Cara Membuat Smartwatch: Memilih Chip

 (ericmigi.com)
1 poin oleh GN⁺ 2025-05-16 | 1 komentar | Bagikan ke WhatsApp
  • Memilih SF32LB52J dari SiFli sebagai chip untuk Core Time 2
  • Salah satu keputusan paling penting dalam merancang smartwatch adalah pemilihan chip
  • Kompatibilitas perangkat lunak, konsumsi daya, dan biaya sangat memengaruhi pemilihan chip
  • Chip SiFli menawarkan SDK open source, konsumsi daya rendah, dan memori yang lega
  • Seri ini ke depannya juga akan membahas cara memilih komponen utama lain seperti display

Gambaran umum

  • Artikel ini adalah bagian pertama dari seri yang memperkenalkan cara membuat smartwatch sendiri
  • Tujuannya adalah menunjukkan bahwa siapa pun bisa membuat smartwatch yang layak dipakai sekitar tahun 2025 dengan sedikit usaha
  • PebbleOS yang di-open-source-kan diharapkan akan mendorong pengembangan smartwatch yang lebih kreatif
  • Smartwatch secara garis besar terdiri dari tiga elemen utama: hardware, software (firmware/sistem operasi), dan aplikasi mobile

Rincian komponen hardware

  • Hardware smartwatch secara umum dapat dibagi menjadi lima elemen sistem
    • Chip mikrokontroler (biasanya mencakup radio Bluetooth)
    • Display
    • Sensor dan perangkat output (tombol, sentuh, mikrofon, accelerometer, speaker, dll.)
    • Komponen elektronik lain (chip, komponen pasif, PCB, baterai, dll.)
    • Struktur mekanis (casing jam, kaca, tombol, strap, kabel pengisian daya, dll.)
  • Sensor, baterai, strap, mikrofon, dan sebagainya kini relatif mudah dipilih karena tersedia banyak opsi di berbagai rentang harga
  • Keputusan paling sulit adalah memilih mikrokontroler + radio Bluetooth, serta display

Pentingnya pemilihan chip (mikrokontroler)

  • MCU berperan sebagai 'jantung' smartwatch dan mengintegrasikan CPU, RAM, penyimpanan flash, I/O, dan radio dalam satu chip
  • Memilih MCU yang tepat berarti mencari titik seimbang antara berbagai batasan seperti biaya, daya, dan kompatibilitas perangkat lunak
  • Setiap MCU memiliki SDK, driver, dan build system yang berbeda sehingga tingkat kesulitan pengembangan software ikut meningkat
  • PebbleOS disesuaikan hanya untuk MCU dari perusahaan tertentu (STM), sehingga berpindah ke MCU lain memerlukan perubahan pada driver dan build system
  • MCU tertentu sulit mendukung FreeRTOS yang dibutuhkan PebbleOS
  • Karena ini bukan produksi massal, biaya pengembangan software menjadi porsi besar dalam biaya produk per unit

Chip yang pernah dipakai dan proses pemilihan

  • Jam Pebble lama menggunakan STM32F2, dan pada masa awal chip sering dipilih berdasarkan relasi serta saran dari sekitar
  • Belakangan, chip Nordic nRF52840 digunakan untuk membuat prototipe smartwatch Core 2 Duo
    • Pengembangan dilakukan dengan beralih ke stack BLE open source (nimBLE)
  • Untuk Core Time 2 yang membutuhkan memori dan performa lebih besar, nRF52840 memiliki keterbatasan
    • Chip murah terbaru dari Nordic (nRF54L15) kekurangan RAM, sementara chip kelas atasnya (nRF54H) terlalu mahal
    • Dibutuhkan juga antarmuka khusus untuk menggerakkan display warna pada Core Time 2

Penemuan dan pemilihan chip SiFli

  • Berbagai kandidat (Apollo, BES, Dialog, dll.) telah ditinjau, tetapi tidak memuaskan karena tidak adanya SDK open source dan alasan lain

  • Beberapa chip seperti BES memiliki lingkungan pengembangan yang kurang cocok karena NDA, kode contoh yang tidak dibuka, dan sebagainya

  • Secara kebetulan, setelah menerima email dari CEO SiFli dan berkomunikasi, dipastikan bahwa mereka sangat mendukung ekosistem open source

  • Chip SiFli sudah dipakai pada puluhan juta smartwatch (merek: Redmi, Oppo, Noise, dll.)

