Vortex Watch：深渊镜腕表

对于第一个组件，您需要访问 3D 打印机/3D 打印服务（或者如果您想获得花哨的 CNC 铣床）。

该部件最初是在测试期间在 FDM 打印机上打印的，但最终的设计最好通过众多可用的在线服务之一（Shapeways、i.materalise 等）用金属打印。

https://www.shapeways.com/

https://i.materialise.com/en

我已包含可打印的 .stl 以发送到您的打印机或选择的打印服务。如果您愿意，还可以打开程序集的源 .f3d 文件，并根据需要修改基本文件。如果您从未通过打印服务进行过金属 3D 打印，请注意，您可能需要根据所打印金属的材料属性来缩放模型。始终检查材料指南，并确保机器的构建体积可以适应您的设计。

最初，这两个部件也是在我的 FDM 打印机上打印的，但后来我在 SLA 3D 打印机上用半透明白色树脂打印了这两个部件。我选择这种颜色/材料是为了让一些光线从手表的按钮和 USB 端口所在的侧面渗出。您可以使用带有透明或白色灯丝的 FDM 打印机，以获得与上面显示的结果相当的结果。内壳需要用非导电材料印刷，以便电容式触摸传感器能够正常工作，但底壳可以选择用塑料或金属印刷。

这款手表上的“按钮”是两个穿过内壳的螺钉，用于与 PCB 上的齿形边缘接触。这两个螺钉都是 M2.5x 6mm 不锈钢紧定螺钉，如下所示：

https://www.amazon.com/M2-5-Point-Screws-Socket-10...

我使用的是 37 毫米 x 1 毫米的晶体，但由于最终打印尺寸的变化，您可能需要等到打印完外壳后再购买，以便您可以测量所需的确切尺寸。

https://www.esslinger.com/watch-crystal-flat-round...

当您购买水晶时，最好选择一些手表水晶胶粘剂。这就是我最终从与晶体相同的站点购买的东西，它很好地将晶体粘附到金属外壳上。

https://www.esslinger.com/gs-crystal-hypo-cement-g...

在这里购物时，最后要拿起的是您选择的 22 毫米表带和匹配的 22 毫米弹簧销。这是一个相当标准尺寸的表带宽度，因此您可以在大多数手表商店购买有趣的表带。

https://www.esslinger.com/watch-bands/

此步骤包括 .svg .dxf 和 .cdr 文件，激光雕刻（或 cnc 铣床/路由器）软件可以使用这些文件来创建 3 个表盘组件。对于单向镜面亚克力和 LED 灯板，您可以让激光切割 35 毫米的轮廓。常规的镜面亚克力板需要通过镜面背面进行雕刻，以允许来自 LED 的光线穿过手表的顶部。完成这个雕刻步骤后，像其他两块一样将 35 毫米的轮廓剪掉。

从上到下依次为三层：

1. 0.04 英寸亚克力透明镜，30% 透明
2. https://www.amazon.com/0-04-Acrylic-See-Through-Mi...
3. 1/16“ 镜面亚克力板
4. https://shop.zlazr.com/products/acrylic-mirror-sil...
5. LED 灯板 （用于光扩散）
6. https://www.tapplastics.com/product/plastics/plast...

在此步骤中，您需要做的就是上传附加到 OSHPark 站点的 .brd 文件，然后选择 2 盎司铜 0.8 毫米 PCB 选项。如果您不选择此选项，其他组件将无法正确放入手表中。

https://oshpark.com/

为了最大限度地减少高度，我在 OSHPark 上使用了 2 盎司铜 0.8 毫米 PCB 选项，以保持手表尽可能薄（额外的铜也很好）。您最终会得到这个板的 3 个副本，因为这是 OSHPark 的最低订购量，所以我建议在下一步订购零件来制作 3 个手表板。这样，如果在焊接/测试过程中出现任何问题，您将拥有备件。

在这个阶段，最好订购一个锡膏模板来配合您的 PCB 订单，以使焊膏涂覆到每个小焊盘上的速度明显更快/更精确。

https://www.oshstencils.com/#%20

最后，我还在此处提供了 .sch 文件，以防您想根据自己的喜好修改 EAGLE 中的原始设计或导出 Gerber 文件以发送给其他 PCB 制造商

附件是从 EAGLE 导出的 .txt 文件物料清单 （BOM），其中列出了填充您在上一步中订购的 PCB 所需的所有元件。您可以从 Digikey 和 Mouser 等在线分销商处订购大多数这些零件或类似零件。

