將 IMU 模組用於 MicroDuck
本模組可以替換 MicroDuck 的軀幹 IMU —— 也就是掛在舵機匯流排上的 imu_to_dxl 小板 —— 改用 I²C 模組。
狀態
| IMU 資料鏈：取樣、解碼、觀測槽位 | 已在真硬體驗證 |
MicroDuck 執行環境（robotd）接線 | 將在整合階段推進 |
方案定位：目前的 I²C 外置模組方案是過渡形態，最終形態會把 IMU 整合到整機硬體與主控中。本文的接線、座標系和校正方法在整合後仍然適用。
完整教學與程式碼：Juxi-Technology/imu-displace-microduck
那個倉庫是本頁的權威版本：精確接線、校正流程、驗收清單與實測數據都在裡面。本頁只是入口。
接線
| 模組 | ICM-42670-P，I²C 從機 0x23 |
| 腳位 | GND / 3V3 / SDA / SCL |
| 供電 | 3V3，不要 5V；主控 I/O 為 3.3 V |
| 匯流排（官方 HAT） | /dev/i2c-pihat = /dev/i2c-3；J6 的 R18/R19 改到 R16/R17 後為 /dev/i2c-4 |
| 位址衝突 | 該匯流排上已有 0x18（音訊）、0x19/0x68 或 0x6A（板載 IMU）、0x29（ToF）—— 0x23 皆不衝突 |
bash
sudo apt install -y i2c-tools
sudo i2cdetect -y -r <匯流排號> # 應看到 23為什麼不是 Dynamixel ID 200
ID 200 是舵機匯流排上的裝置編號：單線半雙工 TTL、1 Mbps、Dynamixel Protocol V2。本模組說的是 I²C：兩線、暫存器讀寫。接到 HAT 的 I²C 埠不會變成 ID 200；主控是分別讀兩條匯流排，再合併成一份感測資料。
驗證（只需模組，不需要舵機）
bash
cargo run -p duck-control --example imu_probe -- /dev/i2c-7 20
cargo run -p duck-control --example imu_to_observation -- /dev/i2c-7 20| 期望 | |
|---|---|
| 取樣率 | 約 100 Hz，零次讀取失敗 |
| 第二條命令 | obs[0..3]（陀螺儀）、obs[3..6]（重力）與關節區塊 零不符 |
Jetson Orin Nano + /dev/i2c-7 實測：99.4 Hz，每幀 0.92 ms，零讀取失敗。
參考安裝
模組三軸與軀幹重合 —— X 前 / Y 左 / Z 上 —— 實體上即元件面朝上、Type-C 朝後，此時 mount 旋轉為單位四元數。
模組自身座標系（三個正交姿態實測）：平放、元件面朝上時重力讀 [0, 0, -1]；Type-C 朝上讀 [1, 0, 0]；側立、元件面朝右讀 [0, 1, 0]。
後續工作
- 將模組接入
robotd執行環境：匯流排路徑、IMU 來源和 mount 支援設定化選擇。 - 為 IMU 增加獨立擷取執行緒和共享資料槽，避免 I²C 讀取佔用控制 tick。
- 接上真實 15 舵機匯流排和行走策略做整機驗證；最終形態會把 IMU 整合到整機硬體與主控中。