    • Model terkecil (SF32LB52x) memiliki SRAM 512K atau lebih, PSRAM 16M, dan pengendali display MIP khusus
    • Konsumsi daya rendah (~50uA saat BLE terhubung), dengan harga di bawah 2 dolar
    • Tersedia opsi tambahan SRAM 1~2MB
    • Menyediakan SDK open source di GitHub dan menjanjikan dukungan porting PebbleOS

  • Hasil akhirnya, chip yang dipilih untuk Core Time 2 adalah SF32LB52J (versi 1.8V)

Kesimpulan dan arah selanjutnya

  • Core Time 2 akan dikembangkan menggunakan chip SiFli SF32LB52J
  • Artikel berikutnya akan membahas proses pemilihan display

Tautan referensi

Bacaan terkait

1 komentar

 
GN⁺ 2025-05-16
Komentar Hacker News
  • Menekankan bahwa PebbleOS bukan satu-satunya pemain di ranah ini, juga memperkenalkan Espruino, implementasi Javascript kecil untuk mikrokontroler, yang digunakan di bangle.js dan Fallout Pip boy, serta mudah untuk mengutak-atik perangkat secara real-time; juga membagikan tautan diskusi Github terkait Espruino
    • Baru pertama kali mendengar bangle.js, dan saya suka karena bisa diutak-atik sesuka hati dengan bahasa yang sudah saya kenal; saya ingin membeli versi generasi pertama, tetapi sayangnya sekarang sudah tidak dijual
    • Terima kasih sudah juga menyebut karya hebat dari para pesaing yang kurang mendapat sorotan; Pebble memang hebat, tetapi mereka juga pantas mendapat perhatian, dan acara Amazon Fallout juga cukup seru, jadi saya rekomendasikan jika ada kesempatan menontonnya
    • Sebagai referensi, ada juga PineTime
  • Menyoroti frasa "SDK open source"; saya tertarik mendengar bahwa MCU BLE datang dengan SDK kode open source, tetapi ternyata kode BLE aslinya berupa binary blob; kalau dijelaskan sebagai open source, menurut saya seharusnya seluruh source code bisa dibaca
    • Firmware perangkat radio BLE selalu disediakan dalam bentuk binary blob karena alasan IP dan regulasi
  • Smartwatch ini tidak terlalu "smart" menurut standar saat ini; saya akan cukup merindukan fitur praktis seperti pembayaran NFC, GPS dual-band, dan konektivitas 4G LTE yang ada di smartwatch yang saya pakai sekarang; Pebble (dan repebble) menukarnya dengan daya tahan baterai multi-minggu, tetapi repotnya harus mengisi Galaxy Watch setiap dua hari sekali tidak cukup besar bagi saya untuk melepaskan semua fitur kuat itu
    • Sebaliknya, saya tidak peduli dengan semua fitur itu dan yang penting adalah baterai tahan lama; bagus kalau ada berbagai perangkat untuk berbagai pengguna; hanya karena smartwatch ini tidak cocok bagi Anda bukan berarti "tidak smart", hanya saja tidak cocok tergantung penggunanya
    • Garmin sudah menawarkan sebagian besar fitur seperti ini plus daya tahan baterai multi-minggu; hanya 4G yang belum ada, dan saya juga mendengar kabar bahwa fitur itu akan dibawa ke perangkat mereka sekitar tahun depan
    • Saya juga akan merasa kehilangan GPS, tetapi saya masih belum menemukan perangkat yang bisa menggantikan kepuasan yang diberikan Pebble; Garmin punya kompromi di aspek lain (baterai, widget, kalender, keterbacaan layar, dll.), semuanya serba trade-off
    • Bagi saya, semua fitur itu tidak perlu; saya puas dengan jam yang hanya menerima notifikasi, bisa mengukur detak jantung sederhana, dan sedikit bisa dikustomisasi; kalau harus diisi lebih dari sekali seminggu, saya tidak berniat memakainya
    • Daya tahan baterainya saja sudah sangat mengesankan
  • Membagikan tautan artikel cnx-software untuk informasi lebih lanjut tentang chip tersebut
