Могут ли смарт часы показывать время автономной. Обзор и функции умных часов

Сегодня мы поговорим о том, чего «счастливые не наблюдают» - о часах, а точнее, об умных часах. Как известно, эти гаджеты пока далеки от совершенства: у большинства смарт-хронометров не сильно выдающееся время работы, а многие их обладатели вообще не могут найти им реального применения. И если с первой проблемой пока приходится мириться, то со второй совладать весьма легко. Так какие же полезные функции есть у смарт-часов? В этом материале обсудим самые примечательные из них.

1. Усложнения: мгновенный доступ к информации
Чтобы получить информацию на смартфоне, нужно пройти через целый ритуал: достать девайс из кармана или сумки, разблокировать его, запустить приложение… К слову, последние версии iOS отчасти избавляют от этой рутины, ведь здесь можно смотреть виджеты, не разблокируя устройство. И все же смарт-часы удобнее в том плане, что они всегда под рукой - точнее, на ней . Благодаря так называемым усложнениям мы можем получить определенную информацию, просто лишь взглянув на экран часов.

Помните нашумевшую мобильную игру Monument Valley ? Так вот, ее разработчик, ustwo, создал много интересных циферблатов для часов на Android Wear. Все они есть в магазине приложений Google Play. Взять, к примеру, Bits Watch Face . На одном экране можно уместить до семи усложнений. Это значит, что, просто подняв свое запястье, вы будете видеть не только время и дату, но и погоду, количество пройденных шагов, акции, события в календаре и так далее. Разумеется, присутствует возможность кастомизации. Более изящный, но менее функциональный вариант - ustwo Smart Watch Faces .
Что касается Apple Watch , то для них также создано немало усложнений, однако берутся они исключительно из приложений - сами циферблаты скачивать нельзя. В качестве достойного примера выступает приложение iTranslate . Прямо на циферблате оно показывает самые распространенные фразы в той языковой зоне, где вы находитесь. Например, если вы прилетите в Берлин, часы начнут отображать распространенные фразы на немецком с переводом на ваш язык.

Причем фразы меняются в зависимости от времени: в обеденный час они показывают, как переводится фраза: «Приятного аппетита», а ближе к концу дня напоминают, как правильно пожелать спокойной ночи. «Перемотать» фразу можно с помощью коронки Digital Crown в рамках функции Time Travel. Кстати, «перемотка» действует сразу на все усложнения, которые вы активировали. И да - вы все правильно поняли: на экране Apple Watch можно разместить сразу несколько усложнений из разных приложений, и это безусловное преимущество на фоне конкурентов.


2. Умный будильник

Многие современные носимые устройства можно использовать в качестве умного будильника, и смарт-часы здесь не исключение. Что же это за функция такая? Отдельное приложение или встроенная в часы опция с помощью акселерометра мониторит вашу активность во время сна, определяя по вашим движениям, в какой именно фазе сна вы пребываете. Умный будильник разбудит вас именно в той фазе, в которой вы вероятнее всего проснетесь бодрым - в фазе быстрого сна. Кстати, фазы медленного и быстрого сна сменяют друг друга по нескольку раз за ночь. Пример работы будильника: вы выставляете его, например, на 7 утра, а часы будят вас в 6.30, потому что именно в это время они фиксируют переход в фазу быстрого сна. Как результат, вы можете недоспать полчаса, зато проснуться более бодрым, нежели в 7 часов. Выражаясь словами Стива Джобса, it works like magic.

Кстати, об Apple. Если у вас Apple Watch, то с функцией умного будильника вам едва ли повезло: компания хочет, чтобы ночью ваши часы лежали на зарядке в так называемом «Ночном режиме» (появился в watchOS 2). И не стоит путать с умным будильником такие приложения, как Sleep++: они лишь регистрируют фазы сна, а вот будить не умеют. Проблема с отсутствием будильников, скорее всего, временна. Все дело в слабой батарее: вам просто некогда будет заряжать Apple Watch, если днем вы в них ходите, а ночью - спите. Как бы то ни было, на Android Wear умные будильники есть - можно поставить, например, Wake Up Well .


Если вы планируете использовать смарт-часы исключительно в качестве умного будильника, вам стоит присмотреться к Withings Activité Pop . Во-первых, в них уже встроена эта опция (синхронизируется с приложением на смартфоне; будит вибрацией), а во-вторых, батареи хватает до 8 (!) месяцев работы.


Также весьма хорошим умным будильником послужат часы Pebble, потому что на них можно скачать продвинутый трекер сна Morpheuz . Он совместим со всеми моделями «пэбблов», так что в обиде не останется никто. О времени работы беспокоиться также не придется: даже самые первые Pebble работают до недели без подзарядки, а при интенсивной нагрузке - в том числе если постоянно использовать вышеупомянутый будильник - они протянут 3-4 дня, что тоже неплохо. А вот Pebble Time Round работают всего два дня - впрочем, Morpheuz для них тоже выпустили.

3. Фитнес-трекер

Конечно, сложно пройти мимо этой популярной нынче функции. В отличие от носимых гаджетов, созданных специально для фитнеса, умные часы предлагают обширный набор приложений, которые также могут задействовать различные датчики.


Сегодня многие сходятся во мнении, что идеальные фитнес-часы «из коробки» - это Apple Watch. Устройство не только выступает в качестве пульсометра, но и постоянно следит за физической активностью, определяя, прогуливаетесь ли вы, поднимаетесь ли по лестнице или просто сидите за рабочим столом. В последнем случае часы могут каждый час напоминать вам вставать и разминать мышцы. В качестве интегрированного фитнес-решения выступают приложения «Активность» и «Тренировка». Три кольца «Активности» показывают - в том числе на усложнении - сколько раз вы разминались в течение дня, сколько калорий сожгли при передвижении и сколько минут активно занимались упражнениями. Причем Apple разрешила разработчикам заполнять эти кольца данными из сторонних приложений, коих в App Store уже масса.



Стоит отметить популярное приложение Runtastic Pro , в котором прямо с часов можно управлять настройками тренировки, переключать музыку во встроенном плеере и смотреть статистику (преодоленная дистанция, сожженные калории, длительность тренировки).
Операционная система Android Wear по части фитнес-возможностей не отстает от watchOS, а в плане выбора устройств однозначно выигрывает. Хорошо подойдут для всех любителей здорового образа жизни, например, Sony SmartWatch 3. Конечно, гаджет появился на рынке совсем не вчера, зато он умеет работать автономно: вы можете отправляться на пробежку без смартфона, слушая музыку прямо с часов, а они в это время еще и будут считывать вашу активность. Неоспоримые плюсы SmartWatch 3 - адекватная цена и встроенный модуль GPS, который часто используется фитнес-приложениями.

Аналогом встроенных в Apple Watch приложений в Android Wear выступает решение Google Fit. Оно также мониторит всю активность, начиная с ходьбы и заканчивая ездой на велосипеде; не забыли и об измерении пульса. Плюс Google Fit в том, что здесь есть еще и веб-интерфейс, то есть всю информацию об активности можно смотреть через веб-браузер. Для этого достаточно залогиниться через свой аккаунт.

Фитнес-приложения есть и на умных часах Pebble, но недавно появилось и собственное решение компании. Совместно с исследователями из Стэнфордского университета Pebble разработала для линейки Time платформу Pebble Health. Она постоянно мониторит ваши шаги и качество сна, а также интегрируется с Google Fit и Apple HealthKit. Информация ненавязчиво отображается в ленте новостей Timeline - там же, где вы видите уведомления и данные из других приложений.
Неплохим фитнес-функционалом располагают и новенькие Samsung Gear S2, но стороннего софта там мало. Встроенное решение S Health круглосуточно ведет журнал активности, а также позволяет измерять пульс и отмечать, сколько воды и кофеина вы потребляете.


4. Пульт управления

Смарт-часы - идеальный гаджет для управления всем и вся - от плеера на телефоне до телевизора и умного дома. Производители автомобилей также не смогли пройти мимо этой «темы», и особенно приглянулась им платформа от Apple. Свои приложения для watchOS есть у BMW, Mercedes-Benz, Porsche, Hyundai, Volvo и других. Хороший пример минималистичного, но функционального приложения для часов - Volkswagen Car-Net. С его помощью можно находить свой VW на парковке, блокировать и разблокировать двери, проверять уровень топлива или заряда аккумуляторной батареи на электромобиле, регулировать температуру в салоне и так далее. Естественно, поддерживаются не все модели, но функционал внушает уважение.

