, wybór baterii o odpowiedniej żywotności (CR2032 wytrzyma 5–10 lat przy minimalnym poborze prądu modułu DS3231), mechanizm synchronizacji NTP przy okazjonalnym dostępie do sieci. Tradycyjny komputer PC z baterią CMOS ma tę przewagę nad Raspberry Pi, że zegar sprzętowy jest wbudowany i podtrzymywany automatycznie – jest to jeden z niedocenianych argumentów za stosowaniem PC w projektach przemysłowych.
