Este documento describe el diseño de un circuito "wake-up" de ultra bajo consumo para redes de sensores inalámbricos. Presenta el objetivo de diseñar un receptor wake-up para mejorar la sensibilidad y reducir el consumo. Explica el diseño del receptor wake-up y su LNA, concluyendo que mejora la sensibilidad a -53dBm con un pequeño aumento de consumo.

1. UNIVERSIDAD DE LAS PALMAS
DE GRAN CANARIA
Instituto Universitario de Microelectrónica Aplicada
Diseño de un circuito "wake-up" de ultra
bajo consumo para redes de sensores
inalámbricos
Autor: Daniel de León Hernández Tutores: Dr. Fco Javier del Pino Suárez
Dr. Sunil Lalchand Khemchandani

2. Diseño de un circuito "wake-up" de ultra bajo consumo para redes de sensores inalámbricos
Indice
+ Introducción
+ Objetivo
+ Diseño del receptor wake-up
+ Diseño del LNA para el receptor wake-up
+ Conclusiones

3. Diseño de un circuito "wake-up" de ultra bajo consumo para redes de sensores inalámbricos
Indice
+ Introducción
+ Objetivo
+ Diseño del receptor wake-up
+ Diseño del LNA para el receptor wake-up
+ Conclusiones

4. Diseño de un circuito "wake-up" de ultra bajo consumo para redes de sensores inalámbricos
+ Introducción
Red de sensores inalámbrica o wireless sensor network (WSN)

5. Diseño de un circuito "wake-up" de ultra bajo consumo para redes de sensores inalámbricos
+ Introducción
Protocolos de comunicación:

Síncrono → Todos los nodos de una zona se despiertan
de forma síncrona a una hora establecida para realizar la
comunicación.

Pseudo-asíncrono → El nodo origen espera a que el
nodo destino despierte para realizar la comunicación.

Asíncrono → Los nodos origen se encargan de
establecer la comunicación, despertando a los nodos
destino.

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+ Introducción

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+ Introducción

8. Diseño de un circuito "wake-up" de ultra bajo consumo para redes de sensores inalámbricos
+ Introducción

9. Diseño de un circuito "wake-up" de ultra bajo consumo para redes de sensores inalámbricos
+ Introducción
Ventajas:

Conservación de Energía

Mínimo Overhead o Sobrecarga

Comportamiento dinámico.

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Indice
+ Introducción
+ Objetivo
+ Diseño del receptor wake-up
+ Diseño del LNA para el receptor wake-up
+ Conclusiones

11. Diseño de un circuito "wake-up" de ultra bajo consumo para redes de sensores inalámbricos
+ Objetivo

12. Diseño de un circuito "wake-up" de ultra bajo consumo para redes de sensores inalámbricos
Indice
+ Introducción
+ Objetivo
+ Diseño del receptor wake-up
+ Diseño del LNA para el receptor wake-up
+ Conclusiones

13. Diseño de un circuito "wake-up" de ultra bajo consumo para redes de sensores inalámbricos
+ Diseño del receptor wake-up

14. Diseño de un circuito "wake-up" de ultra bajo consumo para redes de sensores inalámbricos
+ Diseño del receptor wake-up

15. Diseño de un circuito "wake-up" de ultra bajo consumo para redes de sensores inalámbricos
+ Diseño del receptor wake-up

16. Diseño de un circuito "wake-up" de ultra bajo consumo para redes de sensores inalámbricos
+ Diseño del receptor wake-up
Diodo ideal
Diodo real

17. Diseño de un circuito "wake-up" de ultra bajo consumo para redes de sensores inalámbricos
+ Diseño del receptor wake-up

18. Diseño de un circuito "wake-up" de ultra bajo consumo para redes de sensores inalámbricos
+ Diseño del receptor wake-up

19. Diseño de un circuito "wake-up" de ultra bajo consumo para redes de sensores inalámbricos
+ Diseño del receptor wake-up
a
c
b

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+ Diseño del receptor wake-up

21. Diseño de un circuito "wake-up" de ultra bajo consumo para redes de sensores inalámbricos
+ Diseño del receptor wake-up

22. Diseño de un circuito "wake-up" de ultra bajo consumo para redes de sensores inalámbricos
+ Diseño del receptor wake-up

23. Diseño de un circuito "wake-up" de ultra bajo consumo para redes de sensores inalámbricos
+ Diseño del receptor wake-up

