Умные наручные часы своими руками

Умная техника своими руками: поэтапное создание смарт-часов на ESP8266

Ещё в 1972 году компания Hamilton Watch разработала первые умные часы под маркой Pulsar. Изначально у таких часов было довольно мало вычислительной мощности. Её хватало только на калькуляторы, игровые устройства и тому подобные незамысловатые гаджеты. Но с развитием технологий мощность начала стремительно увеличиваться. Современные смарт-часы — это полноценные компьютеры. Некоторые могут работать автономно, а другие функционируют только в сопряжении со смартфоном.

В этой статье будет описан принцип создания собственных смарт-часов на базе популярного микроконтроллера ESP8266.

Определение функциональности часов

В этой статье мырассмотрим часы, которые смогут выводить текущее время и дату, отображать погоду в вашем городе и позволят удалённо управлять Wi-Fi реле. Это означает, что прямо с часов вы сможете управлять любым прибором, подключённым к розетке, будь то музыкальный центр или электрочайник.

Чтобы получать текущее время, необязательно использовать модуль реального времени. Если смарт-часы будут иметь доступ к интернету, то понадобится ближайший NTP-сервер. С его помощью можно достаточно точно узнать текущее время. Чтобы контролировать Wi-Fi реле в часах, будет использоваться Blynk.

Blynk — это облачный сервис, позволяющий с помощью приложения для Android или iOS контролировать устройства на Arduino, Raspberry Pi или же, в данном случае, ESP8266.

Подбор элементов

В часах элементами управления будут 3 тактовые кнопки. Экран тут используется доступный — двухцветный OLED 0’96. Для питания нужен аккумулятор, а для зарядки — специальный контроллер. В этих часах используется литий-ионный аккумулятор и соответствующий для него контроллер TP4056.

Не стоит забывать, что ESP8266 работает на 3-вольтовой логике. Для получения необходимого напряжения питания можно использовать любой доступный стабилизатор напряжения на 3,3 В. Остаётся лишь немного деталей: разъём для зарядки, переключатель, несколько светодиодов, набор резисторов и пара конденсаторов.

Необходимые для сборки часов элементы

Создание и распайка печатной платы

Если хотите, чтобы итоговый вариант часов был надёжным и компактным, лучше всего распаять часы на печатной плате. Для создания рисунка печатной платы подойдут, к примеру, Sprint Layout или же EasyEDA.

Вы можете создать печатную плату в домашних условиях либо заказать её у специализирующихся сервисов — те же EasyEDA или JLCPCB. К этим смарт-часам в свободном доступе уже есть Gerber PCB файлы печатной платы.

После получения/создания платы стоит распаять на ней все компоненты. Монтаж SMD компонентов удобнее делать паяльной пастой и паяльным феном. Но такую работу можно будет выполнить и обычным паяльником с тонким жалом.

Подготовка прошивки часов

После того, как все компоненты будут распаяны, можно приступить к программной части. Вначале следует разобраться с API для получения погоды. К примеру, можно использовать Weather API Yahoo.

Примечание С января 2019 года процесс работы с Weather API Yahoo немного изменился. Однако API всё ещё в бесплатном доступе. О том, как получить доступ, детально расписано на их странице.

После получения ссылки с API можно приступить к прошивке микроконтроллера. Сам скетч для Arduino можно взять здесь.

В первую очередь подставьте ваш код аутентификации Blynk в char auth[] . Этот код будет выслан вам на почту сразу после создания нового приложения в Blynk.

Затем введите SSID и пароль от вашей точки доступа Wi-Fi в char* ssid и char* password соответственно.

Скопированную из Weather API ссылку необходимо вставить в const String url .

В BLYNK_CONNECTED() можно вставить код аутентификации Blynk другого ESP модуля, управляющего электрическим прибором (если такой имеется). Этот процесс можно увидеть в видео о создании Wi-Fi реле. И под конец не забудьте в TimeChangeRule указать параметры вашего часового пояса (в методе tellTime() ).

Прошивка микроконтроллера

Теперь в Arduino IDE нужно установить все необходимые библиотеки:

Чтобы прошить ESP8266, нужно подключить его к мосту USB-UART. Все необходимые контакты уже выведены на торец печатной платы. Обратите внимание, что RX контакт одного подключается к TX контакту другого и наоборот. Более подробно о прошивке микроконтроллеров серии ESP8266 можно почитать тут:

Потом в Arduino IDE нужно будет выбрать текущую плату и COM-порт. Зажав кнопку flash на микроконтроллере, начните прошивку. После удачной прошивки остаётся лишь присоединить аккумулятор и ремешок.

