ภาพรวม:
ในโปรเจกต์นี้ พี่ได้ออกแบบและประกอบนาฬิกาข้อมือแบบมินิมอลแต่ฟีเจอร์ครบเครื่องขึ้นมา โดยใช้ Arduino Pro Mini เป็นหัวใจหลัก นาฬิกาเรือนนี้ประกอบด้วยชิ้นส่วนสำคัญอย่างโมดูลนาฬิกาจริง DS3231, จอแสดงผล OLED ขนาด 0.91 นิ้วแบบขาวดำ, ปุ่มกดแบบ tactile 5 ปุ่มสำหรับควบคุม, พอร์ตชาร์จ Type-C สะดวกสบาย และเซ็นเซอร์วัดแรงดันเพื่อเช็คระดับแบตเตอรี่
นาฬิกาเรือนนี้สามารถแสดงเวลา, วันที่, วันในสัปดาห์, เดือน และระดับแบตเตอรี่ได้เลย
นอกจากนี้ พี่ยังได้ออกแบบเคสให้เป็นเอกลักษณ์ด้วยการพิมพ์ 3D เอง ทำให้ทั้งสวยและใช้งานได้จริง
อยากเห็นมันทำงานเป็นๆ ใช่ไหมล่ะ? ไปดูวิดีโอการทำงานของมันได้เลย (จัดไปวัยรุ่น!)
Micro-Engineering: นาฬิกาข้อมือ Arduino
นาฬิกาข้อมือมินิมอล เรือนนี้คือบททดสอบสุดหินของทักษะการบัดกรีและการย่อส่วนชิ้นส่วน มันกำจัดบอร์ด Arduino สีฟ้าทั้งก้อนออกไปหมด อาศัยชิ้นส่วนแบบติดพื้นผิว (SMD) หรือชิป DIP เปล่าๆ เพื่อยัดคอมพิวเตอร์ที่โปรแกรมได้เต็มตัวลงไปบนข้อมือคุณ
ชิ้นส่วนหลัก (แก่นแท้ของมัน)
- สมองกล: โปรเจกต์นี้ใช้ Arduino Pro Mini ซึ่งมีพื้นฐานมาจากชิป ATmega328P (หัวใจของ Arduino Uno นั่นแหละ) ถ้าอยากเล็กขั้นเทพกว่านี้ ก็สามารถใช้ ATtiny85 ตัวจิ๋วแทนได้
- จอแสดงผล: จอ OLED ขนาด 0.91" แบบ I2C (128x32 พิกเซล) ให้ภาพที่คมชัด สว่างดี แถมยังประหยัดไฟกว่า LCD เยอะมาก
- ผู้รักษาเวลา: โมดูล DS3231 RTC (Real Time Clock) เป็นสิ่งจำเป็น มิโครคอนโทรลเลอร์นั้นแย่มากเรื่องการรักษาเวลาในระยะยาว มันจะคลาดเคลื่อนไปนาทีต่อวัน แต่ DS3231 มีคริสตัลและแบตเตอรี่ของตัวเอง ทำให้รักษาเวลาได้แม่นยำ
การประหยัดไฟขั้นสุด (ห้ามช็อตนะตัวนี้!)
นาฬิกาที่แบตหมดในไม่กี่ชั่วโมงคือของไม่มีประโยชน์ การทำให้แบตเตอรี่อยู่ได้นานต้องออกแบบอย่างระมัดระวัง:
- ห้ามใช้เรกูเลเตอร์แบบเชิงเส้น (Linear Regulator) ของ Arduino มาตรฐานที่ไร้ประสิทธิภาพ
- ต้องโปรแกรมชิปให้เข้าสู่ โหมดหลับลึก (Deep Sleep Mode) ในช่วงที่ไม่ได้ใช้งาน
- ในดีไซน์นี้ จะใช้การขัดจังหวะ (Interrupt) จากปุ่มกด tactile เมื่อกดปุ่ม ชิปจะตื่นขึ้น, จ่ายไฟให้ OLED, ไปดึงเวลาจาก RTC, แสดงผล, แล้วก็กลับไปนอนต่อ ทีนี้แบตเตอรี่ LiPo ก้อนเล็กๆ ก็จะอยู่ได้นานขึ้น
การประกอบ (สู้งานนะน้อง)
- แผ่นวงจรพิมพ์ (PCB) แบบสั่งทำหรือ Protoboard: ต้องใช้บอร์ดที่กะทัดรัดเพื่อให้ตัวเรือนบางเหมือนในภาพ
- วงจรชาร์จ: ใช้โมดูลอย่าง TP4056 สำหรับชาร์จแบตเตอรี่อย่างปลอดภัยผ่านพอร์ต Type-C ที่ติดตั้งมา
- เคสและสายนาฬิกาพิมพ์ 3D: อย่างที่เห็นในแกลเลอรี เคสที่ออกแบบเองและสายนาฬิกามาตรฐานจะทำให้การออกแบบ Wearable นี้สมบูรณ์แบบ