# Placa de aquisição: Placa de alimentação v0.1

- **Placa:** 66 × 40 mm, 1.6 mm, 4 camadas; 50 peças (15 principais e 35 em grupos).
- **Arquivos:** `placa_alimentacao.kicad_pcb` (KiCad), `placa_alimentacao.step` (para a carcaça no FreeCAD), renders `placa_alimentacao_top.png`, `placa_alimentacao_bottom.png`.
- **Verificações:** 12 atendem, 0 não atendem, 0 pendentes. Regras e fontes em `docs/projeto_eletronico.md`.
- **Potência de entrada:** 2.42 W (130 mA em 18.6 V), sem margem.

## Verificações de projeto

| Regra | Estado | Detalhe | Fonte |
|---|---|---|---|
| Posicionamento sem sobreposição de courtyard e dentro do contorno | ✅ | 54 itens com os furos de fixação; 0 sobreposições; 0 fora do contorno | KiCad (caixa envolvente do courtyard) |
| Conectores externos não intercambiáveis | ✅ | 3 conectores, todos com footprint diferente | GSFC-STD-1000 2.13; JPL D-17868 1.22; LLIS 431 e 53 |
| Test points nas redes de alimentação, tempo e interfaces | ✅ | 9 redes com test point | JPL D-17868 1.21; LLIS 1618 |
| Proteção da entrada de alimentação | ✅ | fusível (F1), TVS (D1), polaridade reversa (U1), partida suave (U1), sobretensão (U1) | GSFC-STD-1000 2.06; JPL D-17868 2.10 |
| ESD nos conectores externos | ✅ | todos com protetor dedicado | GSFC-STD-1000 2.14; LLIS 732 |
| Derating dos reguladores com 50 °C no compartimento ⚠ | ✅ | Tj, corrente, dropout e resistor série dentro dos limites (tabela abaixo) | EEE-INST-002 (PEM linear/misto); JPL D-17868 2.22 |
| Alimentação no pior caso dentro da faixa de operação | ✅ | 5 peças verificadas com a tolerância do trilho | datasheets; JPL D-17868 2.22 |
| Derating de tensão dos capacitores | ✅ | 7 capacitores com a tensão máxima do trilho dentro da fração da nominal | EEE-INST-002 (cerâmico: 0,6 da tensão nominal) |
| Saída sem carga dentro da faixa de entrada da placa alimentada | ✅ | saída 4.935–5.105 V; `configs/pcb.toml` aceita 4.75–5.25 V | configs/pcb.toml; datasheets |
| Tensão na carga com a queda série | ✅ | 4.784 V com 408 mA × 0.37 Ω (shunt, eFuse no pior caso, cabo ⚠); mínimo 4.75 V | configs/pcb.toml; datasheets |
| OVP da saída protege a placa alimentada | ✅ | disparo 5.18–5.45 V; saída máx. 5.105 V; peça mais sensível U4 (VectorNav VN-200 SMD, 5.5 V) | TPS2660: V(OVPR) 1,17–1,225 V [V]; D-17868 2.10 |
| Potência e limite de corrente com margem sobre a placa alimentada | ✅ | carga projetada 2.06 W ≥ 1.3 × 1.58 W; limite de corrente mín. 0.54 A ≥ 0.41 A | JPL D-17868 §2.1B (30%); configs/requisitos.toml |

## Alimentação e derating

Correntes a partir do consumo de cada peça (⚠ valores típicos). Ambiente máximo de 50 °C no compartimento (⚠).

| Trilho | Tensão | Corrente nominal | Corrente no pior caso |
|---|---|---|---|
| Bateria 4S–6S (J1) | 18.6 V ± 35.5% | 130 mA | 202 mA |
| Entrada protegida (U1) | 18.6 V ± 35.5% | 130 mA | 202 mA |
| 5 V do buck (U2) | 5.02 V ± 1.7% | 410 mA | 410 mA |
| 5 V de saída (U3, J2) | 5.02 V ± 1.7% | 410 mA | 410 mA |

| Regulador | Tipo | Corrente (limite) | Dissipação | Tj (limite) | Folga de dropout | Resistor série (limite) | Estado |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| U1 | switch | 202 mA (1400 mA) | 10 mW | 50.4 °C (85 °C) | — | — | ✅ |
| U2 | buck | 410 mA (1050 mA) | 364 mW | 76.4 °C (85 °C) | — | — | ✅ |
| U3 | switch | 410 mA (1400 mA) | 42 mW | 51.6 °C (85 °C) | — | — | ✅ |

