Создайте свои собственные простые умные часы

Цель этого проекта — создать доступные и программируемые умные часы, способные отслеживать данные о состоянии здоровья, предоставлять информацию в режиме реального времени и обеспечивать настройку в соответствии с предпочтениями пользователей.

Используя компактный размер и встроенные датчики Indusboard Coin, а также дополнительные компоненты, такие как дисплей GC9A0, датчик SpO2 MAX30100, датчик сердечного ритма и датчик температуры, мы можем разработать многофункциональные умные часы, отвечающие этим требованиям.

Компоненты

• IndusBoard: Плата Indus служит основным компонентом умных часов, предлагая компактный форм-фактор и множество встроенных датчиков и GPIO, необходимых для создания универсального устройства.
• Дисплей GC9A0. Дисплей GC9A0 обеспечивает четкий и понятный интерфейс, позволяющий пользователям взаимодействовать с умными часами. Его высокое разрешение и яркие цвета повышают удобство работы пользователя, что делает его пригодным для отображения данных о состоянии здоровья, уведомлений и другой информации.
• Датчик SpO2 MAX30100: Этот датчик измеряет уровень насыщения крови кислородом (SpO2) и частоту сердечных сокращений, позволяя умным часам отслеживать состояние здоровья пользователей в режиме реального времени. Точные показания SpO2 имеют решающее значение для выявления потенциальных проблем со здоровьем и обеспечения благополучия пользователей.
• Датчик сердечного ритма. Наряду с датчиком SpO2 MAX30100 датчик сердечного ритма расширяет возможности отслеживания состояния здоровья, обеспечивая непрерывный мониторинг сердечного ритма во время различных занятий и в состоянии покоя.
• Датчик температуры. Датчик температуры добавляет еще одно измерение к мониторингу здоровья, позволяя умным часам отслеживать температуру тела пользователей и обнаруживать изменения, которые могут указывать на болезнь или физическую нагрузку.
• Wi-Fi Чип: Интегрированный с Indusboard чип Wi-Fi обеспечивает подключение, синхронизацию данных и создание ячеистой сети для коллективного мониторинга здоровья. Оно также облегчает беспроводное программирование и настройку функций и возможностей умных часов.

Функциональность

• Отслеживание здоровья. Умные часы могут отслеживать жизненно важные показатели, такие как частота сердечных сокращений, уровень кислорода в крови и температуру тела, предоставляя пользователям информацию об их общем состоянии здоровья и самочувствии.
• Информация в реальном времени. Пользователи могут получить доступ к данным в реальном времени, включая время, дату, обновления погоды, уведомления и отслеживание активности, через интуитивно понятный интерфейс, отображаемый на экране GC9A0.
• Настройка. Благодаря программируемым возможностям пользователи могут настраивать пользовательский интерфейс, функции и возможности умных часов в соответствии со своими предпочтениями и потребностями. Они также могут разрабатывать и устанавливать собственные приложения для расширения функциональности.
• Ячеистая сеть. Чип Wi-Fi позволяет создать ячеистую сеть, позволяющую нескольким умным часам обмениваться данными о состоянии здоровья и обмениваться данными. Эти совокупные данные можно проанализировать для выявления тенденций, закономерностей и потенциальных рисков для здоровья внутри сообщества или группы.

Подготовка кода Smartwatch

Сначала нам нужно подготовить код, чтобы наши умные часы могли отображать данные и выполнять нужные функции. Для программирования мы будем использовать Arduino.

- Реклама -

Шаг 1. Настройка Arduino IDE

1. Загрузите и установите последнюю версию Arduino IDE.
2. По состоянию на default Arduino IDE не включает поддержку плат ESP.
3. Посетите веб-сайт ESP и следуйте инструкциям, чтобы добавить поддержку платы ESP в Arduino IDE.

Шаг 2. Установка необходимых библиотек

Нам нужно несколько библиотек для взаимодействия с LCD и датчиками и получения времени из сети. Откройте диспетчер библиотек в Arduino IDE и установите следующие библиотеки:

• NTP-клиент
• MAX30100
• Arduino GFX



Шаг 3. Написание кода

1. Взаимодействие с дисплеем LCD
   • Используйте библиотеку Arduino GFX для взаимодействия с круглым дисплеем LCD.
   • Включите библиотеку в свой код.
2. Получение времени из Wi-Fi
   • Используйте клиентскую библиотеку NTP, чтобы получить время из сети через Wi-Fi.
   • Включите эту библиотеку в код.
3. Подключение датчика MAX30100
   • Используйте библиотеку MAX30100 для взаимодействия с датчиком сердечного ритма.
   • Включите эту библиотеку в свой код.



Шаг 4. Настройка оборудования в коде

• Настройте контакты шины SPI и установите тип платы.
• В этом проекте мы используем Indus Board с чипом ESP32-S2. На этой плате любые контакты можно настроить как SPI.
• Настройте контакты SPI (например, 21, 1, 2, 3, 4, 5) для подключения дисплея LCD.
• Укажите в коде драйвер дисплея LCD, GC9A01.

Шаг 5. Установка учетных данных Wi-Fi

• Определите Wi-Fi SSID и пароль, чтобы подключить умные часы к точке доступа или домашней сети вашего телефона.
• Это соединение позволяет часам получать информацию о времени с клиентского сервера NTP.

Шаг 6. Инициализация периферийных устройств

• В функции setup инициализируйте:
  • Связь I2C для датчика MAX30100.
  • Связь SPI для дисплея LCD.
  • NTP-клиент для синхронизации часов.

Создание GUI для умных часов

Динамически обновляйте элементы и данные GUI, чтобы часы отображали точную и актуальную информацию.

- Реклама -

Обновление данных датчиков и времени

• В функции loop постоянно обновляйте показания датчиков и данные времени в режиме реального времени.

Проектирование интерфейса

<р>1. Создайте графический пользовательский интерфейс (GUI) для отображения умных часов:
• Данные о состоянии здоровья (например, SPO2 и частота сердечных сокращений).
• Информация о дате и времени.
<р>2. Настройте GUI по своему усмотрению. Например:
• Круглый циферблат с двумя стрелками, указывающими минуты и часы.
• Дуга окружности, обозначающая секунды, которая уменьшается в реальном времени.
• Круглый прямоугольник, отображающий данные сердцебиения.
• Текстовые поля для текущего дня, месяца и данных, связанных со временем.

Обновления в режиме реального времени

• Динамически обновляйте элементы и данные GUI, чтобы часы отображали точную и актуальную информацию.



Соединение

Теперь подключите датчик MAX30100 к Indusboard следующим образом:



<рисунок class="wp-block-table">3V

Max30100	Indusboard
VCC
GND	GND
SCL	9
SDA	8

< /tr>

Дисплей	Indusboard
TFT MOSI	21
TFT_SCLK	1
TFT _CS	2
TFT_DC	3
TFT_RST	4
TFT_BL	5
VCC	5В
BL	3 В
Земля	Земля

Тестирование самодельных умных часов

Теперь включите часы, и вы увидите подробную информацию о часах.





Ознакомьтесь с другими интересными проектами умных часов: