智能硬件机器人嵌入式物联网【免费下载链接】oomwooOpen-source vacuum robot cleaner项目地址https://gitcode.com/gh_mirrors/oo/oomwoo点击查看免费下载本文基于 OOMWOO 开源扫地机器人项目自有的 KiCad 参考原理图makerspet/oomwoo-io-board2026-07-12 提交与docs/SPEC.md2026-07-14 更新完整编译 I/O 板上全部传感器与电机子电路的器件选型、连接器规格与网表分配从驱动轮 DRV8870 H 桥、边刷/主刷/风机的 MOSFET 开关到碰撞、回充、防跌落、侧向接近四组 IR 传感器网络并交叉验证电机规格、串联到 CPU/MCU 串口契约与 ROS2 话题映射。读完你将掌握从原理图网表 → 固件安全事件 → ROS2 话题的完整信号链路可直接用于硬件评审、固件开发和接线排查。1. 资料背景这份引脚编译文档从何而来原始文档io-board-sensors-and-motors-schematic.md的数据全部来自 OOMWOO 项目自有的KiCad 参考原理图而非对商业产品的逆向工程。提取方法为解析.kicad_sch文件中的元件值component values、层级网表标签hierarchical net labels与封装分配footprint assignments提取日期2026 年 7 月 17 日范围除驱动轮电机子图之外的全部传感器与电机子图——驱动轮电机连接器与转向轮规格已由配套文件 io-board-wheel-connector-and-caster.md 单独覆盖。这份编译文档在 OOMWOO 生态中的位置I/O 电机驱动 PCB 是连接所有电机与传感器到 SBCCM4/CM5 计算模块的自研板卡板上为 STM32 MCU 电机驱动 传感器前端 电池充电见 io-pcb RFC其 CPU/MCU 软件契约由 io-board-interface 维护。因此本文档的网表信息是固件安全事件定义、ROS2 桥接映射和 PCB 布局评审的信号级事实依据。核心发现一览结论说明驱动轮电机驱动 ICTI DRV8870DDAR而非 TMI8870 或 DRV8871边刷 / 主刷AO3400 低侧 N-MOSFET 开关非 H 桥主风机AO3401 高侧 P-MOSFET 开关 转速FG反馈碰撞传感器ITR9606 光电微动开关光学遮断器非机械微动开关回充 IR 传感器TSOP3413838kHz IR 接收器与 TSOP38238 同家族LiDAR 连接器4 针M、M-、RX、5V低侧 MOSFET 电机控制防跌落悬崖传感器4 路模拟 IR左上、左下、右上、右下侧向接近传感器分立 IR LED 2N3904 NPN PWM 驱动2. 驱动轮电机DRV8870DDAR H 桥驱动U14 / U152.1 器件属性属性值ICDRV8870DDARTexas Instruments封装HSOP-8 带散热焊盘KiCad footprintHSOP-8_L5.0-W4.0-P1.27-LS6.2-BL-EP数量2 片U14 右轮U15 左轮电机电压BAT-VCC标称 14.4V范围 12–16.8V电流采样0.2Ω 分流电阻右 R83 / 左 R84→ ADC逻辑供电VCC-3V3-P3.3VDRV8870 是单通道 H 桥电机驱动器与 Roborock 原厂主板上使用的 TMI8870见 part-specs README 中的驱动轮章节引脚兼容。SPEC.md 最初将 H 桥写为 DRV8231、DRV8871 或类似KiCad 原理图最终确认具体型号为DRV8870DDAR。2.2 DRV8870 引脚分配来自 KiCad 符号引脚名称功能1GND地2IN2输入 2PWM/方向3IN1输入 1PWM/方向4VREF电流参考电压5VM电机供电BAT-VCC6OUT1电机输出 17ISEN电流采样输出8OUT2电机输出 29EP散热焊盘GND2.3 驱动轮信号网表网表方向功能WHEEL-M-RIGHT-IN1/WHEEL-M-LEFT-IN1STM32 → DRV8870电机方向/PWM 输入 1WHEEL-M-RIGHT-IN2/WHEEL-M-LEFT-IN2STM32 → DRV8870电机方向/PWM 输入 2WHEEL-M-RIGHT-ENCODE-A/WHEEL-M-LEFT-ENCODE-A轮编码器 → STM32单通道编码器脉冲WHEEL-M-R-F-ADC/WHEEL-M-L-F-ADC电流采样 → STM32 ADC电机电流反馈WHEEL-M-EN-VSTM32 → 电源控制电机电源使能P-MOSFET 栅极VCC-5V-WHEEL电源轮编码器 5V确认结论只存在ENCODE-A不存在ENCODE-B。