## Arquitetura

- **Entrada:** bateria 4S–6S (12,0–25,2 V) pelo XT30 J1 → fusível F1 → TVS bidirecional D1 (SMBJ30CA ⚠; bidirecional para não conduzir com a bateria invertida) → eletrolítico C1 contra os transitórios dos ESCs → eFuse U1 (TPS26600).
- **eFuse de entrada (U1, TPS26600 [V]):** opera de 4,2 a 60 V (62 V máx. abs.), bloqueia polaridade reversa até −60 V, limita corrente (0,5 A com 24 kΩ ⚠), partida suave pelo dVdT, UVLO em ~11,5 V ⚠ e OVP em ~30 V: acima da bateria cheia e abaixo dos 36 V do INA226.
- **Conversão (U2, LMR36015 [V]):** buck síncrono de 4,2 a 60 V (66 V máx. abs.), 1,5 A, para 5,02 V ± 1,7% (VFB 1,000 V ± 1,5%). Tj ≈ 76 °C no pior caso a 50 °C.
- **eFuse de saída (U3, TPS26600):** OVP em 5,18–5,45 V e limite de 0,6 A. Se o buck falhar em curto e puser a bateria na saída, U3 aguenta até 60 V e desliga: a placa de aquisição nunca vê mais que 5,45 V, abaixo dos 5,5 V do VN-200.
- **Telemetria (U4, U5: INA226 [V]):** tensão e corrente da bateria (depois do U1, ≤ 30 V) e da saída de 5 V, lidas pela Jetson pelo I²C do conector de 40 vias, ligado ao J3 por cabo curto (as duas placas ficam empilhadas fora do invólucro). Alimentados pelo 3,3 V que vem da Jetson: sem o cabo de I²C a potência continua funcionando. A placa de aquisição v0.3 não tem I²C externo, então a telemetria não passa pelo painel da carcaça.
- **ESD:** D1 no J1, D2 (SMAJ6.0A ⚠) no J2 e TPD4E1U06 (U6) no J3.
- **Sem sensor de temperatura:** os quatro endereços do TMP117 já estão em uso (placa de aquisição e três remotos).

```mermaid
flowchart LR
  BAT[Bateria 4S–6S] -->|XT30, J1| F1[Fusível F1]
  F1 --> TVS[TVS bidirecional D1 + C1]
  TVS --> U1[eFuse U1: polaridade, OVP 30 V, 0,5 A, partida suave]
  U1 --> SH1[Shunt + INA226 U4]
  SH1 --> U2[Buck LMR36015 U2: 5,02 V]
  U2 --> SH2[Shunt + INA226 U5]
  SH2 --> U3[eFuse U3: OVP 5,18–5,45 V, 0,6 A]
  U3 -->|5 V, CLIK-Mate J2, painel P1| ACQ[Placa de aquisição, J3 Gecko-SL]
  JET[Jetson, conector de 40 vias] -->|3,3 V e I²C, JST-GH J3| U4
  JET -->|3,3 V e I²C, JST-GH J3| U5
```

