DIY 아두이노 스마트워치 - 애플 워치 스타일 직접 제작

부품 및 소모품

부품	수량	비고
SparkFun Arduino Pro Mini 328 - 3.3V/8MHz	1
Adafruit Bluefruit LE - BLE 4.0 (nRF8001 브레이크아웃 v1.0)	1
Adafruit 모노크롬 0.96" 128x64 OLED 디스플레이	1
Adafruit 리튬이온 폴리머 배터리 3.7V 100mAh	1
마이크로 USB 커넥터	1
1MΩ 1206 SMD 저항	3
20mm 시계 스트랩 (스프링 바 포함)	1
USB-A to 마이크로 USB 케이블	1
2x5mm 나사	4
SparkFun LiPo 충전기 기본형 - 마이크로 USB	1
SparkFun FTDI 베이직 브레이크아웃 - 3.3V	1	프로 미니 업로드용
50x50mm 알루미늄 시트	1	후면 커버용
매트릭스/스트립 보드	1

필요 도구 및 장비

• 납땜 인두 (범용)
• 3D 프린터 (범용)
• 기타 일반 공구: 톱, 펜치, 드라이버, 칼 등

앱 및 온라인 서비스

• Arduino IDE

프로젝트 개요

아이폰 알림 표시, 착용 가능한 크기, 하루 이상 가는 충전식 배터리를 가진 스마트워치를 직접 만들고 싶었습니다. 아두이노 프로 미니 기반으로 블루투스로 아이폰과 연결. 마이크로 USB 포트가 배터리와 연결돼 충전 간편. 전면 와이어가 터치 버튼 역할(손가락 감지)로 인터페이스 구현.

새 알림 수신 시 아이폰 시간과 자동 동기화 → 아두이노 지연 오차 보완으로 신뢰성 향상. 10초 후 화면 끄기(배터리 절약). 중앙 버튼 터치나 새 알림 수신 시 화면 켜짐.

Luke Brendt의 페이지에서 같은 아이디어 발견했으나 더 작고 착용 가능하게 개선. Brendt의 ANCS 아두이노 라이브러리 사용. ANCS(Apple Notification Center Service)는 블루투스 저전력 액세서리가 iOS 기기의 다양한 알림에 간편하게 접근하게 해주는 서비스.

제작 튜토리얼

1단계: 전기 하드웨어 조립

회로도상 많은 배선이 필요하고 모든 부품을 밀집 배치해야 해 난이도 높음. 여러 시행착오 끝에 다음 순서로 조립하면 수월:

1. Bluefruit LE를 아두이노에 유연한 와이어로 연결
2. 터치 버튼용 보드 제작 후 핀 부착 (LED 다이오드에서 핀 잘라 사용). 이 보드를 유연한 와이어로 아두이노에 연결.
3. OLED 디스플레이 핀 일부 수정 후 아두이노에 조립

다음 단계는 코드 업로드 및 하드웨어 동작 검증 후 진행:

4. 그라운 연결용 유연한 와이어 준비 - 시계 뒷면에 닿을 길이로. (정전식 터치 작동을 위한 그라운드 레퍼런스 필요)
5. 마이크로 USB 커넥터를 그라운드와 RAW에 유연한 와이어로 연결 - USB 마이크로 핀아웃 참고해 그라운드와 양극 연결. 주의: USB 양극을 VCC가 아닌 RAW에 연결!
6. 배터리를 그라운드와 RAW에 유연한 와이어로 연결 - 주의: 배터리 양극도 RAW에 연결, VCC 아님!

충전기도 커스텀 필요:

1. 마이크로 USB 케이블 자르기
2. USB 케이블 빨간 선을 배터리 커넥터 빨간 선에, 검은 선을 검은 선에 연결

중요!

일반 마이크로 USB 케이블로 5V 직접 충전 불가! 리튬폴리머 배터리 손상 위험. 반드시 Li-Po 충전기 사용.