OOMWOO 参考设计中的编码器确认为单通道与 Scowt PR #13 对 Roborock S5 轮模块的实物检查单根蓝色编码器线一致。配套文档 io-board-wheel-connector-and-caster.md 进一步说明OOMWOO 板侧使用5 针 JST ZH 1.5mm连接器J12/J13电机功率不经过该连接器而是由板上 DRV8870 H 桥直接供电——与 Roborock 原厂 7 针轮模块连接器的架构不同。2.4 驱动轮周边元件位号值功能Q12AO3401P-MOSFET — 电机电源使能开关Q132N3904NPN 晶体管 — 电源控制逻辑R83/R840.2Ω电流采样分流电阻D19/D201N4007续流二极管电机反电动势保护C85/C89100µF大容量去耦电容C86/C900.1µF高频去耦C84/C880.22µF滤波电容3. 边刷与主刷AO3400 低侧 N-MOSFET 单向开关3.1 边刷电机J15 / J16属性值连接器J15右、J16左连接器标签SIDE BRUSH RIGHT、SIDE BRUSH LEFT电机驱动AO3400 N-MOSFET低侧开关非 H 桥MOSFETQ16右、Q18左续流二极管D8右、D9左—SS34肖特基3A40V电流采样10kΩ 上拉右 R107 / 左 R112→ ADC网表功能SIDE-BRUSH-V-R-CTRL/SIDE-BRUSH-V-L-CTRLSTM32 PWM → MOSFET 栅极调速SIDE-BRUSH-R-F-ADC/SIDE-BRUSH-L-F-ADC电流采样 → STM32 ADC设计说明边刷使用单向低侧 MOSFET 开关仅单方向而非 H 桥。这解决了 SPEC.md 中 Side brush — bridge or FET TBD 的待定项原理图确认答案是 FET低侧 N-MOSFET。SS34 肖特基二极管3A、40V额定值高于 SPEC.md 记录的边刷堵转电流1.3A作为续流保护是足够的。3.2 主刷电机J11属性值连接器J11MAIN BRUSH电机驱动AO3400 N-MOSFET低侧开关Q10续流二极管D7 —SS34肖特基3A40V次级续流二极管D18 —1N4007第二重保护电流采样10kΩ 上拉R82→ ADC网表功能MAIN-BRUSHSTM32 PWM → MOSFET 栅极调速MAIN-BRUSH-F-ADC电流采样 → STM32 ADC设计说明主刷与边刷一样采用单向低侧 MOSFET 开关。但 SPEC.md 中主刷堵转电流记录为22A??——SS343A对于 22A 堵转明显偏小说明要么堵转电流估算有误要么存在额外的保护机制。该 TODO 标记保留是恰当的硬件评审时应重点核对主刷堵转电流与驱动器件容量的匹配。这也是 hardware_contract_gaps.md 中 HW-SW-010驱动轮电流包络 1.7A vs 2.46A/3.31A同类问题的提醒驱动电流数据必须区分型号与测试方法后再定稿。4. 吸尘风机AO3401 高侧 P-MOSFET 开关 FG 转速反馈J14属性值连接器J14MAIN-FAN连接器类型4 针 PH 2.0mm SMDXUNPU WAFER-PH2.0-4PWB电机驱动AO3401 P-MOSFET高侧开关Q14控制晶体管Q15 —2N3904NPN驱动 P-MOSFET 栅极转速反馈有FG 感应电流采样R10322kΩ网表功能MAIN-FAN-S-CTRLSTM32 PWM → P-MOSFET 栅极经 NPN— 调速MAIN-FAN-V-CTRLSTM32 → 电源使能MAIN-FAN-S-SENSE风机转速计FG→ STM32设计说明主风机采用高侧 P-MOSFET 开关AO3401经 2N3904 NPN 晶体管驱动并带有转速计反馈。这与 SPEC.md 的 PWM input to fan, FG feedback to STM32 相互印证。4 针连接器承载PWM 控制、FG 感应、电源BAT-VCC、GND四路信号。从软件契约角度看风机与刷组的调速最终都汇入CLEANING_MOTORS_SET帧见 cpu_mcu_serial_contract.md其负载格式为u8 main_brush_pct / u8 side_brush_pct / u8 fan_pct / u8 pump_pct0–100%。