## Componentes principais

| Ref. | Componente | Função | Interface | Alimentação | Consumo | Modelo 3D |
|---|---|---|---|---|---|---|
| J1 | XT30PW-M (entrada da bateria) ⚠ sexo conforme o chicote do VANT | Bateria 4S–6S; conector de potência com trava por atrito, comum em VANTs | VBAT, GND | 12,0–25,2 V | — | modelo da biblioteca do KiCad |
| F1 | Fusível rápido 1 A, 63 V, 1206 ⚠ | Abre em curto antes do eFuse (TVS ou capacitor em curto); tensão nominal ≥ 2,5 × 25,2 V | — | — | — | modelo da biblioteca do KiCad |
| D1 | SMBJ30CA (TVS bidirecional) ⚠ | Grampeia transitórios dos ESCs abaixo dos 62 V do U1; bidirecional para não conduzir com a bateria invertida | — | trabalho 30 V ⚠ | — | modelo da biblioteca do KiCad |
| C1 | 47 µF, 50 V, eletrolítico de polímero ⚠ | Amortece a indutância do cabo da bateria e os transitórios dos ESCs | — | — | — | modelo da biblioteca do KiCad |
| U1 | TPS26600PWP (eFuse de entrada) | Polaridade reversa até −60 V, OVP ~30 V ⚠, UVLO ~11,5 V ⚠, limite de 0,5 A ⚠, partida suave, sinal de falha | FLT, IMON, SHDN | 4,2–60 V | — | modelo da biblioteca do KiCad |
| U4 | INA226 (bateria) | Tensão e corrente da bateria depois do U1 (barramento ≤ 30 V pelo OVP) | I²C (J3), ALERT | 3,3 V do J3 | — | modelo da biblioteca do KiCad |
| U2 | LMR36015 (buck 5 V) | 4S–6S → 5,02 V, 1,5 A; variante de 400 kHz ⚠ | EN, PG | 4,2–60 V | — | sem modelo 3D |
| L1 | 22 µH, SRP5030T ⚠ (calcular pela equação do datasheet) | Indutor do buck; blindado | — | — | — | modelo da biblioteca do KiCad |
| U5 | INA226 (saída 5 V) | Tensão e corrente entregues à placa de aquisição | I²C (J3), ALERT | 3,3 V do J3 | — | modelo da biblioteca do KiCad |
| U3 | TPS26600PWP (eFuse de saída) | OVP 5,18–5,45 V e limite de 0,6 A na saída; aguenta a bateria inteira se o buck falhar em curto | FLT | 4,2–60 V | — | modelo da biblioteca do KiCad |
| D2 | SMAJ6.0A ⚠ | ESD e transitórios do cabo de 5 V; tensão de trabalho de 6,0 V acima do disparo máximo do OVP (5,45 V) | — | — | — | modelo da biblioteca do KiCad |
| U6 | TPD4E1U06DBV | ESD do J3 (SDA, SCL, ALERT); VRWM 5,5 V [V] | — | — | — | modelo da biblioteca do KiCad |
| D3 | LED verde 0603 | 5 V de saída presente | — | 5 V | 10 mW | modelo da biblioteca do KiCad |
| J2 | Saída 5 V (Molex CLIK-Mate 502494-0270, 2 vias) | Cabo externo até o painel P1 (Micro-D 9 pinos) da carcaça; por dentro, chicote W1-P1 até o J3 (Gecko-SL 2×3) da placa de aquisição v0.3 | 5 V, GND | 5,02 V | 2050 mW | modelo da biblioteca do KiCad |
| J3 | I²C e 3,3 V (JST-GH 4 vias) | I²C e 3,3 V da Jetson (conector de 40 vias: pinos 1, 3, 5 e 6 ⚠ confirmar o barramento) para os INA226; cabo curto entre as placas empilhadas | 3,3 V, SDA, SCL, GND | 3,3 V | — | modelo da biblioteca do KiCad |

