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Drogheda/03-Architecture-Hardware/2026-10-12_Drogheda_EinarBoard-V5.7_ECO-Fuente-a-bordo_ES_v0.1.md

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Raw Blame History

EinarBoard V5.7 — ECO: fuente conmutada 24 V → 5 V a bordo (sin SD-15B externa) · borrador v0.1

Fecha: 12-oct-2026 · Base: V5.6 (hbox-watchdog-v5.* con acelerómetro y sin P12, 09-oct) · Referencia: bloque de entrada de la v6 (hbox-watchdog-v6.kicad_sch 30-sep, netlist verificada 08-oct) · Autor: Claude para Leo / Michelle · Estado: borrador para decidir alcance; no se ha tocado ningún archivo KiCad de V5.7.

0. Qué cambia y por qué

Hoy el HBOX recibe 24 V del gabinete por el GX16 (P1) y un módulo Mean Well SD-15B-05 dentro del HBOX lo convierte a 5 V, que entra a la tarjeta por P2. Los 24 V en la tarjeta solo alimentan el buck del ventilador (U2).

V5.7 trae esa conversión a la tarjeta, con el mismo bloque que ya está diseñado y auditado en la v6 (U25 TPS54360B). Ventajas concretas:

Hoy (V5.6) V5.7
Módulos en el HBOX tarjeta + SD-15B + paquete tarjeta + paquete — el hueco del SD-15B queda para el paquete 26650 LFP
Cable interno 5 V (SD-15B → P2) sí — el cruce de GX16/arnés destruyó la V5-006 no; un solo par 24 V + ignición en el GX16
Riel 5 V 5.3 V ajustado a mano con el potenciómetro del SD-15B; 5.57 V y 5.7 V medidos en campo (fuera de rango del LTC4040) 5.32 V fijos por divisor (R121/R122), sin ajuste
Plegado de la fuente con el cargador (incidente 10-ago) mitigado por RS1 10 mΩ en V5.6 igual; además el buck tiene límite de corriente propio
Costo ~US$12 el SD-15B + conector + cable ~US$4 en partes LCSC
Calor dentro del HBOX SD-15B (~82 % eficiencia) buck síncrono-no (~88–90 %): ~0.3 W menos

Lo que no cambia: LTC4040 y paquete, RS1/R50/R55 de V5.6, modem buck U7, MCU, puertos, contorno 140 × 100 mm.

1. Bloque a copiar de la v6 (valores verificados en la netlist v6)

P1 GX16 pin 1 (24V_IN) ─ F2 fusible NANO2 3 A en portafusible ─ VIN_FUSED ─ D10 SMBJ33A a GND
   ─ Q10 IRFR5305 (polaridad inversa; DzG1 15 V + Rrp1 10 k en compuerta, ya existen) ─ VIN_PROT
VIN_PROT: C149, C150 2.2 µF/100 V 1210 · C151 100 µF/50 V 8×10 · D32 SMCJ33A
U25 TPS54360B (HSOP-8 EP): VIN=VIN_PROT · EN flotante (R124/R125 DNP → UVLO interno)
   RT/CLK R120 162 k → f ≈ 600 kHz · BOOT C152 100 nF a SW
   SW ─ D34 B560C (SMC) a GND ─ L22 10 µH ─ VEH5V
   FB: R121 57.6 k (VEH5V) / R122 10.2 k (GND) → 0.8 V × (1 + 57.6/10.2) = 5.32 V
   COMP: R123 13 k + C155 6.8 nF a GND, C156 39 pF a GND
VEH5V: C153, C154 47 µF/16 V 1210 (+ C78 220 µF polímero, C30, C31 que ya están)
Ref (v6) Parte Huella LCSC Nota V5.7
U25 TPS54360BDDAR SO-8 EP (igual que U7/U20 de v6) C524806 3.5 A continuos, 60 V entrada. Ver §3 corriente.
L22 10 µH SRP1265A 12.5 × 13.5 mm C840531 Isat 11 A. Si falta espacio: 10 µH ≥ 4.5 A Isat en 10 × 10 mm; no la 8 × 8 MWSA0804S (rizo 0.7 A p-p + 3.2 A pico la deja sin margen).
D34 B560C SMC C85100 Diodo de recirculación: ~1 W a 2.8 A → SMC con cobre, no SMA.
D32 SMCJ33A SMC C699039 TVS tras el FET; D10 SMBJ33A queda antes.
F2 + fusible portafusible NANO2 + 0154002.DR 2 A (v6) Littelfuse 154 C206912 / C206910 Para V5.7 con cargador + ventilador: fusible 3 A (0154003.DR).
C149, C150 2.2 µF/100 V 1210 C153036
C151 100 µF/50 V electrolítico 8 × 10 C116241
C152 100 nF 0603 C14663
C153, C154 47 µF/16 V 1210 C5440143
C155 6.8 nF 0402 C1542
C156 39 pF 0402 C1563
R120 162 k 1 % 0603 C165760
R121 / R122 57.6 k / 10.2 k 1 % 0603 C23082 / C22772 5.32 V
R123 13 k 0603 C22797
R124 / R125 523 k / 84.5 k 0603 — DNP (UVLO interno 4.3 V). Poblar solo si se quiere apagar bajo ~15 V.

