JavaScript机器人学：使用Johnny-Five和Arduino控制硬件

JavaScript是一种强大的语言，可用于各种应用，包括机器人学。Johnny-Five是一个JavaScript框架，可简化使用JavaScript控制硬件设备的操作。使用Johnny-Five，您可以使用JavaScript控制Arduino板，Raspberry Pis和其他硬件设备。

近年来，机器人和硬件控制领域对开发人员变得越来越易于访问。Arduino是最流行的用于机器人学实验的平台之一，它是一个基于易于使用的硬件和软件的开源电子平台。结合用途最广的编程语言之一——JavaScript，我们拥有了一个用于创建交互式和智能设备的强大组合。

在本教程中，我们将探讨如何使用Johnny-Five控制硬件设备。首先，我们将讨论Johnny-Five的基础知识，然后展示如何使用Johnny-Five控制Arduino板。

什么是Johnny-Five

Johnny-Five是一个JavaScript机器人学和物联网（IoT）平台，允许您使用JavaScript控制硬件设备。它提供了一个简单直观的API，抽象了使用电子设备的复杂性，使开发人员更容易进行原型设计和物理计算项目实验。

Johnny-Five支持各种硬件平台，包括Arduino，Raspberry Pi，Intel Edison等。基本思想是您创建一个新的Board类的实例，然后可以使用Board对象控制连接到Arduino板的硬件设备。

与Arduino和Johnny-Five开始

要开始使用Arduino和Johnny-Five，您需要以下设备:

Arduino板（例如Arduino Uno）
安装有Node.js的计算机
Johnny-Five库（可通过npm安装）

一旦您准备好了必要的硬件和软件，就可以开始构建基于JavaScript的机器人项目。

使用Johnny-Five和Arduino控制LED

为了演示Johnny-Five和Arduino的功能，让我们构建一个简单的项目，使用JavaScript控制LED。

首先，将一个LED连接到Arduino板上。将LED的正极连接到Arduino的13号引脚，将负极连接到地（GND）引脚。

接下来，打开您喜欢的文本编辑器，创建一个新的JavaScript文件。让我们命名为led-control.js。在这个文件中，我们将编写控制LED的代码。

考虑下面显示的代码。

index.js

const { Board, Led } = require('johnny-five');

// Initialize a new Arduino board
const board = new Board();

// When the board is ready
board.on('ready', () => {
   // Create a new LED instance
   const led = new Led(13);

   // Blink the LED every 500ms
   led.blink(500);
});

解释

在上面的代码中，我们从Johnny-Five模块中导入了必要的模块，即Board和Led。然后我们使用new Board()初始化了一个新的Arduino板。一旦板准备就绪，通过ready事件指示，我们使用new Led(13)创建一个新的LED实例，其中13表示LED连接的引脚。

最后，我们调用LED对象的blink()方法使LED每500毫秒闪烁一次。

保存文件并使用Node.js运行它 –

node led-control.js

如果一切设置正确，您应该看到连接到Arduino板的13号引脚的LED以规律的间隔闪烁。

切换LED灯

在之前的示例中，我们了解了如何使LED每500毫秒闪烁一次，在下面的示例中，我们将探索如何使用toggle()切换LED灯。

考虑下面所示的代码。

index.js

var five = require("johnny-five");

var board = new five.Board();

board.on("ready", function() {
   var led = new five.Led(13);

   setInterval(function() {
      led.toggle();
   }, 1000);
});

解释

这段代码首先会创建一个新的Board对象的实例。然后，它将创建一个新的Led类的实例，并将数字引脚号（13）传递给Led构造函数。最后，它将创建一个每1000毫秒切换LED状态的新的间隔。

探索Johnny-Five API

现在，你已经对如何使用Johnny-Five和Arduino控制硬件有了基本的理解，让我们来探索一些Johnny-Five API的其他特性。

模拟输入 - Johnny-Five允许您从连接到Arduino板的传感器读取模拟输入值。您可以使用Sensor类从诸如光传感器、温度传感器或电位器等传感器读取值。
伺服电机 - 使用Johnny-Five，您可以控制伺服电机来构建机器人臂、云台系统或任何需要精确电机控制的项目。Servo类提供了控制伺服电机位置、速度和运动范围的方法。
传感器和执行器 - Johnny-Five支持各种传感器和执行器，包括接近传感器、加速度计、温度传感器、电机等。您可以使用相应的Johnny-Five类将这些组件轻松集成到您的项目中。
事件处理 - Johnny-Five利用JavaScript的事件驱动性质来处理硬件事件。您可以监听按钮按下、传感器读数或硬件组件状态变化等事件，并相应地触发操作。
机器人整合 - Johnny-Five与机器人平台（如ROS（机器人操作系统）和ROS2）无缝整合，使您能够使用JavaScript控制机器人。