绘制PCB工作流：
原理图检查 → 指定封装 → 导入PCB → 画板框 → 摆元件布局 → 布线 → 铺铜 → DRC → 导出Gerber打样。
1. 先把原理图弄成“可导入”状态
检查原理图有没有错误：编译/检查，解决未连接、重复网络名等问题。
每个元件必须有封装。比如电阻要指定 0603/0805，芯片要指定具体封装。没有封装，导入PCB时会报错或元件缺失。
在原理图里按功能模块整理好，比如电源模块、MCU模块、传感器/模拟前端模块、通讯模块。
2. 新建PCB并导入原理图
不同软件操作：
嘉立创EDA：原理图里点“设计 → 更新/转换原理图到PCB”，或新建PCB后“导入变更”。
Altium Designer：新建PCB，打开原理图，点
Design → Update PCB Document...，点执行变更。KiCad：原理图里点“工具 → 更新PCB from schematic”，或PCB里点“从原理图更新PCB”。
导入后，你会看到一堆元件和“飞线”。飞线表示电气连接关系，不是实际铜线。
3. 画板框
在PCB的机械层/板框层画一个矩形，尺寸按你的外壳或打样要求。比如 50mm × 40mm。板框就是PCB的外形边界。
4. 先布局，不要急着连线
这是“排PCB”的关键。
先把连接器、按键、指示灯、安装孔放到板边固定位置。
再放核心芯片：电源芯片、MCU、模拟前端芯片。
按信号流向摆：输入接口 → 模拟调理 → ADC/MCU → 通讯/输出。
每个芯片的外围小元件靠近芯片放，尤其是去耦电容要贴近电源引脚。
模拟部分和数字部分尽量分开，避免数字噪声干扰模拟信号。
布局时看飞线，尽量让飞线短、顺、不交叉太多。
5. 布线
布局满意后再连线。
先布电源线和地线，线宽大一些。
再布关键信号线，比如模拟信号、时钟、通讯线。
最后布普通低速信号。
能走短线不走长线，能少打过孔就少打。
布线完成后铺铜，通常顶层和底层铺地铜。
6. 检查并出打样文件
运行DRC设计规则检查，解决间距、线宽、未连接等问题。
检查丝印不要压在焊盘上。
导出Gerber文件给PCB厂打样；同时导出BOM和坐标文件给贴片厂。
打样前用3D视图或PCB预览检查元件方向、封装是否正确。
PCB层数：
2 层板：简单、便宜，但能力有限
典型结构：顶层走信号，底层走信号/地，或者大面积铺地。
适合：低速、器件少、接口简单的板子，比如简单控制板、电源板、小家电。
优点：成本低、交期快、加工简单。
缺点：没有完整参考平面，地回流路径差，高速信号容易受干扰；布线密度低，器件一多就走不开。
4 层板：性价比拐点
常见叠层：信号—地—电源—信号。
地平面和电源平面完整，高速信号有稳定参考面，回流路径短，EMI 更好。
适合：带 USB、以太网、CAN、SPI 高速、较多器件的板子，很多 MCU 板、工业控制板会用 4 层。
成本比 2 层高，但比 6 层低很多，是“性能/成本”最常用的平衡点。
6 层板：更高密度和更复杂电源
常见叠层会增加更多信号层和地/电源平面，比如信号—地—信号—电源—地—信号等。
适合：BGA 封装、DDR 内存、FPGA、多路高速接口、多电源域、复杂布线。
好处：更多走线通道，电源可以分割，地平面更完整，信号之间隔离更好。
代价：压合次数多、钻孔和检测复杂、良率风险高，成本明显上升。
机器臂：
相机帧率：相机每秒采集多少张图，比如 30 Hz。这是“输入产生速度”。
推理帧率：模型每秒能处理并输出多少次决策。这是“AI 决策更新速度”。
控制频率：底层关节控制器每秒执行多少次控制，比如 200–1000 Hz。这是“执行更新速度”。
端到端帧率：从采图到动作指令下发的完整链路，每秒能完成多少次。它 ≤ 纯模型推理帧率。
手机平衡车：
🏗️ 底盘与执行器
方案 A：成品平衡车底盘套件（推荐，省去机械匹配）
直接选用为自平衡设计的套件，机械结构和电机-编码器匹配已经做好。例如Wheeltec R3系列，采用 12V 无刷电机（30:1减速比）与 500 线 GMR 编码器，铝合金车架，原生支持 TB6612 驱动与编码器扩展。这类套件能让你把精力集中在控制与视觉联调上。
方案 B：自行选型电机 + 车架
如果希望完全自定义，可选带霍尔编码器的直流减速电机（如 JGB37-520 系列）或低电感云台无刷电机（FOC 驱动，运行更平滑，但调试门槛更高）。编码器是平衡与速度闭环的必需品，不要选用无编码器的普通 TT 电机来做需要跟踪任务的底盘。
电机驱动
若使用有刷直流电机，TB6612FNG是平衡车领域最成熟的驱动模块：双通道 H 桥，每通道1.2A 持续 / 3.2A 峰值，PWM 频率可达 100kHz，足以驱动中小型减速电机。若走无刷 FOC 路线，则需搭配DRV8316或TMC6300等三相驱动板，并额外配置磁编码器（MT6701 / TLE5012B）做转子位置反馈。
🧠 主控与传感
MCU 最小系统板
