Difference between revisions of "BST-b HW"
(Created page with "Sensor mezgla aparatūra (WSN/IoT) — 90 minūšu lekcijas plāns 0–5 min — Motivācija + mācību rezultāti * Kāpēc aparatūra ir kritiski svarīga WSN/IoT (enerģi...") |
|||
| Line 16: | Line 16: | ||
* AFE bloki: pastiprināšana (amplification), filtrēšana (filtering), ierosme (excitation), multipleksēšana (multiplexing). |
* AFE bloki: pastiprināšana (amplification), filtrēšana (filtering), ierosme (excitation), multipleksēšana (multiplexing). |
||
* Aliasing un anti-alias filtri (tikai konceptuāli). |
* Aliasing un anti-alias filtri (tikai konceptuāli). |
||
* |
* Troksnis/drifts un kalibrācija (ražotnē vs ekspluatācijā). |
||
* |
* '''Aktivitāte''' (5 min): studenti nosaka, kuri parametri ir svarīgākie (a) temperatūras datu reģistratoram, (b) vibrāciju monitoram. |
||
35–48 min — MCU/SoC, memory un interfaces (kompromisi) |
35–48 min — MCU/SoC, memory un interfaces (kompromisi) |
||
| Line 37: | Line 37: | ||
* Regulatori: efektivitāte pie dažādām slodzēm; quiescent current. |
* Regulatori: efektivitāte pie dažādām slodzēm; quiescent current. |
||
* Galvenā '''aktivitāte''' (10–12 min): grupās izrēķina power budget + lifetime estimate + “ko mainīt, lai dubultotu darbības laiku?” |
* Galvenā '''aktivitāte''' (10–12 min): grupās izrēķina power budget + lifetime estimate + “ko mainīt, lai dubultotu darbības laiku?” |
||
* |
* Peak current diskusija (nepieciešami atsaites kondensatori, jāņem vērā bateriju iekšējā pretestība). |
||
80–88 min — Reliability + packaging + protection + security anchors |
80–88 min — Reliability + packaging + protection + security anchors |
||
Revision as of 13:56, 25 February 2026
Sensor mezgla aparatūra (WSN/IoT) — 90 minūšu lekcijas plāns
0–5 min — Motivācija + mācību rezultāti
- Kāpēc aparatūra ir kritiski svarīga WSN/IoT (enerģija, uzticamība, mērogojamība).
- Parādīt viena īsta mezgla modeli vai foto un pajautāt: “Kādas sastāvdaļas tur noteikti ir iekšā?”
5–18 min — Arhitektūra + datu/enerģijas plūsmas
- Pamatbloki: sensors → AFE/ADC → MCU/memory → radio/antenna; Barošana.
- Papildus: clocking, reset, power domains, debug port.
- Tipisks darbības modelis: wake → sample → process → transmit → sleep.
18–35 min — Sensors + AFE + ADC (ar tipiskām problēmām)
- AFE bloki: pastiprināšana (amplification), filtrēšana (filtering), ierosme (excitation), multipleksēšana (multiplexing).
- Aliasing un anti-alias filtri (tikai konceptuāli).
- Troksnis/drifts un kalibrācija (ražotnē vs ekspluatācijā).
- Aktivitāte (5 min): studenti nosaka, kuri parametri ir svarīgākie (a) temperatūras datu reģistratoram, (b) vibrāciju monitoram.
35–48 min — MCU/SoC, memory un interfaces (kompromisi)
- MCU low-power modes; wake latency vs power.
- DMA/interrupt-driven dizains vs polling.
- Ārējā zibatmiņa buferēšanai/OTA; brownout apsvērumi.
- Saskarnes “zemūdens akmeņi”: I²C pull-ups un power patēriņš; level shifting.
48–63 min — Radio + antenna + link budget + coexistence
- Link budget kā intuīcija: Tx power – path loss + antenna gains – margins ≥ sensitivity.
- Coexistence pārskats (2.4 GHz traucējumi).
- Board-level antenna placement pamatnoteikumi (“rules of thumb”).
63–80 min — Power subsystem + battery life ‘lab-on-paper’
- Baterijas (CR2032 vs Li-ion vs AA) un to īpašības: temperatūra, self-discharge.
- Regulatori: efektivitāte pie dažādām slodzēm; quiescent current.
- Galvenā aktivitāte (10–12 min): grupās izrēķina power budget + lifetime estimate + “ko mainīt, lai dubultotu darbības laiku?”
- Peak current diskusija (nepieciešami atsaites kondensatori, jāņem vērā bateriju iekšējā pretestība).
80–88 min — Reliability + packaging + protection + security anchors
- ESD, konektori, mitruma iekļūšana; watchdog un brownout.
- Īsi: secure element/unique ID/secure boot (kāpēc tas ir svarīgi IoT aparatūrā).
88–90 min — Noslēgums
- Kopsavilkums: “labas sensor mezgla aparatūras” kontrolsaraksts.
