ROSiK

Robot Operating System - interactive Kit

Мини-робот на ESP32 Wroom-32 + ROS 2, который:

• транслирует одометрию и лидар по Wi-Fi через WebSocket-мост;
• строит карты и локализуется (slam_toolbox);
• планирует путь (nav2);
• легко расширяется модулями — камера, IMU, динамик, адресные LED, OLED-дисплей.

Работает на любой машине: чистая Ubuntu 24.04, WSL 2 под Windows или виртуалка — нужен лишь Wi-Fi.

Инструкция по установке Ubuntu, WSL, а также запуску графический приложений (RVIZ).

---

📑 Содержание

1. Аппаратная часть (BOM)
2. Электрическая схема
3. 3D-модели и сборка
4. Прошивка ESP32
5. Настройка PID и тестирование
6. Установка нод в ROS2
7. Запуск ROS 2-нод
8. Контакты

🛒Аппаратная часть (BOM)

• | 1 | ESP32 Wroom-32 DevKit | https://aliexpress.ru/item/1005006697750568.html
• | 2 | DC-мотор N20 60 RPM + энкодер | https://aliexpress.ru/item/1005007145668771.html
• | 3 | Драйвер моторов ZK-5AD | https://aliexpress.ru/item/1005005798367960.html
• | 4 | Лидар | https://aliexpress.ru/item/1005008371059417.html
• | 5 | Аккумулятор 18650 × 2 + держатель | https://aliexpress.ru/item/1005005447141518.html
• | 6 | Понижающий DC-DC | https://aliexpress.ru/item/32896699470.html
• | 7 | Переключатель питания | https://aliexpress.ru/item/4000973563250.html
• | 8 | Type-C зарядка 2S 1A | https://aliexpress.ru/item/1005006628986640.html

---

🔌 Электрическая схема

Файл CorelDraw /Scheme/ROSik_scheme.cdr
а также PNG /Scheme/scheme.png.
В схеме показаны соединения питания (8,4 V → 5 V), сигнальные линии к драйверу моторов, энкодерам, лидару (UART)

---

🖨 3D-модели и сборка

Каталог /3D содержит файлы SolidWorks (.SLDPRT/.SLDASM) и готовые .STL для печати.

• | 00 - WheelLayer.* | Нижняя плита с моторами
• | 01 - LidarLayer.* | Верхняя плита под лидар
• | 10 - ESPLayer.* | Средняя плита под ESP32 и драйвер
• | Bracket.* / Holder.* | Крепёж моторов, DC-DC и т.п.
• | RosikAssambl.SLDASM | Полная сборка
• | STL/ | Файлы для печати (0,2 мм, PLA)
• | ROSik.png | Рендер итогового вида

Собирать снизу → вверх, фиксируя слои стойками M3 × 20 мм. Проводку прячем во внутреннем объеме робота.

---

🔥 Прошивка ESP32

Требуемые библиотеки (Arduino IDE)

• Скопируйте ZIP-файлы из /esp32_libraries/ в Documents/Arduino/libraries
• Добавьте плату ESP32: File → Preferences → Additional URL → https://raw.githubusercontent.com/espressif/arduino-esp32/gh-pages/package_esp32_index.json
• Через Board Manager добавьте ESP32

Шаги прошивки

1. Откройте /esp32_firmware/esp32_firmware.ino в Arduino IDE.
2. Измените SSID и пароль Wi-Fi сети.
3. Порт: Tools → Port → /dev/ttyUSB? (или COM*)
4. Плата: ESP32 Wroom DA Module
5. Загрузка Ctrl + U.
6. После рестарта ESP32 печатает IP-адрес в Serial Monitor. Скорость: 115200 baud.

Прошивка для ESP32_cam (/esp32_cam/firmware/firmware.ino)

---

Настройка PID и тестирование робота

Утилита позволив вам подобрать коэффициенты PID - регулятора и приверить его работу

• Измените IP адрес
• Проверьте работу одометрии и управления роботом
• Подберите коэффициенты и измените их в прошивке робота

---

🐧 Установка Ноды в ROS2

# 1. Создаём рабочую директорию
mkdir -p ~/ros2_ws/src && cd ~/ros2_ws/src

# 2. Копируем esp32_bridge в ~/ros2_ws/src

# 3. Сборка
cd ~/ros2_ws
colcon build
source install/setup.bash

• Все конфиги лежат в директории esp32_bridge\config. При запуске исправить пути к конфигам на актуальные
• протестировано на ROS 2 Jazzy (Ubuntu 24.04)
• в WSL 2 нужен X-server (XLaunch) для RViz 2

---

🚀 Запуск ROS 2-нод

Шаг	Команда	Описание
1	ros2 run esp32_bridge esp32_bridge --ros-args -p host:=<IP_ESP32>	WebSocket-мост
2	rviz2  → File → Open Config → config/rviz/rosik.rviz	Визуализация данных
3	ros2 launch slam_toolbox online_sync_launch.py slam_params_file:=~/ros2_ws/src/esp32_bridge/config/slam_param.yaml	Онлайн SLAM
4	ros2 run teleop_twist_keyboard teleop_twist_keyboard	Телеуправление
5	ros2 service call /slam_toolbox/serialize_map slam_toolbox/srv/SerializePoseGraph "{filename: '~/ros2_ws/maps/my_map'}"	Сохранить карту
6	ros2 launch slam_toolbox localization_launch.py slam_params_file:=~/ros2_ws/src/esp32_bridge/config/slam_localization.yaml	Локализация
7	ros2 launch nav2_bringup navigation_launch.py params_file:=~/ros2_ws/src/esp32_bridge/config/nav_param.yaml	Навигация nav2

WSL 2: перед запуском RViz 2
export DISPLAY=$(ip route | awk '/default/ {print $3}'):0.0 или export DISPLAY=xxx.xxx.xxx.xxx:0.0

Настройки RVIZ в файле esp32_bridge/config/rviz.rviz

GIF - демонстрация движения в автономном режиме

---

Контакты

• Telegram: @burmistrov_robotics
• Stepik- Народный курс по ROS2: https://stepik.org/course/221157

---