解读 67 · 全机电力拓扑:3S 电池怎么分三路
解读对象:
docs/HL-2915路线全流程教程.md(380 行)§5,对照microduck-replica/docs/硬件规格速查.md(电源节)
需要的前置:解读 45(HL-1910 路线的电源树)、解读 50(原压直供的一号风险)
换舵机最先撞死的往往不是协议,是电压。HL-2915-C001 的工作窗是 9–14V(§5.1),而现有电力系统从电池到代码——duck-control/src/model.rs 的 BATTERY_FULL_V = 8.2 / BATTERY_EMPTY_V = 6.6(NP-F550 2S)——整个围绕 8.4V 母线建。教程原话:官方的 2S(6.6–8.2V)带不动 HL,这是换舵机路线最刚性的约束。
1. 官方 HAT 干的四件事,逐项替代
教程 §5 把官方 HAT(见解读 42)的职能拆成四项,飞特路线逐项给替代:半双工 TTL 舵机总线缓冲 → ¥22 飞特转接板(ST/SC 系列通用,Radxa UART → 转接板 → 舵机总线);12V→5V 配电 → **UBEC(≥3A)**经 40-pin 5V 给 Radxa;音频(codec+功放)→ 先放弃,整机走通后再补独立小功放板;Qwiic 传感器座 → 直接用 40-pin I²C。对照解读 45那张原理图:AP63205 buck 与 PAM8406D 功放两条支路,被一个外置 UBEC 和一个"不做"接管——失去的只有板载音频。
2. 为什么是 3S:一条电压窗卡死所有选型
3S 锂电满电 12.6V、放空约 9.9V,全程落在 HL-2915 的 9–14V 窗内——不加任何稳压,舵机直接吃电池原压,和官方"XL330 吃 +BATT"是同一个思路。电压换窗,代码跟着换:教程 §6.1 要求把 model.rs 的电压窗改成 9–14V,来源是 62 号遥测寄存器(0.1V 一格,直接除 10——hl2915_bench.py 的 telemetry() 就是 rx[6] / 10.0)。
保护定值同步换算:保险丝台架 5A;总装后按实测走路峰值电流的 1.5 倍换(§5.2);台架电源先限流 0.5A——既保护舵机,也顺便回答"0.5A 够不够撑住动作"(§2)。
3. 拓扑逐段读:断电接线,蜂鸣档复查
教程 §5.2 的拓扑,标题里就写死了操作纪律:全部断电接线,接完用万用表蜂鸣档复查。
3S 电池 ── 保险丝 ── 急停开关 ──┬── 舵机总线(转接板电源端子)
└── UBEC 12V→5V ── Radxa 5V/GND
所有 GND 共地(电池、转接板、UBEC、Radxa、IMU)
- 保险丝在最上游:保护的是包括急停开关引线在内的全部下游线路;急停按下即断舵机电源。
- 舵机与主控分两路,共用一个源头:舵机吃原压,UBEC 只管 Radxa。对照解读 45 的"三路"(舵机原压 / 5V 逻辑 / 3V3 传感),HL 路线的第三路变成 IMU 从 40-pin 取 3.3V。15 只舵机的堵转电流永远不该流过逻辑电的降压路径——官方板上一颗 2A buck 带不动 15 只 XL330 的教训(解读 45)同样成立。
- 共地要逐个点名:电池、转接板、UBEC、Radxa、IMU,五方共地写在拓扑最后一行,不是默认成立——共地缺失在台架上的症状就是"读到全是 0xFF"(§10 速查表)。
验收四条(§5.2):空载母线 12.3–12.6V;单舵机课 3 动作时母线压降 <0.5V,超了先换电源而不是先怀疑舵机;急停按下所有舵机立刻失力,再上电舵机保持无力——扭矩默认 0,要软件才打开,这与 duck-control/src/io.rs 里"set_torque 启动时没有任何人调用"的约定互为印证;UBEC 输出 5.0–5.2V,Radxa 稳定开机 10 分钟。
你带走的收获
- 换执行器先换电压预算:电压窗决定电池节数,电池节数决定整个配电架构——这是所有"换件"里最刚性的一条。
- 功率路与逻辑路从电池处分开,任何降压器件都不该出现在执行器的电流路径上。
- 共地要当作用电器一样逐个点名验收,蜂鸣档是这条验收的仪器。
- "再上电仍应安全"是配电验收的一部分:上电即失力,是电路(急停)与软件(扭矩默认 0)共同守住的约定。