Robotik: Bauen Sie autonome Roboter mit Raspberry Pi und JavaScript

In den letzten Jahren hat die Welt der Robotik einen großen Wandel hin zu Open-Source-Technologien und -Plattformen erlebt. Eine sehr beliebte Plattform ist der Raspberry Pi, ein kleiner und erschwinglicher Einplatinencomputer. In Kombination mit der Leistungsfähigkeit und Vielseitigkeit von JavaScript können Entwickler jetzt eine spannende Reise in die Welt der Robotik unternehmen. In diesem Artikel untersuchen wir, wie man mit einem Raspberry Pi und JavaScript einen autonomen Roboter baut, und tauchen dabei in Codebeispiele, Erklärungen und deren Ausgabe ein.

Richten Sie den Raspberry Pi ein

Bevor wir uns mit der JavaScript-Robotik befassen, ist es wichtig, dass Sie Ihren Raspberry Pi richtig einrichten. Zuerst müssen wir das erforderliche Betriebssystem installieren, beispielsweise Raspbian, das offizielle Betriebssystem von Raspberry Pi. Nach der Installation können wir Peripheriegeräte wie Tastatur, Maus und Monitor anschließen und sogar per SSH aus der Ferne auf den Raspberry Pi zugreifen.

Sobald unser Raspberry Pi betriebsbereit ist, können wir beginnen, die Welt der JavaScript-Roboter zu erkunden.

Servomotor steuern

Servomotoren sind Schlüsselkomponenten in vielen Robotersystemen und ermöglichen uns die Steuerung der Position oder Ausrichtung einzelner Komponenten. JavaScript stellt uns Bibliotheken wie „onoff“ zur Verfügung, die es uns ermöglichen, mit Hardwarekomponenten wie Servomotoren zu interagieren.

Beispiel

Schauen wir uns ein Codebeispiel an, das zeigt, wie man einen Servomotor mit JavaScript steuert:

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);

Anleitung

Im obigen Code importieren wir die OnOff-Bibliothek und erstellen eine Instanz der GPIO-Klasse für den Servomotor, der an GPIO-Pin 17 angeschlossen ist. Mit der servoWrite-Methode können wir die Position des Servomotors steuern, indem wir den gewünschten Winkel angeben.

Wenn wir den Code ausführen, bewegt sich der Servomotor zunächst auf 0 Grad und dann nach einer Verzögerung von 2 Sekunden auf 90 Grad.

Gleichstrommotor steuern

Gleichstrommotoren werden in der Robotik häufig zur Bewegung eingesetzt. JavaScript kann mithilfe von Bibliotheken wie „pigpio“ auch Gleichstrommotoren steuern. Sehen wir uns ein Beispiel an, das zeigt, wie man einen Gleichstrommotor mit JavaScript steuert.

Beispiel

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);

Anleitung

Im obigen Code verwenden wir die Bibliothek „pigpio“, um einen Gleichstrommotor zu steuern, der an GPIO-Pin 17 angeschlossen ist. Wir erstellen eine Instanz der Gpio-Klasse und setzen den Modus auf Gpio.OUTPUT. Die servoWrite-Methode wird verwendet, um die Geschwindigkeit und Richtung eines Gleichstrommotors zu steuern. Positive Werte für die Richtungsvariable bewegen den Motor vorwärts, während negative Werte den Motor rückwärts bewegen.

Codebeispiel bewirkt, dass sich ein Gleichstrommotor mit voller Geschwindigkeit vorwärts bewegt und nach einer Verzögerung von 2 Sekunden stoppt.

Etablieren Sie autonomes Verhalten

Da wir uns nun mit der Steuerung der verschiedenen Komponenten beschäftigt haben, gehen wir noch einen Schritt weiter und bauen autonomes Verhalten für unseren Roboter auf. Wir können dies erreichen, indem wir Sensoren (z. B. Ultraschallsensoren) integrieren und Code schreiben, der auf ihre Eingaben reagiert.

Betrachten wir ein Beispiel, in dem wir einen einfachen Hindernisvermeidungsroboter mit Raspberry Pi, Servomotoren, Gleichstrommotoren und Ultraschallsensoren bauen. Ein Servomotor wird verwendet, um den Ultraschallsensor zu drehen, während ein Gleichstrommotor für die Bewegung sorgt.

Beispiel

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);

Anleitung

Im obigen Code verwenden wir die „ultrasonic-rx“-Bibliothek, um mit dem Ultraschallsensor zu interagieren, der an die GPIO-Pins 23 und 24 angeschlossen ist. Wir erstellen Instanzen der GPIO-Klasse für Servomotoren und Gleichstrommotoren. Die Funktion „controlServo“ ist für die Steuerung der Position des Servomotors verantwortlich, während die Funktion „controlMotor“ die Geschwindigkeit des Gleichstrommotors steuert.

Die Funktion „avoidObstacle“ liest den Abstand des Ultraschallsensors und stellt fest, ob sich ein Hindernis innerhalb von 30 cm befindet. Wird ein Hindernis erkannt, dreht sich der Servomotor nach vorne und der Roboter stoppt. Andernfalls zeigt der Servomotor zur Seite und der Roboter bewegt sich vorwärts.

Fazit

JavaScript bietet mit Hilfe von Plattformen wie dem Raspberry Pi eine zugängliche und flexible Möglichkeit, in das spannende Gebiet der Robotik einzutauchen. In diesem Artikel untersuchen wir, wie man mit einem Raspberry Pi und JavaScript einen autonomen Roboter baut. Wir behandeln die Steuerung von Servo- und Gleichstrommotoren sowie die Verwendung von Sensoren zum Aufbau autonomen Verhaltens. Mit den bereitgestellten Codebeispielen, Erklärungen und Ausgaben können Sie Ihre eigene JavaScript-Bot-Reise beginnen. Die Möglichkeiten sind endlos und mit JavaScript als Verbündeter können Sie beim Bau autonomer Roboter eine Welt voller Kreativität erschließen.

Das obige ist der detaillierte Inhalt vonRobotik: Bauen Sie autonome Roboter mit Raspberry Pi und JavaScript. Für weitere Informationen folgen Sie bitte anderen verwandten Artikeln auf der PHP chinesischen Website!