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Hardware

Esta sección describe los bloques principales de la iW-Beacon, extraídos del esquema eléctrico del proyecto (iW-iBeacon).

Visión general de la placa​

La iW-Beacon se organiza en cuatro bloques: el SoC de radio nRF52832, los sensores en el bus I2C, el circuito de energía con el temporizador nano-power y las interfaces de depuración.

Placa iW-Beacon

Modelo 3D​

Arrastra para girar, usa la rueda para hacer zoom.

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Modelo 3D de la iW-Beacon (preliminar)

Procesamiento y radio — nRF52832​

  • SoC Nordic nRF52832 (ARM Cortex-M4F de 32 bits)
  • Bluetooth 5 Low Energy
  • cristal principal de 32 MHz
  • cristal de 32.768 kHz para el RTC y la temporización de bajo consumo
  • pines de NFC disponibles para emparejamiento por toque
  • convertidor DC/DC interno (líneas DCC) para eficiencia de RF

La salida de antena pasa por una red de adaptación (inductores de 15 nH y 10 uH) hasta la antena de la placa.

Sensores integrados​

Acelerómetro — LIS3DH​

Sensor inercial de 3 ejes de ultrabajo consumo, conectado al SoC por interfaz I2C/SPI y líneas de interrupción (INT1, INT2). Útil para despertar la placa por movimiento, y para detectar vuelco, orientación y manipulación.

Temperatura y humedad — SHTC3​

Sensor SHTC3 (Sensirion) en el bus I2C, con pull-ups de 2,2 k. Proporciona lectura de temperatura y humedad relativa para telemetría de ambiente directamente en el payload del beacon.

Ambos sensores comparten el mismo bus I2C del nRF52832, lo que simplifica el firmware y el ruteo.

Gestión de energía (nano-power)​

El circuito de energía fue diseñado para máxima autonomía.

  • batería BT1 (tipo moneda / pila) como fuente primaria
  • temporizador nano-power TPL5110 (U4) que define el intervalo de wakeup
  • interruptor de carga por P-MOSFET AO3401A (Q2), controlado por el temporizador
  • jumper JP1 para seleccionar el modo de alimentación
  • banco de capacitores (47 uF + 4,7 uF + 100 nF) para estabilizar los picos de transmisión

Cómo funciona el ciclo​

  1. El TPL5110 mantiene la placa apagada durante el intervalo programado.
  2. Al final del intervalo, acciona el MOSFET y alimenta el nRF52832.
  3. El SoC despierta, lee los sensores y transmite el paquete BLE.
  4. El firmware señaliza DONE al temporizador, que corta la alimentación de nuevo.

Este esquema reduce el consumo medio a microamperios, ya que el SoC solo consume corriente durante la breve ventana de transmisión.

Interfaces y depuración​

  • conector SWD (J1, 3 vías: SWDCLK, SWDIO, GND) para grabación y debug
  • líneas de consola UART_TX / UART_RX
  • bus I2C compartido por los sensores
  • botón/línea de RESET

Características eléctricas (típicas)​

ParámetroValorObservación
Tensión lógica3,3 Vraíl del sistema
Bateríacelda únicatipo moneda / pila (BT1)
Interruptor de cargaAO3401AP-MOSFET controlado por el TPL5110
Consumo mediorango de microamperiosdominado por el ciclo del TPL5110
Cristales32 MHz + 32.768 kHzradio + RTC

Los valores anteriores se derivan de los componentes del esquema. El consumo real depende del intervalo de transmisión, de la potencia de RF y de los sensores activos.

Buenas prácticas​

  • programa el intervalo del TPL5110 según el compromiso entre frescura del dato y autonomía
  • usa el acelerómetro como disparador de transmisiones orientadas a eventos
  • mantén el payload reducido para acortar la ventana de radio activa
  • valida la adaptación de antena antes de cerrar la carcasa