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[9704] 2016-01-01_极客DIY：使用Arduino制作一块开源手表

文档创建者：s7ckTeam
浏览次数：28
最后更新：2025-01-18
2016-01-01_极客DIY：使用Arduino制作一块开源手表 极 客 D I Y ： 使 用 A r d u i n o 制 作 一 块 开 源 手 表 F i r e F r a n k   F r e e B u f   2 0 1 6 - 0 1 - 0 1 1   -   引 言 引 言 首 先 让 我 们 看 下 这 个 项 目 要 考 虑 到 的 问 题 ： 1 . ） 使 用 1 0 0 % A r d u i n o 兼 容 性 硬 件 2 . ） 保 证 存 储 器 足 够 大 可 以 装 下 大 量 的 稍 后 会 扩 展 的 新 内 容 3 . ） 电 量 最 少 够 1 天 用 4 . ） B L E 既 是 中 枢 设 备 又 是 外 围 设 备 5 . ） 体 积 足 够 小 接 下 来 的 几 页 都 是 如 何 建 造 一 个 开 源 的 手 表 ！ （ 这 个 版 本 是 最 初 版 本 ， 所 以 之 后 的 内 容 会 有 所 更 改 来 改 进 设 计 ！ ） 这 个 项 目 非 常 耗 时 ， 既 需 要 耐 心 又 需 要 坚 定 的 决 心 完 成 细 致 的 焊 接 项 目 （ 小 电 线 是 不 是 非 常 有 趣 呢 ？ ） 这 张 图 片 是 完 成 版 的 手 表
2   -   零 配 件 和 工 具 零 配 件 和 工 具 1 . ） M i c r o d u i n o   C o r e   +   A T m e g a   6 4 4 P A   /   A T m e g a 1 2 8 4 P ,   8 m h z ,   3 . 3 v   -   h t t p : / / w w w . m i c r o d u i n o . c c 2 . )   3 . 3 v   稳 压 器   -   h t t p : / / w w w . p o l o l u . c o m 3 . )   触 感 按 键   -   h t t p : / / w w w . a d a f r u i t . c o m 4 . )   O L E D   屏 幕   -   h t t p : / / w w w . a d a f r u i t . c o m 5 . )   5 0 0 m a h ( 毫 安 )   3 . 7 v   锂 电 池   -   h t t p : / / w w w . a d a f r u i t . c o m 6 . )   蓝 牙 L E 芯 片   B L E 1 1 2   A   -   h t t p : / / w w w . m o u s e r . c o m 7 . )   电 源 开 关   -   h t t p : / / w w w . a d a f r u i t . c o m 8 . )   J S T - P H   2   针 连 接 器   -   h t t p : / / w w w . a d a f r u i t . c o m 9 . )   表 带   -   h t t p : / / w w w . a m a z o n . c o m 1 0 . )   细 金 属 丝   -   h t t p : / / w w w . a d a f r u i t . c o m 1 1 . )   L E D 亮 片   -   h t t p : / / w w w . a d a f r u i t . c o m 1 2 . )   振 动 电 机   -   h t t p : / / w w w . r a d i o s h a c k . c o m 1 3 . )   4 *   3 / 4   英 寸   4 - 4 0   螺 丝   -   h t t p : / / w w w . f m w f a s t e n e r s . c o m 1 4 . )   4 *   4 - 4 0   六 角 螺 母   -   h t t p : / / w w w . p o l o l u . c o m
1 5 . )   微 型 U S B 前 列 充 电 器   -   h t t p : / / w w w . a d a f r u i t . c o m 1 6 . )   阴 极 跳 线   -   h t t p : / / w w w . a d a f r u i t . c o m 1 7 . )   阳 极 跳 线   -   h t t p : / / w w w . a d a f r u i t . c o m M i s c   的 其 他 部 件 ： 的 其 他 部 件 ： 1 . )   1 0 k   o h m   电 阻 2 . )   N P N   晶 体 管 3 . )   0 . 1 u F   电 容 4 . )   二 极 管 5 . )   1 k   o h m   电 阻 6 . )   3 3   o h m   电 阻 3 D 打 印 部 件 打 印 部 件 1 . )   手 表 正 面   1 x   -   m i c r o d u i n o _ f r o n t . s t l 2 . )   手 表 背 面 ( 3   p a r t s )   2 x   m i c r o d u i n o _ b a c k _ l e f t _ s m a l l . s t l ,   1 x   m i c r o d u i n o _ b a c k _ s m a l l . s t l 3 . )   逻 辑 框 架   1 x   -   m i c r o d u i n o _ f r a m e _ b l u e g i g a . s t l 4 . )   手 表 填 充   1 x   -   m i c r o d u i n o _ f i l l _ 1 . s t l 5 . )   连 接 端 口   2 x   m i c r o d u i n o _ f t d i . s t l 6 . )   表 带 支 撑   2 x   -   w a t c h _ s t r a p . s t l 工 具 工 具 1 . )   C C   调 试 器   ( 编 程 蓝 牙 芯 片 ) 2 . )   P C   ( 蓝 牙 程 序 仅 适 用 于 P C ) 3 . )   一 个   F T D I   助 手   ( 或 者 相 似 于 F T D I   -   U S B   编 程 器 ) 4 . )   一 个 额 外 的   A r d u i n o   ( 如 果 你 需 要 m o d   m i c r o d u i n o 时 ， 刻 录 引 导 程 序 ) 5 . )   温 控 烙 铁 6 . )   药 芯 焊 丝 7 . )   焊 接 管 8 . )   细 导 线 切 割 器
9 . )   细 导 线 剥 线 钳 1 0 . )   D r e m m e l   工 具 1 1 . )   砂 纸 1 2 . )   强 力 胶 1 3 . )   环 氧 树 脂 1 4 . )   万 用 表 1 5 . )   镊 子 3   -   高 层 硬 件 高 层 硬 件 手 表 的 核 心 由 3 个 小 型 板 子 组 成 ： 1 个 m i c r o d u i n o 核 + ， 1 个 B l u e g i g a   b l e 1 1 2 芯 片 ， 和 1 个 电 压 调 节 器 。 我 选 择 m i c r o d u i n o   c o r e 核 + 是 因 为 它 的 大 小 、 在 修 改 周 期 到 8 m 赫 兹 时 可 以 在 3 . 3 v 设 备 上 运 行 、 以 及 它 有 比 其 他 A r d u i n o 内 核 更 大 的 内 存 / I O 。 我 目 前 的 板 子 是 A T m e g a 6 4 4 P A 芯 片 。 这 是 6 4 K 或 者 4 K   R A M 的 闪 存 ， 还 有 2 K   E E P R O M 。 这 提 供 了 很 大 的 代 码 空 间 ， 还 可 以 运 行 一 个 S h a r p 内 存 显 示 （ 所 以 我 还 可 以 利 用 它 做 其 他 事 情 ， 因 为 它 很 省 电 ） 我 会 在 未 来 移 动 到 A T m e g a 1 2 8 4 P 芯 片 ， 1 2 8 K 内 存 ， 1 6 K   R A M ， 和 4 K   e e p r o m 。 他 们 都 有 一 些 额 外 的 I / O 引 脚 ， 暂 时 我 们 还 不 需 要 使 用 他 们 进 行 扩 展 。 我 花 了 很 长 时 间 研 究 并 测 试 不 同 的 蓝 牙 L E 芯 片 ， 最 终 选 定 了 B l u e G i g a   b l e 1 1 2 ， 因 为 它 小 巧 、 强 大 并 且 既 可 以 作 为 中 枢 又 可 以 作 为 外 围 （ 对 于 不 同 软 件 需 求 很 重 要 ） 。 另 外 ， J e f f   R o w b e r g 已 经 写 了 一 个 非 常 棒 的 a r d u i n o 库 / B L E 配 置 设 置 为 b a s e ， 这 样 会 有 很 大 帮 助 。 （ 链 接 到 他 写 的 库 ： B L E 1 1 2   A r d u i n o   L i b r a r y 未 来 版 本 中 可 能 使 用 B L E 1 1 3 ， 因 为 它 体 积 更 小 、 更 省 电 ， 但 是 它 需 要 手 工 焊 接 有 点 麻 烦 ） 最 后 ， 我 添 加 了 一 个 稳 压 器 提 供 来 自 L e 电 池 的 3 . 3 v 信 号 。 它 可 能 不 是 1 0 0 % 必 须 的 ， 但 是 使 用 它 会 更 加 安 全 ， 还 可 以 保 护 内 部 硬 件 不 受 任 何 电 压 尖 峰 的 损 伤 。 板 子 覆 盖 在 一 个 3 D 打 印 出 来 的 内 部 框 架 上 。