Громко заявил о себе разработчик Rego Apps, выпустив приложение для управления автомобилями Tesla, - Remote S for Tesla. Благодаря ему обладатели Apple Watch могут заводить свою «Теслу» прямо с запястья, а также управлять климат-контролем, открывать панорамную крышу, сигналить, включать фары и производить многие другие действия.
Как было отмечено ранее, умные часы умеют управлять самыми разными программами и устройствами. И касается это в том числе простеньких Pebble, которые лишены сенсорного экрана.


Например, в магазине приложений Pebble appstore выложена официальная программа для работы с камерами GoPro. А если, скажем, дома у вас стоят лампочки Philips Hue, с Pebble вы можете не только включать и выключать их, но и регулировать яркость и даже цветовую палитру. Для этого существует программа Huebble , хотя есть и альтернативы: watchNlights, SIMBBLE HUE и другие. Более того, с лампочками от Philips «дружит» даже вышеупомянутый будильник Morpheuz, который включает лампочку и плавно повышает ее яркость, когда вы просыпаетесь. Для этого нужно ввести IP-адрес, имя пользователя и номер лампочки непосредственно в настройки Morpheuz.

5. Hands-free

Умные часы могут сослужить хорошую службу, например, в оживленных местах или при езде в автомобиле, когда нет возможности воспользоваться телефоном. Как известно, с помощью Siri на Apple Watch можно без труда звонить, отправлять сообщения (как голосовые, так и текстовые), ставить напоминалки и делать множество других вещей, не отвлекаясь от дороги.

То же и с Android Wear: используя голосовую команду «о’кей, Гугл», вы можете не только оперативно переводить фразы с одного языка на другой или, скажем, узнавать курсы акций, но и отправлять сообщения - причем даже через сторонние мессенджеры. То есть, к примеру, фразу: «Отправить сообщение Ване в Телеграм: буду через полчаса» часы поймут и обработают. Конечно, если у вас на сопряженном смартфоне есть интернет. И Telegram.

Подведем итоги. Эта статья имела своей целью опровергнуть распространенное суждение, что умные часы являются лишь новомодной игрушкой. Все зависит от сценариев их использования: для кого-то смарт-хронометр - простая «уведомлялка», а кто-то выжимает максимум возможностей из доступных приложений. Кстати, об их количестве: для watchOS написано уже свыше 15000 приложений, для Pebble - более 8000, а в случае с Android Wear количество наименований, по прошлогодним данным самой Google, перевалило за 4000. Новенькие Samsung Gear S2 не могут похвастаться такими цифрами, однако многие крупные разработчики выпустили немало хороших приложений и под них. Так что выбрать, дорогие читатели, определенно есть из чего.


Причин здесь несколько и связаны они с радио: для любого нового электронного устройства на рынке необходимо получать разрешение и проходить сертификацию у таких регуляторов как и FCC .


Сопутствующие радости включают в себя особую разводку платы с учётом особенностей распространения сигналов с частотой 2.4ГГц, экранирование, замеры в безэховой камере, согласование импеданса и прочую СВЧ-магию. В готовых модулях вся эта работа уже проделана их разработчиками, пользователю достаточно встроить модуль в своё решение и сертифицировать ничего уже не нужно.

Кварцевые резонаторы

К выбранному чипу nRF52832 подключаются кварцевые резонаторы:

  1. На 32MHz для тактирования ядра и радио, обязателен
  2. На 32.768kHz для тактирования часового таймера и тайм-слотов BLE во время спящего режима. Необязателен, но его подключение уменьшает энергопотребление (тайм-слоты можно делать короче) и увеличивает точность хода часового таймера RTC.

Оба вида кварцев заказаны в корпусе для поверхностного монтажа с Aliexpress:


Изображение

Дисплей

Чтобы часики тикали без подзарядки хотя бы неделю напролёт, необходимо решить проблему того, что матрица дисплея в рабочем режиме потребляет много тока. Насколько я понял, производители часов решают эту проблему двумя способами:

  1. Включать дисплей и отображать содержимое только тогда, когда происходит взмах руки и экран часов попадает в поле зрения пользователя, либо когда внимание пользователя уже привлечено, например, уведомлением или будильником
  2. Отображать содержимое постоянно, используя дисплеи, которые практически не потребляют тока на отображение картинки, а потребляют его только на обновление содержимого. За примерами далеко ходить не надо: это e-ink , Memory LCD либо IMOD/mirasol

Что нам предлагает рынок

Для варианта, когда дисплей большую часть времени представляет собою труд Малевича, на рынке есть такие варианты: OLED, TFT, Amoled, телефонные модули LCD (Nokia, Siemens, etc.). Остаётся подыскать дисплей с подходящей диагональю.




Характеристики:

  • Диагональ 1.33"
  • Разрешение: 128х128, 8 цветов (3 бита на пиксель)
  • Размеры: 26.82x31.3mm
  • Интерфейс: SPI
  • Напряжение питания: 5V, но логические уровни SPI от 2.7V

С напряжением питания получилась засада, так как от Li-Po аккумулятора не получить требуемые 5V напряжения без дополнительных повышающих преобразователей. Но ток у дисплея мизерный и получить нужные 5V довольно просто с помощью charge pump типа Linear LTC1754-5 :



Ещё одной особенностью стала необходимость хотя бы раз в секунду переключать состояние пина EXTCOMIN (External COM Inversion) с высокого уровня на низкий и наоборот, чтобы на панели экрана не накапливался заряд и картинка в один прекрасный момент не застыла на месте. Для этих целей можно утилизировать встроенный PWM (ШИМ) микроконтроллера, настроенный на скважность 50% (меандр) и на частоту 1Hz или выше, либо любой другой (в том числе и внешний) генератор меандра.


Дисплей соединяется с платой с помощью небольшого шлейфа, очень удобно при этом использовать FPC-коннектор на 10 выводов с шагом 0.5mm, например Hirose FH12-10S-0.5SH :



Модуль дисплея не обладает своей подсветкой и не просвечивается светодиодами насквозь как обычный жидкокристаллический экран, поэтому пока что часы у нас без подсветки и ночью время не посмотреть. Если кто-то знаком с процессом создания модуля подсветки для такого рода экранов, прошу отозваться.

Аккумулятор

Пришлось потратить некоторое время на то, чтобы выбрать подходящий по размерам аккумулятор из стандартной номенклатуры размеров. Искал литий-полимерный аккумулятор с напряжением 3.7V и с ёмкостью примерно 100mAh.


Аккумулятор планировалось размещать под платой, зная размеры платы, можно легко подобрать аккумулятор, который будет подходить и ничего не будет выпирать.


Что предлагает рынок

На Aliexpress можно заказать целую уйму аккумуляторов почти на любой размер, главное знать систему кодирования их названий. А она такая: HHWWLL, где HH — толщина (высота) аккумулятора в десятых долях миллиметра, WW — его ширина и LL — его длина в миллиметрах.


Пример: 402025 — аккумулятор толщиной 4mm и размерами 20x25mm


Были выбраны аккумуляторы 302025 (3x20x25mm) ёмкостью 110mAh и заказаны на Aliexpress.


Питание

Так как литий-полимерные аккумуляторы имеет смысл разряжать только до 3 вольт, то было решено питать всю схему от стабилизированных 3V и если напряжение на батарее опустилось ниже 3V, то отрубать главный регулятор питания микросхемой защиты (Maxim MAX809TEUR+T).


Общее напряжение питания в 3V укладывается в диапазоны питания всех элементов схемы, кроме дисплея, которому нужно 5V. Поэтому дисплей питается через повышающий преобразователь Linear LTC1754-5 напрямую от батареи.


Если взглянуть на кривую разряда такого типа аккумуляторов,


то видно, что вся ёмкость аккумулятора приходится на диапазон напряжений от ~4V до 3V, поэтому обычного понижающего преобразователя на 3V будет достаточно, чтобы обеспечивать систему стабильным напряжением и при этом эффективно высосать всю энергию из аккумулятора, не оставив ничего, но и не переразрядив его.


