ورکشاپ آموزشی - آیسی مدار
رفتن به محتوا

ساعت هوشمند خانگی با RP2040

ابزار و گجت
۶ نظر
۱۵ نفر
کد ۳۰۷۹

ساعت‌های هوشمند معمولا محصولاتی بسته و غیرقابل‌دسترسی هستن که نمی‌شه داخلشون رو دید یا شخصی‌سازیشون کرد. اما تو این آموزش از آیسی‌مدار قراره ببینیم چطور می‌شه یه ساعت هوشمند کامل رو از صفر، با یه نمایشگر لمسی گرد و یه میکروکنترلر قدرتمند، خودمون بسازیم. این پروژه نشون می‌ده که با کمی طراحی سه‌بعدی، مقداری لحیم‌کاری ساده و یه برنامه آماده، می‌شه به یه وسیله واقعا کاربردی و شخصی رسید.

قلب این ساعت یه ماژول نمایشگر لمسی گرد 1.28 اینچی بر پایه تراشه RP2040 هست که هم صفحه‌نمایش داره و هم پردازنده لازم برای اجرای رابط کاربری رو در خودش جا داده. بدنه ساعت هم به‌صورت کامل با پرینتر سه‌بعدی طراحی و ساخته می‌شه؛ بدنه‌ای سه‌تکه که هم نمایشگر و باتری رو محکم نگه می‌داره و هم امکان باز کردن راحت برای تعمیر یا تعویض باتری در آینده رو فراهم می‌کنه.

تو ادامه این آموزش با هم مراحل طراحی بدنه، پرینت قطعات، برنامه‌ریزی ماژول، لحیم‌کاری کانکتور باتری، نصب اینسرت‌های حرارتی، مونتاژ نمایشگر و در نهایت بستن بدنه رو قدم‌به‌قدم پیش می‌ریم. در پایان هم با نحوه استفاده از قابلیت‌های مختلف این ساعت هوشمند آشنا می‌شی. پس بریم سراغ ساخت این پروژه جذاب.

قطعات موردنیاز

  • نمایشگر لمسی گرد 1.28 اینچی مبتنی بر RP2040 از برند Waveshare
  • بدنه پرینت‌شده سه‌بعدی
  • باتری لیپو 3.7 ولت با ظرفیت 950 میلی‌آمپرساعت و ابعاد 10x25x35 میلی‌متر
  • پیچ M2 با طول 4 میلی‌متر
  • اینسرت حرارتی M2
  • کانکتور MX1.25 دو پین
  • روکش حرارتی (هیت‌شرینک) با قطر 1 میلی‌متر
  • بند ساعت اپل واچ
  • هویه لحیم‌کاری
  • پیچ‌گوشتی
مرحله ۱

طراحی بدنه در Tinkercad

برای نگه‌داشتن باتری، نمایشگر و بند ساعت، یه بدنه پرینت‌شده سه‌بعدی طراحی شد. این طراحی تو نرم‌افزار Tinkercad انجام گرفته که یه ابزار آنلاین و ساده برای طراحی سه‌بعدیه.

طرح از سه بخش اصلی تشکیل شده که هر کدوم نقش خودشون رو دارن. بخش میانی که بدنه اصلی ساعته، نمایشگر، باتری و محل اتصال بندها رو به‌طور محکم نگه می‌داره.

بخش بالایی مثل یه قاب قفل‌شونده روی جلوی ساعت می‌شینه و نمایشگر رو محکم سر جاش نگه می‌داره تا بیرون نیفته، و در همون حال یه ظاهر تمیز و نهایی هم به ساعت می‌ده.

بخش پایینی هم با پیچ به پشت ساعت بسته می‌شه و پشت بدنه رو محکم می‌بنده. این طراحی سه‌تکه‌ای باعث می‌شه هم ساعت مستحکم و کاربردی باشه و هم بعدا برای تعمیر، ارتقا یا تعویض باتری به‌راحتی بشه بازش کرد.

مرحله ۲

پرینت سه‌بعدی بدنه پشتی

جزئیات پرینت:

  1. نازل 0.1 میلی‌متری برای جزئیات ریز و پرداخت صاف
  2. پرشدگی داخلی 20 درصد برای ترکیب استحکام و سبکی
  3. فیلامنت ABS مشکی به‌خاطر مقاومت، تحمل حرارت و ظاهر حرفه‌ای
مرحله ۳

برنامه‌ریزی ماژول

این مرحله برای RP2040 خیلی ساده‌ست. برای راحت‌تر شدن کار، یه فایل UF2 آماده شده که مستقیم روی بورد کپی می‌شه.