参考编解码器 oomwoo_mcu_frame.py 中的pack_cleaning_motors()对四个百分比做了 0–100 的范围校验与原理图的 PWM 调速网表一一对应。5. LiDAR 电机与串口低侧 N-MOSFET 开关J17属性值连接器J17LiDAR连接器引脚4M、M-、RX、5VCC来自文本标签电机驱动AO3400 N-MOSFET低侧开关Q20续流二极管D10 —SS34肖特基电流限制R1142kΩ、R1131kΩ网表功能LiDAR-MOTOR-CTRLSTM32 PWM → MOSFET 栅极转速控制LiDAR-RXDLiDAR 串口数据 → STM32 UART RX设计说明LiDAR 电机经低侧 N-MOSFET 控制PWM 调速LiDAR 串口数据接入 STM32 UART。4 针连接器承载motor经 BAT-VCC 常供电、motor-经 MOSFET 开关、串口 RX、5V 供电。SPEC.md 确认5V 0.35A max, Mabuchi-style RF-500TB-14350 or similar, low-side load switch N-FET。需要注意的契约缺口原理图显示 LiDAR 串口进入 STM32而架构文档曾写 CPU 接收 LiDAR 串口数据。这一归属问题在 hardware_contract_gaps.md 中记录为HW-SW-003ROS2 驱动部署位置、时间戳与串口带宽均随归属方不同而变化需在布局前确定 MCU 只控制 LiDAR 电机功率/转速还是同时转发 LiDAR 扫描数据。6. 传感器子板解析四组 IR 传感器网络6.1 碰撞传感器ITR9606 光电微动开关非机械开关原理图子图DOCKING-IR-BUMPER-SENSORs位号值功能P-SW1ITR9606碰撞开关 1光学遮断器P-SW2ITR9606碰撞开关 2光学遮断器R61/R651kΩITR9606 LED 限流R62/R6410kΩITR9606 输出上拉R63/R664.7kΩTSOP34138 上拉网表功能BUMPER-SW1碰撞 1 → STM32 数字输入BUMPER-SW2碰撞 2 → STM32 数字输入DOC-IR-SENS1回充 IR 传感器 1 → STM32DOC-IR-SENS2回充 IR 传感器 2 → STM32关键发现——碰撞是光学的不是机械的ITR9606 是光电微动开关槽型光学开关通过光学遮断检测物理位移属于非接触式碰撞传感器。SPEC.md 曾列 bumper (IR or micro-switches)原理图确认答案是IR光学遮断器。这也解释了 hardware_contract_gaps.md 中的HW-SW-004部分文档仍写 bumper switch需统一为 bumper optical interrupter 语义。在固件安全契约中左右碰撞事件对应SAFETY_EVENT码1BUMPER_LEFT/ 2BUMPER_RIGHTMCU 行为为立即停止驱动仅当悬崖/轮跌落信号均清除时才允许有界恢复见 cpu_mcu_serial_contract.md 安全事件表。6.2 回充 IR 接收TSOP3413838kHz位号值功能IR1TSOP34138回充 IR 传感器 138kHz 接收器IR2TSOP34138回充 IR 传感器 238kHz 接收器TSOP34138 vs TSOP38238回充 IR 传感器使用 TSOP34138与墙沿传感器使用的 TSOP38238见 wall-carpet-sensor-specs.mdPR #24同属 TSOP 家族。TSOP34138 工作于 38kHz、供电 2.0–5.5V与 TSOP38238 类似区别在于 TSOP34138 的载波突发最小周期更短8 个周期 vs 10对回充信标检测响应更灵敏。回充 IR 在软件侧的落点ROS2 映射中规划了/oomwoo/dock_ir/front_left、/oomwoo/dock_ir/front_right、/oomwoo/dock_ir/search_left、/oomwoo/dock_ir/search_right四个归一化强度话题0.0–1.0以及回充状态机见 docking_ir_requirements.md 与 ros2_mapping.md。需要指出串口契约中尚未定义回充 IR 的原始 ADC 值范围与负载布局HW-SW-008需等 ADC 行为与发射器/传感器几何实测后确定。