В качестве понижающего преобразователя был выбран Texas Instruments TPS78230DRVT , он обладает маленьким рабочим током в 500nA и максимальным током в 150mA, чего вполне достаточно. Корпус SON-6 компактный и довольно паябельный:


Зарядка аккумулятора

Зарядку аккумулятора было решено производить через стандартный microUSB-порт (Molex 47346-0001), но не достаточно просто подключить аккумулятор прямо к шине 5V от USB и так заряжать, необходимо обеспечить правильный процесс зарядки, разбитый на несколько фаз: preconditioning, constant current, constant voltage.


Типовой профиль зарядки для 180mAh аккумулятора


Хорошее объяснение процесса зарядки на EEVBlog


Популярным решением для зарядки аккумуляторов небольшой ёмкости (до 500mAh) является микросхема Microchip MCP73831 . Ток зарядки (зависит от ёмкости аккумулятора) программируется резистором, присутствует tri-state или open-drain выход для уведомления о начале и окончании процесса зарядки.


Мною же была выбрана другая микросхема — Maxim MAX1555EZK-T . Она имеет фиксированный ток зарядки в 100mAh и имеет тот же корпус, что и микросхема от Microchip и при этом требует минимум внешних компонентов и обладает open-drain выходом для оповещения о процессе зарядки:



Картинка из даташита


В следующей ревизии платы всё-таки переключусь на микросхему от Microchip, потому что зарядный ток в 100mA для 110mAh аккумулятора это, возможно, многовато.

Контроллер ёмкости аккумулятора

Существует несколько разных по исполнению и точности итогового результата техник по отслеживанию степени заряженности аккумулятора (в англоязычных источниках это называют State of Charge):


Список

    Измерять т.н. open circuit voltage/OCV (напряжение на обкладках) батареи через АЦП и делать вывод о ёмкости аккумулятора. Чаще всего требуется перенести диапазон напряжений в область, которая приемлема для работы АЦП с помощью делителя напряжения. Минусы этого подхода в том, что график зависимости напряжения от ёмкости у литий-полимерных аккумуляторов довольно пологий, а так же сами показания изменяются с каждым циклом и подвержены действию шумов и принципиальной невозможности измерить истинное напряжение на обкладках из-за влияния тока нагрузки

    Другой способ это вместо измерения напряжения на обкладках измерять ток, который втекает в аккумулятор и вытекает из него. Это так называемый coulomb counting. Типовое решение это интегрирование значения падения напряжения на шунтирующем резисторе небольшого сопротивления (около 100mOhm). Зная ёмкость аккумулятора, по току, который из него вытек за определённый период времени, можно сделать вывод о том, сколько ещё энергии осталось в аккумуляторе (пренебрегая саморазрядом). Минусы этого подхода в том, что не учитывается саморазряд, а так же то, что истинная ёмкость аккумулятора изменяется с каждым циклом заряда-разряда. Грубо говоря, из аккумулятора вытекает меньше тока, чем втекает в него при зарядке. Из-за этого, со временем, неизбежно будет накапливаться ошибка в показаниях

  1. Комбинирование первого и второго способов: измерение и напряжения на обкладках и протекающего тока. Грамотное комбинирование двух подходов поможет построить модель, которая будет с хорошей точностью оценивать ёмкость аккумулятора. Для того, чтобы этот подход заработал, необходимо произвести как минимум один цикл заряд-разряд для сбора данных о зависимости напряжения на обкладках от ёмкости. Причём каждый следующий цикл должен будет вносить изменения в модель аккумулятора так, чтобы ошибка не накапливалась. Есть статьи, в которых люди рассказывают, как с помощью фильтра Калмана объединяли данные разных измерений для предсказания оставшегося заряда ( , )

Что нам предлагает рынок


Источник: Чип&Дип


Потом оказалось, что пластик в кнопках довольно плохо переносит пайку феном и мытьё платы с ацетоном.


В качестве альтернативы нашёл кнопки от Omron B3U-3000P :


Картинка из даташита


Буду использовать их в следующей ревизии платы.

Вибромоторчик

Чтобы уведомлять о таких событиях, как оповещения или будильник, нужна вибрация.


На Aliexpress была заказана горсть вибромоторов для поверхностного монтажа, работающих от 3V и размерами (HxWxL) 3x3x12mm:


Изображение


Моторчик хорошо паяется к плате с помощью паяльной пасты, потребляет в пике 100mA и даёт хорошую и ощутимую вибрацию.

Антенна

Из-за ограничений на доступную площадь платы, в качестве антенны была выбрана чип-антенна поверхностного монтажа. Это керамические детали, внутри которых особым образом намотан проводник, выступающий в качестве антенны. Коэффициент усиления у этих антенн мизерный, но для носимого устройства в паре со смартфоном этого хватает. В ходе тестов выяснилось, что две бетонных стены в квартире сигнал тоже вполне пробивает.


Первой попавшейся чип-антенной на 2.4GHz стала Johanson 2450AT18B100 :


Вообще, это довольно популярные антенны, а сами Johanson производят ещё и балуны, специально оптимизированные под определённых производителей, в том числе и для Nordic. Специально для nRF52 Johanson сделали фильтр гармоник Johanson 2450FM07A0029 , который заменяет рекомендуемый в референс-дизайне LC-фильтр перед антенной.


Антенны были заказаны на Aliexpress лентой на 10шт. за 214р/лента.

Всё остальное

Пассивные компоненты для подтяжек и обвязки в основном представляют собой чипы типоразмеров 0402 и 0603 и заказаны в Элитане . Помимо пассивных компонентов, на плате присутствуют два транзистора и пара диодов. Они участвуют в управлении вибромоторчиком, а так же в схеме питания, развязывая питание от USB и аккумуляторное .

Схема и плата

Вид платы на скриншотах слегка отличается от того, что было заказано и присутствует на фотографиях устройства. На скриншотах платы просто немного более поздняя ревизия с незначительными изменениями.


Решив попробовать что-то новое, схему и плату я рисовал не в привычном DipTrace, а в облачной EDA Upverter: ссылка на дизайн .


Upverter позволяет осуществлять сквозное проектирование платы и схемы одновременно, поэтому часть элементов разводки выполнялась по схеме, а часть схемы проектировалась с учётом особенностей разводки.


Ещё одной киллер-фичей Upverter-а является огромнейшая библиотека компонентов, заботливо сгенерированная ботами и кучей индусов. Оказалось очень удобно взять уже нарисованную деталь и просто проверить, что всё более-менее правильно, вместо того, чтобы полностью рисовать символ и футпринт самостоятельно.


Сперва я решил расположить компоненты, положение которых будет закреплено точно: кнопки, порт microUSB и разъём под экран. Монтажных отверстий делать не стал, в надежде на то, что плата будет зажата корпусом и ничего болтаться не будет.


После расположения фиксированных элементов, последуем «rule of thumb» и будем разводить радио самым первым. Чип-антенна имеет около себя небольшую keepout-область, внутри и под которой на всех слоях не рекомендуется располагать дорожки и полигоны, поэтому правилом хорошего тона будет разместить антенну у края платы, желательно ближе к одному из углов. Собственно, расположение антенны продиктовало и расположение микроконтроллера. Чтобы длина проводника от порта выхода антенны у чипа до самой антенны была как можно меньше (с учётом согласующих компонентов), контроллер располагаем поближе к тому краю, на котором будет находиться антенна.


Все остальные компоненты можно располагать (не забывая про здравый смысл) вполне свободно. Это благодаря тому, что у микроконтроллера nRF52 положение портов для цифровой периферии можно определять программно.


По моему небольшому опыту, удачное взаимное расположение компонентов это 90% успеха и оно диктует качество дальнейшей разводки, поэтому такому процессу надо уделять особое внимание.


Скриншот платы (полигоны не залиты, вид снизу)


Для наглядности раскрасил примерную топологию ключевых участков:



Плата четырёхслойная, разместить выбранные компоненты на плате и развести их соединения было делом нескольких ночей, а затем ушла примерно неделя на тупление в плату, поиск ошибок, неторопливую перепроверку и перечитывание даташитов во избежание внезапных сюрпризов.

