【導(dǎo)讀】本文為大家展現(xiàn)一位工程師靈感再現(xiàn)設(shè)計(jì)開源式OLED手表的故事。盡管在創(chuàng)作過程中遇見各種問題：PCB布線、微控制器的封裝尺寸偏小，必須重新設(shè)計(jì)等等問題，但是最后還是成功了的全過程分享給大家。
很多精巧的開源硬件項(xiàng)目都是由在日常工作中以Altium Designer作為研發(fā)工具的電子工程師和PCB設(shè)計(jì)工程師完成的。而正在茁壯成長(zhǎng)的新一代工程師們的表現(xiàn)也十分亮眼。新西蘭坎特伯雷大學(xué)工程系大四學(xué)生Jared Sanson最近完成了一個(gè)令人驚嘆的開源項(xiàng)目――開源式OLED手表。
Jared之所以萌發(fā)這一想法，是因?yàn)樗诸^有一塊OLED的顯示屏，但是沒有辦法驅(qū)動(dòng)它。后來他在利用Altium Designer設(shè)計(jì)一款新型PCB時(shí)，突然意識(shí)到不能浪費(fèi)這塊顯示屏。于是他決定將該OLED顯示屏改造為智能手表平臺(tái)，并安裝低功耗藍(lán)牙和各種傳感器。
在著手這個(gè)項(xiàng)目時(shí)，Jared決定采用PIC24F微控制器來進(jìn)行，因?yàn)樗凶銐虻奶幚砟芰眚?qū)動(dòng)OLED顯示屏。他希望PCB的尺寸能夠完美地適應(yīng)OLED顯示屏的尺寸，這樣的想法為設(shè)計(jì)帶來了巨大的挑戰(zhàn)。由于所能夠選用的元器件類型受到了嚴(yán)格的限制，他只好盡可能地采用0603封裝的無源器件。與此同時(shí)，由于沒有焊接BGA封裝器件的設(shè)備，Jared轉(zhuǎn)而選擇易于焊接的QFN封裝芯片。為了降低成本，Jared必須將板子的結(jié)構(gòu)限制在2層以內(nèi)，由此導(dǎo)致PCB板上的布線十分困難。PCB板上最后幾根布線花費(fèi)的時(shí)間，幾乎與Jared花費(fèi)在其他走線的布線時(shí)間一樣長(zhǎng)。
在該項(xiàng)目進(jìn)行期間，由于Jared的學(xué)校網(wǎng)絡(luò)不能接入Altium Content Vault，Jared無法輕松獲得適用的元器件，因此他決定先自己動(dòng)手制作大多數(shù)的元器件，然后再進(jìn)行PCB設(shè)計(jì)。當(dāng)收到第一版的PCB時(shí)，Jared發(fā)現(xiàn)，由于忘記檢查所用芯片的封裝，微控制器的封裝尺寸偏小，必須重新設(shè)計(jì)。
盡管遇到各種各樣的挑戰(zhàn)，Jared認(rèn)為Altium Designer在項(xiàng)目過程中為他帶來了不少便利。他認(rèn)為 Altium Designer的3D PCB視圖十分好用，能夠幫助設(shè)計(jì)師在PCB板上擺放元器件時(shí)，清晰地看到每個(gè)元器件對(duì)總體厚度的影響，以及PCB下方的電池將如何安裝。Jared使用簡(jiǎn)單的3D體創(chuàng)建了按鈕和SMD無源器件等簡(jiǎn)單的元器件，并為USB插座這類復(fù)雜的元器件導(dǎo)入了STEP模型，從而準(zhǔn)確地將USB插座安裝到PCB上。
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這一開源式OLED手表項(xiàng)目耗費(fèi)了Jared一年時(shí)間，現(xiàn)在它已經(jīng)能真正顯示時(shí)間，而且能跟蹤他的大學(xué)課程表。Jared計(jì)劃繼續(xù)修改原理圖以便降低功耗，并簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)使它更薄，通過解決目前存在的各種問題來逐步完善這一項(xiàng)目。Jared還計(jì)劃籌集資金將該項(xiàng)目變成可拼裝的套件。而出于對(duì)開源硬件的熱衷，Jared采用開源硬件許可證的方式發(fā)布了項(xiàng)目相關(guān)的PCB和固件，便于其他工程師在他們的設(shè)計(jì)項(xiàng)目中進(jìn)行借鑒和使用。