  • Menarik bahwa mereka memilih desain satu chip alih-alih memisahkan chip utama dan chip untuk BLE; MCU performa tinggi biasanya tidak punya RF, jadi desain dua chip sering kali lebih cocok dalam beberapa kasus
    • Bahkan pada MCU kelas atas modern pun sudah ada chip yang bisa memakai Bluetooth dan Wi-Fi sekaligus seperti NRF atau ESP32; kalau sekarang, saya pribadi lebih memilih ESP32, perbaikannya terus berlanjut dan dukungan komunitasnya bagus; saya juga sedang mengembangkan platform smartwatch berbasis micropython
    • Inti Cortex-M33 pada chip SiFli jauh lebih cepat daripada inti M4 yang dipakai Pebble lama; tidak perlu MCU yang lebih cepat lagi, justru daya tahan baterai lebih penting, dan kali ini penggunaan MCU dengan Bluetooth terintegrasi adalah peningkatan besar yang memperpanjang masa pakai dari sekitar 1 minggu menjadi sekitar 1 bulan
    • Kalau cuma jam tangan, sebenarnya tidak perlu sampai menjadi komputer UNIX; menampilkan waktu, mengukur detak jantung, dan berkomunikasi dengan AWS cukup dilakukan oleh MCU sederhana
    • Kalau jumlah chip bertambah, proyek juga jadi lebih rumit; tiap chip butuh komponen pasif dan osilator, perlu mengatur komunikasi antar-chip, pembaruan firmware, metode debugging, dan lain-lain, jadi mungkin lebih baik sedikit mengorbankan daya tahan baterai
  • Senang akhirnya ada produk di industri chip hemat daya yang mengarah ke open source; saya langsung mendaftar begitu melihat pengumuman rePebble, tetapi belakangan saya sadar bahwa yang saya inginkan sebenarnya bukan smartwatch, melainkan jam "bodoh" yang hanya punya notifikasi getar; permintaan seperti ini memang kecil, tetapi ini ceruk dengan peminat yang sangat antusias; setelah memakai Casio F105 selama dua tahun terakhir, saya tidak tahan kalau ada yang lebih besar, lebih berat, atau lebih tebal dari ini; kalau hanya ada fungsi Bluetooth, saya masih bersedia menerima pengisian daya seminggu sekali, jadi belakangan saya berencana menempelkan chip Bluetooth sangat kecil yang bisa menerima semua notifikasi iPhone, motor getar, dan baterai litium kecil di antara strap jam; saya masih ingat pertama kali memakai Mi Band 1, bahkan tanpa layar, hanya dengan tiga LED RGB warna notifikasi dibedakan per aplikasi, sehingga saya bisa langsung tahu pesan seperti apa yang masuk
    • Menyebut produk bernama W770 buatan Citizen; saya baru-baru ini membeli unit bekasnya di bawah 200 dolar, dan ini jam yang cukup bagus dengan kombinasi kronograf, BLE, alarm, dan motor getar; alih-alih layar, sebagian besar informasi ditampilkan lewat jarum jam, jadi Anda benar-benar perlu membaca manual untuk memahami cara memakainya; berkat pengisian tenaga surya berbasis superkapasitor, tidak ada kekhawatiran baterai selama berbulan-bulan bahkan di tempat yang sepenuhnya gelap; superkapasitornya adalah komponen yang bisa diganti setelah sekitar 15~20 tahun pemakaian; jam ini tidak meminta apa-apa dan hanya terus menjalankan perannya; mungkin ada model Citizen lain dengan fungsi BLE; kalau seseorang merekayasa balik protokol notifikasi/Bluetooth dan membuat aplikasi open source, itu akan membuka kemungkinan menarik bagi para hacker
    • Saya masih memakai OG Pebble, dan senang melihatnya kembali, tetapi tidak ada rencana upgrade; notifikasi getar dan fungsi notifikasi saja sudah cukup, hanya saja saya butuh layar yang tetap mudah dibaca di tempat terang dan ramah untuk mata tua; layar eInk di OG Pebble sudah sangat memadai untuk itu; saya bisa mengecek pesan tanpa perlu mengeluarkan ponsel; unit bekas bisa didapat sekitar 30 dolar, dan baterai baru juga sekitar 15 dolar, jadi nilai gunanya sangat bagus; komunitas Rebble.io juga masih berjalan dengan sangat baik
