创建一个自定义PCB接口板，使接口更干净

回顾2022年度ROS机器人

我一直想建立一个定制的3D打印机器人，但它似乎是一个时间密集的过程。当Rafaello在2022年发表他的设计时，我还在学习很多关于ROS2的知识，不确定我是否可以建造一个定制的机器人。

快进到2025年6月，我已经得到了所有的3d打印部件，Pololu电机，oled，滚珠轴承，Adafruit Feather电机控制器和Jetson TX2 NX作为大脑(一个简单的直接升级到原来的Jetson Nano)。少了一样东西，那就是PCB。

定制扩展PCB设计

我本来打算用原来的设计，但觉得它少了一些东西。在那些缺失的东西中，这个板确实需要更好地利用空间——包括实际连接器和组件的空间。由于我手头有一台T962回流炉，我可以放弃通孔组件，直接使用SMD。

我选择在电路板上添加一个ICM20948 I2C IMU，它将与一个OLED显示器一起位于I2C总线上。电机控制接口将保持相似，但我会通过JST-XH添加连接器。I2C连接器将是JST-SH 4引脚连接器。我不再挣扎于廉价的杜邦连接器从引脚头接口断开(没有应变救济!)。

在Kicad设计完成后，我将gerber文件发送到osh park。当我收到木板时，我知道模板是最重要的部分，于是我决定从当地的制造商Tropical stencil那里买一个。它并不便宜，大约是从PCBway获得模板的价格的10倍，但它是一个质量很好的模板，在粘贴应用时派上了用场(稍后会详细介绍)。

在这些组件都到达后，我不能再拖延构建了。

TPU灯丝问题

在构建过程中，我有一些3d打印踏板的问题，因为我使用的TPU太硬了，我需要一个更灵活的TPU。我最终打破了一个胎面支撑支架!

在获得TPU正确后，我有一个部分构建减去修改的扩展PCB

第一次PCB尝试失败

我第一次尝试回流焊失败了：IMU QFN封装很棘手。我最初使用了廉价的纸板切割和备用pcb试图夹心pcb，但这是棘手的，由于奥什公园pcb的有尖的边缘，从面板断开是留下的。我无法将这些与传统的pcb和纸板方法对齐，所以我再次转向3d打印以获得定制的pcb支架，这样我就可以应用焊膏并获得QFN。成功!我已经检测到IMU超过i2c检测和有效读数!

我确实必须将jetson i2c设备时钟速率从400k修改为100k，可能是由于PCB中i2c线路上的上拉电阻尺寸不正确。修复了软件中的一个小问题。

ROS2 IMU处理

接下来的步骤是实现基于Adafruit icm20X库的自定义ROS2驱动程序。

我分叉了一个现有的repo，并用Adafruit的实现取代了底层驱动程序，可以在github上找到。最后，我不得不克隆并构建这个包来获得madgwick过滤器和过程方向，这样我就可以看到rviz2中的方向变化。接下来，我修改了Nanosaur urdf xacro文件，以包含IMU的转换。有一些很酷的ROS2 TF包可以让你在rviz2之外可视化你的转换：

现在我的转换是正确的，我启动rivz2并验证方向。

结论

在2025年，我建议从另一个机器人平台开始，比如Duckiebot，用于简单的差速器驱动套件，或者选择更复杂的Hiwonder或Yahboom套件，这也是基于杰森的。

一般来说，纳米龙的问题是，除非你有3d打印机长丝的知识，否则很难建造。另一个缺点是缺乏用于定位的电机编码器。这将是更好的使设计稍微宽，以适应电机编码器，因为Pololu使这些在成本上略有颠簸。

在编码器之后，该平台确实需要一个2D激光雷达，如Slamtec C1。如果没有这些硬件部件，我们就只能实现Nvidia专有的Elbrus SLAM库来进行定位，它依赖于英特尔Realsense立体相机(例如D455)。我们也依赖于原来的基于Ubuntu 18.04的jetpack上的docker。如果同时使用编码器和2D激光雷达运行ROS2 SLAM工具箱，而不必求助于Visual SLAM +昂贵的Realsense，那就太棒了。

Docker对于初学者来说可能会有问题——在这个项目中，我基于Tegrademo仓库构建了一个自定义的yocto发行版，并且可以本地运行ROS 2。考虑到所有这些问题，这是一个有趣且具有挑战性的构建，我学到了很多!

本文编译自hackster.io