ESP32 MicroROS 로봇 카 키트(VM 컨트롤러), ROS2 Humble, TOF 라이다, 7.4V 2000mAh - Mac 미지원

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개요

ESP32 MicroROS 로봇 자동차 가상 머신을 컨트롤러로 사용 (Mac 미지원)은 복잡한 컴퓨팅 작업을 PC 가상 머신 환경으로 오프로드하는 ROS2 교육용 로봇 자동차입니다. 이 로봇은 온보드 ESP32 코프로세서와 MicroROS WiFi UDP 통신을 사용하여 센서/데이터를 PC 가상 머신으로 전송하며, 여기서 계산이 완료되고 제어 결정이 생성됩니다.

이 플랫폼은 ROS2 Humble 및 Python3 프로그래밍을 지원하며, 라이다 장애물 회피, 추적, 매핑 내비게이션, RViz 시뮬레이션 및 다중 기계 동기화 제어를 포함한 학습 및 개발 워크플로우를 위해 설계되었습니다.

주요 특징

가상 머신 마스터 제어: PC 측 가상 머신을 마스터 컨트롤러로 사용하여 학습 비용을 줄이고 알고리즘 컴퓨팅 효율성을 향상시키며 DIY/업그레이드를 지원합니다. 참고: Mac 시스템은 지원되지 않습니다.
온보드 ESP32 프로세서: 내장 Wi-Fi 및 Bluetooth 기능; 로봇과 가상 머신 간의 실시간 데이터 전송을 위한 MicroROS 지원.
ROS2 Humble 지원: 이 제품은 ROS2 Humble을 사용합니다.
멀티 마스터 지원: PC 가상 머신 마스터 외에도 Raspberry Pi 5 또는 Jetson Nano를 데스크탑 마스터로 사용하여 섀시와 통신할 수 있습니다 (지원 사용 문서 및 해당 시스템 이미지 포함).
TOF 라이다 기능: 라이다 장애물 회피, 라이다 추적, 라이다 경비 및 라이다 순찰.
원격 제어 옵션: iOS/Android APP 원격 제어; 동기화된 움직임을 위한 다중 기계 핸들/키보드 제어 실시간 지원. 핸들 컨트롤러는 포함되어 있지 않습니다.
로봇 정보 공개: 섀시는 레이더, IMU, 속도 및 부저와 같은 센서로부터 제어 데이터를 가상 머신에 전송할 수 있습니다.
섀시 & 전원: 알루미늄 합금 바디; 4PCS 310 인코더 모터; 7.4V 대용량 배터리 팩.

사양

ESP32 (온보드 프로세서)

ESP32 모델	ESP32-S3-WROOM-1U-N4R2
커널	Xtensa LX7 32비트 듀얼 코어 마이크로프로세서
핀 수	41
GPIO 수	36
주파수 클럭	240MHz
SRAM	512KB
ROM	384KB
PSRAM	2MB
플래시	4MB
작동 전압	3V~3.6V
WIFI	IEEE 802.11 b/g/n; 2.4 GHz
BT	V5.0
통신 인터페이스	SPI, I2S, I2C, UART, USB OTG, SDIO, JTAG, DVP, LCD
작동 온도	-40~85C

TOF 고성능 라이다 (ORBBEC MS200)

MS200은 TOF 거리 측정 방식을 채택하며, 30Klux의 강한 빛을 견딜 수 있고, 실내 및 실외 매핑 내비게이션을 지원하며, 측정 반경은 최대 12m, 측정 블라인드 존은 단 3cm, 2미터 이내의 거리 측정 오차는 2mm, 샘플링 주파수는 4500회/s, 스캔 주파수는 7Hz~15Hz를 지원하며, 230400bps 통신 속도를 지원합니다.

거리 측정 원리	TOF 거리 측정
스캔 각도	360
측정 각도 정확도	0.8
주변 광 강도에 대한 저항	30Klux
무게	40g
방수 및 방진	IP5X
측정 반경	검은 물체:12m
최소 측정 거리	0.03m
측정 정확도	<=4mm (0.2m~2m), <=15mm (2m~12m)
샘플링 주파수	4500회/초
스캔 주파수	7Hz~15Hz
치수	37.737.533mm
통신 속도	230400
통신 인터페이스	표준 비동기 직렬 포트 (UART)
구동 모드	내장 브러시리스 모터
전원 공급	DC5.0 .5V
ROS 지원	ROS1/ROS2
인증 파일	ROHS2.0,REACH,CE,FCC
Windows 지원	Windows용 PC 소프트웨어 제공

7.4V 대용량 배터리 팩

MicroROS 로봇은 최대 5시간의 배터리 수명을 가진 7.4V-2000mAh 용량 배터리를 장착하고 있습니다.

정격 전압	7.4V
정격 용량	2000mAh
정격 전류	15A(7.5C)
최대 방전 전류	20A(10C)
배터리	18650*2
배터리 크기	673722mm
무게	약 115g
방전 와이어 길이	15cm(AWG14)
충전 케이블 길이	10cm
최대 전압	8.5V
차단 방전 전압	5.8V
조합 방법	병렬/직렬 연결
정격 충전 전류	0.2C
최대 충전 전류	1C
과충전 보호	예
과전류 보호	예
과방전 보호	예
단락 보호	예

인코더가 있는 금속 감쇠 모터

모터에는 속도 및 위치 피드백 제어를 위한 내장 Hall 인코더가 있습니다.