## Passivos e test points

| Refs. | Função | Footprint | Valores |
|---|---|---|---|
| C2–C3 | Cerâmicos de entrada (bateria), 50 V | `C_1210_3225Metric` | 4,7 µF, 4,7 µF |
| R1–R5 | U1: R(ILIM) 24 kΩ (0,5 A), divisor de UVLO/OVP (3 resistores), dVdT e IMON ⚠ | `R_0402_1005Metric` | 24 kΩ, 1,5 MΩ, 82 kΩ, 4,3 kΩ, 100 kΩ |
| C4 | U1: capacitor de dVdT (partida suave) ⚠ | `C_0402_1005Metric` | 22 nF |
| R6 | Shunt da bateria para o U4 (100 mΩ, 1%) | `R_1206_3216Metric` | 100 mΩ |
| C5 | Desacoplamento do INA226 U4 (3,3 V) | `C_0402_1005Metric` | 100 nF |
| C6 | Desacoplamento do INA226 U5 (3,3 V) | `C_0402_1005Metric` | 100 nF |
| C7–C8 | Entrada do buck U2, 50 V | `C_1210_3225Metric` | 4,7 µF, 4,7 µF |
| C9–C10 | U2: CBOOT, CVCC e divisor de realimentação 100 kΩ/24,9 kΩ de 0,1% (5,02 V) | `C_0402_1005Metric` | 100 nF, 1 µF |
| R7–R8 | U2: divisor de realimentação (0,1%) | `R_0402_1005Metric` | 100 kΩ, 24,9 kΩ |
| C11–C12 | Saída do buck U2, 16 V | `C_1210_3225Metric` | 22 µF, 22 µF |
| R9 | Shunt da saída para o U5 (20 mΩ, 1%: 8 mV a 0,41 A; menor queda até a carga) | `R_1206_3216Metric` | 20 mΩ |
| R10–R12 | U3: R(ILIM) 20 kΩ (0,6 A) e divisor de OVP 34,4 kΩ/10,0 kΩ de 0,1% (5,18–5,45 V) [V: V(OVPR)] | `R_0402_1005Metric` | 20 kΩ, 34,4 kΩ, 10,0 kΩ |
| C13 | U3: capacitor de dVdT ⚠ | `C_0402_1005Metric` | 10 nF |
| R13 | Resistor do LED D3 | `R_0402_1005Metric` | 1,5 kΩ |
| TP1–TP10 | Test points (D-17868 1.21; LLIS 1618) | `TestPoint_Pad_D1.0mm` | VBAT, VIN, 5V_BUCK, 5V_OUT, GND, PG, FLT_IN, FLT_OUT, IMON_IN, GND |

## Conectores e sinais externos

| Conector | Liga a | Sinais |
|---|---|---|
| J1 (XT30) | Bateria 4S–6S do VANT | VBAT (12,0–25,2 V), GND |
| J2 (Molex CLIK-Mate, 2 vias) | P1 (Micro-D 9 pinos) no painel da carcaça e, pelo chicote interno W1-P1, J3 (Gecko-SL 2×3) da placa de aquisição | 5,02 V ± 1,7% (OVP 5,18–5,45 V, limite 0,6 A), GND |
| J3 (JST-GH, 4 vias) | Conector de 40 vias da Jetson, empilhada com esta placa fora do invólucro (não passa pelo painel da carcaça) | 3,3 V, SDA, SCL, GND |

## Riscos e pendências

- Sem esquemático, redes ou roteamento. O LMR36015 não tem footprint RNX na biblioteca do KiCad: a placa usa só o corpo; criar o footprint pelo desenho do datasheet.
- Peças sem datasheet conferido (⚠): SMBJ30CA (grampo abaixo de 62 V?), SMAJ6.0A, fusível de 1 A e 63 V, eletrolítico de polímero de 47 µF e 50 V, indutor SRP5030T de 22 µH, XT30PW-M. Valores de UVLO, dVdT e ILIM de entrada a fechar no esquemático com as equações do TPS2660.
- Eficiência do buck a ~0,4 A e 25 V de entrada assumida em 85%: com isso Tj ≈ 76 °C a 50 °C de ambiente. Medir; a variante PFM melhora carga leve.
- Transitórios dos ESCs e da indutância do cabo da bateria não caracterizados: medir a entrada com o VANT voando antes de fechar D1 e C1. Faísca no XT30 ao conectar carrega C1 pelo fusível; avaliar pré-carga ou conector antifaísca.
- Aterramento: a Jetson é alimentada em outro ponto da mesma bateria e se liga à placa de aquisição por USB, fechando um laço de terra pela bateria. Definir no diagrama de aterramento (GSFC-STD-1000 2.05; NASA-HDBK-4001 §3.3).
- Buck e indutor fora do invólucro, mas perto das antenas GNSS e do magnetômetro do VN-200 conforme a montagem: fixar distância mínima na integração.
- I²C por cabo curto até a Jetson: manter a capacitância do barramento abaixo de 400 pF e conferir os pull-ups do conector de 40 vias; sem o cabo, os INA226 ficam sem alimentação e a potência continua funcionando. O conector da Jetson não tem trava: prender o cabo na integração ⚠. A telemetria de potência fica em tempo do sistema da Jetson, não em tempo GNSS.
- Tensão mínima na placa de aquisição com carga de projeto: 4,784 V contra 4,75 V aceitos (margem de 34 mV). O cabo e o chicote de 5 V (J2 → P1 Micro-D no painel → J3), ida e volta com os contatos, precisa ficar ≤ 100 mΩ: requisito de integração a medir.