  1. نمایشگر رو با کابل Type-C به کامپیوترت وصل کن.
  2. موقع وصل کردن به کامپیوتر، دکمه BOOTSEL روی بورد رو نگه دار.
  3. یه درایو جدید روی کامپیوترت ظاهر می‌شه.
  4. فایل UF2 رو داخل همون درایو بکش و رها کن.
  5. بورد به‌طور خودکار ری‌استارت می‌شه و یه صفحه خوش‌آمدگویی نشون می‌ده.

برای دریافت فایل کد کامل و منابع تکمیلی این پروژه می‌تونی از صفحه شخصی سازنده روی گیت‌هاب استفاده کنی.

مرحله ۴

لحیم‌کاری کانکتور باتری

تو این مرحله کانکتور باتری رو لحیم می‌کنیم. دستورالعمل‌ها رو با دقت دنبال کن.

لحیم‌کاری کانکتور باتری

  1. با دقت سر سیم‌های کانکتور و سیم‌های باتری رو لخت کن.
  2. یه تکه روکش حرارتی روی هر سیم باتری بکش.
  3. سیم قرمز کانکتور رو به سیم قرمز باتری و سیم مشکی کانکتور رو به سیم مشکی باتری لحیم کن.
  4. روکش حرارتی رو روی محل اتصال‌های لحیم‌شده بکش.
  5. با یه سشوار حرارتی یا با تماس کوتاه کنار هویه، روکش رو گرم کن تا جمع بشه و اتصال‌ها محکم بمونن.
مرحله ۵

نصب اینسرت‌های حرارتی

تو این مرحله، اینسرت‌های حرارتی رو با کمک هویه لحیم‌کاری نصب می‌کنیم.

  1. یه اینسرت حرارتی M2 بردار.
  2. با کمک موچین با دقت داخل سوراخ مربوطه قرارش بده.
  3. با نوک گرم هویه، به‌آرامی روی اینسرت فشار بیار تا کامل داخل پلاستیک فرو بره.
  4. اگه صاف و هم‌تراز ننشست، قبل از سرد شدن پلاستیک سریع تنظیمش کن.
مرحله ۶

نصب نمایشگر

حالا طبق مراحل زیر، نمایشگر رو با دقت نصب کن.

  1. بخش میانی پرینت‌شده بدنه رو بردار.
  2. اول سمت پورت USB Type-C نمایشگر رو با بازشوی Type-C روی بدنه هم‌راستا کن و جا بزن.
  3. حالا بخش برد نمایشگر رو با دقت داخل بدنه قرار بده.
  4. پنل لمسی نمایشگر همچنان بیرون از قطعه سه‌بعدی باقی می‌مونه.
  5. حلقه بالایی رو بردار و با دقت روی نمایشگر قرار بده.
  6. حلقه رو به‌آرامی بچرخون تا محکم قفل بشه.
مرحله ۷

اتصال باتری و بستن قسمت پشتی

بعد از نصب نمایشگر، وقتشه باتری رو جا بزنیم و بخش پایینی پرینت‌شده رو ببندیم.

  1. با کمک موچین، کانکتور باتری رو با دقت وصل کن.
  2. باتری رو داخل جای مخصوصش تو بدنه جا بزن تا کلیک بخوره.
  3. سیم اضافی رو مرتب داخل فضاهای خالی داخل بدنه جا بده.
  4. بخش پایینی رو ببند و با پیچ محکمش کن.
مرحله ۸

نصب بند ساعت

نصب بند ممکنه کمی سخت باشه، چون به‌خاطر تلورانس پرینت سه‌بعدی، جا برای بند کمی تنگ درمیاد.

  1. بدنه ساعت رو محکم تو یه دست نگه دار و یه طرف بند رو با دقت جا بزن، بعد به سمت وسط فشارش بده تا کاملا جفت بشه.
  2. حالا ساعت رو برگردون، محکم نگهش دار و طرف دیگه بند رو هم با دقت سر جاش نصب کن.
مرحله ۹

نحوه استفاده از ساعت

قابلیت‌های این ساعت به سه بخش اصلی تقسیم می‌شه: تنظیمات زمان، صفحه‌های نمایش ساعت، و ویژگی‌های اضافی.

