{"id":105,"date":"2012-11-30T10:14:15","date_gmt":"2012-11-30T10:14:15","guid":{"rendered":"http:\/\/www.gaudi.ch\/GaudiLabs\/?page_id=105"},"modified":"2015-03-23T10:01:21","modified_gmt":"2015-03-23T10:01:21","slug":"105-2","status":"publish","type":"page","link":"http:\/\/www.gaudi.ch\/GaudiLabs\/?page_id=105","title":{"rendered":"Open Watch – Archive"},"content":{"rendered":"

Welcome to OpenWatch!<\/h3>\n

Was ist \u00a0OpenWatch?<\/p>\n

OpenSwatch ist eine digital\u00a0Armbanduhr\u00a0die unter einer freien Lizenz auf dieser Seite\u00a0ver\u00f6ffentlicht\u00a0ist.<\/p>\n

Das Open Hardware Projekt hat zum Ziel jenen eine Plattform zu bieten die gerne eine Uhr tragen, die sie selbst programmieren und ihren W\u00fcnschen anpassen k\u00f6nnen. Alle dazu n\u00f6tigen Dokumente wie Zeichnungen, Schaltschemen, St\u00fccklisten und Programmcodes sind auf den folgenden Seiten zu finden.<\/p>\n

\"OpenWatch\"<\/p>\n

Welches sind die Hauptkomponenten von OpenWatch ?<\/p>\n

OpenWatch besteht aus einem mechanischen Uhrengeh\u00e4use aus Edelstahl, einer Elektronik mit Mikroprozessor und einem OLED Display. Der Mikroprozessor des Typs ATmega168 von ATMEL in Kombination mit einem SMD Uhrenquarz\u00a0gibt die Zeitbasis und steuert das Display an. Das 1 Zoll grosse Display des Typs Pictiva(TM) von OSRAM ist mit einer Aufl\u00f6sung von 96×36 Pixeln frei programmierbar.<\/p>\n

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Visualisierung<\/h3>\n
Hier eine Visualisierung der OpenWatch mittels Cinema4D.<\/div>\n
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Schaltschema<\/h3>\n

Das Schaltschema von OpenWatch zeigt im Zentrum den Prozessor ATmega168 mit dem\u00a032.768 kHz\u00a0Uhrenquarz. Der Uhren tacktet die Zeitbasis (Real Time Clock) des Prozessors. Der Prozessortakt selbst wird durch den internen RC Oszillator generiert. \u00dcber die Sechspolige Stiftleiste (ISP) kann der Prozessor programmiert werden. Ich verwende dazu den In-Circuit-Programmer AVRISP mkII von ATMEL. \u00dcber die SPI Leitungen des Prozessors (MOSI, SCK und SS) wird das Display angesteuert. Die MISO Leitung ist nicht verbunden, da das Display nur geschrieben und nicht gelesen werden kann. Das Display ben\u00f6tigt nebst der 3V Betriebsspannung von der Lithiumbatterie (VDD) noch eine 12 V Displayspannung (VCC). Diese wird durch einen Schaltregler im Displaytreiber generiert wird. Dazu ist eine externe Beschaltung mit einer Spule (L1) einer Schottkydiode (D1) und einem MosFet Transistor (Q1) n\u00f6tig. IC2 ist ein “Ambient Light Sensor” der zur Regelung der Displayhelligkeit verwendet werden kann.<\/p>\n

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Elektronik<\/span><\/h3>\n
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Ansicht des fertig aufgebauten Elektronikprints mit Display<\/div>\n
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\"Open<\/p>\n

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Leiterplatte<\/h3>\n
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Layout<\/div>\n
\u00a0\"undefined\"\"undefined\"<\/div>\n
Alle Layer \/ Best\u00fcckungslayer<\/div>\n
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\u00a0\"undefined\"\"undefined\"<\/div>\n
Top Layer \/ Bottom Layer<\/div>\n

