ELPM-S3LW / Reference designs
Quattro circuiti da cui iniziare.
Come prepariamo e verifichiamo questi contenutiIl pacchetto KiCad ELPM-S3LW v1.6 contiene quattro progetti completi e modificabili: alimentazione diretta a 3,3 V, nodo a batteria con power latch, risveglio periodico tramite RTC e un sensore di movimento con accelerometro LIS2DW12TR. Insieme mostrano come passare dal bring-up a un nodo che resta quasi completamente spento e si accende soltanto quando accade qualcosa.
Non solo simboli: quattro carrier board modificabili.
Ogni cartella include progetto, schema e PCB KiCad, oltre alle tabelle delle librerie necessarie. Le librerie locali comprendono simbolo ELPM-S3LW v1.6, footprint del modulo e modello STEP; il quarto progetto aggiunge simbolo, footprint LGA-12 e modello 3D del LIS2DW12TR. Questo rende ogni esempio autonomo e più semplice da copiare, confrontare o trasformare in una propria scheda.
| Progetto | Caso d'uso | Concetto principale |
|---|---|---|
| 01 / Direct 3V3 supply | Bring-up e alimentazione continua | Power latch escluso |
| 02 / Battery power latch | Nodo a batteria comandato da eventi | Domini sempre attivi e commutati |
| 03 / RTC periodic wake-up | Misure o trasmissioni programmate | RTC alimentato durante lo stop |
| 04 / Sensor node example | Risveglio al movimento | LIS2DW12TR interrupt → power latch |
Il power latch separa l'evento dal lavoro.
In un normale deep sleep il microcontrollore rimane alimentato e decide quando svegliarsi. Con il latch hardware, invece, i rail principali possono essere fisicamente disalimentati. Una sorgente esterna attiva MASTER oppure genera la transizione prevista su WAKE; il latch porta su il dominio commutato, ELPM-S3LW esegue un avvio completo e il firmware mantiene l'alimentazione per il tempo necessario.
La carrier board deve quindi distinguere tre funzioni: VBAT alimenta ciò che deve rilevare un evento anche a sistema spento; VRTC mantiene ora e allarmi quando serve il risveglio programmato; P_DRAIN alimenta i carichi che devono esistere soltanto durante il ciclo attivo. Il rail VMCU viene configurato in base alla strategia scelta nel progetto.
Un sensore non può risvegliare un sistema spento se viene alimentato dallo stesso dominio commutato. Il circuito di rilevamento e il percorso dell'interrupt devono restare attivi, con livelli logici validi in tutte le fasi.
I quattro progetti costruiscono la complessità un passo alla volta.
01 / Alimentazione diretta a 3,3 V
Il primo progetto esclude il power latch e mantiene il modulo sempre acceso. È il punto di partenza più semplice per programmazione, debug, verifica delle interfacce e sviluppo del firmware. Le resistenze da 0 Ω opzionali permettono di isolare domini o creare varianti senza ridisegnare la scheda; le sezioni inutilizzate possono essere marcate DNP.
02 / Power latch a batteria
Il secondo progetto introduce batteria, rail VBAT e uscita commutata P_DRAIN. Mostra come scegliere quali domini collegare direttamente alla batteria e quali alimentare soltanto quando il latch è attivo. MASTER è l'ingresso principale per sensori, contatti puliti, reed o sensori Hall; WAKE può aggiungere una seconda sorgente basata sulla transizione prevista.
03 / Risveglio periodico RTC
Il terzo progetto mantiene il power latch e alimenta VRTC dalla batteria, permettendo all'RTC di conservare l'ora e generare l'allarme mentre il resto del sistema è spento. È la base per data logger, contatori e sensori che devono campionare o trasmettere secondo un calendario. Dopo ogni boot il firmware deve cancellare la causa dell'allarme, programmare l'evento successivo e solo allora rilasciare il latch.
04 / Nodo sensore con accelerometro
Il quarto progetto applica l'architettura a un LIS2DW12TR collegato tramite I²C e dotato di linea INT. L'accelerometro resta nel dominio necessario a riconoscere il movimento; quando la condizione configurata si verifica, il suo interrupt innesca il percorso di wake del latch. ELPM-S3LW si avvia, interroga il sensore, elabora l'evento e può trasmetterlo via LoRa, Wi-Fi o BLE prima di spegnere nuovamente il dominio principale.
Dal movimento allo spegnimento controllato.
- Il LIS2DW12TR monitora il movimento nel proprio modo a basso consumo.
- La logica interna del sensore riconosce la condizione configurata e attiva INT.
- L'interrupt raggiunge l'ingresso di wake e attiva il power latch.
- VMCU e i domini commutati diventano disponibili; ESP32-S3 esegue il boot.
- Il firmware legge subito lo stato del LIS2DW12TR per identificare e cancellare la sorgente dell'interrupt.
- Dopo misura, registrazione e comunicazione, il firmware rilascia il latch e il nodo ritorna nello stato a consumo minimo.
Prima del prototipo definitivo vanno verificati polarità e comportamento latched/pulsed dell'interrupt, tensione minima della batteria, pull-up I²C, correnti inverse tra domini e durata del segnale durante il boot. Anche soglia, durata e filtro del riconoscimento del movimento devono essere configurati nel LIS2DW12TR in funzione della meccanica reale.
Usali come punto di partenza, non come sostituto della verifica.
- Apri il progetto più vicino alla tua architettura e conserva le librerie locali insieme al progetto.
- Scegli esplicitamente quali carichi appartengono a VBAT e quali a P_DRAIN.
- Calcola il consumo dello stato sempre attivo includendo sensore, RTC, pull-up e perdite.
- Confronta pin, limiti elettrici e raccomandazioni con le revisioni correnti dei datasheet ELPM-S3LW e LIS2DW12TR.
- Prova eventi brevi, interrupt persistenti, batteria scarica, reset durante il boot ed errori di comunicazione.
Il pacchetto è pensato per accelerare lo sviluppo: schema e layout restano modificabili, così alimentazione, connettori, antenna, sensori e meccanica possono essere adattati al prodotto finale.
Scarica i quattro reference design KiCad per ELPM-S3LW v1.6.
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