  • Проводник/зазор: 5/5 Mil
  • Переходные отверстия: 10/4 Mil отверстие/пад
  • Материал: FR408
  • Финишное покрытие: иммерсионное золото с подслоем никеля (ENIG)
  • Глухие переходы (blind vias) и переходы на внутренних слоях (buried vias) не поддерживаются. А нам и не надо

При этом цена в $10 за кв. дюйм и количество плат в заказе — 3шт. Это очень качественные и недорогие (для прототипов) платы с узнаваемой пурпурной маской, рекомендую всем, кому не критично ждать две недели свои двусторонние или месяц четырёхслойные платы.


Скриншот заказа


В итоге за три платы пришлось заплатить $14 и через месяц забрать их на почте.


Фотографии платы без компонентов




Все компоненты размещаются на нижней стороне платы, на верхнюю сторону платы вплотную ложится модуль дисплея, под которым будет плоская катушка NFC, что позволяет сохранить несколько миллиметров высоты и гарантирует ровное и плотное прилегание дисплея.


Получается вот такой сандвич


На верхней стороне платы также размещается куча test-point-ов, тестовых контактных площадок, к которым подведены линии шин I²C, SPI, линии прерываний и некоторые управляющие сигналы. К этим площадкам можно подключать осциллограф или логический анализатор и такая возможность очень сильно упрощает написание драйверов и отладку прошивки. Также на верхнюю сторону платы выведен отладочный интерфейс JTAG (SWD) для прошивки и отладки через Segger JLink, идущий в комплекте nRF52-DK, и контактные площадки для припаивания катушки NFC-антенны.

Сборка и пайка

Если полностью следовать всему процессу поверхностного монтажа, то необходимо заказать smd-трафарет (smd stencil) и паяльную пасту, нанести паяльную пасту через трафарет, расставить компоненты и отправить их в печь (reflow oven) .


Но печи у меня не было, как и трафарета. И желания возиться с ним и паяльной пастой тоже. Хотелось поскорее собрать прототип и начать тестировать и писать софт. Поэтому я запаял вручную все компоненты, самые маленькие из которых это чипы типоразмера 0402, нанося пасту иглой, размещая компоненты вакуумным пинцетом и припаивая их феном.


Результат можно наблюдать на фотографии:



Кнопки не запаяны, а вместо нескольких трёхногих чипов — перемычки.
Прошу прощения за низкокачественные фотографии, снимал на кирпич.

Фотография через х30 лупу


Видно слегка повёрнутые компоненты и местами переизбыток припоя. Это неизбежно при ручном монтаже и нанесении пасты.


Как только плата была собрана, я схватил в руки тестер и начал прозванивать всё, до чего мог дотянуться, на предмет коротких замыканий. После того, как убедился, что ничего вроде как не коротит, подключил USB-шнур. Дыма нет, чипы не греются, напряжение на USB-порту — 5 вольт, на выходе зарядки — 4.2V, напряжение после LDO — ровно три вольта. Вроде работает.


Даже будучи полностью запитанным, устройство, разумеется, не подавало абсолютно никаких признаков жизни. Теперь в него нужно вдохнуть душу — прошивку (или «операционную систему», как у некоторых производителей часов: WatchOS, PebbleOS, etc.).


Следующим этапом проверки стало подключение отладчика JLink, встроенного в nRF52-DK по интерфейсу SWD. Подключаем проводки, запускаем JLinkExe и видим наш чип! Можно приступать к написанию прошивки и тестированию остальных блоков железа программно.

«Операционная система» для часов

Для низкоуровневой работы с периферией, Nordic предлагает свой nRF5-SDK , который подходит для nRF51 и nRF52 серий.



SDK написан на чистом Си и содержит целую уйму примеров для работы с периферией, радио, NFC и другими возможностями. Каждый проект примера имеет Makefile для компиляции через arm-none-eabi-gcc . Стиль кода библиотек и его качество вполне приемлемые, индусским кодом вроде как нигде не пахло.


В каждой папке с примером есть скомпилированные.hex-файлы, которые можно сразу залить на nRF52-DK и посмотреть в работе. При подключении nRF52-DK к компьютеру, определяется Mass Storage Device (накопитель), прямо в который можно бросить.hex файл и он тут же будет зашит в чип.


Так же поддерживается прошивка через JLinkExe и его GDB-сервер и через утилиту nrfjprog .


В ходе написания драйверов обнаружились непропаи у некоторых чипов, успешно устранённые паяльником. А так же микросхема контроля ёмкости аккумулятора была либо бракованной, либо умерла в процессе запаивания, ибо тыканье паяльником в контактные площадки и полное снятие чипа и запаивание назад феном ситуации не помогли, а вторая такая же микросхема из посылки заработала сразу же после того, как была впаяна на место предыдущей.


После написания драйверов для железа, я приступил к написанию графической библиотеки и библиотеки пользовательского интерфейса и его элементов.



Главное меню, статус-бар, показывающий время, состояние блютуза и заряд батареи.


Процесс зарядки


Для отладки графики был написан симулятор, чтобы не заливать прошивку в часы каждый раз, когда надо поправить что-то на один пиксель. Он пробрасывает низкоуровневые вызовы графического API в вызовы оконного менеджера X-Lib и позволяет рисовать в окошке как если бы это был дисплей часов. Затем достаточно тот же самый код скомпилировать под часы и залить в них, чтобы увидеть точно такой же результат и там.


Меню в симуляторе:



Прокрутка текста в симуляторе


После того, как основной каркас API был закончен, начал адаптировать движок JavaScript (ES 5), чтобы была возможность писать свои приложения и циферблаты и запускать их в скомпилированном виде прямо на часах. Как по мне, это круто.


В качестве движка выбрал JerryScript , он специально нацелен на встраиваемые системы с ограниченными ресурсами, API оказался хорошо документирован и вполне адекватен, потребовалось не так много времени, чтобы со всем разобраться. Движок довольно модульный, по желанию можно выкидывать составные части как языка, так и окружения: стандартные классы типа Date и т.п., JSON-парсер, парсер и компилятор в байткод и т.д.



Простейший циферблат на JS выглядит так:



В дальнейшем API будет расширяться всё большим числом методов для работы с GUI, а так же оповещениями, Bluetooth, акселерометром и т.д.


Объем занимаемой памяти скомпилированного бинарника безо всяких оптимизаций (флаг -O0):



106kB FLASH, 12.8kB RAM. Из них 8kB RAM — куча (heap) для объектов JavaScript движка. Объем кучи я пока подбираю и в будущем он будет больше. Напомню, что объем FLASH у nRF52832 составляет 512kB, а общий объем RAM — 64kB.


Часть FLASH (120kB) и некоторый динамически определяемый объем RAM так же занимает BLE-стек SoftDevice.

Корпус

Это было самое сложное — нарисовать 3D-модель корпуса. Корпус рисовался в TinkerCad и печатался на 3D-принтере. Получился вот такой Франкенштейн:


Корпус и подключенный USB-шнур для зарядки


Если кто-то готов протянуть руку помощи с моделированием корпуса и его 3D-печатью, то я буду очень рад увидеть такого человека в ЛС!

Заключение

Изобретать велосипед и проходить примерно тот же путь, что проходили разработчики других умных часов оказалось очень увлекательно. По пути встаёт куча проблем и задач, которые надо решать, это неизбежно генерирует уйму фана, новых мыслей и в сухом остатке откладывается в виде опыта. Даже если, объективно говоря, смысла во всём этом с точки зрения личной материальной выгоды и нет, то по крайней мере это весело.


В данный момент думаю над корпусом и следующей ревизией платы, ещё нужно пробросить много API-вызовов в JS-движок, поработать над графической библиотекой и подумать над удобным способом установки JS-приложений, начать писать приложение-компаньон под Android. Я намеренно не раскрывал все детали и не углублялся в дебри, чтобы не перегружать этот пост. Если тема окажется интересной, то в следующих частях расскажу подробнее про схемотехнику, прошивку, Android-приложение и оптимизацию энергопотребления.


Ссылка на схему с платой: https://upverter.com/EP/cdbd8b9abc72b7cd/nRF52-smart-watch/
Когда доведу до ума и приемлемой степени читаемости код прошивки, обязательно размещу ссылку на Github.