    • Saya juga berharap bisa memasang strap atau buckle "smart" pada jam Seiko vintage; saya cukup butuh notifikasi getar hanya untuk situasi yang sangat spesifik, semua fungsi lain atau layar justru mengganggu
    • UX Apple Watch terasa tidak nyaman (jari 1 cm menyentuh layar 2 cm...), dan saya juga tidak suka karena perangkat itu mencoba melakukan terlalu banyak hal; dengan Pebble, cukup menerima notifikasi telepon atau pesan saja sudah membuat saya bisa lebih jauh dari ponsel; Pebble juga sangat ringan, dan saat memasang watch face tertentu, rasanya seperti pulang ke rumah
    • Saya juga hanya ingin jam "bodoh" dengan fungsi notifikasi getar; sebagian besar notifikasi tidak benar-benar mendesak dan hanya mencuri fokus secara tidak perlu; pada akhirnya saya mematikan semua notifikasi dan hanya memeriksa ponsel sendiri setiap beberapa jam; justru yang benar-benar saya butuhkan adalah fungsi alarm dengan getaran, cukup untuk hal seperti "waktu bus hampir tiba" atau "waktu istirahat", tidak perlu sensor yang tidak penting
    • Withings ScanWatch juga produk yang cocok untuk penggunaan seperti ini, dan daya tahan baterainya hampir sebulan
    • Harapan saya mencari fitness tracker alih-alih jam tangan juga termasuk permintaan yang cukup langka; saya tidak suka cincin, lebih suka bentuk gelang atau idealnya band pergelangan kaki, meski tampaknya akan sulit untuk pengukuran detak jantung atau pengumpulan data tambahan
    • Perangkat seperti Mi Band mengisi ceruk itu dengan baik; kecil dan ringan sehingga tidak mengganggu, sambil tetap menawarkan layar dan daya tahan baterai yang layak
  • Mulai mengutak-atik Freqchip SOC murah dari Tiongkok; di Ali, smartwatch yang dibuat dengan chip ini bisa didapat seharga 3 euro
    • Meminta tautan produk jam yang memakai chip tersebut, sambil menyebut bahwa meski sudah mencari beberapa kali tetap tidak menemukannya
    • Terkejut melihat beberapa chip menawarkan Arm Cortex m3, BLE, bahkan dukungan sig-mesh dengan harga 2,6 yuan ($0.36) pada MOQ 3.000 unit, dan penasaran dengan kemudahan penggunaan SDK-nya
  • Senang melihat hardware yang sampai batas tertentu open source dan berjalan dengan PebbleOS; semoga pada 2025 format blog rata kiri akhirnya berhenti dipakai, sayang sekali karena dengan layar lebar yang kini umum justru membuatnya lebih sulit dibaca
  • Mengenai pernyataan bahwa "kendala yang paling menarik dan sulit adalah kompatibilitas perangkat lunak", saya justru merasa bagian ini adalah hal yang paling mudah diselesaikan sampai-sampai seharusnya diletakkan paling akhir dalam daftar
    • Untuk produk ini, kompatibilitas perangkat lunak sangat penting karena dua alasan besar: pertama, ukuran tim saat ini jauh lebih kecil dibanding era Pebble lama, jadi mengurangi pekerjaan perangkat lunak adalah prioritas utama; kedua, semua aplikasi dan watch face didistribusikan sebagai biner ARM, sehingga jika arsitektur MCU berbeda maka kompatibilitas sebelumnya akan hilang; ESP32 juga terkena masalah ini
    • Kalau semuanya proprietary, banyak kebuntuan bisa muncul; ini sangat berbeda dari hardware PC standar
  • Saya membaca tulisan ini dengan sangat tertarik; nimBLE adalah stack Bluetooth yang hebat, dan saya menantikan kemungkinan perkembangan Core Devices ke depannya