关于我设计这块表的原因

最近思路很乱,我有点找不到这块手表的方案。

在某一次我逛B站时,看到了egg90发布的ThymeWatchRound 圆形夏普64色低功耗手表我便深深爱上了。

但这块手表也有优缺点:

优点	缺点
屏幕好看,尤其是侧面,深深吸引到我	ESP32功耗过高
手表尺寸小	功能少
有耳机孔听歌	无法防水

随后我看到了Pebble手表,它通过Kickstarter众筹众筹并获得了2014年度最具创新力的十大设备,说实话,我看到它的外形就被深深吸引,并打算自己复刻,就有了下面的故事。

主要介绍

这块手表的重难点就是外壳和PCB布线还有软件编写,尤其是软件,涉及到SWIFT与C++语言,所以我到底该如何实现软硬件结合呢?

我的解决办法就是AI了

1.省时间,学习过多语言需要时间,本人上学没有太多时间。
2.可快速开发,很少进行代码思考,只要将想法告诉AI,就可以实现,但总得加点自己的想法😇

关于主控的选型

这块选型我用了SF32LB52,这块芯片封装设计挺怪的。

我选择的原因主要是低功耗,大厂选择😅

功能挺多的,主打GPU和硬件加速

按照硬件设计手册设计后,就是下面这样。

分别是GPIO和时钟还有射频部分

也没啥好说的。

关于储存器的设计

我使用的储存器是SDIO Nand Flash,物料码:ZDSD08GLGEAG Zetta(澜智)。

这是8Gb的储存约等于2GB。

如果设计不对,欢迎评论区探讨。(个人感觉CLK引脚要加22R限流电阻)

关于MLCD反射屏的设计

本项目使用的是SHARP的LS012B7DD06A屏幕。这种屏幕的优点就是功耗超低,配合SF32简直绝配。(当初用万用表二极管档都测不出来哪个引脚是电源引脚,在淘宝买的那个转接板画的依托答辩,给我干破防了🤬)

购买链接,注意这老板有点刁钻,建议备好专业知识再去买👽(我之前就是不懂,然后被拒了,然后了解之后换了个号才买到😅)。

注意JDI屏与SHARP屏的时序,SF32官方也有文档SF32LB52与Sharp屏连接

这个屏幕有个背光和单点电容触摸(注意这个单点电容触摸差不多是一个按键,跟手机屏幕是不一样的)

## 传感器的设计思路

我打算是加上陀螺仪+加速度计+指南针

陀螺仪与加速度计使用一体方案:ICM-42670-P

指南针使用:HSCDTD008A

在汇顶和马斯克自传(Tesla部分)中写道:传感器与软件的有机结合才是终极方案,我深受感悟。

对于ICM-42670-P,我引出I2C与INT1接口,其中I2C用来与SF32通信,INT1来唤醒SF32.

对于HSCDTD008A,就引出一个I2C接口(也没接口了😅)

GNSS设计思路

我采用的是杭州中科微的AT6558R-5N32方案,利用AT2659作为放大前端。

天线采用的是板载天线,优点是不用占用太多内部空间(虽然PCB空间牺牲了😅)

不过这玩意时钟要求挺高,要温补型有源晶振,还要一个32.768khz的晶振。

电源要求也挺高(不过也是射频要求高,没办法😹)。

NFC设计思路

NFC芯片采用的是NXP的NT3H2211W0FHKH芯片

这东西的好处就是通用,社区好,驱动代码多(永远不要小看NXP的代码支持,Github上一大堆)

音频设计思路

我打算只用一个MIC,喇叭没必要,主要是防水不好做。

采用的是LMA3526B381-OAK03,主要注意隔直电容和GND地,后面会加磁珠

线性马达设计思路

这里很关键,考虑到用户体验与生态

我选择了TI的DRV2605LDGSR,有LRA库(Immersion 公司的许可版 TouchSense 2200 软件，其中包含 100 多种许可版效果)。

设计上需要关注电容,以缓解马达给整板电源带来的干扰。

通过焊盘连接马达。

PMIC设计思路

充电电路没用SF32内部的,具体原因看Sifli BBS论坛这玩意电池电压太低好像就充不上了。

采用AW32001ECSR,这玩意魔鬼封装,不过我直接用钢网+铁板烧

我感觉这个厂商应该主打小封装,看到的封装都是WCLSP+FCQFN+BGA封装,有些封装甚至是BGA和QFN的结合体😪给我整无语了。

其实还有一个无线充电方案,但是匹配电容很麻烦,而且能量转换效率低,发热大,就不用了。

升压与降压设计思路

自古先云说,BUCK与BOOST芯片功耗要低,转换效率要高,PSRR要高。

于是我选择了BOOST芯片:TPS61222DCKR和LDO降压芯片:TPSPX3819M5-L-3-3

按键设计思路

在按键上,我按照官方文档添加了TVS,下拉,并参考复位键(这玩意按十秒才复位),官方说可以设计成按键。

连接器设计思路

充电接口我采用的是POGOPin侧边充电,这样的好处是不会接触皮肤,我担心出汗碰到接口藏污垢😅。

上拉采用10K上拉,这玩意上升沿慢,所以省电。

NFC线圈选型

我选用的是下面这款。

优点
带抗金属材料,可防止电池与其他天线干扰
体积小,可直接贴在屏幕上
连接方便,使用MX1.25连接线

外壳设计思路

对于外壳设计,我目前还没有思绪。(其实我连3D设计还没学好)

重点	难点
防水性能	外壳密封性
MIC防水	外壳上需开孔,我打算使用防水透声模
充电接口密封	目前还没思绪,大概想法是涂胶或者封胶
马达设计	马达需要贴近外壳,加个双面胶粘上,但是不能贴到PCB板上。这样无法获得最佳体验

外壳材料我想要CNC(过贵)或者光固化外壳(首选)。

PCB设计思路

本项目的难点都在这了

难点
阻抗匹配
信号完整性
EMC
PCB空间最大化
元件Layout

只要有一项设计不好,基本就废了。

我想像乔布斯的设计理念一样

在乔布斯的自传中,他对细节疯狂的追求可能是我做不来的,但我会尝试。

后记

本篇文章花了我一个小时时间去写,后续我会更新打板后焊接测试的文章。

这个项目参加了嘉立创的星火计划。

最初只是看到了反射屏手表,我就看上了他。

但大部分都有着自己的缺点,所以我想自己设计一块。

MrZeFr