Включите часы. Должна высветиться надпись «Connected to Wi-Fi». Если это так, то микроконтроллер прошит, а значит, ваши смарт-часы готовы.

При нажатии на среднюю кнопку на часах будет отображаться текущая дата, время и температура. Две боковые кнопки управляют двумя подключёнными к Wi-Fi реле электрическими приборами.

Хинт для программистов: если зарегистрируетесь на соревнования Huawei Cup, то бесплатно получите доступ к онлайн-школе для участников. Можно прокачаться по разным навыкам и выиграть призы в самом соревновании.

Перейти к регистрации

Источник

Умные часы своими руками за 1500 рублей

Началась эта история с того, что начитавшись постов с тегом DIY я решил обзавестись набором МК + отладочная плата. Погуглив, узнал что самая дешевая в городе плата это LaunchPad от TI. Не долго думая, отправился за ней в магазин, и понеслась… как и у всех сначала были мигания светодиодами, потом подключение дисплея от Siemens CX75, и т.д.
Вскоре мне надоело делать что-то просто так, без цели, ради того что бы сделать. Так и возникла мысль создать себе гаджет, которым бы я пользовался постоянно.
За подробностями прошу под кат.

Обычно я хожу по улице в наушниках и не слышу звонка телефона, да и связка телефон + чехол + карман + ходьба = вибрации не чувствуется. И я придумал для себя гаджет: информатор об смс и звонках в виде часов/браслета. Опять же идея не нова, и в магазинах куча подобного хлама, но хотелось, во первых, сделать самому, а во вторых, все же дешевле получается. Первый блин, как говорится, комом:

«Не знаю, мои часы время не показывают.» (с)
Состав простой: МК, BT, диоды, стабилизатор напряжения, вибромотор, аккум, корпус от старых часов. Для него было написано приложение для android, и небольшая прога для МК. Чудо зверь, которому уже месяцев 6, который меня выручал и не раз.
Что делает прога на android: коннектимся по BT с часами, отправляем “1” — коннект прошел, запускаем сервис и прослушиваем входящие смс и звонки. При приеме оного, отправляем по BT идентификатор события “2” — смс, “3” — звонок.
Что делает прога на МК: при приеме символа с BT («1»,«2»,«3») включаем определенную последовательность вкл/выкл индикации и вибро.
Ни о каком режиме экономии энергии тогда я и не задумывался, да и о том, что стабилизатор работает на напряжениях 3,6 — 6 В тоже как то забыл выяснить. В итоге одного заряда аккума хватает на рабочие сутки, при условии что «часы» постоянно соединены по BT.
Месяца три назад я решил взяться за эту идею основательно и добавить функционал, которого не хватает: полноценные часы, отображение имени звонящего, текст и отправитель смс, возможность перепрошивки. С последним думал возникнут проблемы, потому как МК перепрошивается по Spy-Bi-Wire интерфейсу, а тянуть 3 пина на выход корпуса не хотелось, но потом вычитал в datasheet что у МК есть режим bootstrap Loader (BSL), позволяющий прошивать его через UART интерфейс.

Внутренности

Что мне понадобилось из деталей, что пришлось купить:

Сначала хотел поставить МК в корпусе QFN, но потом отказался, и взял в корпусе tssop28. Его проще разводить, так как под корпусом еще есть место.

Итого: 630р.

Все детали покупались в городе, кроме BT – его заказывал из Китая, если покупать в городе, можно найти за 350р.
Остальное: mini usb, кнопки, вибромотор взял от старого коммуникатора; кварц и пассивка нашлись в закромах родины. Если покупать эту мелочевку, выйдет от силы рублей 300.

