說(shuō)到可穿戴設(shè)備,我們一般首先想到的就是智能手表。買一個(gè)時(shí)尚的智能手表當(dāng)然不錯(cuò),但作為一個(gè)創(chuàng)客,你也可以選擇和我一樣自己做一個(gè)!
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我給這個(gè)DIY的智能手表起名為RetroWatch,整個(gè)項(xiàng)目基于Android和Arduino開(kāi)發(fā)板,項(xiàng)目的所有軟硬件設(shè)計(jì)都是開(kāi)源的。你可以在GitHub下載源碼或貢獻(xiàn)自己的力量。另外值得一提的是RetroWatch已經(jīng)支持u8glib了,它讓你可以選擇任何你想用的屏幕(包括OLED),而屏幕所占用的RAM也能變得更少。
第一步:系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
如上圖所示,RetroWatch的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單:硬件平臺(tái)基于Arduino,上面只有一個(gè)控制按鈕。另外,我還開(kāi)發(fā)了基于安卓系統(tǒng)的應(yīng)用,讓手表可以通過(guò)藍(lán)牙和安卓設(shè)備進(jìn)行連接,這樣我們就可以通過(guò)RetroWatch查看安卓設(shè)備上的RSS推送和系統(tǒng)通知了。
第二步:組件準(zhǔn)備
因?yàn)槲覀円龅氖且粋€(gè)智能手表,確保各個(gè)組件的小巧也是關(guān)鍵之一。
Arduino微控制器
我選擇的是最小巧的Arduino,ProMini,這是一個(gè)UnoR3的輕量級(jí)版本。上面甚至沒(méi)有USB接口芯片,所以還需要額外準(zhǔn)備一個(gè)USB轉(zhuǎn)UART模塊。這款A(yù)rduino有兩個(gè)工作電壓不同的版本(3.3v/5v),我選擇的是3.3V的版本,因?yàn)樗{(lán)牙模塊和顯示屏都支持3.3V,3.7V的LiPo電池也能正常使用。
3.3V版本的Arduino的工作頻率為8MHz,5V版本的工作頻率為16MHz,但8MHz足夠使用了。
一般ArduinoProMini的核心處理器件是ATmega328單片機(jī),其RAM為2KB;而只配置有1KBRAM的ATmega128的Arduino版本是不夠用的。
藍(lán)牙
HC~06藍(lán)牙模塊比較常見(jiàn)。其中有一款帶有一個(gè)接口板,上面包含一個(gè)重置按鈕和一個(gè)LED,但體積也相對(duì)較大。鑒于接口板對(duì)本項(xiàng)目沒(méi)多大意義,還額外增加了成本,所以這里選擇的不帶接口板的HC~06。
顯示屏
我們需要一塊足夠小、功耗足夠低的顯示屏。我最后選擇了Adafruit的0.96英寸的128×64OLED顯示屏,支持I2C,SPI,可以很方便地和Arduino進(jìn)行連接。我這里選用的是I2C和SSD1306驅(qū)動(dòng)芯片。
電池
我的選擇是3.7VLiPo電池,容量為140mAh。一般使用可堅(jiān)持7小時(shí)。同樣,選擇電池的尺寸很重要。
其它
除了線材等組件之外,還需要用到一顆10kΩ電阻(用于按鈕連接)。
第三步:組裝
整個(gè)系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)連接圖如下所示:
藍(lán)牙連接Arduino:
VCC~3.3V
GND~GND
TX~D2
RX~D3
OLED連接Arduino:
GND~GND
VCC~VCC
SDA~A4(模擬引腳4)
SCL~A5(模擬引腳5)
如果使用的是SPI接口,則可以參考Adafruit教程按如下方式連接:
D1:MOSI~ArduinoD11(MOSI)
D2:MISO~ArduinoD12(MISO)(可選)
D0:CLK~ArduinoD13(SCK)
DC:DC(數(shù)據(jù)命令)~ArduinoD8(或其它)
CS:CS(芯片選擇)~ArduinoD10(SS)
RES:RESET~ArduinoD9(或其它)
按鈕:
連接方式如圖,注意這里要用到一個(gè)10kΩ電阻。
電池連接Arduino:
正極~RAW
負(fù)極~GND
USB轉(zhuǎn)UART模塊連接Arduino:
3.3V~VCC
TXD~RXD
RXD~TXD
GND~GND
安裝尺寸如下:
第四步:編譯Arduino代碼并上傳
已經(jīng)做好的Arduino項(xiàng)目可以在GitHub上下載。下載好了之后別急著編譯,還需要先配置一下開(kāi)發(fā)環(huán)境。
安裝圖形驅(qū)動(dòng):
首先需要安裝圖形處理庫(kù)Adafruit_SSD1306和Adafruit-GFX-Library,這樣才能在OLED上顯示圖像。(在某些開(kāi)發(fā)環(huán)境下,Adafruit庫(kù)會(huì)與Robot_xxx庫(kù)產(chǎn)生沖突;如果發(fā)生了這種情況,備份Robot_xxx庫(kù)后將其從庫(kù)文件夾中刪除。)
警告:如果你使用的是帶SH1106驅(qū)動(dòng)的OLED,那就在GitHub上下載Adafruit_SH1106驅(qū)動(dòng)。
另外,本項(xiàng)目也支持u8glib了,你可以在其官方主頁(yè)下載支持Arduino的版本。
復(fù)制位圖圖像頭文件:
