RTC（リアルタイムクロック）とは？仕組み・用途と低パワー化・高精度化の実現方法
RTC（リアルタイムクロック）とは？
RTC（Real Time Clock）とはリアルタイムクロックの略称で、クロック源から時刻・年月日などのデジタルデータを生成して出力する専用IC、あるいはその機能を実現する機能ブロックやソフトウエアを指します。
RTC（リアルタイムクロック）の仕組み
基本的なRTCは、クロック源とする水晶振動子とその発振回路、および日時カウンター回路で構成されています。水晶は、電圧を印可すると「圧電現象」が起こり微細な電力が発生します。この電力を増幅して再び水晶に戻すことで一定の周波数信号が得られます。この水晶振動子の発振信号を日時カウンター回路のクロック源に用いて、日時データが生成される仕組みとなります。水晶は圧電現象が発生する素材の中では非常に発振周波数安定度が高いため、高精度な時刻データが生成されます。
RTCモジュールの基礎や機能、
製品詳細に関するPDF資料
RTCモジュールに関して
下記のようなPDF資料がダウンロードできます。
基礎と主な機能、搭載事例が学べる資料です。MCU内蔵RTC、RTC IC、RTCモジュールの特長と違いも解説。
RTCモジュールの機能や特長、選び方をわかりやすく解説した資料
「システムの低消費電力化」「システム停止中のタイムスタンプ」「電池レス設計」「ネットワークダウン中も高精度時刻情報保持」「GPIO不足解消」について詳しく解説。
エプソンのRTCモジュールの全体概要を解説した資料。機能や搭載事例、ラインナップと比較を解説。
RTCモジュールとは？
水晶振動子と、その発振回路や日時カウンター等を搭載したICを、最適なマッチングでモジュール化した製品です。
お客様による発振回路設計、周波数調整が不要で、低パワーかつ手軽に時刻データや関連機能をご活用いただけます。
こんなお悩みありませんか？RTCモジュールで解決できる3つの課題
-
システム全体の消費電流が目標より大きくなってしまう・・・
装置のIoT化が進む中、各装置の消費電流の削減が求められる傾向にあります。
スマートメーターでは、電力情報の改ざんを防ぐ為、タンパー検知が求められるケースがありますが、CPUを常時起動していると、システムの消費電流が高くなってしまいます。 -
バックアップ電源で時刻情報を保持できる期間が短い・・・
スマートメーターでは、復旧後に正確な時刻情報を早期に得られるように、停電時でも正確な時刻情報の保持が求められるケースがあります。
また、時刻情報を保持する期間を延ばす為に、バッテリー容量を大きくするとコスト面も課題となります。 -
高温環境で時計の精度がどんどんズレてしまう・・・
時間帯によって電気料金を変動させる制度を採用する国も多く、スマートメーターに高い時計精度の保証が求められるケースが増えてきています。
さらに、アフリカ等の地域でもスマートメーターの設置が進んでおり、設置環境が高温となる事もあります。
また、スマートメーター以外の製品でも、FA機器等で装置内の温度が高温となり、RTCモジュールに高温対応が求められるケースも出てきています。
3つの課題を解決するエプソンのRTCモジュール
タイムスタンプ機能付き高精度RTCモジュール RX4901CE/RX8901CE
豊富なオプション機能を搭載し、105℃の高温環境下でも動作可能なRTCモジュールです。
RX4901CEがSPI-Busインターフェイス、RX8901CEがI2C-Busインターフェイスに対応した製品となります。
RX4901CE/RX8901CEの主な特長
-
バックアップ電源で長時間駆動が可能
低リークICにより240nA typの低消費駆動が可能です。
-
複数センサーからの検知でタイムスタンプ情報記録が可能
最大32回記録、最大3つの外部入力端子のタイムスタンプ機能を搭載しています。
-
105℃の高温環境下でも高い精度の時刻情報を提供
温度補償機能付きICを搭載する事で、-40℃～105℃の広い温度範囲で高い時計精度を保証します。
-
各種インターフェイス（I2C-Bus、SPI-Bus）、オプション機能から最適なモデルを選択可能
I2-Busインターフェイス、SPI-Bus（3-wire/4-wire）インターフェイス、外部入力端子数等、豊富なオプションを準備しています。
■ アプリケーション例
・スマートメーター
・セキュリティ機器
・FA機器
RTCモジュールの基礎や機能、
製品詳細に関するPDF資料
RTCモジュールに関して
下記のようなPDF資料がダウンロードできます。
基礎と主な機能、搭載事例が学べる資料です。MCU内蔵RTC、RTC IC、RTCモジュールの特長と違いも解説。
RTCモジュールの機能や特長、選び方をわかりやすく解説した資料
「システムの低消費電力化」「システム停止中のタイムスタンプ」「電池レス設計」「ネットワークダウン中も高精度時刻情報保持」「GPIO不足解消」について詳しく解説。
エプソンのRTCモジュールの全体概要を解説した資料。機能や搭載事例、ラインナップと比較を解説。
3つの課題を解決するRTCモジュールの用途
-
待機電力を削減して低消費なシステムを構築
タイムスタンプ機能は、あるイベントを感知した時の時刻を記憶する機能です。RTCモジュールがMCUに代わってイベント信号を待ち受けるので、MCUをスリープ状態に出来る為、システムの低パワー化が可能です。
一般的な構成
エプソンのご提案
-
電源切替機能により、バックアップ電源を効率的に使用
RTCモジュールがメイン電源の電圧降下を検知し、自動でバックアップ電源へ切り替えます。 MOS Switch採用によりリーク電流や電圧降下が抑えられるため、ダイオードOR回路に比べシステム全体の効率的なパワーマネジメントが可能です。
