Wassup ชาว Maker ทุกคน! 🚀 ปกติเวลาเราอยากได้นาฬิกามาจับชีพจรหรือวัดค่าออกซิเจนในเลือด (SpO2) ก็ต้องไปกำตังค์ซื้อ Smartwatch ราคาแพงๆ ใช่ไหมล่ะครับ? แต่สำหรับสายหาทำอย่างเรา การ "ประกอบใช้เอง" มันได้ฟีลลิ่งและภูมิใจกว่าเยอะ!

วันนี้เลยจะพามาดูโปรเจกต์ "AegiWatch 1.0" โดยคุณ [Cherkaoui Faris] ที่เค้าย่อส่วนระบบตรวจวัดสุขภาพทางการแพทย์ (Medical-grade) มายัดใส่ข้อมือ โดยใช้บอร์ดสมองกลสุดฮิตอย่าง ESP32 และเซนเซอร์บ้านๆ ที่พวกเราหาซื้อได้ทั่วไป มาทำเป็นนาฬิกาสาย Wearable ของแท้!

ผ่าไส้ใน! ใช้อะไหล่อะไรบ้างถึงกลายเป็นนาฬิกาได้? 🛠️

สถาปัตยกรรมของนาฬิกาเรือนนี้ใช้ของแบบตรงไปตรงมา เน้นให้ประหยัดแบตเตอรี่ที่สุดครับ:

• สมองกล (System Brain): ใช้ชิปตระกูล ESP32 รับจบเรื่องการประมวลผลข้อมูลและดันภาพขึ้นจอ
• เซนเซอร์สุขภาพ: ใช้โมดูลตระกูล MAX30100 (ตัวอ่านค่า PPG) ซึ่งมันจะยิงแสงสีแดงและอินฟราเรดเพื่อวัดอัตราการเต้นของหัวใจและออกซิเจนในเลือด
• เซนเซอร์จับการเคลื่อนไหว: ใส่โมดูลยอดฮิตอย่าง MPU6050 (IMU) เพื่อแทร็กการเดิน แกว่งแขน หรือแม้แต่ตรวจจับการล้ม (Fall detection) ได้แบบ 6 แกน
• หน้าจอ: จอ OLED ขนาด 1.3 นิ้ว เล็กกะทัดรัดแต่แสดงกราฟหัวใจเต้นได้ลื่นๆ
• ระบบไฟ: ใช้แบตเตอรี่ Li-Po ต่อผ่านบอร์ด TP4056 เพื่อให้ชาร์จไฟผ่าน USB ได้เหมือนนาฬิกาแบรนด์ดัง

ขั้นตอนการแปลงร่างจากบอร์ดทดลองสู่นาฬิกาข้อมือ 🏃♂️💨

1. เทสทีละตัว (Unit Testing): อย่าเพิ่งรีบต่อสายไฟหมดนะ! ต้องแยกเทสเซนเซอร์ทีละตัวก่อน เพื่อเคลียร์ปัญหาสัญญาณรบกวน (Noise) และคาลิเบรต (Calibrate) ตัว MPU6050 ให้นิ่ง
2. รวมร่างลง Protoboard: พอมั่นใจว่าวงจรทำงานได้ เค้าก็จับบัดกรีอุปกรณ์ทั้งหมดลงแผ่นวงจรไข่ปลา (Perfboard) ยัดซ้อนกันเป็นชั้นๆ (Stacking) เพื่อให้ขนาดเล็กลงที่สุด และลดปัญหาสายไฟหลุด
3. ออกแบบเคส 3D (Fusion 360): ขั้นตอนนี้ถือว่าท้าทายสุด! เค้าต้องออกแบบเคสให้เซนเซอร์วัดชีพจรยื่นออกมาสัมผัสผิวหนังข้อมือได้พอดีเป๊ะ ไม่งั้นค่าที่อ่านได้จะแกว่งและไม่แม่นยำ
4. อัดเฟิร์มแวร์: เขียนโค้ด Arduino ควบคุมทุกอย่างให้คุยกันผ่าน I2C Bus ซึ่งต้องจัดการเวลาให้ดี ไม่ให้การวาดจอไปดึงจังหวะการอ่านค่าหัวใจ (Non-blocking loop)

แผนผังการเชื่อมต่อ I2C (Bus Sharing) 📡

เนื่องจากมีเซนเซอร์หลายตัว เค้าเลยให้ทุกตัวต่อขนานกันบนสายสัญญาณเดียวกัน (SDA/SCL) แล้วใช้รหัสที่อยู่ (Hexadecimal address) ในการเรียกชื่อแทน:

I2C Architecture Copy Code

[MAX Sensor   (Address 0x57)] ──┐
[IMU Unit     (Address 0x68)]   ├─── I2C Bus (SDA/SCL) ───> [Microcontroller]
[OLED Display (Address 0x3C)] ──┘

ส่องชิ้นส่วนและเบื้องหลังการประกอบ 📸

พระเอกของงาน: บอร์ดสมองกล ESP32 และเซนเซอร์วัดชีพจร MAX ซีรีส์

ช่วงพัฒนาแรกเริ่ม ต่อสายไฟรกๆ บน Breadboard ก่อนเอาไปบัดกรีลงแผ่นจริง

การบัดกรีลงบอร์ดไข่ปลา และจัดวางซ้อนกัน (Stacking) เพื่อประหยัดพื้นที่บนข้อมือ

แบบร่าง 3D เคสนาฬิกา มีการเว้นช่องสำหรับชาร์จแบตและเซนเซอร์ใต้เครื่องให้พอดีเป๊ะ!

หน้าตา UI (User Interface) เมื่อเขียนโค้ดแสดงกราฟชีพจรสำเร็จ