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Especificación del Proyecto: Módulo ADS1299 ESP32 Aislado
Project Overview
Estado: Draft. Módulo de adquisición de biopotenciales basado en TI ADS1299, controlado por un ESP32 mediante SPI, con separación entre alimentación analógica y digital y aislamiento entre el dominio de adquisición y el dominio MCU/USB.
Intended Use
Prototipo educativo/experimental para acondicionamiento y digitalización de señales biopotenciales. No está validado como dispositivo médico ni de seguridad crítica.
What the Device Should Do
- Alimentar el ADS1299 con rieles analógicos y digitales adecuados.
- Comunicar el ADS1299 con un ESP32 por SPI.
- Mantener separados los dominios analógico y digital, con unión controlada según recomendación del fabricante.
- Aislar la interfaz digital entre ADS1299 y ESP32 para reducir ruido y mejorar seguridad del prototipo.
Main Features
- ADC multicanal ADS1299.
- ESP32 como controlador SPI y enlace inalámbrico potencial.
- Aislamiento SPI y alimentación aislada para el front-end analógico.
- Desacoples y filtrado por dominio de alimentación.
- Señales START, RESET, DRDY y CS para control completo del ADS1299.
System Architecture
Diagram
Hardware Subsystems
- Power: entrada 5V, regulación 3V3 para ESP32, DC/DC aislado y filtrado para el ADS1299.
- Compute: módulo ESP32 con boot/reset, desacople y antena integrada.
- Analog front end: ADS1299 con desacoples, referencia, bias/lead-off previstos y entradas accesibles mediante conectores.
- Digital isolation: aislador multicanal para SCLK, MOSI, MISO, CS, DRDY, START y RESET.
Interfaces and Connections
- SPI: SCLK, MOSI/DIN, MISO/DOUT, CS.
- Control ADS1299: DRDY, START, RESET, opcional CLK si no se usa oscilador interno.
- Alimentación: 5V entrada, 3V3 digital, riel aislado del front-end.
- Electrodos/entradas analógicas: pendiente de definir con el usuario antes de layout final.
Power and Runtime Expectations
Fuente asumida: 5V externa/USB. Sin batería por ahora.
Power Tree and Power Budget
Estimación inicial: ESP32 hasta 500 mA pico WiFi, ADS1299 pocos mA por riel, aislador digital ~10-30 mA, DC/DC aislado dimensionado con margen. Se documentará presupuesto detallado tras seleccionar piezas exactas.
Manufacturing and Assembly Expectations
Supuesto: SMD, prototipo de 2-4 capas. Para bajo ruido analógico se recomienda al menos 4 capas con plano de referencia sólido y partición cuidadosa.
Firmware-Relevant Hardware Requirements
Firmware ESP32 debe inicializar SPI, controlar RESET/START/CS, esperar DRDY, leer tramas ADS1299 y configurar registros del ADC.
Physical Design Expectations
ADS1299 y entradas analógicas lejos del ESP32/antena y de conmutadores. Aislador colocado entre dominios. Capacitores de desacople junto a cada pin de alimentación.
Important Design Decisions
- Usar ESP32 en módulo para evitar diseño RF discreto.
- Usar aislamiento digital y alimentación aislada para el dominio ADS1299.
- Separar AGND/DGND localmente y unir según recomendaciones de TI alrededor del ADC.
Assumptions
- El usuario acepta SMD.
- Entrada de alimentación 5V.
- No se incluyen protecciones médicas certificadas; el diseño es experimental.
- Se expondrán entradas ADS1299 en conectores, pero la red exacta de electrodos puede requerir requisitos adicionales.
Change Notes
- Versión inicial creada a partir de la solicitud del usuario.
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