一 旦 这 三 个 板 子 相 连 ， m i c r o d u i n o 主 要 通 过 一 个 S o f t w a r e S e r i a l 端 口 和 B l e 1 1 2 . 2 的 输 入 按 钮 进 行 通 信 ， 这 些 板 子 使 用 软 件 上 拉 电 阻 接 通 电 影 ， 但 是 第 三 个 按 钮 使 用 一 个 额 外 的 下 拉 电 阻 ， 并 且 是 一 个 硬 件 中 断 引 脚 。 这 将 让 A r d u i n o 被 置 于 睡 眠 状 态 ， 由 任 何 一 个 B L E 1 1 2 或 者 输 入 按 钮 唤 醒 。 屏 幕 通 过 预 定 义 硬 件 S P I 引 脚 连 接 到 m i c r o d u i n o ， 提 供 最 快 速 的 图 形 更 新 。 2 个 L E D 被 隐 藏 用 于 d e b u g 和 提 醒 模 块 。 最 后 还 有 一 个 小 的 振 动 马 达 。 一 个 简 单 的 晶 体 管 电 路 提 供 所 需 的 电 流 ， 因 为 发 动 机 不 能 直 接 通 过 引 脚 被 驱 动 。 4   -   构 建 逻 辑 构 建 逻 辑 这 部 分 内 容 是 最 难 的 、 最 仔 细 微 妙 的 。 要 有 足 够 的 耐 心 ， 不 能 急 于 求 成 。 你 的 部 件 很 容 易 被 烧 掉 ， 床 架 一 个 隐 藏 焊 接 j u m p 会 花 费 一 个 小 时 来 追 查 。 使 用 微 线 材 进 行 连 接 。 导 线 是 单 芯 ， 很 容 易 就 会 破 损 。 我 建 议 用 强 力 胶 把 焊 接 点 粘 起 来 进 行 保 护 ， 减 少 电 线 弯 曲 带 来 的 破 损 ， 尤 其 是 焊 接 连 接 点 。 从 上 面 看 这 个 板 子 的 逻 辑
从 下 面 看 这 个 板 子 的 逻 辑 步 骤 步 骤 1 ） 预 焊 接 ） 预 焊 接 B L E 1 1 2 芯 片 ： 芯 片 ： 你 需 要 焊 接 。 一 旦 你 把 B L E 1 1 2 放 在 这 个 框 架 里 ， 它 就 很 难 焊 接 ， 所 以 如 果 你 之 前 就 焊 接 好 ， 它 就 会 稍 微 简 单 一 点 。 确 保 你 只 使 用 了 一 点 焊 接 ， 并 且 没 有 任 何 短 路 （ 使 用 万 用 表 确 认 ） ； 步 骤 步 骤 2 ） 放 置 黏 合 ） 放 置 黏 合 3 个 板 子 到 个 板 子 到 3 D 打 印 的 框 架 里 ： 打 印 的 框 架 里 ： 尽 量 少 用 胶 水 。 你 可 能 不 得 不 转 一 下 他 们 ， 如 果 你 胶 水 用 多 了 ， 就 很 难 转 了 。 我 建 议 只 在 角 落 用 胶 水 。 还 要 确 保 你 的 胶 水 没 覆 盖 芯 片 （ 尤 其 是 在 B L E 1 1 2 芯 片 上 ） 然 后 确 保 框 架 里 没 有 空 间 让 导 线 够 的 到 B L E 1 1 2 芯 片 。 如 果 你 的 3 D 打 印 质 量 不 好 ，
你 可 能 需 要 使 用 烙 铁 来 " 腾 出 更 多 空 间 " 。 如 果 你 需 要 这 么 做 ， 一 定 要 小 心 。 塑 料 非 常 包 ， 热 量 一 过 它 就 弯 了 。 步 骤 步 骤 3 ） 把 ） 把 B L E 1 1 2 连 接 到 连 接 到 M i c r o d u i n o ： ： B L E 1 1 2 芯 片 指 南 这 个 链 接 是 B L E 1 1 2 的 数 据 表 h t t p s : / / w w w . b l u e t o o t h . o r g / t p g / R e f N o t e s / B L E 1 1 2 _ D a t a s h e e t 1 . p d f 1   -   G N D （ 接 地 ）   -   M i c r o d u i n o   g r o u n d 2   -   A V D D   -   3 . 3 v   电 源 3   -   A V D D   -   3 . 3 v   电 源 8   -   p 1 _ 6   -   P i n   5 ,   模 块 唤 醒   1 3   -   p 1 _ 5   -   P i n   7 ,   A r d u i n o   唤 醒 ,   不 是 当 前 使 用 2 0   -   D V D D   -   3 . 