ESP32-S3 轮腿机器人实战：自平衡与身高调节
本项目为 LeTian-robot2，一款基于 ESP32-S3 的低成本轮腿机器人，实现了自平衡、身高调节、无线控制等核心功能，并开源了全部 PCB、原理图和代码。
一、项目初衷：从模仿到创新，解锁轮腿机器人的更多可能
灵感来源于 Ascento 机器人，最初目标是通过实践学习控制算法。目前已成功实现自平衡、身高调节、无线控制三大核心功能，后续将迭代离线语音控制。项目完全开源，从 PCB 设计图、原理图、三维模型到 BOM 清单，所有资源均可获取。
二、硬件篇：低成本选材，兼顾性能与性价比
1. 核心主控与 PCB 设计
核心主控选用 ESP32-S3-WROOM-1-N8 芯片，支持离线语音识别。PCB 设计使用立创 EDA 专业版完成，机械结构绘图采用 CAD 和 Solidworks，整体尺寸 48*48mm。
PCB 历经 V2.0 和 V3.0 两个版本迭代：
- V2.0 版本采用 3 层连接设计，主控与电机驱动分离，电机驱动使用 L6234D 芯片；
- V3.0 为最终版，将电机驱动全部集成到 ESP32-S3 主控，简化结构、降低成本。
2. 关键元器件选型（低成本核心）
- 动力系统：足部采用 4010 无刷电机直驱，车轮与电机过盈配合；腿部用舵机控制，搭配 XH2.54 3P 接口。
- 驱动与稳压：选用 DRV8313 作为驱动芯片，峰值电流 2.5A；稳压方面采用 LM2596 提供稳定 5V 电压。
- 传感器：板载 MPU6050 姿态传感器，精准采集机器人姿态数据。
通讯与供电：集成 CH340K 串口芯片，通过 Type-C 接口实现电脑通讯与程序下载；电源支持 XT60 接口输入，采用 3S 锂电池供电。
3. 丰富接口，拓展性拉满
PCB 板预留了丰富的接口，满足后续功能扩展需求：
- 两路舵机接口、两路无刷电机接口；
- 两路 IIC 接口、四路 SPI 接口；
- 两路 FPC 0.5mm 8P LCD 接口，可连接两个 1.28 寸圆形屏幕；
- IO 0 按键和 RST 复位按键。
三、软件篇：简单易上手，核心算法开源可复用
1. 开发平台与核心框架
代码开发基于 VS Code 平台，主控运行 ESP32 RTOS 实时操作系统，通过多任务调度实现高效控制。电机驱动采用 SimpleFOC 算法，运行在扭矩模式下。
2. 核心功能实现逻辑
- 双任务调度：创建两个核心任务，分别负责串口控制电机和读取电机角度信息，同时支持蓝牙控制。
- 自平衡算法：通过 MPU6050 采集姿态数据，结合轮速信息进行 PID 运算，动态调节两侧舵机角度和电机力矩。
- 电机初始化优化：首次上电时运行 motor.initFOC() 函数，串口输出电机转向和偏差角度后填入参数，下次上电即可跳过自检。
- 无线控制：支持蓝牙连接，手机端即可调节机器人姿态、身高。
