עקרון החומרה של שעון חכם

עקרון הפעולה של שעוני חכם אינו מסובך. אפשר להסביר אותו באופן פשוט.

שעונים מסורתיים, כפריטי אופנה, מתאפיינים בפונקציונליות יחסית מוגבלת. עם עלייתם של שעוני החכם, לא רק שנעשו זמינות תכונות מגוונות שמספקות מענה לצרכים של המשתמשים, גם העיצוב המודרני שלהם пользуется בתהילה רבה בקרב המשתמשים.

שעוני חכם מצטיינים במעקב אחר הבריאות, הקלדת פעילות גופנית, תזכורות יומיומיות ועוד, מה שהופך אותם למוצר אלקטרוני למחצה קלאסי המצוי בחברת רבים כבר היום.

א. כיצד פועלים שעוני חכם

שעון חכם הוא מערכת המשלבת חומרה ותוכנה. המערכת מסתמכת בעיקר על חיישנים שונים לאיסוף נתונים על פעילות המשתמש והפיזיולוגיה שלו, וכן על טכנולוגיות תקשורת אלחוטיות לצורך החיבור עם טלפונים חכמים או מכשירים אחרים, כדי לסנכרן ולהציג התראות כגון הודעות, דוא"ל ושיחות. במקביל, הוא מציע מגוון שירותים כמו ניהול בריאות, מעקב אחר פעילות גופנית ותשלומים.

עקרון הפעולה של שעון חכם כולל רכיבים וטכנולוגיות מרובות ：

1. רכיבי חומרה

שבב מרכזי: אחראי על עיבוד כל הפעולות. לרוב משתמש במעבדים בעלי ארכיטקטורת ARM, הידועים בכוח מחשוב גבוה וצריכת אנרגיה נמוכה.

תצוגה: משתמש במסכי תצוגה קריסטל נוזלי (LCD) או מסכי דיודה אורגנית פולטת אור (OLED) להצגת מידע.

סוללה: לרוב משתמש בסוללות ליתיום-יון או ליתיום-פולימר, המספקות משך חיי סוללה ארוך.

חיישנים: כוללים מאיצים, ג'יירוסקופים, חיישני דופק, וכו', המשמשים לאיסוף נתונים על תנועת המשתמש, שינה, דופק, וכו'.

מודול חיבור: מאפשר העברת נתונים ותקשורת עם טלפונים או התקנים אחרים, לרוב באמצעות מודול בלוטות'.

חומרה נוספת: עשויה לכלול רמקולים, מיקרופונים, שבבי NFC, וכו', התומכים בפונקציות כמו שיחות ותשלומים.

2. תמיכה בתוכנה

מערכת הפעלה: כגון Android Wear (כעת Wear OS), watchOS, וכו', המותאמות לאפיון השעונים החכמים.

יישומים: יישומים מותקנים בשעון למעקב אחר בריאות, הודעות, תזכורות ללוח שנה וכו'. יישומים אלו מקבלים נתונים באמצעות שבב המרכזי והחיישנים, ומציגים, מודיעים או מעבדים אותם בהתאם על השעון.

סנכרון נתונים: ניתן לסנכרן נתונים בין השעון החכם והטלפון, מה שמאפשר למשתמשים להציג ישירות את לוחות הזמנים, התראות וכו' על השעון.

אינטראקציה עם המשתמש: מספק מגוון שיטות אינטראקציה עם המשתמש, כגון מסכי מגע וכפתורים פיזיים, המאפשרים למשתמש להפעיל את השעון, לדפדף בממשק וביישומים ולתקשר עם המכשיר.

3. סקירה של עיקרון הפעולה

איסוף נתונים: חיישנים מובנים אוספים נתונים של המשתמש כגון תנועה, שינה וקצב לב.

עיבוד נתונים: השבב המרכזי מעבד ומנתח את הנתונים שנאספו כדי לתמוך בפעילות היישומים השונים.

הצגת מידע: מידע מעובד מוצג על מסך השעון כדי שמשתמש יוכל להציג אותו.

העברת נתונים: הנתונים מועברים ומשודרים לטלפונים או להתקנים אחרים דרך מודול ה-Bluetooth, ובכך מושגת חיבוריות בין השעון והטלפון.

יחידת איסוף הנתונים עם חיישנים מובנים יכולה להשיג בזמן אמת נתונים על תנועות המשתמש, נתונים רפואיים וכו'. יחידת עיבוד הנתונים מעבדת ומחשבת את הנתונים שנאספו על ידי החיישנים. בעזרת אלגוריתמים ומודלים, היא ממירה נתונים גולמיים למידע שימושי. מסך תצוגת הנתונים מציג בפני המשתמש את הנתונים שנערכו בצורה גרפית או טקסטואלית. ניתן לנהל אינטראקציה באמצעות פעולות כמו מסך מגע או הצריח, ולבחור פונקציות שונות או להציג מידע שונה. מודול התקשורת המובנה יכול להתחבר לטלפונים או להתקנים אחרים, ולהעביר נתונים דרך Bluetooth או Wi-Fi. יחידת האספקה החשמלית משתמשת בעיקר בסוללות ליתיום ניתנות טעינה.

לסיכום, שעוני חכם משיגים פונקציות שונות וחוויות תפעול נוחות באמצעות שילוב של חומרה ותוכנה. עם התקדמות טכנולוגית מתמדת וחדשנות, הפונקציות של שעוני החכם יהפכו לעשירות ולמורכבות יותר, ויספקו למשתמשים חוויית חיים חכמה ונוחה יותר.

II. המבנה הפנימי של שעוני חכם

שעון חכם כולל יחידת איסוף נתונים, מעבד נתונים, יחידת תצוגה, יחידת העברת נתונים, יחידת זינה, מודול תקשורת וכו'.

רכיבי החומרה כוללים:

מעבד: זהו הרכיב המרכזי, האחראי על הפעלת הפונקציות והיישומים השונים של השעון, ומבטיח פעולה תקינה.

זיכרון: משמש לאחסון נתונים אישיים של המשתמש, יישומים, קבצי מערכת וכו'.

מערכת הפעלה: זו פלטפורמת התוכנה, האחראית על ניהול ובקרת החומרה, התקנת וריצת יישומים, טיפול באינטראקציה של הממשק וכו'.

מסך תצוגה: לרוב משתמש במסכי LCD או OLED להצגת זמן, מידע, נתוני אימון וכו'.

قسمת התצוגה מצויה עם מנוע LED ומעגל הגברה כדי להניע ולשלוט במסך.

בנוי פנים עם חיישנים שונים כגון מאיצים, ג'יירוסקופים וחישני דופק.

מודולי תקשורת בנו פנים כמו Bluetooth ו-Wi-Fi מאפשרים חיבור לטלפונים או להתקנים אחרים, והשגת העברת נתונים ושיתוף.

יחידת סוללה: כוללת שלטת מעגלЗащитה (PCB) האחראית על הגנה מפני טעינה יתר, פריקה יתר, זרם יתר וכו', עבור הסוללה.

שבב ניהול טעינה של סוללה מנהל באופן עצמאי את הטעינה והפריקה, ומאפשר הפיכת מתח הפוך ופונקציות הגנה.

למוצרים של התקנים נטענים כמו שעוני חכם, דרישות היישום לרכיבים הן צריכה נמוכה של חשמל, יציבות, גודל קטן, ביטחון וכفاءת אנרגיה. מוצרים של רכיבים בודדים צריכים להיות מעוצבים בצורה קומפקטית יותר, עוצמתיים יותר וחכמים יותר כדי לעמוד בצרכיו של הלקוח הסمارט-נטען.