2. Qué sale de la V5.6

Sale Por qué
P2 (JST-XH 2, entrada 5 V) Ya no hay 5 V externo. Opción: dejar la huella como entrada de banco (v6 la conserva). Recomendación: quitarla, el banco usa P1 con 24 V.
U2 MP1584 + L2 + C10/C11/C22/C23 + Cbst1 + Dbk1 + R20/R21 + Rcomp1 + Rfreq1 + Ren1/Ren2 (buck del ventilador, 17 piezas) El ventilador pasa a VEH5V por JP1 (ya existe, 0 Ω) — decisión tomada en la v6. Libera la franja x 179–195 / y 50–72 mm, que es donde entra el buck nuevo.
D2 SS34 (recirculación del ventilador) y Q2 Se quedan (el ventilador sigue conmutado por PA6).
SD-15B-05, su cable y el pin 5 V del arnés Fuera del HBOX y de la BOM mecánica.

Netas: /24V desaparece (U2 era su único consumidor); /24V_IN → F2 → /VIN_FUSED → Q10 → /VIN_PROT → U25 → /VEH5V.

3. Corriente y térmico

  • Todo lo que cuelga del LTC4040 (etapa, módem, cargador, lógica) pasa por RS1 10 mΩ → límite 2.5 A. El ventilador (≤ 0.3 A) cuelga de VEH5V antes de RS1. Carga continua máxima del buck ≈ 2.8 A < 3.5 A del TPS54360B. Las ráfagas LTE (2 A, ms) las absorben C78 220 µF + C153/C154.
  • Si en el banco el buck entra en límite de corriente con el cargador a 1.4 A + ventilador, el TPS54560B (5 A) es el mismo encapsulado y pinout: cambio de BOM, no de layout. Dejarlo anotado en el esquemático.
  • Disipación a 2.8 A / 24 V: U25 ≈ 0.6 W, D34 ≈ 1.1 W, L ≈ 0.2 W. EP de U25 con ≥ 6 vías a In1; D34 con ≥ 1 cm² de cobre en el cátodo. Aplica la regla DFM del LTC4040: pasta del EP al 50 %, vías rellenas y tapadas (ya es regla de pedido).
  • 24 V del gabinete es regulado (DDR-60G-24); la entrada real es 18–36 V. D10 + D32 cubren transitorios; el FET Q10 la polaridad.

