如何使用Python控制Arduino开发板

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描述

Arduino板是进入程序员的硬件黑客体系的最简单方法之一。那里有大量的初学者项目,几乎适合具有编程背景的任何人。即便如此,对于那些时间较短的人来说,入门似乎也令人生畏。

学习一门全新的语言来尝试微控制器似乎是一项艰巨的工作。如果您想以您已经熟悉的程序语言开始尝试自制的电子产品怎么办?好消息:您可以!

我们已经向您展示了如何使用Python控制Arduino开发板,今天我们将向您展示如何使用JavaScript进行操作。今天,我们不仅使用最基本的LED闪烁教程,还使用Johnny-Five框架通过计算机键盘来控制伺服器,这些键盘均使用JavaScript编程。

硬件列表

对于该项目将需要:

Arduino Uno(或兼容板):官方商店的价格为22美元,尽管您可以更便宜地购买它们,克隆板在AliExpress上的价格仅为3.20美元。 li》

业余爱好伺服器:任何一家业余爱好商店兼容Arduino的伺服器都可以,我使用的是速卖通提供的$ 1.60伺服器。

几根连接线

USB电缆:用于将Arduino连接到计算机

今天的教程将使用Arduino Uno板。我们将在本项目稍后使用的Johnny-Five框架支持大多数与Arduino兼容的微控制器,尽管您的电路板将需要具有PWM功能才能使伺服器满意。

电路设置

将伺服器这样连接到Arduino:

python

简而言之,VCC线( RED )连接到5v引脚Arduino的GND线( BLACK 或 BROWN )连接到Arduino的GND引脚和Pulse线( Yellow 或橙色)连接到Arduino的引脚10。请注意,虽然您不必将其专门连接到引脚10,但必须将其连接到PWM引脚,通常用〜表示。

仔细检查您没有混用上所有电线,然后将Arduino连接到您的计算机。我们将为此项目使用Windows 10。该项目的所有元素也都适用于Mac和Linux,尽管某些安装说明可能略有不同。

如果尚未安装,请下载Arduino IDE并选择您的 Board 和端口从工具菜单中。如果这是您第一次这样做,而且有点神秘,那么我们的Arduino初学者指南可以帮助您完成这些步骤。

连接好后,将 StandardFirmataPlus 示例草图上传到板上。您可以在示例》固件》 StandardFirmataPlus 下的文件菜单中找到此草图。您根本不需要修改草图,它实际上只是将Arduino设置为等待外部指令,稍后我们将为您提供这些指令。

带有Johnny-Five的JavaScript机器人技术

我们将使用Javascript控制Arduino的框架称为Johnny-Five。毫不奇怪,考虑到电影的名字,该项目适合与机器人技术合作。

《图id =“ attachment_731830” aria- describeby =“ caption-attachment-731830” class =“ wp-caption aligncenter”》

图片来源:johnny-five.io

要安装Johnny-Five,我们必须首先安装Node.js。您可以从Node.js网站下载其最新版本。我们使用的是推荐的发行版,在撰写本文时为 8.9.4 LTS 。

打开 .msi 文件并按照安装说明进行操作,确保将其添加到您的 PATH 中。当前的Node.js安装程序将PATH作为标准添加,尽管值得在安装过程中进行检查,因为这是下一步所需的操作。

安装完成后,我们将可以从Windows命令行(CMD)访问 Node Package Manager (NPM)软件包管理器。点击开始,然后输入CMD。在继续之前,我们需要初始化NPM以防止可能的安装错误。不需要任何专业知识,只需键入:

npm init

按照屏幕上的提示进行操作。对于今天的项目,您无需进行任何更改,只需按Enter直到返回命令提示符,然后键入:

npm install johnny-five

这将安装所有重要的软件包,其中将与我们的Arduino交谈。要使该项目正常工作,我们还需要另外一件事,那就是 Keypress 软件包,该软件包将允许我们从键盘上读取击键。

通过输入以下内容进行安装:

npm install keypress

一旦安装了所有这些软件包,我们就可以编写代码!

如果在安装过程中遇到任何问题,请尝试运行johnny-five 之后再次安装。可能只是这里使用的NPM版本的一个古怪之处,但是现在这样做可以防止您以后像我一样遇到问题。

代码

我们将使用今天约翰尼五公司文档中提供的一部分示例代码,该代码允许使用键盘上的箭头键控制我们的伺服系统。完整的代码可在johnny-five.io上找到,但是我们将在这里详细介绍它,以完全理解它的工作原理。

我们现在使用Eclipse IDE进行编码,尽管您可以使用任何IDE

创建一个新文件并将其命名为test.js,并将其保存在以后可以从命令行轻松访问的位置。该脚本首先为所需的库创建变量,并初始化 Keypress 库以侦听传入的数据,然后调用 Board()方法来设置板。/p》 var five = require(“johnny-five”);

var keypress = require(“keypress”);

keypress(process.stdin);

var board = new five.Board();

请注意,此处的板卡设置是自动的,无需指定端口。如果您有特定的端口设置,或者在自动检测方面没有运气,则可能需要明确指定端口。

下一步,我们要“唤醒”主板并进行设置用于伺服控制。调用 board.on 会一直等到Arduino引脚准备就绪后再继续。约翰尼-五图书馆支持内置的伺服器,我们在引脚10上调用 Servo.Continuous(10)以允许直接控制。

board.on(“ready”, function() {

console.log(“Use Up and Down arrows for CW and CCW respectively. Space to stop.”);

var servo = new five.Servo.Continuous(10);

process.stdin.resume();

process.stdin.setEncoding(“utf8”);

process.stdin.setRawMode(true);

process.stdin 调用可确保我们从键盘接收的所有数据将在下一个代码块中可用。现在,我们要“监听”按键,并使用它们来顺时针(CW),逆时针(CCW)移动伺服器或停止其轨迹。

process.stdin.on(“keypress”, function(ch, key) {

if (!key) { // if no key is pressed, return i.e do nothing.

return;

}

if (key.name === “q”) {

console.log(“Quitting”);

process.exit();

} else if (key.name === “up”) {

console.log(“CW”);

servo.cw();

} else if (key.name === “down”) {

console.log(“CCW”);

servo.ccw();

} else if (key.name === “space”) {

console.log(“Stopping”);

servo.stop();

}

});

});

制作确保在此处底部包括所有右方括号,如果遇到任何错误,请参考上面链接的整个代码块。保存此脚本,然后打开命令提示符。

挥动您好!

现在导航至保存脚本的目录,然后键入以下内容以运行该脚本:

node test.js

在给您代码中说明的指示之前,程序应立即使用有关主板的信息启动。尝试按上下箭头键,空格键和 Q 退出。屏幕应该看起来像这样:

python

一切都很好,伺服器应该随着您的击键跳动!看看那小小的野兽浪!

卑微的起头

尽管承担的项目比通常的初学者闪烁的LED稍大一些在教程中,我们几乎没有涉及到Arduino开发板和类似微控制器可以完成的全部工作。

经验丰富的JavaScript用户应该可以直观地使用Johnny-Five软件包。该库也可以本地安装在Raspberry Pi上,使其成为萌芽的机器人制造商的理想软件包。

该库的优点在于,尽管它是为机器人而设计的,但输入和输出相同数据可用于创建DIY智能家居设置,甚至是家庭自制的安全系统。

通过这种方式与微控制器进行通讯,是DIY硬件世界的绝佳入门,而无需花费时间来学习全新的编程语言。在这里玩得开心,如果您碰巧要建造一个杀手级机器人,请记住我们在早期如何为您提供帮助。
       责任编辑:wv

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