R02 · 金色叶簇与四路灯光设计

版本：ERDTREE-300 / R02，2026-10-20。状态：设计开发及台架原型设计，不是量产放行。

本轮要求与设计决定

用户要求增加细节、可辨认的金色叶片，并把摆件做成 LED 灯，枝干与叶片亮度不同。沿用用户确认的约 300 mm 高度、半透明树冠、底座低压供电。以下叶片尺寸、器件、通道数量、亮度和装配路线均为本轮设计决定，可以调整。

叶片采用独立的浅金/琥珀金材质与实际双面厚度，增加中脉和叶柄。叶簇顺着枝条生长，留出可见枝叉与透空区。关闭灯光时仍应看得见金色叶片；夜间预览不作为光学测量。网页为保证密集树冠交互流畅，关闭折射透射着色；原生场景保留树脂材质，均不作为校准光学仿真。保留 R01 作为问题对照，不覆盖它的源模型。

光路选择

路线 能否分别调节枝叶 实施影响 本轮决定
只有底座 LED，整树同种树脂 无可靠的独立控制，长光程与分叉损耗未知 布线少，但树顶和树干效果难协调 不再作为主方案
底座多光源 + 光纤到每个叶簇 可独立，但需光纤端面、弯曲半径与分光设计 顶部无需焊 LED，安装大量光纤且叶脉光传导仍需试片 保留备选
分布式低功率 LED + 四路 PWM 可以，控制作用在真实不同灯组上 需要后侧可维修走线、灯座和遮光 本轮采用

采用 50 颗微型 LED：40 颗金黄色照叶簇，6 颗橙色照树干/主枝，4 颗橙色照根部。 每个树冠模块布置 2 个内层和 3 个外层光点。每个光点照一组局部叶片，不承诺每片叶子均匀自发光。近距离漫射、局部透明树脂和背面遮光共同形成层次；不要依赖树脂把底部光完整传到树顶。

通道 灯数 器件 每灯串联电阻 默认 PWM 占空比 外观目标
CH1 / 树干主枝 6 Vishay VLMO1300，约 605 nm soft orange 1 kΩ / 1% / ≥0.1 W 22% 柔和的琥珀骨架
CH2 / 内层叶簇 16 Vishay VLMY1300，黄光 680 Ω / 1% / ≥0.1 W 48% 托住内部体积
CH3 / 外层叶簇 24 同上 680 Ω / 1% / ≥0.1 W 82% 金色叶缘与主要视觉亮点
CH4 / 根部 4 VLMO1300 1 kΩ / 1% / ≥0.1 W 12% 微弱根系轮廓

这些百分比是电气占空比，不是照度比例。灯的分档、树脂染色、壁厚、漫射、视角都会改变表面亮度。暂定实测调试目标：同一相机曝光下，外层叶簇中位亮度约为树干的 2–3 倍，内层居中；最后由实体试片和完整树冠确认。橙光和黄光为窄谱光源，不宣称 2200 K / 2700 K 色温。

可搭建的电路

输入为外置稳压 5 V USB 电源，能力至少 0.5 A，建议 1 A；不需要 PD 升压。USB-C 电源小板必须分别提供 CC1→5.1 kΩ→GND、CC2→5.1 kΩ→GND，不得把 CC1、CC2短接。小板型号未冻结，收货后实测外形和 CC 电阻再出安装孔。

主电源：J1 VBUS → F1（Littelfuse 0451.500，500 mA 极快熔）→ S1 总开关 → D1（SS14，阳极朝开关、阴极朝负载）→ VLED。C1 47 µF/10 V 与 C2 100 nF/16 V 并联在 VLED/GND。D2（SS14）从 VLED 单向供电给 Pico VSYS/物理脚39，阴极朝 VSYS，避免调试 USB 反供 LED 电源。Pico 的 GND/物理脚38 接公共地；不要把 VLED 接 3V3 或 VBUS。

四个相同的低端开关：每颗 LED 单独串电阻，VLED→电阻→LED 阳极，LED 阴极汇到该路 K_CHx→AO3400A 漏极D/脚3，源极S/脚2接地；栅极G/脚1经 1 kΩ 接 PWM，另以100 kΩ从G到S默认关闭。GP0/物理脚1→CH1，GP2/脚4→CH2，GP4/脚6→CH3，GP6/脚9→CH4。四路各用独立 PWM slice 的 A 通道，频率2 kHz。按键S2：GP15/脚20→按键→GND，使用内部上拉，短按切换常亮/呼吸/夜灯/关闭。