С нетерпением жду ваших комментариев и вопросов!


Только зарегистрированные пользователи могут участвовать в опросе. , пожалуйста.

Если говорить кратко, то умные часы - это верный компаньон смартфона. Они позволяют увидеть уведомление после простого взмаха рукой. Это особенно актуально для тех людей, чей смартфон является очень большим - вытаскивать его каждый раз из кармана банально неудобно. В данном материале мы постараемся ответить на самые популярные вопросы, касающиеся этого типа электронных устройств.

Пришло время поговорить о том, для чего нужны умные часы. Необходимо заметить, что функции разных устройств могут отличаться. Какие-то гаджеты могут уметь одно, а другие на это окажутся не способны. Если вас интересует максимальный функционал, то специально для вас на SetPhone присутствует подборка лучших умных часов . Выбирайте себе один из представленных в ней девайсов - вы точно окажетесь рады!

Итак, примерный перечень умений умных часов таков:

  • Показ уведомлений, которые приходят на смартфон - это позволяет прочитать какое-либо сообщение не вынимая аппарат из кармана, а в некоторых случаях ещё и ответить на него.
  • Упрощенная работа с будильником, секундомером и таймером - опять же, к смартфону прикасаться не нужно.
  • Отслеживание физической активности - используются шагомер, проверка сердечного ритма и другие функции. Некоторые модели следят даже за качеством сна.
  • Показ вашего местонахождения - даже если в часы не встроен GPS, информация будет браться со смартфона.
  • Возможность с кем-то поговорить - в некоторые умные часы встроен и динамик, и микрофон.
  • Создание списков покупок - в магазине вам не нужно постоянно пялиться на экран смартфона, достаточно бросить взгляд на часы.
  • Регулярное получение информации о курсе доллара или стоимости нефти - для этого нужно лишь скачать соответствующее приложение.
  • Показ результатов футбольных матчей - для этого тоже существуют отдельные приложения.
  • Возможность поиграть прямо на запястье - игры для умных часов существуют, пусть они и не отличаются замысловатостью.
  • Показ времени - да, умные часы умеют и это! В том числе возможен показ времени восхода и захода солнца, текущей температуры, вероятности осадков и прочей информации. И всё на одном циферблате!

И это только первое, что приходит на ум любому обладателю смарт-часов. Широта функционала зависит от стоимости девайса и версии операционной системы. Например, последние часы от Samsung помогают даже в плавании - они покажут вам пройденную дистанцию, количество сердечных ударов в минуту, а также дадут несколько советов. Вообще, умные часы в первую очередь создаются для тех людей, которые следят за своим здоровьем.

С какими смартфонами могут работать умные часы?

Выбор конкретных смарт-часов во многом зависит от того, какой смартфон имеется в вашем распоряжении. Например, аппарат на базе Windows Phone может взаимодействовать только с Pebble и парой-тройкой других умных устройств. Что касается Apple Watch , то эти часы работают только в паре с iPhone . И это должен быть не самый старый смартфон, ведь древние версии iOS просто не знали о том, что когда-нибудь в Apple создадут собственные умные часы.

Остальные наручные гаджеты по большей части заточены под Android 4.4 и более свежие версии «зелёного робота». Впрочем, возможны исключения из этого правила. Некоторые китайские девайсы упорно не хотят «видеть» какие-то конкретные модели смартфонов. С iOS умные часы взаимодействовать тоже могут. Но в некоторых случаях пользователю предоставляется урезанный функционал.

Могут ли умные часы работать без смартфона?

Умные, но не часы

Сейчас в магазинах можно обнаружить множество миниатюрных электронных устройств. Теоретически вы можете спутать умные часы с фитнес-трекером, пульсометром, спортивными часами и даже с велокомпьютером.

Типичный велокомпьютер

Умные часы должны иметь достаточно крупный ЖК-дисплей - его диагональ должна составлять как минимум 1 дюйм (исключение составляют детские модели). Другой отличительной чертой смарт-часов является наличие операционной системы или достаточно продвинутой проприетарной прошивки. Например, функционал Sony SmartWatch 2 обеспечивает разработанная японцами прошивка, но это не отменяет факта возможности установки дополнительных приложений. А часы Moto 360 работают при помощи Android Wear - специальной версии «зеленого робота». Существует и масса китайских умных часов, на которые установлен обычный Android.

Если говорить кратко, то любые умные часы поддерживают установку сторонних приложений. Хотя есть и исключения из этого правила. Существуют механические часы, которые умеют только уведомлять о входящих вызовах и принятых SMS. Такое уведомление реализовано посредством вибрации и мигающего светодиода - ни о каком ЖК-дисплее и операционной системе здесь речи нет. Но подобные устройства являются скорее просто часами с дополнительной функцией, нежели каким-то умным гаджетом.

Как часто нужно заряжать умные часы?

К сожалению, маленький аккумулятор даёт о себе знать. В среднем умные часы нужно заряжать раз в два дня. Дорогие модели способны похвастать автономной работой в течение трех-четырех дней, если не использовать GPS. Дешевые китайские изделия могут потребовать подключения зарядного устройства уже к вечеру. Связано это с тем, что обычный Android совершенно не оптимизирован под маленькое устройство с крошечной батареей. Android Wear в этом плане продуман лучше. Как и операционная система, созданная корпорацией Apple.

Во многом продолжительность автономной работы зависит от того, как именно используются часы. Если вы включили GPS и поехали кататься на велосипеде, то любое устройство к вечеру у вас разрядится. Напротив, если вы лишь читаете уведомления, то заряда хватает на более продолжительное время.

Можно ли к умным часам подключить гарнитуру?

Всё зависит от конкретной модели часов. Многие из них не позволяют разговаривать с собеседником или слушать музыку. Подключить к ним гарнитуру невозможно в принципе. Другие же часы являются более функциональными - зачастую они позволяют подключить беспроводную гарнитуру через Bluetooth. А на некоторых устройствах вовсе нашлось место для традиционного 3,5-миллиметрового аудиоразъема.

Можно ли использовать умные часы под дождем?

Подавляющее большинство существующих сейчас электронных устройств страшно боятся воды. Но многие умные часы имеют тот или иной стандарт водозащиты . Обязательно ознакомьтесь с ним, прочитав характеристики! Если указан стандарт IP68 , то теоретически в этих часах можно плавать и нырять в бассейне. Другие часы не боятся лишь брызг - то есть, дождя. Существуют и совсем незащищенные гаджеты.

Обратите внимание: сенсорный экран многих часов при попадании дождевых капель начинает делать ложные срабатывания. С этим ничего не поделать.

Сколько стоят умные часы?

Как и смартфоны, подобные девайсы бывают совершенно разными. В китайских интернет-магазинах вы легко можете найти умные часы за 4 тысячи рублей. Но многого от них ждать не стоит. Более функциональные варианты стоят от 6 до 12 тысяч рублей. За эти деньги теоретически можно найти даже устройство с Android Wear на борту.

Самые функциональные часы стоят заметно дороже. За продукты Samsung и Apple придется отдать более двух десятков тысяч рублей! Также существуют умные часы от TAG Heuer , Casio и всяческих модных компаний - они могут стоить ещё дороже.

Из чего состоят типичные умные часы?