6.3 防跌落悬崖IR 传感器4 路模拟 ADC原理图子图ANTI-FALL-IR-SENSORs属性值连接器J4左下、J5右下 隐含的 J2/J3左上、右上数量4 个传感器左上、左下、右上、右下信号类型模拟ADC非数字网表功能ANTI-FALL-LEFT-UP-ADC左上悬崖传感器 → STM32 ADCANTI-FALL-LEFT-DOWN-ADC左下悬崖传感器 → STM32 ADCANTI-FALL-RIGHT-UP-ADC右上悬崖传感器 → STM32 ADCANTI-FALL-RIGHT-DOWN-ADC右下悬崖传感器 → STM32 ADC位号值功能R67/R68/R71/R72100ΩIR LED 限流R69/R70/R73/R7410kΩ光电晶体管输出上拉设计说明4 个悬崖传感器为模拟输出——STM32 经 ADC 读取 IR 反射电平实现基于阈值的悬崖检测。SPEC.md GPIO 列表确认anti-fall left up/down, right up/down (analog in because IR sensors are analog)。100Ω LED 限流电阻暗示 IR LED 电流约为3.3V 下 ~30mA或 5V 下 ~50mA。软件侧对应SAFETY_EVENT码3CLIFF_LEFT/ 4CLIFF_RIGHTMCU 行为为停止驱动与清洁电机需要安全后退或人工干预FAST_TELEMETRY帧中的cliff_flags位段与 ROS2 话题/oomwoo/io/cliff承载同一信息见 oomwoo_mcu_frame.py 与 ros2_mapping.md。6.4 侧向接近 IR 传感器2N3904 NPN PWM 驱动 触摸信号原理图子图SIDE-PROXIMITY-IR-SENSOR属性值连接器J8左、J9右IR LED 驱动2× 2N3904NPN 晶体管Q6、Q7用于 PWM信号类型模拟ADC网表功能SIDE-PROXI-LEFT左侧向接近 → STM32 ADCSIDE-PROXI-RIGHT右侧向接近 → STM32 ADCTOUCHL左触摸/碰撞 → STM32 数字输入TOUCHR右触摸/碰撞 → STM32 数字输入位号值功能Q62N3904左 IR LED PWM 驱动Q72N3904右 IR LED PWM 驱动R75/R791kΩIR LED 限流R76/R782kΩNPN 基极电阻R77/R801kΩ输出上拉设计说明侧向接近传感器采用分立 IR LED 光电晶体管对配 NPN 晶体管 PWM 驱动。TOUCHL/TOUCHR网表暗示存在次级触摸感应功能可能是同一传感器在近距离时的表现。SPEC.md 确认Side proximity IR sensor left/right (analog in) 与 Side proximity IR LED left/right PWM (digital out)。7. 连接器汇总表J4–J17连接器功能类型引脚数J4防跌落左下IR 传感器2J5防跌落右下IR 传感器2J8侧向接近左IR 传感器对3–4J9侧向接近右IR 传感器对3–4J11主刷电机直流电机2J12驱动轮右轮模块5JST ZH 1.5mmJ13驱动轮左轮模块5JST ZH 1.5mmJ14主风机吸尘BLDC 风机4PH 2.0mmJ15边刷右直流电机2J16边刷左直流电机2J17LiDAR电机 串口48. 与 SPEC.md 电机规格的交叉验证oomwoo-io-board/docs/SPEC.md提供了以下电机规格保留原始 TODO 标记原理图逐一验证电机数量电压堵转电流驱动原理图确认驱动轮214.4V3.5ATODODRV8870 H 桥✅ DRV8870DDAR吸尘风机114.4V10ATODOP-FET 高侧✅ AO3401LiDAR15V0.35AN-FET 低侧✅ AO3400主刷114.4V22A??TODON-FET 低侧✅ AO3400边刷214.4V1.3ATODON-FET 低侧✅ AO3400注意SPEC.md 最初将驱动轮 H 桥写为 DRV8231、DRV8871 或类似——KiCad 原理图确认具体型号为DRV8870DDAR。另外值得注意的是I/O 板供电目标为4S 电池标称 ~14.8V范围 12–16.8V从 3S 改 4S 是 io-pcb RFC 的明确要求因此在核对驱动器的电压与电流余量时应以16.8V 满充电压为最坏情况参见 HW-SW-010 对驱动轮电流包络的提醒。9. 