DEEP 154 · 第十三辑 · 小白电气课 · LEARN NOTES

收进学习手册 · 2026-09-11 · duck.whatled.com

解读 154 · PCB 是什么:层、走线、过孔

解读对象:概念课 · 以 microduck-replica/hardware/imu_to_dxl/README.md(「PCB:布局与布线」节)为教材,打样价格引自 microduck-replica/docs/电控采购清单.md
需要的前置:解读 47(连接表是 PCB 的上游);解读 49(从图到下单)。

层:两面铜,一面专留给"地"

原理图回答"谁和谁电气相连",PCB 版图回答"它们实际怎么摆、线怎么走"。imu_to_dxl 这块板把答案写得很具体:45 × 22 mm,2 层板,1 oz 铜(1 oz = 一盎司铜铺在 1 平方英尺上的厚度,行业惯用口径),四角 R2 圆角。

"2 层"指整块板只有正反两面铜:顶层(正面)放全部 29 个贴片器件并走信号线;底层整片铺 GND——不刻走线,一整面都是地。这不是浪费:高频电流沿信号线走,回流要贴着信号线下的铜返回,一片完整的地平面就是给 SPI 和 1 Mbps 半双工总线留的"回流路径"。顶层的 GND 焊盘各自就近打一个过孔扎回底层。HAT 对照着看更清楚:官方那块是 4 层板,65.0 × 30.9 mm,中间多了两层内层铜,容量和成本都上一个台阶。

走线与过孔:227 段铜线、31 个孔、172 滴"泪"

这版 PCB 的实测清单(2026-09-08 状态):走线 227 段(顶层 197 / 底层 30)、过孔 31 个(焊盘 φ0.6 mm / 钻孔 0.3 mm)、泪滴 172 个。

打样多少钱:¥25–40 的板与几百元的 HAT

电控采购清单给 imu_to_dxl 的打样价:2 层板,嘉立创约 ¥25–40(不含贴片)。若让厂里把元件也贴上(SMT),就是另一档账——对照 HAT:47 行 / 123 颗的 BOM、实际贴装 113 个位置,"4 层板 + SMT 成本几百元起且有起订量"。自己焊 29 个器件的板,¥25–40 的裸板就是全部固定投入,这就是为什么自绘板选了"元件极少"的路线。

机械上的数字也有出处:两个 M2 非金属化安装孔(φ2.2 mm)走对角,孔距 X 向 40.00 mm / Y 向 17.27 mm,孔到板边 1.31 / 1.22 mm(嘉立创要求 ≥0.4 mm)。最后照抄 README 的一句话:"仍未验证:没有打样,没有实物"——以上全部是几何与规则层面的核对,不能替代实测。

你带走的收获

  1. 层数 = 几面可用铜;2 层板的经典配方是"顶层器件 + 信号,底层整片 GND"——地平面是回流路径,不是装饰。
  2. 线宽由载流决定(0.76 mm 直通 ≈ 2–3 A 量级),信号线 0.25 mm 够用;连接器额定往往才是整条链的短板。
  3. 过孔是机械钻孔,规则独立于电路:孔孔不叠(哪怕同网络)、孔边留距;泪滴是给钻孔偏心的保险。
  4. 裸板很便宜(2 层 ¥25–40),贵的是贴片;第一块自绘板要按"器件少、可手焊、可返修"设计。
  5. DRC 0 违规 ≠ 实物能用:几何核对与上电实测之间,隔着一次打样。

延伸

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