David Adrian-Mario

Overview

Acest proiect consta intr-un dispozitiv embedded portabil bazat pe nRF52840, capabil sa controleze un display E-Paper, sa colecteze date de la un IMU, sa ofere feedback prin haptic driver, si sa functioneze autonom pe baterie Li-Po.

Dispozitivul include:

• alimentare Li-Po + incarcare USB-C
• conversie DC/DC
• control display e-paper
• senzor IMU
• fuel gauge pentru baterie
• interfata utilizator (butoane + vibratii)
• debugging prin SWD

---

Materiale

Block Diagram

Functionalitate Hardware

Alimentare

• Intrare: USB-C (5V)

• incarcare baterie Li-Po prin IC dedicat

• Fuel gauge monitorizeaza:

  • tensiune
  • nivel baterie
  • estimare autonomie

DC/DC

• Conversie de la baterie (~3.7V) la 3.3V stabil
• Alimentare pentru MCU si periferice
• Optimizat pentru consum redus

---

MCU – nRF52840

Roluri:

• control general sistem
• comunicare I2C/SPI
• control display e-paper
• citire senzori
• BLE (optional)

---

E-Paper

• Controlat prin SPI

• Necesita:

  • tensiuni multiple generate de circuit dedicat (boost + diode)

• Avantaj:

  • consum foarte mic (doar la refresh)

---

IMU

• Conectat pe I2C

• Masoara:

  • acceleratie
  • rotatie

---

Haptic

• Driver dedicat (DRV2605)
• Control prin I2C
• Feedback tactil pentru UI

---

Butoane

• 3 butoane:

  • UP
  • DOWN
  • ENTER

• Conectate la GPIO

• Pull-up/pull-down hardware

---

USB + ESD

• USB-C pentru alimentare

• Protectie ESD pentru:

  • D+
  • D-
  • VBUS

---

SWD

• Interfata debugging:

  • SWDIO
  • SWCLK
  • RESET

---

Mapare pini nRF52840

Functie	Pin MCU	Motiv
SPI E-Paper	P0.x	viteza mare necesara
I2C IMU	P0.x	standard I2C
I2C Fuel Gauge	P0.x	bus comun
I2C Haptic	P0.x	bus comun
Buttons	P0.x	GPIO simplu
SWDIO	dedicat	debugging
SWCLK	dedicat	debugging
RESET	dedicat	control

Motivatie design:

• I2C shared → reduce pini
• SPI separat → performanta display
• GPIO dedicate → simplitate

---

Consum de energie (estimare)

Modul	Consum
MCU activ	~5-10 mA
MCU sleep	<10 µA
E-paper refresh	20-50 mA (scurt)
IMU	~1-3 mA
Haptic	~100 mA (peak)

Optimizari:

• sleep mode agresiv
• e-paper doar la update
• oprire periferice nefolosite

---

Design PCB

Observatii:

• Layout compact, dens

• Separare:

  • analog (power)
  • digital (MCU)

• Ground plane continuu

• Trasee scurte pentru:

  • SPI
  • I2C

Consideratii:

• decuplare langa fiecare IC
• trasee groase pentru power
• protectie ESD langa conector