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2026-03-12 05:05:45 +00:00
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+ 树莓派5磁吸背夹扩展坞设计需求书（DRD）v3.0

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+  1. 总体需求
+  项目	规格
+  产品形态	背夹式磁吸扩展坞，与树莓派5底部磁吸对接
+  连接方式	磁吸触点阵列，支持热插拔，单手插拔
+  固定方式	钕铁硼磁铁定位，无机械导向柱
+  目标用户	电子爱好者DIY
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+   2. 功能需求
+    2.1 核心功能
+    功能	要求
+    供电	内置锂聚合物软包电池，3.7V单节，通过磁吸触点向树莓派5供电（5V/3A）
+    存储扩展	M.2 2230 NVMe SSD插槽（卧式，横向放置）
+    显示扩展	固定屏幕（非触摸），MIPI DSI接口
+    摄像头	不做
+    GPIO扩展	侧面引出2×5排针（2.54mm），包含I2C/SPI/UART/电源/常用GPIO
+    调试接口	侧面排针即调试接口，无需拆机
+     2.2 磁吸接口安全需求
+     要求	说明
+     分级触点	三级长度：GND（最长）→ 电源（中等）→ 数据（最短）
+     时序保护	插入时地线先通、电源次之、数据最后；拔出时相反
+     电气隔离	电源稳定前，数据信号保持高阻态
+     防呆设计	磁铁极性布局，防止反接
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+      3. 性能需求
+      项目	指标
+      电池容量	锂聚合物软包，按需配置
+      续航时间	典型负载≥3小时
+      充电方式	通过树莓派USB-C或扩展坞独立充电口
+      SSD速度	PCIe 2.0 x1，顺序读≥400MB/s
+      磁吸保持力	单手可拔，正常使用不脱落
+      插拔寿命	≥1000次
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+       4. 接口需求
+        4.1 磁吸触点
+        级别	功能	时序
+        L1	GND	最先接触/最后断开
+        L2	VBAT（3.7V电池）	第二接触/第二断开
+        L3	PCIe差分对/MIPI DSI/I2C/UART/DETECT	最后接触/最先断开
+         4.2 侧面GPIO排针
+         - 两侧各2×5排针（2.54mm间距）
+         - 包含：3.3V/5V/GND/I2C/SPI/UART/PWM/常用GPIO
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+          5. 结构需求
+          项目	要求
+          屏幕	固定不可翻折，非触摸，MIPI DSI接口
+          电池	锂聚合物软包，可拆卸更换
+          SSD	M.2 2230，可拆卸
+          外壳	支持3D打印或CNC加工
+          散热	被动散热，SSD贴导热垫接触外壳
+          组装	螺丝固定，可维护设计
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+           6. 电气安全需求
+           - 锂电池保护：过充/过放/过流/短路保护
+           - 电源缓启动：软启动抑制浪涌
+           - TVS保护：触点入口ESD保护
+           - 防反接：理想二极管或MOS管方案
+           - 隔离：电源地与信号地单点连接
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+            7. 可制造性需求（DIY友好）
+            项目	要求
+            PCB	4层板，JLC可打样
+            器件	标准封装，立创商城/淘宝可采购
+            外壳	支持3D打印或简易CNC
+            工具	常规电烙铁、热风枪、万用表即可完成
+            调试	侧面排针可接逻辑分析仪/串口工具
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+             8. 排除项
+             功能	原因
+             屏幕翻折	增加机械复杂度
+             双摄像头	空间与复杂度控制
+             M.2 2280 SSD	与紧凑目标冲突
+             触摸屏	降低成本，非必需
+             主动散热	被动散热足够
+             机械导向柱	纯磁吸更简洁
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+              9. 验收标准
+              测试项	通过标准
+              机械	磁吸稳固，侧面排针可插拔
+              电源	5V输出稳定，3A带载正常，续航达标
+              存储	SSD识别正常，读写速度达标
+              显示	屏幕点亮，无闪烁
+              信号	PCIe/MIPI无丢包，GPIO通断正常
+              安全	带电插拔无损坏，电池保护功能正常
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