Современные смарт-часы по своей конструкции похожи на традиционные смартфоны. Если оставить за скобками механические часы, то перечень основных комплектующих получится следующим:

  • Корпус и ремешок - могут быть выполнены из самых разных материалов. Чаще всего корпус создается из металла (хотя бы частично), так как его взаимодействие с кожей точно не вызовет аллергическую реакцию.
  • Процессор - используется маломощной чип, созданный по ARM-архитектуре, как и во всех смартфонах.
  • ЖК-дисплей - может быть круглым или квадратным, технология изготовления тоже может быть разной.
  • Динамик - присутствует не во всех часах, некоторые устройства уведомляют о каких-либо событиях только вибрацией.
  • Микрофон - если он есть, то с его помощью можно давать команды голосовому ассистенту.
  • Слот для SIM-карты - позволяет выходить в интернет при помощи сотового оператора. Слот присутствует далеко не во всех смарт-часах, так как он занимает много места. Существуют и модели с виртуальной SIM-картой, но на момент написания статьи (лето 2017 года) российские операторы не предоставляют подобную услугу. Иногда SIM-карта используется только для передачи SMS.
  • Оперативная и постоянная память - в первой свою информацию хранят работающие в данный момент приложения, а во второй можно сохранять музыку, фотографии и прочие файлы.
  • Камера - редкий гость в умных часах, так как разместить достойный модуль в столь миниатюрном устройстве невозможно. Да и пользоваться камерой в часах неудобно. А в некоторых странах умные часы с камерой можно отнести к запрещенным шпионским устройствам.
  • Пульсометр - присутствует в достаточно дорогих гаджетах, работает при помощи зеленого светодиода или какой-то другой технологии.
  • Аккумулятор - обычно его ёмкость не превышает 300 мАч. Время работы устройства зависит от оптимизации операционной системы, количества беспроводных датчиков, типа установленного экрана и многих других факторов.
  • Модули Bluetooth и Wi-Fi - при помощи первого умные часы синхронизируются со смартфоном, а второй исполняет вспомогательную роль.
  • Модуль - ускоряет первое подключение к смартфону. Также с его помощью может быть реализован беспроводной метод оплаты.
  • Органы управления - практически всегда часы имеют хотя бы одну физическую кнопку. В устройствах от Samsung используется вращающийся безель - с его помощью выбираются пункты меню, пальцы при этом не загораживают экран.
  • Датчик освещенности - присутствует во многих устройствах, с его помощью система автоматически регулирует яркость подсветки экрана.
  • Акселерометр и прочие датчики движения - они могут включать подсветку дисплея в тот момент, когда вы поднимаете руку, на запястье которой надеты часы. Аналогичным образом реализован шагомер.

Где их можно купить?

Приобрести умные часы не так легко, как кажется. Их нельзя назвать очень популярными, в связи с чем некоторые магазины отказываются ими торговать. Но в DNS , М.Видео , «Эльдорадо » и прочих крупных торговых сетях их найти можно - по крайней мере, в больших городах. Также ими торгуют многие российские интернет-магазины, в том числе принадлежащие самим производителям. Дешевые умные часы проще всего заказать на китайских онлайн-площадках.

Кратко об истории смарт-часов

Многие крупные компании очень давно пытались наделить электронные часы дополнительным функционалом. Наверняка вы помните, что часы Montana имели секундомер, будильник и несколько мелодий. А ведь ещё до них появились часы Pulsar , которые имели программируемую память. Знакомы вам должны быть и часы-калькуляторы, по миниатюрной клавиатуре которых нужно было нажимать зубочисткой.

В 1984 году на свет появились часы Seiko RC-1000 . Это устройство можно было подсоединить к компьютеру! Можно сказать, что именно с этого момента началась история умных часов. Хотя первые гаджеты нельзя было назвать умными. Они имели только приложения для заметок и планирования дел, а также мировые часы и калькулятор.

В начале 2000 года компания IBM показала часы, функционирующие при помощи Linux. Но дальше прототипа тогда дело не зашло. Сегмент умных часов в те времена был вытеснен мобильными телефонами, которые становились всё меньше и удобнее. Изменилось же всё в 2013 году или чуть ранее. Технологии дошли до того, что часы могли постоянно находиться на связи со смартфоном. Это снижало нагрузку на процессор, в связи с чем он не обязан быть мощным. К разработке smart watch и их компонентов приступили все - Qualcomm, Toshiba, Sony, Foxconn, LG, Microsoft и прочие компании. Вскоре к ним присоединилась корпорация Apple, продукт которой ещё сильнее увеличил популярность умных часов.

Умные часы, или как их еще называют смарт-часы, а иногда и фитнес-часы это еще одна ниша «умных» гаджетов, многофункциональность и многозадачность которых позволяет использовать их потенциал как в повседневной жизни, так и при занятиях спортом и не только. Помимо основной функции часов, они включают в себя функции фитнес-трекера, отслеживающего показатели вашей физической активности и даже функции смартфона с возможностью звонить, передавать данные и даже выходить в интернет.

Немногим ранее, в статьях о фитнес-трекерах, мы уже начали раскрывать такую актуальную сейчас тему как устройства, следящие за показателями вашей физической активности. В и статье соответственно мы привели 20 самых популярных фитнес-браслетов с их описанием. Основной задачей этих двух статей было показать, что даже если вы возьмете 20 различных браслетов от разных производителей, значительной разницы между ними вы не обнаружите. Это подводит нас к тому, что рассматривая тему умных часов, мы учтем предыдущий опыт и в рамках одной статьи разберем именно 10 представителей данной категории носимых гаджетов, не больше и не меньше. Такое количество позволит составить определенную выборку, показатели характеристик в которой дадут возможность в полной мере оценить, что же нам предлагает рынок так называемых смарт-часов.

Что такое умные часы

Как несложно догадаться, и часы и браслеты носят на руке, а именно на запястье. Если мы говорим об электронных фитнес-гаджетах, то в чем отличие умных часов от фитнес-браслетов? В первую очередь, с точки зрения оценки внешнего вида, это электронный циферблат (он же дисплей), который у большинства браслетов отсутствует. Во-вторых, это функциональная составляющая, которая у умных часов имеет значительно более широкие возможности, на которых стоит остановиться более подробно. Поскольку с течением времени умные часы выросли в самостоятельный сегмент рынка, что стало возможным благодаря их техническому прогрессу, они перешли от вспомогательных устройств для смартфона, планшета или ПК, в разряд полноценных носителей операционных систем с практически полным набором аналогичных функций, приложений и железа.

Встроенные фитнес-трекеры. Большая часть умных часов имеет в своем арсенале шагомер, пульсометр, трекер сна, альтиметр, акселерометр, барометр, компас, GPS и так далее. А синхронизация с фитнес-приложениями позволяет фиксировать получаемые данные.

Программное обеспечение. Набор установленных программ и встроенных возможностей зачастую дублирует платформу смартфона и включает браузер, почту, сообщения, галерею, диктофон, календарь, калькулятор, будильник, записную книжку, музыкальный плеер и даже телефон.

Вычислительные возможности. Умные часы для выполнения поставленных перед ними задач зачастую оснащаются процессором (с 1, 2 или 4 ядрами), оперативной памятью и жестким диском. А также средствами вывода (дисплей) и передачи (Wi-Fi, Bluetooth) информации.

ФАКТ. Важно так же заметить и то, что умные часы не обязательно должны быть оснащены процессором, оперативной памятью или операционной системой. Среди перечня часов, «заряженных» подобной начинкой, вы обнаружите не менее «жирных» представителей, типа Basis Peak, которые не имеют процессора, ОЗУ и операционной системы, но по функционалу не уступают конкурентам, «фаршированным» вышеперечисленными наворотами.

Принцип работы умных часов

В полном соответствии с предыдущим пунктом, наличие конкретных функций продиктовано наличием конкретных датчиков. Приложения, являющиеся частью программного обеспечения, так же как и вычислительные мощности, в описании не нуждаются, а вот принцип работы датчиков, которые помогают вам в тренировочном процессе, описать пожалуй стоит.

Пульсометр основывается на данных о фиксации разности потенциалов, которую устройство считывает при помощи электродов, помещенных на внутренней части браслета, либо самого корпуса часов. Полученные данные интерпретируются компьютером в информацию на дисплее.

Акселерометр , как устройство пространственного позиционирования получает данные о перемещении противовеса, помещенного между двух плат, и таким образом конвертирует полученные данные в ту или иную двигательную активность.

Гироскоп – некий аналог акселерометра, который представляет собой прибор со свободной осью, сохраняющий неизменное положение при любых движениях устройства в трехмерном пространстве. Это позволяет получать данные со значительно большей точностью.

Альтиметр , он же высотомер, основывается либо на показателях встроенного модуля GPS, либо интерпретируя данные о разности давлений, полученные с барометра, который в часах представляет собой запаянную металлическую колбу с тонкими и упругими стенками.

Магнитометр – чувствительный сенсор, задача которого, определяя направление магнитного поля земли в определенной точке пространства указывать на северный полюс, иными словами – это основа электронного компаса.