STM32F103C8T6是资源最丰富、社区支持最广的选择（72MHz，64KB Flash，20KB RAM），足以运行串级 PID + 蓝牙通信。若希望预留更多算力余量，可选用STM32F401CCU6（Black Pill），主频与浮点性能更强，适合后续加入更复杂的滤波或控制逻辑。不要选用名称相近但资源不同的型号（如 C6T6），以避免定时器或中断资源不足。
IMU 姿态传感器
MPU6050是平衡车领域的基准选择，内置三轴加速度计 + 三轴陀螺仪，I2C 通信，社区例程极多。需要注意的是，MPU6050 的偏航角（Z轴）存在随时间漂移的问题，但由于你的转向决策来自手机视觉偏差，平衡环只需可靠的俯仰角与角速度，因此这一短板在本架构中影响可控。若希望减少漂移，可选用集成磁力计的 MPU9250 或 BMI160，但会引入额外的磁校准步骤。
📡 通信链路
手机 ↔ MCU
HC-05 双模蓝牙模块（经典 SPP + BLE）是性价比最高的起点：串口透传，安卓/iOS 均可直连，AT 指令丰富，波特率可调范围宽（1200bps–1382400bps）。对于跟踪任务，BLE 的延迟（约 50ms 量级）通常可接受。如果后续对延迟更敏感，可以改用 USB OTG 有线串口，但需注意同时解决手机供电与数据通信的共存问题（见供电部分）。
📷 视觉输入
方案 A：手机内置摄像头
零额外硬件，直接用 CameraX 取流。缺点是视角受捆绑角度限制，且手机同时承担摄像、推理与显示时，发热可能导致 SoC 降频，帧率下降。
方案 B：USB OTG 外接 UVC 摄像头（跟踪场景更推荐）
选用全局快门 + 广角低畸变的 UVC 工业摄像头。全局快门能消除运动模糊和“果冻效应”，这对移动跟踪至关重要。例如ELP AR0234系列：1/2.6 英寸全局快门传感器，126° 低畸变镜头，1080p@120fps / 720p@200fps，UVC 免驱，通过 OTG 直接连接 Android 手机。外接摄像头将图像采集的功耗从手机 SoC 部分转移出去，也能把摄像头安装在比手机本体更理想的视角位置。
🔋 供电系统
这是整个系统中最容易出问题、也最需要认真对待的部分。
电池
推荐2S 或 3S 18650 动力锂电池组（7.4V 或 11.1V）。必须选用动力型电芯（如三星 25R、索尼 VTC 系列），而非普通容量型 18650，因为电机启动和平衡修正的瞬时电流远高于普通电芯的持续放电能力。容量建议2200mAh 以上，为电机 + MCU + 手机同时运行留出余量。
MCU 与传感器供电
从电池经LM2596或XL4015降压至 5V（供驱动逻辑、编码器、蓝牙模块），再经AMS1117-3.3降至 3.3V（供 STM32 与 MPU6050）。
手机供电（关键）
手机持续运行摄像头 + 推理，功耗远高于待机。需要一路5V / 3A 以上的稳定输出为手机供电。可选用XZ1821（12V 输入，5V/3A 输出）或CX8843（同步降压，3A 持续）等专用降压芯片/模块。务必确认降压模块的实际持续输出能力，标注“峰值 3A”但持续能力不足的模块会在手机高负载时导致电压跌落、手机反复重启。
OTG 供电与数据共存
如果使用 USB OTG 外接摄像头，手机 USB 口同时承担“对外供电（给摄像头）”和“被充电”两个角色，普通 OTG 线缆无法同时完成。需要选用带供电输入的 OTG 分线器/Hub，或支持USB PD DR_Swap的协议方案，才能实现“边充电边传数据”。这是外接摄像头方案中必须提前确认的硬件细节。
📱 固定与减震
电机振动直接传入摄像头会导致画面模糊和检测框抖动。不要用纯刚性支架。优先选用带硅胶缓冲垫 + 弹簧/阻尼结构的骑行手机支架（电动车/滑板车通用款），这类支架的减震设计可将通过减速带时的画面抖动降低约 70%。如果使用外接 USB 摄像头，为其单独加装小型阻尼支架或硅胶隔离，效果比只减震手机本体更直接。
🔧 调试与接插件（容易被忽略但必需）
USB-UART 模块（CH340 / CP2102）：用于 MCU 调试日志输出，联调阶段不可或缺。
XT30 / XT60 接插件：电池与底盘之间的主电源连接，比杜邦线可靠得多。
DAP-Link / ST-Link 下载器：STM32 烧录与调试。注意避开盗版芯片导致的烧录兼容性问题。
逻辑分析仪（可选但强烈建议）：排查 I2C/SPI 时序、PWM 输出与串口通信问题时，远比盲目试错高效。
💎 最小可用 BOM 速览
底盘套件（含电机+编码器+车架）×1→ 若自行选型：带编码器直流减速电机 ×2 + 车架
TB6612FNG 驱动模块 ×1（有刷路线）
STM32F103C8T6 / F401CCU6 最小系统板 ×1
MPU6050 模块 ×1
HC-05 蓝牙模块 ×1
2S/3S 动力 18650 电池组 + 充电器 ×1
LM2596 降压模块 ×1（5V 逻辑供电）
5V/3A 降压模块 ×1（手机供电，确认持续能力）
带减震的骑行手机支架 ×1
USB OTG 分线器（带供电口）×1（若用外接摄像头）
USB-UART 调试模块 ×1
ELP AR0234 全局快门 UVC 摄像头 ×1（可选，外接视觉方案）
