硬件电路与 TTL 总线
本章目标：搭建 MicroDuck 的电气系统——供电、舵机总线通信、IMU 接入，并掌握最常见的故障排查（舵机丢包、通信超时、过流保护）。
6.1 系统电气架构
锂电池 → BMS → 电源分配
├─ RK3566 主控（5V/3.3V 逻辑）
├─ IMU（I2C/SPI）
└─ 舵机总线（TTL，串接 15 颗 HD1910）
关键：舵机供电与主控逻辑供电要分离。15 颗舵机同时运动时电流很大，若与主控共地但共电源，会造成主控电压跌落、复位。
6.2 电源方案与 BMS
- 电池：2S（7.4V）或 3S（11.1V）锂电；舵机标称 4.8~8.4V，2S 更稳妥；
- BMS：必须带低压保护和过流保护。低电压时舵机扭矩骤降、位置回读漂移，策略会不稳定；过流会烧舵机驱动；
- 建议加一个电源软启动（浪涌限制），避免上电瞬间电容充电电流冲击总线。
6.3 飞特 HD1910 TTL 总线拓扑
15 颗舵机通过 TTL 总线串联（菊花链），每颗舵机有唯一 ID：
主控 UART(TTL) ── HD1910 ID=1 ── ID=2 ── ... ── ID=15
- 波特率：最高 1Mbps，推荐从低速（如 500kbps）开始调试；
- 半双工 TTL：收发共线，需主控端支持方向控制；
- 每颗舵机需先配置 ID 与波特率，ID 冲突会导致整条总线通信错乱。
6.4 IMU 接入与安装
- 型号：MPU6050 / ICM20948；
- 接口：I2C 或 SPI；I2C 速度有限，建议用 SPI 提高采样率；
- 安装位置：尽量靠近整机质心，固定在躯干刚性部位；
- 安装倾角：IMU 的安装姿态会进入姿态解算初值。若安装有倾角，必须在固件里补偿，否则姿态角直接漂移，Sim2Real 失效。
6.5 总线故障排查
| 现象 | 可能原因 | 处理 |
|---|---|---|
| 某颗舵机无响应 | ID 冲突 / 地址错误 | 重新配置 ID |
| 随机丢包 | 总线过长、信号干扰 | 降低波特率、加总线隔离 |
| 上电后总线卡死 | 供电不足 / 某舵机短路 | 逐颗上电排查 |
| 位置回读漂移 | 供电电压跌落 | 检查 BMS 与线径 |
⚠️ 长线干扰：15 颗舵机串接，线缆较长时 TTL 信号易受 EMI 干扰。建议使用屏蔽线，或加总线隔离芯片。这是从仿真到真机最容易忽视的坑。
6.6 供电与信号分离的接线规范
- 舵机电源线（粗线）直接来自 BMS，不经过主控；
- 主控与舵机仅通过信号共地，逻辑电平由主控驱动；
- 舵机总线端串联一个限流电阻/熔断器，保护主控 UART。
6.7 工程踩坑实录
- 共电源导致主控复位：多颗舵机急停时电流尖峰拉低主控电压，系统重启。改分离供电后解决。
- ID 冲突整条总线瘫痪：两颗舵机被配成同一 ID，所有指令乱套。逐颗单独上电重配 ID 恢复。
6.8 本章小结
你应能搭建一套分离供电、总线正确、IMU 已接入的电气系统，并掌握舵机丢包与供电故障的排查方法。
下一章把系统跑起来：烧录 RK3566 镜像、部署 Rust 固件、理解 50Hz 控制环。