从原理图到软件契约信号如何进入固件与 ROS2原理图上的每一路网表在 CPU/MCU 串口契约中都有对应的软件载体详见 cpu_mcu_serial_contract.md 与 ros2_mapping.md原理图信号契约帧/事件ROS2 话题草案MAIN-BRUSH、SIDE-BRUSH-V-*-CTRL、MAIN-FAN-S-CTRLCLEANING_MOTORS_SETu8 0–100%/oomwoo/cleaning/main_brush_pct、side_brush_pct、fan_pct、pump_pctLiDAR-MOTOR-CTRLLIDAR_MOTOR_SETu8 pwm_pct/oomwoo/lidar/motor_pctBUMPER-SW1/SW2SAFETY_EVENT码 1/2BUMPER_LEFT/RIGHT/oomwoo/io/bumper位段ANTI-FALL-*-ADCSAFETY_EVENT码 3/4CLIFF_LEFT/RIGHTFAST_TELEMETRY.cliff_flags/oomwoo/io/cliff位段轮电流采样 ADCBRUSH_OVERCURRENT/FAN_OVERCURRENT等过流事件码 7/8诊断 安全事件回充 IRTSOP34138待定义原始值范围HW-SW-008/oomwoo/dock_ir/*四个归一化话题固件侧行为要点契约草案CLEANING_MOTORS_SET以 1–10Hz 发布碰撞事件立即停驱动悬崖事件停驱动与清洁电机刷组/风机过流只停受影响的执行器并通过SAFETY_EVENT.detail上报电机 ID所有硬安全输入变更时 MCU 发出SAFETY_EVENT并保持锁存故障位直到显式CLEAR_LATCHED_FAULT清除。参考编解码器见 oomwoo_mcu_frame.pySafetyEvent枚举、pack_cleaning_motors、pack_fast_telemetry等MCU 侧与 ROS2 桥接的端到端实现与测试记录见 mcu-io-firmware 实现说明。10. 已更新的遗留缺口与未决问题缺口状态备注编码器 PPR✅ 已推导~228 原始 PPR4464 ticks/m来自 VacuumTiger 校准齿轮箱减速比✅ 已推导~190:1来自 VacuumTiger 速度标度完整 J25/J26 引脚定义⚠️ 部分解决OOMWOO I/O 板使用 5 针 ZH本文档。原 Roborock J25/J26 仍需实物探测。转向轮规格⚠️ 部分解决OEM 件 HA00021约 46×52mm卡扣安装见配套文件碰撞传感器型号✅新增ITR9606 光电微动开关光学遮断器回充 IR 传感器型号✅新增TSOP34138 38kHz IR 接收器边刷驱动✅新增AO3400 N-MOSFET 低侧开关单向主刷驱动✅新增AO3400 N-MOSFET 低侧开关单向主风机驱动✅新增AO3401 P-MOSFET 高侧开关 转速反馈LiDAR 电机驱动✅新增AO3400 N-MOSFET 低侧开关主风机连接器✅新增4 针 PH 2.0mmXUNPU WAFER-PH2.0-4PWB悬崖传感器类型✅新增4× 模拟 IRADC100Ω LED 电阻侧向接近类型✅新增分立 IR 对 2N3904 PWM 驱动与之配套的未决设计决策可在 hardware_contract_gaps.md 中持续跟踪包括边刷数量是 1 个还是 2 个独立通道HW-SW-005、风机百分比映射到电源开关/PWM 输入/外部 ESC 哪种方式HW-SW-006、LiDAR 串口归属HW-SW-003等。这些决策的结论会反过来影响本原理图文档的后续修订。11. 资料来源与延伸阅读本编译文档的直接数据源为makerspet/oomwoo-io-board仓库中的 KiCad 参考原理图2026-07-12 提交与docs/SPEC.md2026-07-14 更新解析涉及的子图文件包括WHEEL-MOTORs .kicad_sch— 驱动轮电机电路SIDE-BRUSH-MOTORs .kicad_sch— 边刷电机电路MAIN-BRUSH-MOTOR .kicad_sch— 主刷电机电路MAIN-FAN .kicad_sch— 吸尘风机电路LiDAR .kicad_sch— LiDAR 电机与串口电路DOCKING IR-BUMPER-SENSOR.kicad_sch— 碰撞与回充 IR 传感器ANTI-FALL-IR-SENSORs.kicad_sch— 悬崖传感器SIDE-PROXIMITY-IR-SENSOR .kicad_sch— 侧向接近传感器本仓库内可继续深入的配套材料io-board-wheel-connector-and-caster.md — 驱动轮 5 针 ZH 连接器与转向轮规格vacuumtiger-verified-specs.md — 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