팁: 부품 간 절연테이프로 쇼트 방지.

2단계: 소프트웨어

사용 라이브러리 (일부 하드웨어 맞춤 수정 필요):

• ANCS 라이브러리 - GitHub
• 블루투스 저에너지 SDK - GitHub
• U8glib (OLED용) - GitHub
• 정전용량 센싱 라이브러리 - 아두이노 플레이그라운드

필수 수정 사항

1. ANCS 라이브러리, notif.cpp 826행: Bluefruit 모듈 작동을 위해 리셋 핀 변경

   aci_state.aci_pins.reset_pin = 9;  // 9로 변경
   

2. ANCS 라이브러리, ancs_data_source.cpp: 시간 동기화 버그 수정
   • 전체 코드를 이 링크의 코드로 교체
   • 217행에 다음 행 추가:

     case ANCS_NOTIFICATION_ATTRIBUTE_DATE: debug_print(F(", Date: ")); // YYYYMMDDTHHMM
     datetime = (char*)malloc(5);  // 이 행 추가!
     strncpy(datetime, buffer, 4);
     

3. ANCS 라이브러리, ancs_notification.h: 전체 코드를 이 링크의 코드로 교체

아두이노 프로 미니는 온보드 프로그래머 없음 → 외부 프로그래머 필요. SparkFun FTDI 베이직 3.3V 사용.

첨부된 압축 파일에 아두이노 코드와 수정된 모든 라이브러리 포함. 코드에 주석 달아 기능 설명. Arduino IDE 1.8.3에서 GCC 컴파일러 알려진 버그로 컴파일 실패 시 Arduino IDE 1.0.6 사용 권장.

3단계: 스마트워치 케이스

모든 부품 들어갈 크기로 케이스 설계. 첨부된 STL 파일이 본 프로젝트용 케이스. (케이스 설계 2회 반복으로 사진마다 모양 다를 수 있음.)

후면 커버: 오래된 상자 알루미늄 시트 잘라 케이스 크기에 맞게 제작, 나사 구멍 뚫기. 케이스와 스트랩용 구멍 간격 필요. 후면 커버가 전도성 소재면 그라운드-바디 와이어 연결에 유리. 알루미늄 시트 깔끔하게 자르려면 나무 조각 사이에 끼우고 금속톱 사용.

3D 프린트 케이스 후처리:

1. 고운 사포로 샌딩
2. 스프레이 퍼티 도포해 표면 커버
3. 다시 고운 사포로 샌딩 (3-4단계 반복해 매끄러운 마감까지 - 3회 반복함)
4. 스프레이 페인트 도포

스프레이 캔 지침 따라 최적 결과 얻기.

4단계: 최종 조립

터치 버튼 핀을 케이스 하단 구멍으로 통과시키고 위로 구부려 상단 구멍에 삽입. 와이어 눌러 평평하게. 나머지 부품 밀어 넣고 화면 위치 잡기. 부품 조립과 케이스 설계 모두 영향받아 화면 약간 회전됨. 마이크로 USB 커넥터 측면 구멍으로 통과 (테이프로 타이트하게 고정). 바디-그라운드 와이어를 후면 커버에 납땜하고 절연테이프로 감싼 뒤 나사 4개로 후면 커버 고정.

5단계: 스마트워치 사용법

아이폰 블루투스 설정 → 블루투스 켜기 → "ANSC rusk" 장치 찾아 페어링. 이제 스마트워치에서 아이폰과 같은 알림 수신.

중앙 버튼 + 오른쪽 버튼 동시 터치로 재시작 (연결 문제 시 유용). 충전은 개조한 USB 케이블을 Li-Po 충전기에 연결.

코드

Arduino Apple Watch.zip

압축 파일에 수정된 모든 라이브러리와 코드 포함. 미리보기 불가 (다운로드만 가능).

커스텀 파트 및 인클로저

모든 부품이 들어가는 스마트워치 케이스 STL 파일.

회로도

회로도대로 부품 연결.