Детали есть, что дальше? Дальше собирался макет и писалась программа для МК. Отказавшись от Energia, я перешел на CCS 5.3 free версия с ограничением кода в 16kb чего вполне хватает, учитывая объем памяти МК (16kb). В МК задействованы: 2 таймера и WDT+ в режиме интервального таймера, HW I2C, ADC10, BSL, FLASH. Особое внимание уделялось потреблению устройства. В итоге 30 мА при полной нагрузке (BT не соединен, МК в штатном режиме, подсветка на максимум), 8 мА в ждущем (BT подключен, МК в режиме низкого потребления, подсветка отключена) и меньше 1 мА в режиме только часы (BT выключен, МК в режиме низкого потребления, подсветка отключена). Емкость аккума 200мА, так что одного заряда хватает на сутки и более. Одновременно с программированием МК, дорабатывалась программа на android, а именно: при входящем звонке, ищется соответствие номера в телефонной книжке и если соответствие найдено, заменяем номер на имя и отправляем по BT. А при поступлении смс отправляем еще и текст сообщения.

Плата

После написания программы и проверки жизнеспособности собранного макета, я приступил к разводке платы, вытравливанию, лужению и пайке.

1. 
2. 
3. 
4. 
5. 
6. 
7. 

На всю плату потребовалось 6 перемычек, 5 конденсаторов, 8 резисторов, 1 светодиод. Включаем… работает!

Корпус

Наверно это было самое сложное. Дремель, оргстекло, дихлорэтан, паста гои: адская смесь… я не буду особо описывать процесс изготовления корпуса (да и фото я забыл сделать). 2 слоя 6мм оргстекла на нижнюю часть корпуса и 2мм оргстекло и защитное стекло экрана от старого фотика на верхнюю. В процессе вытачивания корпуса возник вопрос о креплении часов на руку, обычные ремешки для часов были бы слишком запарными с их механизмами крепления, поэтому я купил вот такой за 350р.:

Парочка сквозных отверстий в корпусе и крепление для ремешка готово. Корпус получился на самом деле не очень, но на функциональность часов он никак не влияет и полностью выполняет свои функции.

Вот видео работы:

И напоследок распишу весь функционал моих часов:

• отображение даты и времени как основная функция;
• обновление даты и времени с телефона;
• изменение даты и времени вручную;
• подключение по BT к Android телефону;
• отключение питания BT при потере связи для экономии заряда аккумулятора;
• отображение заряда аккумулятора;
• информирование о входящем смс с выводом текста и именем отправителя на экран;
• информирование о входящем звонке с выводом имени звонящего на экран;
• отображение текста, набранного в поле программы на android;
• изменение настроек экрана (яркость и время выключения подсветки, контрастность экрана);
• возможность перепрошивки устройства.

ИТОГО: За 1500 деревянных и 3 месяца работы в свободное от работы и учебы время от идеи до воплощения.

Заключение

Пока я возился с этими часами, у меня возникло подозрение, что подобную статью уже опубликуют на хабре, но как то пронесло.
Часы ношу уже неделю, иногда исправляя программные глюки и недочеты. Недавно добавил возможность сброса входящего вызова.

Надеюсь, данный пост вдохновит и вас сделать что-нибудь полезное.

Источник

Умные часы своими руками на ESP8266 #1

Решил тут собрать что-то мелкое и эффектное, ну и не долго подумав, решил начать изобретать велосипед разработку своих «умных часов», да так, чтобы повторить мог любой, и без сложных схем.

Монитор выбрал OLED на драйвере ssd1306, так как он работает по интерфейсу I2C, а значит займет всего 2 пина микроконтроллера и это то что надо! Платой с ESP8266 изначально была ESP-07, но позже ей стал модуль ESP-01, хоть на нем и мало разведенных пинов, но их вполне хватит даже для подключения нескольких датчиков (пульс, температура тела. ), ведь даже RX и TX можно использовать как GPIO любого назначения.

Первым этапом стало написание скетча, умеющего получать из интернет данные о погоде и времени, далее задумался «куда же засунуть RTC для счета времени» и в итоге решил вообще от него отказаться, пусть сам микроконтроллер считает время, а когда появится «родная» WIFI сеть, время синхронизируется и снова станет точным. За десять часов работы часов, они отстали примерно на минуту, что вполне приемлемо (ужин с обедом уже не перепутаешь).

Конечно же я не учитывал тогда, что девайс будет не только показывать время, но и считать пульс, показывать погоду и прочее, по этому задачку со временем еще предстоит решить.

На этом этапе устройство отображает в течении 10 секунд время, за тем 3 секунды температуру, что берет из интернета, за тем влажность в течении 3-х секунд, источник данных тот же.

Для корректного отображения русского шрифта и вообще для работы ESP8266 с OLED 128X64 библиотеки adafruit слегка модифицированы и прилагаются к статье вместе со скетчем ессно

Источник