Гигрометр в электронных устройствах представляет собой резистивный датчик влажности. Датчик имеет два электрода, на которые нанесен материал, отличающийся малым сопротивлением, которое меняется в зависимости от влажности, что и позволяет фиксировать данные.

Педометр , он же шагомер, фиксирует колебания каждого шага во время ходьбы и передает их на датчик, который занимается преобразованием колебаний в электрический импульс, интерпретируемый компьютером до выводимых на дисплей данных.

Датчик сближения представляет собой инфракрасный диод и детектор инфракрасного излучения. Диод производит излучение, а детектор пытается уловить его отражение. В момент, когда детектор улавливает отражение, датчик срабатывает.

Датчик света представляет собой фотодиод и реле. Фотодиод анализирует излучение видимой части спектра (долю белого, красного, зеленого и синего света), а реле основываясь на полученных данных, регулирует яркость экрана.

Градусник основывается на принципе применения термопары – двух проводников из различных материалов, соединенных на одном конце и формирующих часть модуля, использующего термоэлектрический эффект для измерения температуры.

Как настроить умные часы

Так как данное устройство представляет собой полноценный и самостоятельный компьютер, с экраном и операционной системой, настроить его будет не сложнее, чем ваш смартфон при первом его запуске. По мере необходимости вам потребуется через E-mail зарегистрироваться на сайте производителя или в различных приложениях, которыми вы захотите пользоваться. Ввести свои данные для фитнес-программ, которые на основе ваших антропометрических данных будут проводить вычисления и на этом, пожалуй все. Задать любые пользовательские параметры вы сможете через меню настройки, там же вы сможете синхронизировать посредством Wi-Fi или Bluetooth ваши умные часы со смартфоном, планшетом или ПК.

Как использовать умные часы

Что касается использования, то как мы уже упоминали ранее в статье о фитнес-трекерах, нужно в первую очередь обратить внимание на стандарты пылевлагозащиты, чтобы понимать, каких условий эксплуатации следует придерживаться, чтобы устройство не вышло из строя. Так же на температурный диапазон применения и ударопрочность. Желательно уточнить у продавца наличие в комплекте гарантийного талона и сроки возврата товара в случае заводской поломки, а также узнать о присутствии в вашем городе сертифицированных сервисных центров, в случае, если дефект будет вызван по вине пользователя. После приобретения обязательно изучите инструкцию по эксплуатации и следуйте рекомендациям производителя.

Обзор и функции умных часов

Apple watch 2. Процессор: 2 ядерный 520 Мгц. ОЗУ: 1 Гб. Память: 8 Гб. Дисплей: 1,65” AMOLED 312×390 пикселей. ОС: Watch OS. Синхронизация: iOS. Интерфейс: Bluetooth. Аккумулятор: 273 мАч, до 24 часов работы (1 день). Корпус металл/алюминий, ремешок металл/кожа/резина, съемный. Стандарт пылевлагозащиты: IP67, погружение до 50 метров. Вес часов: 50 грамм. Комплект: часы, фирменный кредл для зарядки, инструкция, гарантийный талон.

Asus ZenWatch 2. Процессор: 4 ядерный 1,2 Ггц. ОЗУ: 512 Мб. Память: 4 Гб. Дисплей: 1,63” AMOLED 320×320 пикселей. ОС: Android Wear. Синхронизация: Android, iOS. Интерфейс: Bluetooth. Аккумулятор: Li-Ion 400 мАч, до 48 часов работы (2 дня). Корпус металлический, ремешок металл/кожа/резина, съемный. Стандарт пылевлагозащиты: IP67. Вес часов: 62 грамма. Комплект: часы, зарядное устройство, шнур microUSB, инструкция, гарантийный талон.

Atrix Smart Watch E07. Процессор: 533 Мгц. ОЗУ: 64 Мб. Память: 128 Мб, поддержка microSD. Дисплей: 1,54” TFT 240×240 пикселей. ОС: МТК. Синхронизация: Android, iOS. Интерфейс: Bluetooth. Аккумулятор: Li-Ion 340 мАч, до 48 часов работы (2 дня). Корпус металлический, ремешок резиновый, съемный. Стандарт пылевлагозащиты: IP57. Вес часов: 38 грамм. Комплект: часы, шнур USB-microUSB, инструкция, гарантийный талон.

Basis peak. Датчики: акселерометр, пульсометр, гироскоп, датчик температуры тела. Память: 16 Мб. Дисплей: 1,26” TFT 144×168 пикселей, монохромный. Синхронизация: Android, iOS. Интерфейс: Bluetooth. Аккумулятор: Li-Ion 190 мАч, до 100 часов работы (4 дня). Корпус металлический, ремешок металл/резина, съемный. Стандарт пылевлагозащиты: IP55. Вес часов: 27 грамм. Комплект: часы, фирменная док-станция, инструкция, гарантийный талон.

Huawei Watch. Процессор: 4 ядерный 1,2 ГГц. ОЗУ: 512 Мб. Память: 4 Гб. Дисплей: 1,4” AMOLED 400×400 пикселей. ОС: Android Wear. Синхронизация: Android, iOS. Интерфейс: Bluetooth. Аккумулятор: Li-Ion 300 мАч, до 48 часов работы (2 дня). Корпус металлический, ремешки: металл/кожа/резина, съемные. Стандарт пылевлагозащиты: IP67. Вес часов: 134 грамма (со стальным браслетом). Комплект: часы, фирменный кредл для зарядки, инструкция, гарантийный талон.

Motorola Moto 360. Процессор: 1,2 Ггц. ОЗУ: 512 Мб. Память: 4 Гб. Дисплей: 1,56” IPS 320×290 пикселей. ОС: Android Wear. Синхронизация: Android, iOS. Интерфейс: Bluetooth. Аккумулятор: Li-Ion 320 мАч, до 24 часов автономной работы (1 день). Корпус металлический, ремешок металл/кожа, съемный. Стандарт пылевлагозащиты: IP67. Вес часов: 60 грамм. Комплект: часы, беспроводная док-станция, инструкция, гарантийный талон.

Polar M600. Процессор: 2 ядерный 1,2 Ггц. ОЗУ: 512 Мб. Память: 4 Гб. Дисплей: 1,3” TFT 240×240 пикселей. ОС: Android Wear. Синхронизация: Android, iOS. Интерфейс: Bluetooth. Аккумулятор: Li-Ion 500 мАч, до 48 часов работы (2 дня). Корпус пластиковый, ремешок резиновый, съемный. Стандарт пылевлагозащиты: IPX8, погружение до 10 метров. Вес часов: 63 грамма. Комплект: часы, зарядное устройство, инструкция, гарантийный талон.

Samsung Gear S2. Процессор: 1 Ггц. ОЗУ: 512 Мб. Память: 4 Гб. Дисплей: 1,2” Super AMOLED 360×360 пикселей. ОС: Tizen. Синхронизация: Android. Интерфейс: Bluetooth. Связь: eSIM. Аккумулятор: Li-Ion 250 мАч, до 60 часов работы (3 дня). Корпус металлический, ремешок резиновый, съемный. Стандарт пылевлагозащиты: IP68. Вес часов: 47 грамм. Комплект: часы, беспроводная док-станция, инструкция, гарантийный талон.

Samsung Gear S3 frontier. Процессор: 2 ядерный 1 Ггц. ОЗУ: 768 Мб. Память: 4 Гб. Дисплей: 1,3” Super AMOLED 360×360 пикселей. ОС: Tizen. Синхронизация: Android. Интерфейс: Bluetooth. Связь: eSIM. Аккумулятор: Li-Ion 380 мАч, до 96 часов работы (4 дня). Корпус металлический, ремешок резиновый, съемный. Стандарт пылевлагозащиты: IP68. Вес часов: 62 грамма. Комплект: часы, беспроводное зарядное устройство, инструкция, гарантийный талон.

Uwatch Smart DZ09. Процессор: 533 МГц. ОЗУ: 128 Мб. Память: 64 Мб, поддержка microSD. Дисплей: 1,5” TFT 240×240 пикселей. ОС: MTK. Синхронизация: Android, iOS. Интерфейс: Bluetooth. Связь: microSIM. Аккумулятор: Li-Ion 380 мАч, до 48 часов работы (2 дня). Корпус пластиковый, ремешок резиновый, несъемный. Стандарт пылевлагозащиты: IP56. Вес часов: н/д. Комплект: часы, шнур microUSB, инструкция, гарантийный талон.

