Наручные смарт часы своими руками

Содержание

Умная техника своими руками: поэтапное создание смарт-часов на ESP8266
Определение функциональности часов
Подбор элементов
Создание и распайка печатной платы
Подготовка прошивки часов
Прошивка микроконтроллера
Смарт часы (smartwatch) на ESP-12E (ESP8266) своими руками
Как сделать смарт часы своими руками, пошаговая инструкция:

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

Смарт часы (smartwatch) на ESP-12E (ESP8266) своими руками

Смарт-часы это замечательное устройство, в своём маленьком корпусе он таит большие возможности и функционал, который ограничен только фантазией. Но самый лучший способ персонализировать функции смарт часов (smart watch) это создать свои собственные уникальные умные часы. Я решил для их создания использовать модуль с Wi-Fi ESP-12E на чипе ESP8266.

Основные функции этих смарт часов это — отображать время, погоду и, самое главное, вы можете управлять другими устройствами, нажимая кнопки на часах. Часы получают все данные через Интернет, поэтому для его полноценной работы он должен быть подключен к Интернету.

Смарт часы (smartwatch) на ESP-12E (ESP8266) своими руками

Что нам понадобится, чтобы сделать смарт-часы:

Модуль ESP-12Е (ESP8266);
OLED дисплей SSD1306 — 0.96″, 128X64;
3 SMD тактовые кнопки;
Микросхема стабилизатор на 3.3V;
Плата зарядки аккумулятора TP4056;
2 SMD светодиода, типоразмера 0603 (взяты с платы заряда аккумулятора TP4056);
2 SMD резистора на 1 кОм, типоразмера 0603 (взяты с платы заряда аккумулятора TP4056);
1 SMD переключатель;
8 SMD резисторов на 10 кОм, типоразмера 0805;
2 SMD конденсатора на 10 МкФ, типоразмера 0805;
1 SMD резистор на 1,1 кОм (112), типоразмера 0603;
Маленький Li-ion аккумулятор, можно взять от дешёвого MP3 плеера.

Смарт часы (smartwatch) на ESP-12E (ESP8266) своими руками

Что могут эти умные часы:

— Время: часы подключаются к ближайшему NTP-серверу, чтобы получить время и дату.

— Погода: данные температуры получаются по API из сайта Yahoo Weather.

— Удаленное управление другими устройствами: часы подключаются к серверу Blynk и используют функцию моста для прямого управления другим модулем с реле на основе ESP8266.

Смарт часы (smartwatch) на ESP-12E (ESP8266) своими руками

Как сделать смарт часы своими руками, пошаговая инструкция:

Я не хотел, чтобы часы были громоздкими и тяжелыми, поэтому я подумал, что лучший способ уменьшить количество проводов и избавиться от бутерброда из плат — это сделать печатную плату и разместить на неё все компоненты из всех модулей. Я разработал схему и печатную плату с помощью сайта EasyEDA а, затем я заказал печатные платы в JLCPCB.

Здесь я выкладываю схему смарт часов и печатную плату с gerber файлом для заказа плат в Китае или в другом месте.

Смарт часы (smartwatch) на ESP-12E (ESP8266) своими руками

На моей странице в Github вы также найдёте свежую схему, gerber файл печатной платы и код для Arduino. https://github.com/theTechnowright/DIY-Smartwatch-using-ESP8266

После того как мы заказали и получили готовые печатные платы, начинаем пайку наших умных часов. Я использовал для запаивания компонентов SMD термо-воздушный паяльный фен, им мне паять легче SMD детали и они проще становятся на свои места, но можно обойтись и обычным паяльником с тонким жалом.

Смарт часы (smartwatch) на ESP-12E (ESP8266) своими руками

После запаивания компонентов я обнаружил ошибку в разводке платы и вывод GPIO 9 не может использоваться в качестве входа, поэтому я разрезал дорожку ведущую к этому пину и напаял тонкий проводок от кнопки к контакту GPIO 14, но Вы не беспокойтесь в схеме и файле с печатной платой уже всё исправлено.