https://www.digikey.com/

https://www.mouser.com/

下面列出了我使用的确切零件，但请注意，如果这些零件不可用，您可能需要找到替代品。

1× ATMEGA32U4-MUR 电子元件 / 杂项电子元件

1 × CSTCE8M00G55-R0 频率控制/谐振器

12 × WS2812B 3535 可寻址 SMD RGB LED（我相信这些是从 ebay 上的卖家那里采购的）

1 × DS3231MZ+ 时钟和定时器 IC / 实时时钟

3 × GRM155R70J105MA12D 电容器 / 陶瓷

1 × MCP73831T-2ACI/OT 电源管理 IC / 电源支持

1 × MIC5219 3.3V 电源管理 IC / 线性稳压器和 LDO

2 × AT42QT1010-TSHR 半导体和集成电路 / 其他半导体和集成电路

1 × 10118192-0001LF 连接器和附件/电信和数据通信（模块化）连接器

1 × BSH103,215 分立半导体/二极管晶体管模块

1 × GRM1555C1H471JA01D 电容器 / 陶瓷

1 × LTST-C193TBKT-5A LED 和配件/发光二极管 （LED）

4 × GRM155R61A104KA01D 电容器 / 陶瓷

2 × GRM155R60J475ME47D 电容器 / 陶瓷

1 × GRM155R71H222KA01D 电容器 / 陶瓷

1 × GRM155R60J106ME15D 电容器 / 陶瓷

1 × F980J106MUA 电容器 / 钽电解电容器

1 × F980G226MUALZT 电容器 / 钽电解

1 × LTST-C193KRKT-5A 电子元件 / 杂项电子元件

1 × MAX17043G+U 电源管理 IC / 电源支持

5 × RC0402JR-0710KL 电阻器（固定）/厚膜表面贴装

3 个 × RC0402JR-07470RL 电阻器（固定）/厚膜表面贴装

2 个 × RC0402FR-0722RL 电阻器（固定）/厚膜表面贴装

1 × RC0402JR-071KL 电阻器（固定）/厚膜表面贴装

1 × RC0402JR-075K1L 电阻器（固定）/厚膜表面贴装

1 × 锂离子电池 LP402025 - 3.7v 150mAh https://www.adafruit.com/product/1317

https://www.instructables.com/id/Simple-Skillet-Surface-mount-Soldering/

只需将其留在这里，这样您就无需向上滚动到第 1 步即可找到它。:)

此外，还附上了有用的.pdf图，其中包含元件名称和位置，您可以在将元件放置在电路板上时参考。

使用回流焊成功焊接顶部组件后，您需要手动将 PCB 背面的微型 USB 端口和电池引线焊接到焊盘上，如第二张图片所示。

现在所有组件都已焊接完毕，让我们继续编程。

测试/编程新板的第一步是引导加载器件。空白的 ATmega32u4 应使用 Arduino IDE 和您选择的系统内编程器 （ISP） 作为 Feather 32u4 板启动加载。您可以将器件编程器暂时靠在 PCB 底部的六个裸露焊盘上，直到代码上传。设备引导加载后，上传示例 Blink 草图以使用板载测试 LED 来验证设备是否正常工作以及是否能够进行编程。

只需从下面的 github 链接下载最新的 Arduino .ino 文件，然后在 Arduino IDE 中打开它。您可能需要更改草图中的默认时间以匹配您所在位置的当前时间。设置完成后，继续将代码上传到新组装的电路板。

最新代码可在以下位置找到： https://github.com/nolandoktor/Vortex_Watch_Code

我还要非常感谢 Jamal Davis 编写软件，让这一切成为现实。

此时，您应该拥有经过编程和测试的电路板、激光切割的表盘部件、3D 打印外壳和各种用于组装的硬件。

1. 组装手表主体的第一步是小心地将手表水晶粘在外壳上。在表身内壁架的顶部涂抹少量胶水，然后将水晶放下。请遵循（双关语）手表水晶胶随附的说明，并让胶水完全凝固，然后再进行下一步。
2. 接下来，您需要将内壳插入外壳的外壳中，并将表盘从底部插入内壳的内部。在安装过程中，表盘必须尽可能保持清洁，因为任何灰尘或瑕疵都会清晰可见。考虑在激光切割件上留下任何保护膜，直到此步骤之前，并小心安装，以免在任何透明或镜面上留下指纹。
3. 添加这些部件后，您应该将电子设备放入外壳中，确保 USB 端口先放在内壳 USB 开口中，然后继续将与 USB 相对的一侧降低到位。
4. 电子设备就位后，您可以通过 USB 端口对面的两个开口将两个 M2.5 x 6mm 平头/固定螺钉拧入机箱侧面。这些螺钉应位于手表的齿状边缘下方，并应将 PCB 固定到位。
5. 接下来，通过安装后壳板关闭手表。这个板应该压合到位，但你可能需要做一些缩放和重新打印，直到你找到你满意的贴身。
6. 安装完成后，要添加的最后一个部分是手表、弹簧销和表带。根据所使用的 3D 打印工艺，打印用于固定弹簧销的孔可能尺寸过小，并且可能会受益于使用小钻头进行快速铰孔。

如果您已经完成了到目前为止的所有步骤，那么希望您面前有一块非常棒的手表。祝贺！

本节只是为了说明一些我没有实现或可以在手表的未来版本中进行改进的事情。

待办事项

1. 重新设计手表外壳以允许拧紧背面。当前版本的压装可能有点喜怒无常，并且在很大程度上依赖于 3D 打印件的耐受性。
2. 添加模式可暂时将所有 LED 更改为白色，以便手表可以兼作手电筒。
3. 在表镜架上添加额外的材料，以便在二次作中将外部表壳加工成近乎完美的尺寸。
4. 在外壳设计中添加垫圈以获得更好的防水性。
5. 在线获取指南针/IMU IC，以允许手表的指南针模式和手势反应唤醒。