모터 모델	MD310Z20_7.4V
모터 정격 전압	7.4V
모터 유형	브러시가 있는 자석
기어 세트 감속비	1:20
출력 샤프트	3mm 직경 D형 편심 샤프트
인코더 유형	AB 위상 증분 홀 인코더
인코더 전원 전압	3.3-5V
자기 링 와이어 수	13선
인터페이스 유형	PH2.0 6핀
감속 전 속도	9000rpm
감속 후 속도	450 rpm
정격 토크	0.4kg*cm
정지 토크	>=1.0kg*cm
정격 전류	<=0.65A
정지 전류	<=1.4A
정격 전력	4.8W
단일 모터 무게	약 70g
기능	풀업 저항기가 장착되어 있어 MCU가 신호 펄스를 직접 읽을 수 있습니다.

응용 프로그램

ROS2 학습 및 교육 (이론 + 실습)
라이다 장애물 회피, 추적 (따라가기), 경비 및 순찰
SLAM 매핑 및 내비게이션 워크플로우 (RViz 시뮬레이션 포함)
다중 로봇 동기화 제어 및 다중 기계 내비게이션
MicroROS/ESP32 드라이버 및 데이터 통신 실습 (WiFi UDP를 통한 MicroROS)

튜토리얼 & 코드 리소스

튜토리얼 링크:http://www.yahboom.net/study/MicroROS-ESP32

강의 개요 (제공된 대로):

01.소개: 1) ReadMe - 학습 경로 2) LiDAR 소개 3) microROS 제어 보드 소개 4) FAQ 5) 충전 정보
02. 조립 과정: 조립 단계
03. 준비: 1) 펌웨어 작성 2) VM 설치 및 사용 방법 3) microROS 제어 보드 구성 4) microROS 에이전트에 연결
04. VM 원격 제어 과정: 1) VM 키보드 원격 제어 2) VM 핸들 원격 제어
05. 로봇 기본 과정: 1) 로봇 정보 공개 2) 로봇 키보드 제어 3) 로봇 핸들 제어 4) 로봇 상태 추정 5) 선형 속도 보정 6) 각속도 보정 7) 로봇 URDF 모델
06. LiDAR 과정: 1) LiDAR 회피 2) LiDAR 추적 3) LiDAR 경비 4) LiDAR 순찰 5) Gmapping 매핑 6) Cartographer 매핑 7) Navigation2 내비게이션 회피 8) ROS 로봇 APP 매핑 9) ROS 로봇 APP 내비게이션
07.다중 기계 과정: 1) 다중 기계 핸들 제어 2) 다중 기계 키보드 제어 3) 다중 기계 내비게이션
08. 리눅스 기본 과정: 1) 리눅스 시스템 소개 2) 우분투 파일 시스템 3) 우분투 일반 명령어 4) 우분투 일반 편집기 5) 우분투 소프트웨어 운영 명령어 6) 가상 머신 설치 7) SSH 원격 제어 8) VNC 원격 제어 9) 원격 파일 전송 10) 드라이버 라이브러리 및 통신 11) 정적 IP 및 핫스팟 모드 12) 장치 ID 바인딩 13) 용량 확장 및 자원 할당 14) 시스템 소프트웨어 소스 업데이트 15) 루트 비밀번호 설정 16) sudo 비밀번호 없이 사용 17) WiFi 네트워크에 연결 18) 시스템 버전 보기 19) 맞춤형 서비스 관리 20) 시스템 이미지 백업
09. 도커 과정: 1) 개요 및 설치 2) 일반 명령어 3) 심층 이해 및 이미지 게시 4) 하드웨어 상호작용 및 데이터 처리 5) 로봇 도커 컨테이너에 들어가기
10.ROS2 기본 과정: 1) ROS2 소개 2) ROS2 설치 Humble 3) ROS2 개발 환경 4) ROS2 작업 공간 5) ROS2 기능 패키지 6) ROS2 노드 7) ROS2 주제 통신 8) ROS2 서비스 통신 9) ROS2 액션 통신 10) ROS2 사용자 정의 인터페이스 메시지 11) ROS2 매개변수 서비스 사례 12) ROS2 메타 기능 패키지 13) ROS2 분산 통신 14) ROS2 DDS 15) ROS2 시간 관련 API 16) ROS2 공통 명령 도구 17) ROS2 rviz2 사용 18) ROS2 rqt 도구 상자 19) ROS2 Launch 시작 파일 구성 20) ROS2 녹음 및 재생 도구 21) ROS2 URDF 모델 22) ROS2 Gazebo 시뮬레이션 플랫폼 23) ROS2 TF2 좌표 변환
11. microROS 제어 보드 개발 환경: 1) microROS 제어 보드 소개 2) ESP32-IDF 개발 환경 설정 3) ESP32-IDF 구성 도구 4) ESP32-microROS 구성 요소 설치 5) microROS 에이전트 설치 및 시작 6) 플래시 도구 펌웨어 굽기
12.ESP32 기본 과정: 1) LED 조명 켜기 2) 버튼 기능 3) 부저 작동 4) 직렬 통신 5) 배터리 전압 감지 6) PWM 서보 작동 7) 모터 작동 8) 모터 인코더 데이터 읽기 9) PID 제어 자동차 속도 10) IMU 데이터 읽기 11) 레이더 데이터 읽기 12) 플래시 접근 데이터 13) 파티션 테이블 및 메모리 14) 블루투스 통신 15) WiFi 네트워킹 16) 로봇 운동학 분석
13. microROS 기본 과정: 1) 주제 게시 2) 주제 구독 3) 다중 주제 구독 및 게시 4) 부저 주제 구독 5) PWM 서보 주제 구독 6) 속도 제어 주제 구독 7) 속도 주제 해제 8) IMU 데이터 주제 해제 9) 라이다 데이터 주제 게시 10) 맞춤형 전송 인터페이스