4. Espacio en la tarjeta (el problema real)

  • Lo que libera: franja del buck del ventilador (~15 × 22 mm, borde derecho), P2 (6 × 8 mm, arriba a la izquierda), P12/R42/C24 (ya liberado en V5.6).
  • Lo que necesita el bloque: ~22 × 26 mm (U25 + L 12.5 mm + 2 × 1210 + elco 8 mm + SMC × 2 + portafusible 12 × 5 mm).
  • No cabe en la franja sola. Opciones, en orden:
    1. Inductor 10 × 10 y elco 6.3 × 7.7 (C151 → 100 µF/50 V 6.3 × 11 o 2 × 47 µF/50 V 1210): el bloque baja a ~18 × 22 mm y cabe en la franja + lo que hay junto a P1/Q10 (x 175–198, y 115–130) si se mueven D10/Q10 al nuevo flujo.
    2. Portafusible fuera de la tarjeta (el gabinete ya tiene portafusible en el riel DIN): quitar F2 y ganar 12 × 5 mm. Decisión de Leo.
    3. Cara inferior. B.Cu solo tiene MOD1 (zócalo UNO). Montar el bloque abajo da todo el espacio, pero: ensamble a dos caras en JLC (costo), altura bajo la tarjeta en el HBOX (verificar con el respaldo mecánico), y el inductor queda del lado opuesto al plano de masa. Última opción.
  • Mientras no se resuelva el espacio, no mover nada más: V5.7 es exactamente V5.6 + este bloque − U2 − P2.

5. Firmware

  • Ninguna línea nueva al MCU. 5V_SENSE (PA4) sigue leyendo VEH5V. El umbral del gobernador (4.90 V) queda 0.42 V por debajo de 5.32 V; con V5.5 era la razón de los cortes en H0027.
  • Opcional: PG/PGOOD no existe en el TPS54360B; no hay señal nueva.
  • board_v57.h = board_v56.h. El ventilador ya es PWM por PA6/Q2 desde 5 V; quitar la política «ventilador solo con 24 V» del firmware (en batería el ventilador queda apagado por software, como hoy).

6. Validación del primer lote V5.7

  1. Entrada 18, 24 y 36 V sin carga y con 2.8 A: VEH5V 5.32 ± 0.1 V, rizo < 50 mV.
  2. Arranque con el paquete a 3.0 V y el cargador habilitado: sin oscilación entre buck y LTC4040 (observar VEH5V con el osciloscopio durante CARGA ON).
  3. Ráfaga LTE con cargador a 1.4 A: VEH5V no baja de 5.05 V (umbral de arranque del gobernador) → cortes=0 en 2 h.
  4. Térmico: U25, D34 y L a 2.8 A durante 1 h en caja cerrada a 45 °C; ninguno > 100 °C.
  5. Polaridad inversa en P1 (−24 V, 10 s): nada se daña; D10/D32 no conducen en operación normal.
  6. Fusible: cortocircuito en VEH5V abre F2 antes de que falle Q10/U25.

7. Decisiones pendientes (Leo)

  1. ¿Quitar P2 o dejarla DNP como entrada de banco?
  2. ¿Fusible en tarjeta (F2) o solo el del gabinete?
  3. ¿Se acepta montar el bloque en la cara inferior si no cabe arriba?
  4. ¿V5.7 se ordena junto con V5.6 (dos versiones en una tanda) o después del banco de V5.6? Recomendación: después — V5.6 prueba el módem en batería y el ciclo de 10 min; V5.7 solo cambia la entrada.
  5. Mecánica del HBOX: el hueco del SD-15B pasa al paquete 26650 → nueva pieza impresa.

8. Plan de trabajo

Paso Quién Qué
1 Leo Decisiones §7.
2 Claude Esquemático V5.7 por script sobre V5.6 (copia hbox-watchdog-v57.*? → no: misma regla que V5.6, se edita hbox-watchdog-v5.* en sitio con tag v5.6-as-ordered antes). Bloque U25 copiado de v6 con las mismas refs; quitar U2 y P2; ERC 0; diff de netlist = solo lo previsto.
3 Michelle Update PCB; retirar el buck del ventilador; colocar el bloque (§4); polígonos SW/VEH5V; DRC 0; paridad 0.
4 Claude Auditoría pad a pad + BOM/CPL; regla DFM U6/U25.
5 Leo Pedido (5 prototipos primero).