Заключение

Наш небольшой экскурс в мир умных часов дал нам в первую очередь возможность ответить на такие вопросы: зачем нужны умные часы, как они устроены, какие функции выполняют и как ими пользоваться. Вопрос как выбрать умные часы как бы там ни было, полностью лежит на ваших плечах, так как каждый человек в каждом отдельном случае считает для себя важными одни, другие или третьи параметры. Для одних это будет вычислительная мощность, для других программное обеспечение, для третьих широкий набор встроенных датчиков. Отсюда и вывод – выбор устройства должен исходить из ваших целей. Цели покажут какие параметры считать самыми важными в вашем случае, а уже по параметрам можно будет подбирать нужный вам гаджет, если в таковом есть нужда.

Чтобы выяснить, что такое смарт-часы и как ими пользоваться, заглянем в историю их появления.
Идея объединить функционал часов и компьютера уходит своими корнями в далекие 70-е годы прошлого века. Первой ласточкой на пути от классической механики до современных умных гаджетов стала модель Pulsar от Hamilton Watch Company. Она была пионером не только в области цифровых наручных изделий, но и первым товаром подобного рода с LED-дисплеем. Так что «днем рождения» привычной сегодня комбинации часы-компьютер, смело можно считать 6 мая 1970 года.

Назначение и функционал

Естественный вопрос: для чего нужны смарт-часы, не имеет однозначного ответа. Объясняется это тем, что сегодня сформировалось несколько областей, где нашли свое применение:
спорт и здоровый образ жизни;
сфера коммуникации;
семья;
туризм.
Причем строгих рамок здесь не существует, как и для любого многофункционального изделия: один и тот же гаджет можно использовать в разных областях, хотя, в зависимости от начинки и набора доступных функций, некая «специализация» среди них все же имеет место.
Итак, умные часы позволяют:

  • Использовать будильник, калькулятор, таймер, записную книжку, календарь, аудиоплеер, GPS-навигатор , браузер и другие приложения дистанционно подключенного смартфона;
  • Принимать звонки, сообщения и отвечать на них;
  • Контролировать и показывать данные о частоте сердечных сокращений, о течении сна, о пройденных шагах и расстоянии, о скорости перемещения, о температуре окружающей среды, о высоте над уровнем моря, о положении сторон света и точке стояния и пр.

Таким образом, современные умные часы в широком смысле – это цифровой гаджет для работы со смартфоном или планшетом. Для подключения, как правило используется беспроводная технология Bluetooth . Это позволяет владельцу задействовать смартфон, не прибегая к нему самому. Очень удобно при вождении автомобиля, во время занятий фитнесом, в момент поездки в переполненном автобусе, при выполнении каких-либо работ и во многих других случаях.

Правильное взаимодействие начинки умных часов со смартфоном обеспечивает соответствующее программное обеспечение: операционная система и набор нужных приложений. Хотя и не все устройства оснащаются ОС.

Умные часы бывают разные!

Все смарт-часы можно разделить на две больших группы: аналоговые и цифровые .

Первые , собственно и есть часы с обычными стрелками и циферблатом. Однако производители, оснастив их дополнительным оборудованием, «научили» как фиксировать и оповещать о событиях в смартфоне, так и контролировать физическую активность владельца. Доступна и обратная связь – с их помощью удобно управлять нужными функциями дистанционно: например, камерой или плеером. Такие часы относятся скорее к фитнес-гаджетам и весьма ограничены в возможностях.

Вторая группа наиболее обширна – это цифровая продукция. Она представлена моделями либо с операционной системой, либо без таковой. Последние смарт-часы весьма консервативны. Как правило их программная составляющая, заданная производителем, не поддается совершенствованию: установить на них дополнительные приложения, так же, как и радикально изменить внешний вид невозможно. Тем не менее и этот продукт нашел своего пользователя, так как разработчики научили их взаимодействовать и с Android-смартфонами, и c продукцией Apple на iOS платформе.

Самая обширная группа умных часов представлена гаджетами с операционными системами, разработанными специально для этого вида изделий. Таких ОС всего три:

  • Android Wear , созданную сотрудниками компании Google, которая продаёт производителям лицензию на ее использование; считается лучшей ОС для смарт-часов, а гаджеты, на которых она установлена взаимодействуют и с Android и с iOS;
  • Tizen – ОС от Samsung, устанавливается только на продукцию этого производителя, совместима пока только со смартфонами от Samsung;
  • WatchOS – ОС от Apple и работает только с продукцией этой компании.

Такие устройства обладают возможностью использовать огромное количество приложений, что еще больше расширяет их функциональные возможности, в том числе и по контролю за состоянием организма во время тренировок и физических нагрузок. А специальные датчики, например, компас, шагомер или акселерометр в часах это устройства, что снимают информацию используя такие физические явления, как магнитное поле Земли, вибрацию, ускорение, инерцию и другие.

Что такое умные часы для детей и их функции

Когда в семье подрастает ребенок, приходит время приучать его к самостоятельности. Высокую степень его безопасности обеспечивает устройство, сделанное специально для этой цели. Рассмотрим, как работают умные часы для детей.

Чтобы родители всегда знали, где находится их дитя, изделия оснащают датчиками GPS , которые постоянно «отмечают» положение ребенка в пространстве и через WiFi соединение передают данные на подключенный смартфон или планшет. Специальные приложения декодируют сигнал и показывают местоположение, например, на картах Google. Так же при определенных настройках фиксируется маршрут движения, благодаря чему у родителей есть возможность проконтролировать, где бывает их ребенок.

Не менее полезна функция, позволяющая настроить границы безопасной зоны по желанию родителей, например, в пределах двора. Если ребенок покинет эту зону, умные часы немедленно отправят сообщение родителям.

Есть модели, позволяющие использовать гаджет, как телефон. Чтобы ограничить круг лиц, которые могут позвонить ребенку, а также кому может позвонить он, достаточно в настройках указать эти телефоны. Есть в таких часах и камера, которая управляется дистанционно. Также, кроме способности отправлять и получать SMS, есть функция голосового сообщения, чтобы убедиться, что с ребенком все в порядке, существует функция обратного звонка. Таким образом можно прослушать, что происходит в его окружении, не привлекая внимания сигналом входящего звонка.

Встречаются гаджеты с датчиком снятия с руки . Эта функция предназначена для получения сигнала,если ребенок почему-либо решил снять умные часы, или же кто-то отнимает их. И все без исключения детские модели оснащены кнопкой SOS: при ее нажатии сигнал тревоги немедленно приходит на родительский смартфон.

При этом смарт-часы для здоровья не вредны и ничем ребенку не угрожают.

Что такое LBS в детских умных часах?

Если дословно, то это определение местоположения на основе находящихся вокруг вышек сотового оператора (Location-based service). Т.е. с помощью данной службы можно отследить геолокацию часов, оборудованных LBS, а значит и нахождение ребенка.

В каких случаях должна быть включена функция? Когда сигнал GPS не может поступить со спутника на часы, например, ребенок находится в здании. В таком случае для включения необходимо в настройках приложения на смартфоне активировать данную службу.

Недостатком LBS является то, что определение координат нахождения часов – приблизительное. Погрешность может составлять от 50 м до 2 км. Обуславливается это недостаточным количеством по-близости вышек оператора связи.

Для экономии заряда батареи часов, когда ребенок находится вне зданий и помещений, LBS лучше отключить.

Резюме

Конечно, не все модели оснащены одинаково, и набор возможностей у каждого изделия свой. При покупке умных часов на это обращают внимание в первую очередь. Необходимые функции выбирают в соответствии с задачами, которые устройство будет выполнять.

Затем уточняют, совместима ли операционная система любимого смартфона с программным обеспечением выбираемого гаджета, лучше сразу настроить подключение и убедиться, что все работает.

И последнее. В случае с умными часами не работает принцип: чем дороже, тем лучше. Цена в этом сегменте цифровых товаров практически никак не связана с функциональностью и удобством использования устройства. В большей степени цена зависит или от дизайна и применяемых материалов, или от «именитости» бренда.