24. Diseño de un circuito "wake-up" de ultra bajo consumo para redes de sensores inalámbricos
+ Diseño del receptor wake-up

25. Diseño de un circuito "wake-up" de ultra bajo consumo para redes de sensores inalámbricos
+ Diseño del receptor wake-up

26. Diseño de un circuito "wake-up" de ultra bajo consumo para redes de sensores inalámbricos
+ Diseño del receptor wake-up
Consumo

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+ Diseño del receptor wake-up

28. Diseño de un circuito "wake-up" de ultra bajo consumo para redes de sensores inalámbricos
+ Diseño del receptor wake-up
Sensibilidad

29. Diseño de un circuito "wake-up" de ultra bajo consumo para redes de sensores inalámbricos
+ Diseño del receptor wake-up
Valores componentes.

30. Diseño de un circuito "wake-up" de ultra bajo consumo para redes de sensores inalámbricos
Indice
+ Introducción
+ Objetivo
+ Diseño del receptor wake-up
+ Diseño del LNA para el receptor wake-up
+ Conclusiones

31. Diseño de un circuito "wake-up" de ultra bajo consumo para redes de sensores inalámbricos
+ Diseño del LNA para el receptor wake-up

32. Diseño de un circuito "wake-up" de ultra bajo consumo para redes de sensores inalámbricos
+ Diseño del LNA para el receptor wake-up

33. Diseño de un circuito "wake-up" de ultra bajo consumo para redes de sensores inalámbricos
+ Diseño del LNA para el receptor wake-up

34. Diseño de un circuito "wake-up" de ultra bajo consumo para redes de sensores inalámbricos
+ Diseño del LNA para el receptor wake-up

35. Diseño de un circuito "wake-up" de ultra bajo consumo para redes de sensores inalámbricos
+ Diseño del LNA para el receptor wake-up

36. Diseño de un circuito "wake-up" de ultra bajo consumo para redes de sensores inalámbricos
+ Diseño del LNA para el receptor wake-up

37. Diseño de un circuito "wake-up" de ultra bajo consumo para redes de sensores inalámbricos
Indice
+ Introducción
+ Objetivo
+ Diseño del receptor wake-up
+ Diseño del LNA para el receptor wake-up
+ Conclusiones

38. Diseño de un circuito "wake-up" de ultra bajo consumo para redes de sensores inalámbricos
+ Conclusiones

39. Diseño de un circuito "wake-up" de ultra bajo consumo para redes de sensores inalámbricos
+ Conclusiones

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+ Conclusiones

41. Diseño de un circuito "wake-up" de ultra bajo consumo para redes de sensores inalámbricos
+ Conclusiones

42. Diseño de un circuito "wake-up" de ultra bajo consumo para redes de sensores inalámbricos
+ Conclusiones
Resumen:
- Estudio de las WSN sus diferentes configuraciones y las
ventajas de añadir WUR a sus nodos.
- Diseño del WUR, dividido en 4 bloques:
- Detector de envolvente y duplicador de voltaje
- Comparador con umbral adaptativo
- Detector de preámbulo
- Decodificador de PWM y adaptador SPI
- Diseño del LNA realimentado resistivamente
- Conclusiones: Se mejora la sensibilidad de -28dBm a -53dBm
con la desventaja de un pequeño aumento del consumo.

43. Diseño de un circuito "wake-up" de ultra bajo consumo para redes de sensores inalámbricos
+ Conclusiones
Líneas Futuras:
- Implementación del WUR en PCB y testeo
- Fabricación y encapsulado del LNA
- Medir LNA+WUR

44. Diseño de un circuito "wake-up" de ultra bajo consumo para redes de sensores inalámbricos
* Circuitos Electrónicos para Redes Inalámbricas
Sensoriales de Ultra-Bajo Consumo CERES-BACO (2012-
2015) Coordinado con USE (Universidad de Sevilla) y CEIT
(San Sebastián) TEC2011-28724-C03-02

45. UNIVERSIDAD DE LAS PALMAS
DE GRAN CANARIA
Instituto Universitario de Microelectrónica Aplicada
Diseño de un circuito "wake-up" de ultra
bajo consumo para redes de sensores
inalámbricos
Autor: Daniel de León Hernández Tutores: Dr. Fco Javier del Pino Suárez
Dr. Sunil Lalchand Khemchandani