机器人技术：使用 Raspberry Pi 和 JavaScript 构建自主机器人

近年来，机器人世界发生了向开源技术和平台的重大转变。 Raspberry Pi 是一个非常受欢迎的平台，它是一种小型且价格实惠的单板计算机。结合 JavaScript 的强大功能和多功能性，开发人员现在可以踏上进入机器人世界的激动人心的旅程。在本文中，我们将探索如何使用 Raspberry Pi 和 JavaScript 构建自主机器人，深入研究代码示例、解释及其输出。

设置树莓派

在我们深入研究 JavaScript 机器人领域之前，正确设置 Raspberry Pi 至关重要。首先，我们需要安装必要的操作系统，例如Raspbian，它是Raspberry Pi的官方操作系统。安装完成后，我们可以连接键盘、鼠标和显示器等外围设备，甚至可以使用 SSH 远程访问 Raspberry Pi。

一旦我们的 Raspberry Pi 启动并运行，我们就可以开始探索 JavaScript 机器人的世界。

控制伺服电机

伺服电机是许多机器人系统中的关键组件，使我们能够控制各个部件的位置或方向。 JavaScript 为我们提供了“onoff”等库，使我们能够与伺服电机等硬件组件进行交互。

示例

让我们看一个代码示例，演示如何使用 JavaScript 控制伺服电机：

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);

说明

在上面的代码中，我们导入 onoff 库，并为连接到 GPIO 引脚 17 的伺服电机创建 GPIO 类的实例。servoWrite 方法允许我们通过指定所需的角度来控制伺服电机的位置。

当我们运行代码时，伺服电机最初移动到 0 度，然后在 2 秒延迟后移动到 90 度。

控制直流电机

直流电机通常用于机器人技术中提供运动。 JavaScript 还可以使用“pigpio”等库来控制直流电机。让我们探讨一个示例，演示如何使用 JavaScript 控制直流电机。

示例

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);

说明

在上面的代码中，我们使用“pigpio”库来控制连接到 GPIO 引脚 17 的直流电机。我们创建一个 Gpio 类的实例，并将模式设置为 Gpio.OUTPUT。 servoWrite方法用于控制直流电机的速度和方向。方向变量的正值使电机向前移动，而负值则使电机向后移动。

代码示例使直流电机全速向前移动，并在 2 秒延迟后停止。

建立自主行为

现在我们已经探索了控制各个组件，让我们更进一步，为我们的机器人构建自主行为。我们可以通过合并传感器（例如超声波传感器）并编写代码来响应它们的输入来实现这一点。

让我们考虑一个例子，我们使用 Raspberry Pi、伺服电机、直流电机和超声波传感器构建一个简单的避障机器人。伺服电机将用于旋转超声波传感器，而直流电机将提供运动。

示例

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);

说明

在上面的代码中，我们使用“ultrasonic-rx”库与连接到 GPIO 引脚 23 和 24 的超声波传感器进行交互。我们为伺服电机和直流电机创建 GPIO 类的实例。 controlServo函数负责控制伺服电机的位置，而controlMotor函数则控制直流电机的速度。

avoidObstacle 功能读取超声波传感器的距离并确定障碍物是否在 30 厘米范围内。如果检测到障碍物，伺服电机将旋转至前方，机器人停止。否则，伺服电机面向侧面，机器人向前移动。

结论

JavaScript 在 Raspberry Pi 等平台的帮助下，提供了一种易于访问且灵活的方式来深入研究令人兴奋的机器人领域。在本文中，我们探讨了如何使用 Raspberry Pi 和 JavaScript 构建自主机器人。我们涵盖了控制伺服和直流电机，以及使用传感器构建自主行为。通过提供的代码示例、解释和输出，您可以开始自己的 JavaScript 机器人之旅。可能性是无限的，有了 JavaScript 作为您的盟友，您可以在构建自主机器人方面开启创意世界。

以上就是机器人技术：使用 Raspberry Pi 和 JavaScript 构建自主机器人的详细内容，更多请关注编程之家其它相关文章！