SE050 Breakout

Placa breakout mínima para el elemento seguro NXP EdgeLock SE050E2HQ1, que saca el bus I²C a un conector de 5 pines con paso de 2 mm. 16,42 × 14,56 mm, dos capas, todos los pasivos en 0402.

Características principales

• NXP EdgeLock SE050E2HQ1 — elemento seguro Common Criteria EAL 6+ para almacenamiento de claves, operaciones ECC y AES, y aprovisionamiento seguro
• Dispositivo I²C en la dirección 0x48, con las resistencias de pull-up de 4,7 kΩ ya en la placa
• ENA sacado al conector, de modo que el anfitrión tiene un interruptor real sobre el chip — el apagado profundo consume menos de 5 µA
• El puente de soldadura JP1 deja ENA permanentemente en alto, para anfitriones sin un pin libre
• Diseñada en KiCad 10 y autocontenida: símbolo, huella y modelo 3D viven en el repositorio, así que abre en cualquier máquina sin instalar librerías
• Dos fiduciales y un juego de gerbers listo para montaje automático

J1 — 1×5, paso de 2 mm

ENA no es opcional — es lo primero que falla

R3 lleva ENA a masa, así que el SE050 arranca en apagado profundo y no responde por I²C hasta que ENA sube. Si tu barrido del bus no encuentra nada en 0x48, casi seguro que es esto.

• Controla ENA desde un GPIO (pin 4 del conector). Para eso está sacado: le da al anfitrión un interruptor real sobre el elemento seguro, y el apagado profundo consume menos de 5 µA.
• Cierra JP1 si no te sobra ningún pin. Es un puente de soldadura en la cara superior, rotulado en la serigrafía, y sale de fábrica abierto — une los dos pads y el chip queda habilitado para siempre. En ese caso deja el pin 4 sin conectar.

Cerrar JP1 sólo te cuesta el modo de apagado profundo. El apagado por software (~430–480 µA, con retención de estado, despertado por un flanco de bajada en SDA) sigue funcionando igual. También deja R3 como carga permanente de 100 kΩ sobre el raíl, unos 33 µA.

Sólo las cinco piezas con número LCSC las coloca la máquina; J1, JP1 y H1 son trabajo a mano, o nada.

Merece la pena leerlo antes de reutilizar esto en tu propio diseño — casi todo sale directamente de la hoja de datos del SE050 y es fácil de equivocar.

nxp.com/products/SE050

Sin condensador entre VOUT y VCC

La nota de aplicación AN13483 §8.2.2 pide dejar ese nodo sin desacoplar en una pieza I²C que use apagado profundo, y esta placa lo cumple. Se hicieron dos montajes para comprobarlo — uno con 33 nF ahí y otro sin él — y resultaron indistinguibles en todas las medidas posibles sin osciloscopio: mismos tiempos de habilitación y deshabilitación, misma corriente de 1 µA en apagado profundo, y el mismo resultado en cada prueba funcional. Se obedece la nota porque obedecerla no cuesta nada, no porque se reprodujera un fallo.

Los pines ISO7816 se dejan sin conectar a propósito

El SE050 también habla ISO7816 e ISO14443 como tarjeta inteligente, pero esa interfaz no está habilitada en las configuraciones genéricas del SE050 — NXP la habilita sólo a petición del cliente (ver AN12436, que no la lista para ningún número de parte de catálogo). En el E2 esos pads están inertes, y la propia recomendación de la hoja de datos para los pines 3 (IO1), 13 (CLK) y 16 (IO2) es “n.c. (recomendado)”.

El pin 14 (RST_N) es la excepción, y aquí va a masa

Para ese pad la hoja de datos no ofrece la opción de dejarlo al aire — “si no se usa, conéctese a VCC o VSS” — y de los dos, VSS es el que aguanta en todos los estados de esta placa. RST_N está referenciado a VCC, y VCC se alimenta desde VOUT a través de un interruptor interno que se abre en apagado profundo: con ENA en bajo, VCC cae a 0 V mientras VIN sigue arriba, así que un pin atado al raíl de 3V3 quedaría por encima de su propia referencia. Masa evita eso, y no puede mantener la pieza en reset porque RST_N sólo está activo cuando la interfaz ISO7816 está habilitada, cosa que no ocurre en el E2.