Смарт часы (smartwatch) на ESP-12E (ESP8266) своими руками

Всё спаяно и готово к программированию, но прежде чем это сделать мы должны получить API погоды от Yahoo Weather API (https://developer.yahoo.com/weather/). Для этого посетите страницу, там внизу под названием YQL Query Вы увидите зелёный текст, который можно редактировать, поставьте курсор на него и прокрутите строчку до конца, пока не найдете текст «nome, ak». Здесь вы должны добавить название своего города и буквенный код страны. Например, я разместил «Bengaluru, IN», где «Бенгалуру» — это город и «IN» для Индии. После этого нажмите кнопку «Тест» ниже и скопируйте ссылку, указанную под строчкой «Endpoint», начиная с «/ v1» до конца ссылки.

Смарт часы (smartwatch) на ESP-12E (ESP8266) своими руками

Откройте код проекта в среде Arduino и сначала вставьте код аутентификации Blynk, который будет отправлен вам по электронной почте после создания нового проекта Blynk. Затем введите WiFi SSID и пароль.

Вставьте скопированную ранее ссылку с сайта API Yahoo в том месте, где говорится: const String url = “” и затем в BLYNK_CONNECTED введите код аутентификации другого ESP8266, который управляет реле. Наконец прокрутите страницу вниз до тех пор, пока не найдете «TimeChangeRule». Здесь добавляются или вычитаются минуты из UTC в соответствии с вашим часовым поясом.

Смарт часы (smartwatch) на ESP-12E (ESP8266) своими руками

Затем скачайте и установите все эти библиотеки для среды Ардуино:

Time.h и TimeLib.h: https://github.com/PaulStoffregen/Time

SSD1306.h и SSD1306Wire.h: https://github.com/JChristensen/Timezone

ESP8266WiFi.h и WifiUDP.h: https://github.com/JChristensen/Timezone

От сюда мжно скачать последнюю версию библиотеки Blynk: https://github.com/blynkkk/blynk-library/releases/latest

Теперь подключите 4-контактный шлейф от USB-TTL конвертера к ESP-12Е по такой распиновке:
ESP-12Е —> USB-TTL Конвертер:
GND —> GND
RST —> RTS
RX —> TXD
TX —> RXD

Смарт часы (smartwatch) на ESP-12E (ESP8266) своими руками

На IDE Arduino выберите ваше устройство именуемое как NodeMCU 1.0 и выберите правильный COM-порт, затем загрузите код в часы. При загрузке кода обязательно нажмите и удерживайте кнопку «Flash» на Ваших смарт часах.

Теперь давайте сделаем ремешок для умных часов. В качестве ремешка я использовал резинку из старых защитных очков и прикрепил ее к часам. Вы можете посмотреть на фотографии, чтобы понять, как я это сделал. Батарею я сначала хотел расположить под самими часами, но смарт-часы при этом получались слишком толстыми и неудобными, поэтому я зажал её между ремешками, дополнительно приклеив их клеем, чтобы никуда не выпадали, часы при этом стали тонкими.

Смарт часы (smartwatch) на ESP-12E (ESP8266) своими руками

Всё, смарт часы которые мы сделали своими руками готовы, пора приняться за их тестирование. Включите часы, сдвинув рычажок переключателя. Затем он должен показать сообщение «Подключен к Wi-Fi». Если это так то поздравляю, Вы успешно сделали свои Smartwatch!

Смарт часы (smartwatch) на ESP-12E (ESP8266) своими руками

При нажатии средней кнопки на часах будут отображаться температура, время и дата. А две другие кнопки управляют по Wi-Fi модулем с двумя реле с подключенными к ним нагрузками. Вы подключаете реле к любому электроприбору и управляете ими с помощью своих смарт часов. Как сделать такой модуль с реле которые управляются через Wi-Fi и Интернет я расскажу в другой статье.

Смарт часы (smartwatch) на ESP-12E (ESP8266) своими руками

Вот так вот из простых модулей мы сделали очень дешёвые смарт-часы своими руками, причём чем Вы захотите ими управлять и какие функции они будут Выполнять зависит только от Ваших пожеланий, а в этой статье я затронул только малую часть от этого функционала показав, что Smartwatch это доступная для каждого вещь.

Источник