以下整理了 Microduck 的 IMU 板(imu_to_dxl)和 HAT 板(RPI Robot HAT)的电路图、原理图及相关资源链接。
🔌 HAT 板(RPI Robot HAT)
官方已完整开源,包含 KiCad 原理图、PCB、Gerber 等全套生产文件。
官方开源仓库:pollen-robotics/elec_RPI_Robot_HAT(Apache-2.0 许可)
原理图:仓库内
KiCad工程中可查看,电源部分可参考dynamixel.kicad_sch生产文件:
production/目录下可直接获取 Gerber、BOM 等,直接打样即可
📡 IMU 板(imu_to_dxl)
非官方原版图纸,由社区根据已开源的 HAT 工程和源码反推并自行设计,未经实物验证。
社区复刻仓库:fanhao375/microduck-replica(含原理图 PDF、交互式 BOM、PCB 等)
备选复刻项目:jyg9/microduck-community-kit(含
imu_to_dxl硬件与固件)OSHWHub 项目页:MicroDuck IMU_to_DXL - 专业版(立创 EDA 在线查看)
原理图 PDF 示例:
imu_to_dxl-原理图.pdf(位于复刻仓库的hardware/imu_to_dxl/目录下)
🔗 共同点
同属一个通信体系:两者都连接到同一条Dynamixel 半双工总线(1 Mbps)上,与15个XL330舵机共享数据链路。
协同完成感知:HAT板负责汇集IMU数据,而IMU板负责采集姿态数据,共同为机器人的平衡和运动控制提供基础。
📊 核心区别
📦 HAT板 (RPI Robot HAT)
角色:机器人的“配电盘”与“中枢神经”,负责电源分配、音频输出和总线接口。
物理位置:安装在机器人头部,与主控(Radxa Zero 3W)堆叠。
开源状态:官方完整开源(Apache-2.0),含KiCad原理图、PCB、Gerber和BOM,可直接打样。
设计成熟度:官方设计,经过验证,有全套生产文件,可靠性高。
核心组件:板载一颗BMI088 IMU(通过I2C连接),以及Dynamixel TTL/485通信接口等。
📡 IMU板 (imu_to_dxl)
角色:机器人的“内耳”,专门负责高精度姿态感知(提供躯干的实时四元数)。
物理位置:安装在机器人躯干内,靠近髋部。
开源状态:官方未开源,目前仅有社区根据MJCF模型和源码反推的逆向复刻设计,未经实物验证。
设计成熟度:社区逆向工程,未经打样验证,存在设计风险。
核心组件:STM32G031F8P6MCU +LSM6DSV16XIMU(含硬件融合块,可独立输出四元数)+ 半双工收发缓冲芯片。
根据社区对官方源码和MJCF模型的逆向分析,Microduck 整机共有5 个电子模块,但其中只有2 块是需要自己制作的定制电路板。
📋 电子模块总览
① Radxa Zero 3W(主控板)
角色:大脑,运行Linux、神经网络策略和视觉处理。
来源:直接购买(成品核心板)。
② RPI Robot HAT(HAT板)
角色:配电盘 + 音频卡 + 总线接口,负责电源分配、音频编解码和Dynamixel总线通信。
来源:官方开源,需自己打样。
③ imu_to_dxl(IMU板)
角色:专用“内耳”,将IMU伪装成Dynamixel从机(ID 200),提供躯干姿态数据。
来源:官方未开源,需自己设计/逆向。
④ IMX219 摄像头
角色:眼睛,提供视觉输入。
来源:直接购买(成品模组)。
⑤ ToF 模组
角色:辅助测距,通过Stemma接口连接。
来源:直接购买(成品模组)。