エプソンのご提案
-
温度補償機能により高温環境下でも高い時計精度を保持
DTCXO（デジタル温度補償発振器）を搭載しており、基板上の温度変動に対する発振周波数の変化を自動補正し、+105℃までスタンドアロンで正確な時刻情報を提供する事ができます。
温度補償付RTCモジュールの周波数温度特性
時刻ズレ量の比較
| 温度環境/期間 | 当社従来製品 （温度補償無し） |
RX8901CE(XS精度) RX4901CE(XS精度) |
|
|---|---|---|---|
| 85℃ | 1日 | 約10.8秒 | 0.3秒以内 |
| 1ヵ月 | 約5分27秒 | 8秒以内 | |
| 105℃ | 1日 | 約19.3秒 | 0.5秒以内 |
| 1ヵ月 | 約9分41秒 | 13.2秒以内 | |
推奨製品ラインナップ
| 車載品 | 推奨 商品 |
機種 | 外形寸法 [mm] |
電圧範囲 [V] |
周波数温度特性 | 動作温度範囲 [℃] |
バックアップ 電流 [μA] |
電源切替内蔵 | タイム スタンプ |
備考 | 製品 カタログ |
Web在庫 | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 周波数偏差 [x10-6] |
温度条件 [℃] |
||||||||||||
 A |
RX8901CE | 3.2 x 2.5 x 1.0 | 1.1 to 5.5 | ±3.0 | -40 to +85 | -40 to +105 | 0.24 |  |
|
 |
 |
||
| ±5.0 | -40 to +105 | ||||||||||||
| ±5.0 | -40 to +85 | ||||||||||||
| ±8.0 | -40 to +105 | ||||||||||||
| A |
RX4901CE | 3.2 x 2.5 x 1.0 | 1.1 to 5.5 | ±3.0 | -40 to +85 | -40 to +105 | 0.24 | |
|
|
|
||
| ±5.0 | -40 to +105 | ||||||||||||
| ±5.0 | -40 to +85 | ||||||||||||
| ±8.0 | -40 to +105 | ||||||||||||
 AEC-Q100 |
A |
RA8000CE | 3.2 x 2.5 x 1.0 | 1.3 to 5.5 | ±5.0 | -40 to +85 | -40 to +125 | 0.3 | |
|
Contact us | ||
| ±8.0 | -40 to +105 | ||||||||||||
| ±50.0 | -40 to +125 | ||||||||||||
AEC-Q100 |
A |
RA4000CE | 3.2 x 2.5 x 1.0 | 1.3 to 5.5 | ±5.0 | -40 to +85 | -40 to +125 | 0.3 | |
|
Contact us | ||
| ±8.0 | -40 to +105 | ||||||||||||
| ±50.0 | -40 to +125 | ||||||||||||
| A |
RX8111CE | 3.2 x 2.5 x 1.0 | 1.1 to 5.5 | ±11.5 | +25 | -40 to +105 | 0.1 | |
|
|
|
||
| ±23.0 | +25 | ||||||||||||
| A |
RX4111CE | 3.2 x 2.5 x 1.0 | 1.1 to 5.5 | ±11.5 | +25 | -40 to +105 | 0.1 | |
|
|
|
||
| ±23.0 | +25 | ||||||||||||
| A |
RX8804CE | 3.2 x 2.5 x 1.0 | 1.5 to 5.5 | ±3.4 | -40 to +85 | -40 to +105 | 0.35 | |
|
|
|||
| ±8.0 | +85 to +105 | ||||||||||||
| ±5.0 | -40 to +85 | ||||||||||||
| ±8.0 | +85 to +105 | ||||||||||||
AEC-Q100 |
A |
RA8804CE | 3.2 x 2.5 x 1.0 | 1.5 to 5.5 | ±3.4 | -40 to +85 | -40 to +105 | 0.35 | |
|
Contact us | ||
| ±8.0 | +85 to +105 | ||||||||||||
| ±5.0 | -40 to +85 | ||||||||||||
| ±8.0 | +85 to +105 | ||||||||||||
| A |
RX8130CE | 3.2 x 2.5 x 1.0 | 1.1 to 5.5 | 5 ± 23 | +25 | -40 to +85 | 0.3 | |
|
|
|||
| A |
RX8900CE | 3.2 x 2.5 x 1.0 | 1.6 to 5.5 | ±3.4 | -40 to +85 | -40 to +85 | 0.7 | |
|
|
|||
| ±5.0 | -40 to +85 | ||||||||||||
| ±5.0 | -30 to +70 | ||||||||||||
AEC-Q200 |
A |
RA8900CE | 3.2 x 2.5 x 1.0 | 1.6 to 5.5 | ±3.4 | -40 to +85 | -40 to +85 | 0.7 | |
|
Contact us | ||
| ±5.0 | -40 to +85 | ||||||||||||
