Robotik: Bina robot autonomi dengan Raspberry Pi dan JavaScript

Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, dunia robotik telah menyaksikan perubahan besar ke arah teknologi dan platform sumber terbuka. Platform yang sangat popular ialah Raspberry Pi, komputer papan tunggal yang kecil dan berpatutan. Digabungkan dengan kuasa dan serba boleh JavaScript, pembangun kini boleh memulakan perjalanan yang menarik ke dalam dunia robotik. Dalam artikel ini, kami akan meneroka cara membina robot autonomi menggunakan Raspberry Pi dan JavaScript, menyelami contoh kod, penjelasan dan outputnya.

Sediakan Raspberry Pi

Sebelum kita mendalami bidang robotik JavaScript, adalah penting untuk menyediakan Raspberry Pi anda dengan betul. Pertama, kita perlu memasang sistem pengendalian yang diperlukan, seperti Raspbian, yang merupakan sistem pengendalian rasmi Raspberry Pi. Setelah dipasang, kami boleh menyambungkan peranti seperti papan kekunci, tetikus dan monitor, malah mengakses Raspberry Pi dari jauh menggunakan SSH.

Setelah Raspberry Pi kami berfungsi dan berjalan, kami boleh mula meneroka dunia robot JavaScript.

Kawal motor servo

Motor servo ialah komponen utama dalam banyak sistem robotik, membolehkan kami mengawal kedudukan atau orientasi komponen individu. JavaScript memberikan kami perpustakaan seperti "onoff" yang membolehkan kami berinteraksi dengan komponen perkakasan seperti motor servo.

Contoh

Mari kita lihat contoh kod yang menunjukkan cara mengawal motor servo menggunakan JavaScript:

const Gpio = require('onoff').Gpio;

// Create a new servo motor instance
const servo = new Gpio(17, 'out');

// Function to move the servo motor to a specific angle
function moveServo(angle) {
   servo.servoWrite(angle);
}

// Move the servo motor to 0 degrees
moveServo(0);

// Wait for 2 seconds, then move the servo motor to 90 degrees
setTimeout(() => {
   moveServo(90);
}, 2000);

Arahan

Dalam kod di atas, kami mengimport perpustakaan onoff dan mencipta contoh kelas GPIO untuk motor servo yang disambungkan ke pin GPIO 17. Kaedah servoWrite membolehkan kita mengawal kedudukan motor servo dengan menentukan sudut yang dikehendaki.

Apabila kita menjalankan kod, motor servo pada mulanya bergerak ke 0 darjah dan kemudian selepas kelewatan 2 saat ia bergerak ke 90 darjah.

Kawal motor DC

Motor DC biasanya digunakan dalam robotik untuk memberikan gerakan. JavaScript juga boleh mengawal motor DC menggunakan perpustakaan seperti "pigpio". Mari kita terokai contoh yang menunjukkan cara mengawal motor DC menggunakan JavaScript.

Contoh

const Gpio = require('pigpio').Gpio;

// Create a new DC motor instance
const motor = new Gpio(17, { mode: Gpio.OUTPUT });

// Function to control the DC motor
function controlMotor(speed, direction) {
   motor.servoWrite(speed * direction);
}

// Move the DC motor forward at full speed
controlMotor(255, 1);

// Wait for 2 seconds, then stop the motor
setTimeout(() => {
   controlMotor(0, 1);
}, 2000);

Arahan

Dalam kod di atas, kami menggunakan perpustakaan "pigpio" untuk mengawal motor DC yang disambungkan ke pin GPIO 17. Kami mencipta contoh kelas Gpio dan menetapkan mod kepada Gpio.OUTPUT. Kaedah servoWrite digunakan untuk mengawal kelajuan dan arah motor DC. Nilai positif untuk pembolehubah arah menggerakkan motor ke hadapan, manakala nilai negatif menggerakkan motor ke belakang.

Contoh kod menjadikan motor DC bergerak ke hadapan pada kelajuan penuh dan berhenti selepas kelewatan 2 saat.

Mewujudkan tingkah laku autonomi

Sekarang kita telah meneroka mengawal pelbagai komponen, mari kita melangkah lebih jauh dan membina tingkah laku autonomi untuk robot kita. Kita boleh melakukan ini dengan memasukkan penderia (seperti penderia ultrasonik) dan menulis kod untuk bertindak balas kepada input mereka.

Mari kita pertimbangkan contoh di mana kita membina robot pengelakan halangan mudah menggunakan Raspberry Pi, motor servo, motor DC dan penderia ultrasonik. Motor servo akan digunakan untuk memutarkan sensor ultrasonik, manakala motor DC akan memberikan gerakan.

Contoh

const Gpio = require('onoff').Gpio;
const UltraSonic = require('ultrasonic-rx');

// Create instances of servo motor, DC motor, and ultrasonic sensor
const servo = new Gpio(17, 'out');
const motor = new Gpio(18, 'out');
const ultrasonic = new UltraSonic({ echoPin: 23, triggerPin: 24 });

// Function to control the servo motor
function controlServo(angle) {
   servo.servoWrite(angle);
}

// Function to control the DC motor
function controlMotor(speed) {
   motor.servoWrite(speed);
}

// Function to move the robot forward
function moveForward() {
   controlMotor(255);
}

// Function to stop the robot
function stop() {
   controlMotor(0);
}

// Function to avoid obstacles
function avoidObstacle() {
  const distance = ultrasonic.distance();

   if (distance < 30) {
      controlServo(90);
      stop();
   } else {
      controlServo(0);
      moveForward();
   }
}

// Continuously monitor the environment for obstacles
setInterval(avoidObstacle, 100);

Arahan

Dalam kod di atas, kami menggunakan perpustakaan "ultrasonik-rx" untuk berinteraksi dengan penderia ultrasonik yang disambungkan ke pin GPIO 23 dan 24. Kami mencipta contoh kelas GPIO untuk motor servo dan motor DC. Fungsi controlServo bertanggungjawab untuk mengawal kedudukan motor servo, manakala fungsi controlMotor mengawal kelajuan motor DC.

elak ciri Halangan membaca jarak sensor ultrasonik dan menentukan sama ada halangan berada dalam lingkungan 30 cm. Jika halangan dikesan, motor servo akan berputar ke hadapan dan robot akan berhenti. Jika tidak, motor servo menghadap ke sisi dan robot bergerak ke hadapan.

Kesimpulan

JavaScript, dengan bantuan platform seperti Raspberry Pi, menyediakan cara yang mudah diakses dan fleksibel untuk mendalami bidang robotik yang menarik. Dalam artikel ini, kami meneroka cara membina robot autonomi menggunakan Raspberry Pi dan JavaScript. Kami meliputi kawalan motor servo dan DC, dan menggunakan penderia untuk membina tingkah laku autonomi. Dengan contoh kod, penjelasan dan output yang disediakan, anda boleh memulakan perjalanan bot JavaScript anda sendiri. Kemungkinannya tidak berkesudahan, dan dengan JavaScript sebagai sekutu anda, anda boleh membuka kunci dunia kreativiti dalam membina robot autonomi.

Atas ialah kandungan terperinci Robotik: Bina robot autonomi dengan Raspberry Pi dan JavaScript. Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!