คืนชีพสมาร์ตวอทช์พังด้วย Custom Firmware บน nRF52832

Reversed Engineered Smartwatch Board with Custom ST7789 Display and nRF52832 Chip
สมาร์ตวอทช์พังที่ถูกนำมาแฮกไล่สายพิน ปลดล็อกชิป nRF52832 และเขียน Custom Firmware ขับหน้าจอ ST7789 โดย dsnindustries

สวัสดีเพื่อนๆ ชาว Maker, สายรื้อแกะ และนัดสร้างสรรค์อุปกรณ์ทุกคนครับ! ⌚🛠️ เคยสงสัยกันไหมครับว่า สมาร์ตวอทช์หรือนาฬิกาอัจฉริยะพังๆ ที่แบตเตอรี่เสื่อมสภาพแล้ว หรือแอปพลิเคชันต้นทางหยุดอัปเดตไปแล้ว เวลาที่ถูกทิ้งอยู่ในกองขยะอิเล็กทรอนิกส์ (E-waste) ชิปประมวลผลข้างในยังใช้งานได้ดีอยู่หรือเปล่า?

คุณ **[dsnindustries]** Maker สายวิศวกรรมย้อนรอย (Reverse Engineering) ได้หยิบเอานาฬิกาสมาร์ตวอทช์จีนที่พังแล้วมารื้อแกะโครงสร้าง แล้วก็ต้องประหลาดใจเมื่อพบว่าข้างในมีชิปไมโครคอนโทรลเลอร์บลูทูธตัวแรงอย่าง **Nordic nRF52832** ซ่อนอยู่ พร้อมเซนเซอร์ Gyroscope, วงจรชาร์จแบตเตอรี่ และหน้าจอแสดงผล SPI เขาจึงเริ่มต้นปฏิบัติการ "แฮกคืนชีพฮาร์ดแวร์" ด้วยการไล่สายพิน ปลดล็อกระบบป้องกัน และเขียน **Custom Firmware** ขึ้นมาใหม่ทั้งหมดครับ!

กระบวนการ Reverse Engineering ไล่พินฮาร์ดแวร์ step-by-step 🔍⚡

เนื่องจากอุปกรณ์พาณิชย์จำพวกนาฬิกามักจะไม่มีผังวงจร (Schematics) แจกแจงไว้ ขั้นตอนแรกจึงต้องใช้เครื่องมือพื้นฐานเพื่อทำความเข้าใจการเชื่อมต่อของฮาร์ดแวร์ครับ:

  • ไล่สายสัญญาณพินจอแสดงผล SPI: ใช้ดิจิทัลมัลติมิเตอร์ (เช่น Digilent Mastech MS8217) ในโหมดวัดความต่อเนื่อง (Continuity Mode) ค่อยๆ จิ้มวัดขาพินหน้าจอทีละพิน เทียบเข้ากับขาของ IC แพ็กเกจ nRF52832
  • เช็กเส้นทางเซนเซอร์ Gyroscope & ระบบไฟ: ไล่ตามลายปริ้นท์ของเซนเซอร์ Gyroscope ชนิด BGA ที่ไม่มีขาโผล่มาให้เห็น ค่อยๆ แกะรอยลายปริ้นท์เชื่อมต่อและวงจรชาร์จแบตเตอรี่ไปทีละส่วน

💡 อยากลองแฮกชิป nRF52 หรือสั่งพิมพ์เคสนาฬิกา 3D Print สวยๆ?

ในการทำอุปกรณ์สวมใส่ DIY การออกแบบและสั่งพิมพ์เคสตัวเรือนหรือแท่นวางชาร์จด้วย **3D Printing** จะช่วยปกป้องแผงวงจร nRF52832 ล็อกหน้าจอ LCD ให้แน่นหนา และทำให้โปรเจกต์ของคุณออกมาดูเป็นสมาร์ตวอทช์จริงพร้อมใส่ติดข้อมือครับ!

หากเพื่อนๆ กำลังมองหา **บอร์ดพัฒนา BLE, ชิป nRF52832, จอแสดงผล ST7789, อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์** หรือต้องการสั่งทำเคสสวมใส่ผ่าน บริการรับปริ้นท์ชิ้นส่วน 3D (3D Printing Service) สามารถนำไฟล์ STL มาประเมินราคากับร้าน **Globalbyte Shop** ได้เลยครับ!