3 v   电 源 2 3   -   P 0 _ 5   -   P i n   2   /   S o f t w a r e   S e r i a l   R X   2 4   -   P 0 - 4   -   P i n   3   /   S o f t w a r e   S e r i a l   T X   2 9   -   复 位   -   P i n   4 你 还 想 让 导 线 运 行 尽 可 能 流 畅 。 目 标 是 防 止 导 线 受 热 。 用 烙 铁 在 框 架 中 搞 出 小 凹 槽 ， 让 导 线 通 过 。 对 于 接 地 或 者 3 v 3 电 源 的 导 线 来 说 ， 用 胶 水 把 这 些 地 方 连 起 来 ， 但 是 要 暂 停 焊 接 ， 直 到 你 有 另 一 根 导 线 要 连 同 一 个 引 脚 。 步 骤 四 ） 把 步 骤 四 ） 把 B L E 1 1 2 连 接 到 程 序 ： 连 接 到 程 序 ： B L E 1 1 2 芯 片 指 南
4   -   p 2 _ 2   -   T o   P r o g r a m m e r   5   -   p 2 _ 1   -   T o   P r o g r a m m e r 接 地 、 复 位 和 3 v 3 电 源 页 都 需 要 编 程 器 并 且 可 以 被 共 享 。 （ 从 编 程 器 引 脚 接 地 到 m i c r o d u i n o 接 地 ， 连 接 3 v 3 电 源 到 m i c r o d u i n o 引 脚 3 v 3 （ 也 是 你 连 接 B L E 1 1 2 芯 片 到 电 源 的 地 方 ） ， 然 后 连 接 m i c r o d u i n o 最 近 的 B L E 引 脚 到 编 程 器 引 脚 ） 。 你 可 以 通 过 把 5 个 阴 极 跳 线 粘 在 一 起 ， 然 后 把 他 们 削 短 来 妥 善 处 理 他 们 （ 看 图 ） 。 步 骤 步 骤 5 ） 测 试 ： ） 测 试 ： 如 果 你 已 经 焊 接 了 基 本 的 编 程 器 连 接 ， 你 要 确 认 你 可 以 用 它 写 程 序 ， 使 用 C C   D e b u g g e r 调 试 。 这 里 有 一 篇 非 常 棒 的 文 章 告 诉 你 怎 么 做 。 使 用 C C   D e b u g g e r   编 程 B L E 1 1 2 使 用 预 先 写 好 的 文 档 进 行 测 试 （ 你 需 要 这 个 库 ） 。 步 骤 步 骤 6 ） 连 接 电 源 和 ） 连 接 电 源 和   M i c r o d u i n o 程 序 码 头 ： 程 序 码 头 ： M i c r o d u i n o 程 序 码 头
外 部 程 序 码 头 可 以 让 你 写 入 m i c r o d u i n o 。 这 种 连 接 是 非 常 直 接 简 单 的 ： R T S   引 脚   -   M i c r o d u i n o   上 的   R S T   引 脚 （ 复 位 线 上 外 部 增 加 一 个 1 0 M F 的 电 容 ） T X   引 脚   -   M i c r o d u i n o   上 的   R X   引 脚   R X   引 脚   -   M i c r o d u i n o   上 的   T X   引 脚   接 地 引 脚   -   M i c r o d u i n o 上 的 接 地 引 脚 引 脚 的 V   -   电 压 稳 压 器 上 的 电 压 输 入 引 脚 一 旦 你 实 现 了 这 些 连 接 ， 使 V 输 出 和 电 压 稳 压 器 的 接 地 带 到 3 v 3   v i n 和 m i c r o d u i n o 的 接 地 。 这 步 应 该 会 让 你 接 通 电 源 并 编 程 m i c r o d u i n o ! 步 骤 步 骤 7 ） 增 加 ） 增 加 3 个 按 钮 ： 个 按 钮 ： 手 表 右 侧 这 2 个 按 钮 依 靠 内 部 上 拉 电 阻 以 尽 量 减 少 额 外 硬 件 。 当 他 们 关 闭 时 ， 这 两 个 按 钮 简 单 的 和 两 个 输 入 按 钮 引 脚 接 地 。 第 三 个 按 钮 会 被 用 来 中 断 m i c r o d u i n o 的 任 何 睡 眠 模 式 ， 并 使 用 一 个 外 部 的 下 拉 1 0 K 欧 姆 电 阻 。
基 于 按 钮 的 中 断 连 接 3 . 3 v 到 引 脚 6 . 上 面 的 按 钮 接 地 到 引 脚 1 4 ， 下 面 的 连 接 到 引 脚 1 5 . 现 在 你 应 该 有 了 一 个 完 整 的 逻 辑 框 架 ！ 你 可 以 下 载 基 本 的 代 码 进 行 测 试 ， 因 为 它 现 在 功 能 都 有 了 就 是 没 有 屏 幕 。 你 应 该 可 以 测 试 基 本 的 连 接 到 i O S 设 备 的 功 能 。 5   -   构 建 背 面 构 建 背 面 背 面 是 电 源 、 振 动 发 电 机 和 充 电 接 口 ：
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