AO3400A 数据表在 VGS=2.5 V 给出 RDS(on) 最大48 mΩ，因此可按3.3 V逻辑设计；不能用阈值电压代替导通规格。实物必须核对确切厂牌、封装方向及焊盘。不要把 LED 直接并在一个公共限流电阻后面，也不要用 GPIO 直接给 LED 供电。

树冠每模块使用 J_C01…J_C08 三芯插接线：1=VLED，2=K_CH2，3=K_CH3；每模块2个内层LED+3个外层LED，5颗电阻跟随LED装在分支末端，防止误把无电阻灯珠插到电源。树干 J_T 两芯：1=VLED，2=K_CH1；根部 J_R 两芯：1=VLED，2=K_CH4。fixture_map.csv把模型灯位C01-D1等逐一映射到电路D_CHx_n、各自限流电阻和插接件针号，避免装配时凭位置猜灯组。所有线束标签中的 K 是 MOSFET 开关回路，不是一直连地的地线。台架用有极性防错的插接件；具体系列及线径待样件和安装空间冻结。

尺寸和装配路线

保留166×18 mm低底座外观。下开口维修，Pico裸板51×21 mm；不要默认带排针版本能放进现有18 mm底座。R02建立底座开孔、安装平台和出线口的参数化试制件，以及带LED安装口、开放线槽和遮光盖的局部枝叶光学试片。

主干和主枝的后侧采用开放线槽+独立遮光背盖，避免树脂打印后封闭孔道残留液态树脂。主干按30 mm²净线束截面进行初步包络规划；各树冠模块至少容纳3根独立绝缘线，局部LED支路只保留2根。线束不可作为承力连接。先插接、点亮和检修，再封可拆背盖。树冠前侧仍保留连续树皮与金色叶片。

叶簇光源包采用0603 LED，器件本体约1.6×0.8×0.8 mm，安装包络额外留焊线、绝缘和胶的空间。3D源中的灯位与走线曲线用于包装规划；全树的最终槽口、防错榫、背盖、支撑和线束弯曲余量仍需下一轮工程收敛。局部试片已经给出真实开口结构；不得把它的通过当作完整树体通过。

计算与验证边界

electronics/R02/circuit.json 是通道、接线和计算输入源，scripts/build_electronics_r02.py 生成原理图、BOM、线表和电气筛选计算。供电4.75–5.25 V；VLED最低4.0 V、最高5.25 V用于筛选。单颗LED Vf=1.7–2.6 V是扩大后的设计敏感性范围，不是厂家在本工作电流/温度下的保证；另算Vf=0的单灯短路边界。电阻1%公差。控制器50 mA预算为设计假设，必须实测。

默认所有通道仍须允许100%独立点亮，不能以软件低亮度掩盖电源不足。每灯电阻使单颗LED短路仍受限；主电源短路的熔断时间、供电器限流配合、热环境和导线保护没有实测，F1不构成完成的保护认证。底座保留散热和维修空间，不把LED/电阻永久灌封进树脂。首次通电用限流台架电源，先单灯、再每模块、最后全树。

验收顺序：断电通断/极性检查→限流5 V逐路点亮→PWM默认关闭和按键调光→叶簇试片测亮度/串光→完整树四路单独点亮拍照→最亮全开至少2小时测温与电流→装配、线束拉力和抗倾覆试验。温度限值需按实际树脂HDT、胶、导线、器件允许值冻结；没有材料牌号前不凭空设量产合格温度。

光学均匀性、亮度层次、树脂耐热、温升、电气实物、EMC、打印支撑、完整装配均 NOT_EVALUATED。固件可交付、离线逻辑可验证，尚未烧录实际Pico。未布PCB/Gerber；本版交付可搭建的原型原理图和线束方案，不把布局示意称为可直接下单的PCB。

器件官方依据（2026-10-20核对）

试制文件与重建

运行 python3 scripts/build_cad_r02.py、python3 scripts/build_electronics_r02.py 生成试制件和电路派生文件；电路只交付原型图、逐线表及固件，不是已验证PCB。