Ojo: IO1 e IO2 hacen también de pines de controlador I²C (SDA y SCL respectivamente) — el SE050 actuando como maestro del bus para hablar directamente con un sensor y firmar sus lecturas. El E2 lo admite hasta 1 Mbit/s. Si lo quieres, esos son los pads a sacar.

VOUT es un interruptor, no un regulador

El pin 15 (VOUT) alimenta al pin 18 (VCC) a través de un interruptor interno de unos 1,1 Ω, y por eso van unidos aquí — la disposición que exige la hoja de datos para que el apagado profundo funcione. En apagado profundo VOUT y VCC se desconectan por completo y sólo los pads de I²C siguen alimentados desde VIN.

El pad expuesto es masa

Está cosido al plano de masa con cinco vias de 0,6 mm (taladro de 0,3 mm) — cuatro en las esquinas y una en el centro — dejando 0,175 mm de holgura en el punto más ajustado hasta el borde del pad de 1,95 × 1,95 mm. Si te haces la plantilla, comprueba que tu fabricante tapa los barriles de las vias, o la soldadura se colará por ellos durante el reflujo.

Dos fiduciales, en diagonal

Cada uno es un punto de cobre de 1 mm en una apertura de máscara de 2 mm, con una zona de exclusión de 3 mm dibujada como área de reglas en el cobre superior, para que el vertido de masa se retire y le deje a la cámara un blanco limpio. Si sueldas la placa a mano son simplemente dos puntos de cobre desnudo y puedes ignorarlos. La exclusión es una regla de la capa superior: el vertido inferior pasa por debajo de los fiduciales, lo cual da igual, porque la cámara no ve a través de la placa.

Todo lo que necesita el fabricante está en gerber/, sin comprimir:

• Gerbers de las dos capas de cobre, las dos máscaras de soldadura, la serigrafía superior y el contorno de placa
• Capas de pasta por las dos caras (.gtp / .gbp), para pedir una plantilla
• Ficheros de taladro Excellon, metalizados y no metalizados por separado, más los mapas de taladro

No hay serigrafía inferior — la capa está vacía y no se exporta, lo que mantiene la placa en la opción más barata de leyenda a una cara. Placa de dos capas, 1,6 mm, sin impedancia controlada, nada exótico. Los vertidos de cobre van rellenos en los gerbers exportados.

Estado de fabricación, con precisión

Una revisión anterior de este diseño — mismo esquema, mismo apilado, 16,33 × 12,72 mm y sin los fiduciales — se fabricó, se montó a mano y se validó en hardware: el SE050 responde en 0x48, se abre una sesión SCP03 completa, se generan claves que sobreviven a un ciclo de alimentación, el apagado profundo mide 1 µA, y 30 ciclos consecutivos de habilitar y deshabilitar corrieron sin un fallo. El puente JP1 también se probó.

La revisión de este repositorio no se ha fabricado todavía. Se diferencia en los dos fiduciales, sus zonas de exclusión y un contorno algo mayor; el circuito no ha cambiado en nada. Trata un primer pedido como una serie de prototipo y comprueba la placa antes de comprometerte con un lote.

El proyecto completo de KiCad 10, los gerbers, la lista de materiales y la documentación están publicados bajo GPL-3.0. El proyecto es autocontenido: el símbolo, la huella y el modelo 3D del SE050 viven en el repositorio, así que abre en cualquier máquina sin instalar librerías.

La placa es un periférico I²C corriente en 0x48, así que encaja en cualquier nodo Meshtastic con un bus I²C libre y un raíl de 3,3 V.

Una cosa que conviene saber antes de cablearla: el firmware suele ignorar el pin ENA — el driver del SE050 de Meshtastic, por ejemplo, no lo toca nunca. Si vas a poner esta placa bajo software ya existente, cierra JP1 y deja el pin 4 del conector sin conectar. Si no, el chip se queda en apagado profundo y el barrido del bus vuelve vacío.

Si tu firmware sí controla ENA, cablea el pin 4 a un GPIO libre y deja JP1 abierto. Eso te da el modo de apagado profundo y un interruptor real sobre el elemento seguro.