ปลดล็อกชิป APPROTECT & แฟลช Adafruit Bootloader 🔓💻

อุปสรรคสำคัญที่สุดของการแฮกชิปตระกูล Nordic บนอุปกรณ์พาณิชย์ก็คือ ตัวชิปจะถูกล็อกการอ่าน-เขียนไว้ด้วยระบบ **Access Port Protection (APPROTECT)** เสมอครับ:

  1. ปลดล็อกการป้องกันของชิป (Bypassing APPROTECT): ต่อสายสัญญาณ JTAG เข้ากับตัวบอร์ด และใช้โปรโตคอล ESP32-DAP ร่วมกับเครื่องมือเปิดอย่าง Nrf52832-Unlocker บน GitHub เพื่อสั่งล้างรีจิสเตอร์ป้องกันภายในของ nRF52832
  2. ติดตั้ง Bootloader ใหม่: เมื่อชิปเปิดรับการเขียนโค้ดแล้ว จึงทำการแฟลช **Adafruit nRF52 Bootloader** ลงในตัวบอร์ดผ่านโปรแกรม OpenOCD และเครื่องมือ JTAG Debugger
  3. เขียน Custom Firmware & อัปเกรดหน้าจอ: เซ็ตระบบพัฒนาบน Microsoft VS Code ร่วมกับ Nordic nRF Connect SDK และ Arduino IDE เขียนโค้ดสื่อสาร Bluetooth BLE และอัปเกรดเปลี่ยนไปใช้หน้าจอสีขนาดใหญ่ขึ้น **1.69 นิ้ว ST7789 SPI Display** แสดงผลกราฟิกได้คมชัดสวยงามสุดๆ ครับ!

⚠️ ข้อควรระวังในการบัดกรีและปลดล็อกชิป!

การต่อสาย JTAG บนบอร์ดสมาร์ตวอทช์ขนาดจิ๋ว ต้องใช้หัวบัดกรีปลายแหลมและใช้ความระมัดระวังเป็นพิเศษเพื่อไม่ให้ความร้อนทำลายลายปริ้นท์จิ๋วรอบๆ ชิป nRF52832 และการสั่งล้างเฟิร์มแวร์เพื่อปลดล็อก APPROTECT จะทำให้เฟิร์มแวร์เดิมของโรงงานถูกลบหายไปทั้งหมดครับ!

คลิปวิดีโอขั้นตอนการแฮกสมาร์ตวอทช์ nRF52832 โดย dsnindustries 🎬

ตัวอย่างคำสั่งการใช้ OpenOCD สั่งล้างระบบ APPROTECT บนชิป nRF52832 💻

สคริปต์คำสั่งคอมมานด์ไลน์ OpenOCD สำหรับสั่งปลดล็อกการเขียนไฟล์ลงชิป nRF52832 ผ่าน JTAG Debugger:

# [OpenOCD] คำสั่งสั่งปลดล็อก APPROTECT และแฟลช Adafruit Bootloader ลงชิป nRF52832
openocd -f interface/cmsis-dap.cfg -f target/nrf52.cfg -c "init" -c "nrf52.dap accesstop 0 0x0" -c "exit"

# สั่งล้างข้อมูลชิปทั้งหมด (Mass Erase)
nrfjprog --eraseall -f NRF52

# สั่งอัปโหลดไฟล์ Adafruit nRF52 Bootloader
nrfjprog --program feather_nrf52832_bootloader-v0.6.2.hex -f NRF52 --chiperase --reset

🔗 ข้อมูลอ้างอิงและจุดวาร์ปอ่านต่อ:

สำหรับเพื่อนๆ ที่ต้องการศึกษาเครื่องมือปลดล็อกชิปและซอฟต์แวร์ สามารถตามลิงก์ไปส่องต่อได้เลยครับ:

⚡ พร้อมเริ่มแฮกอุปกรณ์บลูทูธ BLE และสั่งพิมพ์เคส 3D แล้วหรือยัง? ⚡

🛒 ช้อปบอร์ดพัฒนา BLE, จอแสดงผล ST7789, อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ และสั่งพิมพ์เคส 3D ได้ที่ Globalbyte 💬 เข้าร่วมกลุ่มคอมมูนิตี้ แลกเปลี่ยนไอเดีย Reverse Engineering, nRF52, BLE และงาน DIY 📲 ปรึกษาโปรเจกต์ หรือส่งไฟล์ STL มาประเมินราคา 3D Print ฟรี! ผ่าน LINE OA
*Disclaimer (ข้อจำกัดความรับผิดชอบ): เนื้อหาบทความนี้ถูกเรียบเรียงและสรุปมาจากโปรเจกต์ภาษาอังกฤษ การต่อวงจรอิเล็กทรอนิกส์และการบัดกรีสายไฟควรศึกษาขั้นตอนอย่างละเอียดจาก คู่มือทางการบน GitHub ของโครงการ nRF52 Unlocker ก่อนลงมือทำจริงทุกครั้งครับ!

Blog posts