如何使用Python控制Arduino开发板

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：

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：

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