Quake sensor

Deprem Sensörü — ADXL355 / ESP32-S3

Düşük gürültülü MEMS ivmeölçer tabanlı ev tipi sismograf. USB-C beslemeli, LiPo yedekli, WiFi'li; şebeke kesildiğinde microSD'ye kayıt yapar. 65 × 58 mm, 2 katman.

Ölçümle doğrulanmış tam rapor: docs/VALIDATION.md Claude Code ile çalışacaksan: CLAUDE.md Denenip işe yaramayanlar: docs/DECISIONS.md

Başlarken

git clone https://github.com/ismailcelik-tr/quake-sensor.git
cd quake-sensor

Kartı açmak için tek gereken KiCad 10.x — quake-sensor.kicad_pro'ya çift tıkla. Kütüphane yolları ${KIPRJMOD} göreli, lib/ kendiliğinden çözülür.

tools/ altındaki scriptleri çalıştıracaksan ayrıca python3 >= 3.9 ve pip install numpy (yalnızca modal.py için). kicad-cli PATH'te ya da standart kurulum konumunda olmalı; değilse KICAD_CLI ile göster:

cd tools && python3 -c "import paths; print(paths.ROOT); print(paths.kicad_cli())"

Ayrıntı ve tuzaklar: CLAUDE.md.

Blok yapısı

USB-C ──F1──┬─ USBLC6 (ESD) ── ESP32-S3 dahili USB
            │
            ├─ D1 (Schottky) ──┬── VSYS ── AP2112K ── +3V3 ──┬── ESP32-S3-WROOM-1
            │                  │                             ├── microSD
            │                  │                             └── FB1 ── +3V3A ── ADXL355
            └─ MCP73831 ── +BATT ── Q1 (P-MOS) ─┘
                                   yük paylaşımı

USB varken sistem USB'den beslenir ve pil şarj olur; USB gidince Q1 iletime geçip pile döner. Q1'in source'u VSYS tarafında — gövde diyodu USB'den pile kontrolsüz akım kaçmasını engelliyor.

Neden bu parçalar

• ADXL355BEZ — 22 µg/√Hz gürültü tabanı. MPU-6050 sınıfı sensörler (~400 µg/√Hz) yalnızca yakın ve şiddetli sarsıntıyı görür.
• FB1 ferrit — ADXL355 kendi +3V3A rayında. Ölçüldü: bu rayda sensör ve kendi dekuplajı dışında hiçbir yük yok, izolasyon gerçek.
• microSD — pil tek başına anlamsız olurdu: elektrik kesilince modem de gider, WiFi'ye gönderecek yer kalmaz. Pilin işi kesinti boyunca örneklemeye devam edip karta yazmak, şebeke gelince yüklemek.
• AP2112K-3.3 — 600 mA. ESP32-S3 WiFi tepe akımı ~500 mA, sınıra yakın. Pil 3.6 V altına inince dropout'a girer; kritik uygulamada buck-boost gerekir.

Pin ataması

İki ayrı SPI: SD kart yazarken veriyolunu uzun süre tutar, sensör örneklemesini bloklamasın diye ayrıldı.

Durum LEDi IO8'den IO48'e alındı: IO8 (modül pin 12) USB pinlerinin hemen yanında ve modülün 0.37 mm ped aralığından yanal kaçış fiziksel olarak imkânsız; tek kanalını USB çifti kullanıyor.

Üretim öncesi yapılacaklar

Elektriksel iş bitti. Kalanların hiçbiri routing değil — ayrıntı docs/VALIDATION.md:

1. 12 adet 0.20 mm delik. ESP32-S3-WROOM-1 footprint'inin kendi termal viaları. Ucuz 2 katman servislerinin minimumu genelde 0.3 mm — üreticiye sorulacak ilk şey.
2. Üretici stackup'ı. KiCad'de tanımlanıp DRC onun kurallarıyla çalıştırılmalı. USB empedans kararı buna bağlı: mevcut kartta Zdiff ≈ 170 Ω, ve 1.6 mm çift katmanda 90 Ω pratikte ulaşılamaz (1.5 mm iz gerekir). Full-Speed için tolere edilir.
3. ADXL355 footprint'inin 1:1 basılı çıktıyla doğrulanması. Elle üretildi (datasheet Rev.A Şekil 76).
4. Gerber viewer görsel kontrolü — ADXL355, USB-C, montaj delikleri, ipek, paste/mask.
5. Elle lehimlenecekse J1.SH ve J4.SH termal rölyesi (9 starved_thermal uyarısı, hepsi GND pedi, elektriksel etkisi yok).
6. Anten. U1'in anten ucu kartın üst kenarından ~6 mm taşıyor. Kartı kesip anteni içeri alma; anten altında bakır olmamalı.

Mekanik yerleşim yeniden değerlendirildi ve kabul edildi. Modal analiz (tools/modal.py) 1. modu 648 Hz veriyor — deprem bandının (0.1–50 Hz) 8 katından fazla üstünde. Ayrıca kart merkezi temel modda en kötü yer; önceki "sensörü merkeze taşı" tavsiyem yanlıştı.

Dosyalar

quake-sensor.kicad_sch          şematik
quake-sensor.kicad_pcb          kart — yönlendirilmiş
quake-sensor.kicad_pro          tasarım kuralları ve net class'lar
lib/quake.kicad_sym             ADXL355 sembolü (KiCad kütüphanesinde yok)
lib/quake.pretty/               ADXL355 LCC-14 footprint'i
docs/VALIDATION.md              ölçümle doğrulanmış final rapor
docs/sematik.pdf                şematik çıktısı
docs/pcb-bakir.pdf              F.Cu + B.Cu + kart hattı
docs/pcb-montaj.pdf             F.Cu + ipek baskı
docs/bom.csv  netlist.net  erc.rpt  drc.rpt
docs/DECISIONS.md               karar ve çıkmaz sokak günlüğü
docs/*-ham.txt                  ham ölçüm çıktıları (validation, modal, impedans)
fab/                            Gerber + Excellon drill + PnP + BOM
tools/                          üretim ve ölçüm scriptleri (bkz. CLAUDE.md)
.history/                       KiCad otomatik yedeği — KULLANMA, eski

Şematik ve kart elle değil tools/ altındaki scriptlerle üretildi. Pcbnew/Eeschema'da elle düzenlemeye başladıktan sonra bu scriptleri çalıştırma — üzerine yazarlar. Ayrıntı ve tuzaklar: CLAUDE.md.