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開放設計的模組化智慧手環 - Atomwear

 

許多人都知道Google購併Motorola後,即便再將Moto業務轉售給Lenovo,但仍保留2個研究專案繼續研究,一是Tango,另一是Ara,其中Ara專案是推行模組化手機,手機的多數功能都可以讓終端使用者自行搭組,包含攝影鏡頭、無線模組等。

不過2014年8月9日,群眾募資網站上有個新發起募資專案為Atomwear,由大陸移民加拿大的Shuwen Liu(盧淑雯?)所發起,該專案在建立一個模組化、自由搭組的智慧手環。

模組化的智慧手環

Atomwear智慧手環的根基是一片環形、可凹撓的軟性印刷電路板(FPC),稱為基板(base board),其上有6個微型的插槽,每個插槽均是12 x 2的腳位,用來連接不同的功效電路板,功效電路稱為模組(module)。

Atomwear 1

Atomwear

目前已開發出12種模組可供選用,但有些是基本不可或缺的,例如電池模組(40mAh)、微控器模組(使用Nordic的藍牙晶片),是構成智慧手環的必要本體,另外電池要充電時需要加裝USB埠充電模組。

Atomwear已開發出12個模組

Atomwear已開發出12個模組

所以真正出門後可彈性換用、搭配的為4個功效模組(假設出門不再充電,或把充電模組隨身攜帶,隨時可換接上去),此外,若嫌電池電路不夠,也可以多加裝幾個模組,例如加裝第二個電池模組則電能自40mAh增至80mAh。另外開發者在開發過程中需要除錯,所以需要除錯模組,但一般使用者不需要。

除上述外,其餘為真正的功效性模組,如加速度感測器模組(含大氣壓力感測模組)、九軸感測模組(加速度、磁阻、陀螺儀)、OLED顯示器模組等,有更多模組尚在開發,如無線充電模組、條碼掃瞄器模組、NFC模組、GPS模組等。多數模組為1 x 1公分的微型電路板,少數模組大於這個尺寸,如OLED顯示器為1.4 x 1.4公分。

一旦選擇好搭配的模組,Atomwear也有對應的橡皮外觀,可將模組與基板固定,真的可配戴出門使用,而不是方便功效驗證用的開發電路板。

另外也談談電子工程方面,Atomwear的6個插槽其實是諸多I/O介面的共通集合,包含SPI、UART、I2C、SWD、ADC、GPIO等,透過這些介面讓6個模組能連為一體,而插槽設計上雖可反接,但有防呆設計,反接僅是無法正常運作,並不會傷害電路。

開放軟硬體設計,讓創意自由發展

此外,Atomwear的軟硬體設計一律公開,包含可下載電路圖檔案,提供Android用的範例程式(Java語法撰寫)、開放API等,韌體方面用C語言與組合語言撰寫,並放在Atomwear wiki網站上,原始程式碼也見於github。

Atomwear專案發起人已經提出幾個智慧手環應用,例如當計步器、溫濕度感測器、手機防丟提示器,其他應用可能也包含電子羅盤、室內定位、手勢辨識、人機互動裝置(Human Interactive Device, HID意指滑鼠鍵盤等週邊裝置)等。

溫濕度感測


防丟定位功能


目前Atomwear的韌體完成度約80%,Android應用程式(App)方面的完成度約70%,若募資成功將在2014年9月量產,10月供貨。不過,這個專案實際上也不全然是個人發起,背後也獲得Nordic與Giayee.com的支持,前者可藉此增加晶片銷售量,後者則從事OEM/ODM業務,推行Atomwear也有助其業務。

Atomwear看似美好,但募資網頁的問答區亦有人提出質疑,例如雖標榜一切開放,但Nordic對其藍牙晶片的函式庫是有授權限制的,會否因此一併開放?或者會改用mbed專案的堆疊軟體?

加上募資專案有高達70%以上延遲出貨,甚至最終成果未如網頁預期的宣稱,因此仍必須保守看待,但整體而言,這對電子硬體工程師、軟體程式設計師,以及廣大的終端消費者而言,Atomwear都是個具革新、新奇性且值得發展的起點。

陸向陽

陸向陽

從電子科系畢業後,即以媒體人的角色繼續這段與「電子科技」的不解之緣。歷任電子技術專書作者、電子媒體記者、分析師等角色,並持續寫作不殆。近來投入Arduino、Raspberry Pi等開放硬體的研究與教程介紹。
陸向陽

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