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Software<\/h3>\n
DIe Software f\u00fcr die OpenWatch ist in C f\u00fcr den Microkontorller ATmega168 von ATMEL geschrieben.<\/div>\n
Ich arbeite auf einem MacMini und habe die ganze Programmierkette f\u00fcr das Mac OS X zusammengesucht:<\/div>\n
Kompilliert habe ich den Code mit dem AVR-GCC Compiler. Link MacPack<\/a><\/div>\n
\u00a0\"\"<\/div>\n
Programmiert habe ich den Chip direkt auf dem Print \u00fcber das AVR ISP MKII<\/a>. Zum \u00fcbertragen des Codes auf den In-Circuit Programmierer verwende ich den Uploader AVRDUDE (auch im MacPack) zusammen mit dem grafischen Interfaces AVR8_Burn-O-Mat<\/a>.<\/div>\n
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Das Programm zum betrieb der Uhr ist noch etwas rudiment\u00e4r. Er besteht haupts\u00e4chlich aus einer Real Time Clock und einem Display Treiber. Diese beiden Codeteile habe ich in Anlehnung an folgende Vorlagen erstellt:<\/div>\n
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Display Treiber: OLED Display – PICTIVA von Osram<\/a><\/div>\n
Super Seite von Jens Dietrich mit vielen n\u00fctzlichen Informationen und einem guten Code, den ich gr\u00f6sstenteils \u00fcbernommen und an den ATmega168 und mein Layout angepasst habe. Zudem habe ich eine neu, gr\u00f6ssere Schrift f\u00fcr die Minuten und Stunden Anzeige hinzugef\u00fcgt.<\/div>\n
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Real Time Clock (RTC): AVR134: Real-Time Clock using the Asynchronous Timer<\/a><\/div>\n
Den eigentlichen Uhrencode habe ich von einer Application Note direkt von Atmel. Ich habe auch diesen Code f\u00fcr den ATmega168 umgeschrieben und in mein Programm integriert.<\/div>\n
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Hier nun die Source Files von OpenWatch:<\/div>\n
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pictiva.c<\/a><\/div>\n
pictiva.h<\/a><\/div>\n
Makefile<\/a><\/div>\n
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Und so sieht die OpenWatch mit der Uhrensoftware aus:<\/div>\n
\"Open<\/p>\n
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Im Sleep Mode, der nach 20s Zeitanzeige aktiviert wird, brauch die Elektronik weniger als 20uA und kann somit an einer Batterie \u00fcber Jahre betrieben werden.<\/div>\n<\/div>\n
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Uhrengeh\u00e4use<\/h4>\n

Das Uhrengeh\u00e4use ist noch in Entstehung.<\/p>\n

\"\"\u00a0\"\"<\/p>\n

Ansicht des Uhrengeh\u00e4uses mit Armband von OpenWatch.<\/p>\n

Die Zeichnungen sind auf SolidWorks entstanden.<\/p>\n

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Explosionszeichnung des Uhrengeh\u00e4uses.<\/p>\n

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Erster Prototyp – Geh\u00e4use hergestellt auf einem 3D-Drucker (Fused Deposition Modeling)<\/p>\n

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\u00a0\"\"<\/div>\n
Handgefertigtes, mechanisches Geh\u00e4use<\/div>\n

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Rapid Prototyping Geh\u00e4use<\/h4>\n
Habe das selber gebaute Geh\u00e4use getestet (Video folgt). Nun konnte ich dank Rapid Prototyping sogar noch das original Geh\u00e4use fertigstellen. Es entstand in 2 Stunden auf einer Fused Deposition Modeling (FDM) Maschine. Nun wieder Elektronik einbauen und die zweite Uhr ist fertig.<\/div>\n
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Die sind die fertigen Produktionszeichnungen des Uhrengeh\u00e4uses:<\/p>\n

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\"undefined\"<\/p>\n

Zeichnung des Geh\u00e4uses<\/p>\n

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\"undefined\"<\/p>\n

Zeichnung des Deckels<\/p>\n<\/div>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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