micro-ROS 搭配 ESP32

使用 micro-ROS 搭配 ESP32 建立 FreeRTOS firmware 時，流程會與 STM32 類似，

但會使用 ESP-IDF 或 Arduino 作為平台基礎。

以下是完整操作流程與測試方法：

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✅ 一、準備工作

1️⃣ 安裝 ROS 2（建議版本：Humble）

bash
sudo apt update
sudo apt install -y ros-humble-desktop

2️⃣ 安裝 ESP-IDF 開發環境（適用 micro-ROS ESP32）

bash
sudo apt install git wget flex bison gperf python3 python3-pip python3-setuptools cmake ninja-build ccache libffi-dev libssl-dev dfu-util
mkdir -p ~/esp
cd ~/esp
git clone --recursive https://github.com/espressif/esp-idf.git
cd esp-idf
./install.sh

設定環境變數：

bash
. $HOME/esp/esp-idf/export.sh

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✅ 二、建立 micro-ROS firmware workspace

bash
mkdir -p ~/microros_esp32_ws/src
cd ~/microros_esp32_ws/src
git clone -b humble https://github.com/micro-ROS/micro_ros_espidf_component.git

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✅ 三、初始化 firmware project for ESP32

bash
cd ~/microros_esp32_ws
ros2 run micro_ros_setup create_firmware_ws.sh freertos esp32

這會產生 firmware/ 資料夾，裡面含有：

objectivec
firmware/
├── components/
├── freertos_apps/
│   └── apps/
│       └── app.c         ← micro-ROS 程式寫在這裡
├── build/
├── CMakeLists.txt
└── ...

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✅ 四、撰寫 app.c 範例程式（micro-ROS 節點）

c
#include <rcl/rcl.h>
#include <rclc/rclc.h>
#include <std_msgs/msg/int32.h>

void appMain(void *argument)
{
  rcl_allocator_t allocator = rcl_get_default_allocator();
  rclc_support_t support;
  rcl_node_t node;
  rcl_publisher_t publisher;
  std_msgs__msg__Int32 msg;
  msg.data = 0;

  rclc_support_init(&support, 0, NULL, &allocator);
  rcl_node_init_default(&node, "esp32_node", "", &support);
  rcl_publisher_init_default(&publisher, &node,
    ROSIDL_GET_MSG_TYPE_SUPPORT(std_msgs, msg, Int32),
    "esp32_int");

  while (1)
  {
    rcl_publish(&publisher, &msg, NULL);
    msg.data++;
    vTaskDelay(1000 / portTICK_PERIOD_MS);
  }
}

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✅ 五、建構韌體

bash
ros2 run micro_ros_setup build_firmware.sh

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✅ 六、燒錄韌體至 ESP32

插入 ESP32，然後：

bash
ros2 run micro_ros_setup flash_firmware.sh

預設會找 /dev/ttyUSB0，你也可以自定：

bash
export PORT=/dev/ttyUSB1
ros2 run micro_ros_setup flash_firmware.sh

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✅ 七、啟動 micro-ROS Agent on PC

在 ROS2 主機上執行：

bash
ros2 run micro_ros_agent micro_ros_agent serial --dev /dev/ttyUSB0

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✅ 八、驗證 Topic 傳送

bash
ros2 topic list
ros2 topic echo /esp32_int

你應該會看到資料遞增輸出：

kotlin
data: 0
data: 1
data: 2
...

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📦 延伸支援

功能	工具 or 建議
OTA 更新	使用 ESP-IDF OTA 模組
WiFi UDP 支援	改用 udp 模式啟動 Agent (udp4 --port 8888)
Topic → Servo PWM 控制	在 app.c 內加入 rcl_subscription_t 接收控制訊號
與 STM32 共同架構	使用 ROS2 Agent + DDS 完成同步