صفحه‌های نمایش ساعت

روی هر صفحه ساعت، کافیه انگشتت رو به چپ یا راست بکشی تا بین صفحه‌های مختلف جابه‌جا بشی و استایلی که به حالت و سلیقه‌ات می‌خوره رو انتخاب کنی.

تنظیمات زمان

با فشار طولانی روی هر صفحه ساعت، وارد منوی تنظیمات زمان می‌شی. سه گزینه تنظیم وجود داره و هر لحظه با کشیدن انگشت از چپ به راست می‌تونی برگردی.

  1. تنظیم ساعت: زمان فعلی رو از اینجا تنظیم کن. برای ذخیره تغییرات، دکمه سمت راست پایین رو بزن. برای لغو و برگشت، از چپ به راست بکش.
  2. تنظیم تاریخ: تاریخ رو از اینجا تنظیم کن. برای ذخیره تغییرات، دکمه سمت راست پایین رو بزن. برای لغو و برگشت، از چپ به راست بکش.
  3. تنظیم حالت نمایش: بین فرمت 12 ساعته یا 24 ساعته یکی رو انتخاب کن. برای ذخیره تغییرات، دکمه سمت راست پایین رو بزن. برای لغو و برگشت، از چپ به راست بکش.
  4. برگشت: برای برگشتن به صفحه اصلی، دکمه برگشت رو بزن یا از چپ به راست بکش.

ویژگی‌های اضافی

برای مرور ویژگی‌های اضافی ساعت، انگشتت رو به بالا یا پایین بکش. این منو به‌صورت حلقه‌ای کار می‌کنه، یعنی اگه مدام بکشی، بین همه ویژگی‌ها می‌چرخه و دوباره به صفحه اصلی برمی‌گرده.

  1. روشنایی: میزان روشنایی نمایشگر رو با افزایش یا کاهش درصد تنظیم کن.
  2. کرنومتر: یه بار بزن تا کرنومتر شروع بشه، دوباره بزن تا متوقف بشه و یه بار دیگه بزن تا صفر بشه.
  3. چرخش صفحه: با زدن دکمه چرخش، جهت نمایش صفحه ساعت رو عوض کن.
  4. زمان خواب: زمان خاموش‌شدن خودکار صفحه رو تنظیم کن یا کلا حالت خواب رو غیرفعال کن.
مرحله ۱۰

بهبودها و ایده‌های آینده

ChronoWatch X2040 همین الان هم کاملا کاربردیه، ولی همیشه جا برای نوآوری، بهبود و خلاقیت بیشتر هست. چند تا ایده برای ارتقاهای بعدی:

  1. بهینه‌سازی مصرف انرژی برای افزایش قابل‌توجه عمر باتری ساعت.
  2. کوچک‌تر کردن اندازه باتری با حفظ همون زمان کارکرد قابل‌اطمینان.
  3. کاهش ضخامت کلی ساعت برای طراحی باریک‌تر و راحت‌تر.
  4. اضافه کردن ویژگی‌های هوشمند بیشتر مثل آلارم، شمارشگر قدم یا سایر ابزارهای کاربردی روزمره.
  5. استفاده از ماژول RTC برای حفظ دقت زمان حتی وقتی باتری خالی می‌شه یا ساعت خاموشه.

امیدواریم این پروژه براتون جالب بوده باشه؛ نظرات و پیشنهاداتتون رو با آیسی‌مدار در میون بذارید.

فایل‌های پیوست

ZIP ChronoWatch-X2040-main.zip

تو میتونی اولین سازنده باشی!

اگه پروژه رو ساختی به اشتراک بزار و اعتبار هدیه بگیر

این آموزش با استانداردهای اختصاصی آیسی‌مدار بازنویسی و بهینه‌سازی شده و تمامی حقوق انتشار آن متعلق به این مجموعه است و در صورت کپی یا بازنشر پیگرد قانونی خواهد داشت.

آموزش‌های مشابه

گفتگو‌های کاربران

تا این لحظه ۶ پرسش و پاسخ ثبت شده

دیدن همه