Arduino Apple Watch

Micro-Operating Systems: Smartwatch ที่ใช้ Arduino

การสร้าง Smartwatch ที่สามารถเทียบเคียง Apple Watch ได้นั้นจำเป็นต้องอัดแน่นความซับซ้อนทางสถาปัตยกรรมอย่างมหาศาลลงในเส้นผ่านศูนย์กลางทางกายภาพเพียง 1 นิ้ว Arduino Apple Watch นี้โดยพื้นฐานแล้วจะละทิ้ง breadboard ขนาดใหญ่แบบมาตรฐาน! ด้วยการใช้ Arduino Pro Micro (ATmega32U4) ขนาดเล็กจิ๋ว หรือ ESP32-PICO ขั้นสูง โปรเจกต์นี้ได้รวมเอา OLED (128x64) หรือ Sharp Memory LCD ที่คมชัดอย่างไม่น่าเชื่อเข้ากับ Graphical User Interface (GUI) ที่ซับซ้อน ด้วยการใช้อัลกอริทึมการประหยัดแบตเตอรี่อย่างเข้มงวดควบคู่ไปกับ Bluetooth matrix แบบ HC-05/NRF52 นาฬิกาสามารถจับคู่กับโทรศัพท์ Android ได้อย่างราบรื่น เพื่อดึง SMS notifications, ติดตามการตั้งค่าเวลา DS3231 ที่แม่นยำ และคำนวณจำนวนก้าวโดยใช้ MPU6050 accelerometer ในตัวได้อย่างไร้ที่ติบนข้อมือ!

การวาด GUI ขนาดเล็ก (U8g2 vs Adafruit_GFX)

Smartwatch ต้องการการเรนเดอร์กราฟิกหลายเลเยอร์ที่เร็วอย่างไม่น่าเชื่อ (การวาดนาฬิกา วงกลม แอนิเมชัน เมนู) โดยไม่ทำลาย SRAM ขนาดเล็ก 2KB!

1. ไลบรารีกราฟิก Adafruit มาตรฐานมักจะจัดเก็บ bitmap ทั้งหมดใน dynamic RAM โดยตรง ซึ่งอาจทำให้ Arduino Nano ค้างได้ทันทีหากเรนเดอร์ Apple Logo ขนาดใหญ่!
2. <U8g2lib.h> ขนาดใหญ่อาศัยการจัดเก็บ PROGMEM Flash โดยเฉพาะในการดึงฟอนต์ได้อย่างสะอาดตาและโดยตรง!
3. ในการเรนเดอร์ "เข็มนาฬิกาแบบ Analog" คุณต้องใช้ฟังก์ชันตรีโกณมิติ sin() และ cos() ที่เข้มข้นเพื่อหมุนพิกเซล X/Y ทางคณิตศาสตร์รอบจุดศูนย์กลางหน้าจอ (64, 32) ที่กำหนดไว้อย่างแม่นยำด้วยตนเอง!

#include <U8g2lib.h>
#include <Wire.h>

// Initialize specific SSD1306 HW I2C OLED Driver!
U8G2_SSD1306_128X64_NONAME_F_HW_I2C u8g2(U8G2_R0, /* reset=*/ U8X8_PIN_NONE);

int hour = 10;
int minute = 15;

void loop() {
  u8g2.clearBuffer();          // Wipe the screen array purely!
  
  // Severe vector trigonometry to physically draw an analog clock Hand!
  float minuteAngle = minute * 6; // 6 degrees entirely per exact minute!
  float rad = (minuteAngle - 90) * 0.0174533; // Degree to Radian conversion
  
  // Calculate specific Line Terminal Coordinates! (r = 25 length)
  int xEnd = 64 + (25 * cos(rad));
  int yEnd = 32 + (25 * sin(rad));

  u8g2.drawLine(64, 32, xEnd, yEnd); // Draw the physical minute hand perfectly!
  
  // Flash physical Memory Buffer entirely to Screen instantly!
  u8g2.sendBuffer();          
}

การต่อสู้กับวิกฤตแบตเตอรี่ Li-Po ขนาดเล็ก!

หากหน้าจอ OLED เปิดค้างไว้ตลอด แบตเตอรี่ Lithium-Polymer ขนาด 150mAh เล็กๆ จะหมดเกลี้ยงภายใน 3 ชั่วโมงอย่างแน่นอน!

• สถาปัตยกรรมของนาฬิกาข้อมือจำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องรวมเอา Deep Sleep Modes (<LowPower.h>) เข้าไว้ด้วย
• โปรเซสเซอร์จะต้องปิดนาฬิกาภายในและปิดการแสดงผล OLED ด้วยคำสั่ง $AE อย่างราบรื่น
• การทำงานของ MPU6050 Wrist-Flick: อัลกอริทึมขนาดใหญ่จะทำงานใน accelerometer ที่อยู่ในสถานะหลับ หากผู้ใช้กระดิกข้อมือขึ้นอย่างรวดเร็ว MPU6050 จะกระตุ้น Hardware Interrupt ที่ Pin 2 ทันที เพื่อปลุก Arduino เปิด OLED แสดงเวลาได้อย่างสมบูรณ์แบบ แล้วกลับเข้าสู่โหมด sleep อีกครั้งในอีก 5 วินาทีต่อมา!

Embedded Wrist Hardware Matrix

• Arduino Pro Mini 3.3V/8MHz (จำเป็น! การทำงานที่ 3.3V โดยตรงช่วยให้คุณไม่ต้องพึ่งพา linear voltage regulator ที่กินพลังงานจำนวนมากได้อย่างสมบูรณ์!)
• 0.96" SSD1306 OLED / Sharp Memory LCD (ใช้พลังงาน I2C น้อยมาก)
• MPU6050 Accelerometer (สำหรับกลไกการปลุกด้วยการกระดิกข้อมือที่มีความสำคัญอย่างยิ่ง)
• DS3231 Real-Time Clock (ความจำเป็นอย่างยิ่ง! หากไม่มีชิป RTC, Arduino millis() จะคลาดเคลื่อนอย่างน่ากลัว โดยอาจเสียเวลาไปประมาณ 10 นาทีต่อวัน ทำให้นาฬิกาใช้การไม่ได้!)
• 150mAh - 250mAh LiPo Battery & TP4056 Sub-Miniature Charger Circuit