將RetroWatchArduino文件夾中的bitmap.h文件復(fù)制到路徑/Arduino安裝文件夾/Arduino/hardware/libraries/RetroWatch。如果沒(méi)有這樣的路徑,可以自己創(chuàng)建。
修改源代碼:
打開(kāi)ArduinoIDE并載入RetroWtchArduino.ino。如果你使用的引腳和本教程不一樣,需要對(duì)引腳定義進(jìn)行修改:
SoftwareSerialBTSerial(9,8);//藍(lán)牙TX,RX連接引腳
intbuttonPin=5;//按鈕引腳
display.begin(SSD1306_SWITCHCAPVCC,0x3C);//OLEDI2C地址,使用你的地址替換Ox3D
如果你使用的是u8glib,那么就載入RetroWatchArduino_u8glib.ino文件,然后注意以下代碼:
U8GLIB_SSD1306_128X64u8g(U8G_I2C_OPT_NONE|U8G_I2C_OPT_DEV_0);//根據(jù)你選用的顯示屏進(jìn)行修改
SoftwareSerialBTSerial(2,3);//藍(lán)牙TX,RX連接引腳
intbuttonPin=5;//按鈕引腳
如果你使用的是Adafruit的圖形庫(kù),并有使用到OLED的Reset引腳,那就將OLED的Reset和Arduino的D8引腳相連,當(dāng)然也可以自定義:
#defineOLED_RESET8
Adafruit_SSD1306display(OLED_RESET);
編譯和上傳:
以上步驟完成之后編譯上傳,成功之后顯示屏上面會(huì)顯示RetroWatchArduinoLogo和AdafruitLogo。Logo之后屏幕會(huì)顯示00:00,如下圖所示:
第五步:安卓軟件及其源代碼
因?yàn)锳ndroid4.3之后的版本才支持從應(yīng)用讀取通知信息,所以請(qǐng)確保你的安卓設(shè)備安裝的是Android4.3或更新的系統(tǒng)版本。但如果你使用的是低于4.3的版本,可以使用另一個(gè)閹割版的應(yīng)用:能夠通過(guò)智能手表接收通知,但無(wú)法讀取內(nèi)容。應(yīng)用源代碼可以在GitHub上查看,也可以直接通過(guò)GooglePlayStore進(jìn)行安裝(RetroWatch或適合低版本系統(tǒng)的RetroWatchLE)。
安卓軟件安裝之后檢查一下系統(tǒng)是否授予了其讀取通知的權(quán)限。
接下來(lái)打開(kāi)手機(jī)藍(lán)牙,將安卓手機(jī)和Arduino的藍(lán)牙進(jìn)行配對(duì)。然后在RetroWatch軟件中選擇連接好的Arduino,界面上顯示“Connected”即表示連接成功。
點(diǎn)擊菜單,選擇DatatransfertoWatch(傳輸數(shù)據(jù)到手表),然后設(shè)備會(huì)用過(guò)藍(lán)牙將時(shí)間和信息傳輸?shù)街悄苁直怼?/p>
因?yàn)槭直碛布男阅苡邢?,很多功能我們需要通過(guò)安卓應(yīng)用實(shí)現(xiàn),手表本身的主要功能是顯示。在安卓應(yīng)用中,你可以設(shè)置可推送消息(僅支持英文字符顯示)和狀態(tài)通知(手機(jī)電池電量和信號(hào)強(qiáng)度等)的類型,也可以推送應(yīng)用中訂閱的RSS(可以訂閱天氣RSS,用來(lái)在手表上顯示天氣)。更新每30分鐘同步一次。
另外,應(yīng)用中還提供了65個(gè)不同的顯示圖標(biāo),你可以自己定義設(shè)置。
第六步:手表功能介紹
安裝就緒之后就該探索一下我們的智能手表了。智能手表的系統(tǒng)按照以下模式工作:
啟動(dòng)顯示:顯示Logo,手表啟動(dòng)。
時(shí)鐘顯示:顯示與之相連的安卓手機(jī)上的時(shí)間。另外,時(shí)間的顯示還可以修改,目前提供了模擬顯示、數(shù)字顯示和混合顯示三種模式。如果你點(diǎn)擊一下按鈕,則手表進(jìn)入緊急信息顯示模式。如果10分鐘內(nèi)沒(méi)有什么數(shù)據(jù)更新和操作,則顯示界面會(huì)切換到待機(jī)界面。
緊急信息顯示:當(dāng)用戶點(diǎn)擊按鈕或有新的緊急信息輸入時(shí),手表進(jìn)入這一模式。用戶可以再次點(diǎn)擊按鈕查看下一條信息,10秒不操作,手表也會(huì)自動(dòng)顯示下一條信息。信息顯示完成之后,手表切換到普通信息顯示。因?yàn)镽AM只有2KB,非常小。所以該智能手表最多存儲(chǔ)3條緊急信息,多于3條時(shí)則自動(dòng)刪除最舊的信息。
普通信息顯示:緊急信息展示完成之后手表會(huì)繼續(xù)展示普通信息,點(diǎn)擊按鈕或5秒不操作就顯示下一條信息。信息顯示完成之后,手表切換回時(shí)鐘顯示。普通信息最多存儲(chǔ)7條。
待機(jī)顯示:如果10分鐘內(nèi)沒(méi)有什么數(shù)據(jù)更新和操作,顯示界面會(huì)切換到待機(jī)界面。在這一模式下,手表界面僅顯示指示符(可在安卓應(yīng)用中選擇)和hh:mm模式的時(shí)間,其功耗也降低了。在待機(jī)模式下點(diǎn)擊按鈕或收到新信息,手表進(jìn)入時(shí)鐘顯示模式。
下面是工作過(guò)程演示視頻:
第七步:外部結(jié)構(gòu)制作
你可以自己手工制作一個(gè)簡(jiǎn)單的包裝:
也可以下載3D文件制作一個(gè)造型炫酷的手表:
當(dāng)然,你完全可以選擇不戴手表,做個(gè)桌面提醒器也不錯(cuò):
評(píng)論
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