如何使用 JavaScript 編寫 Arduino
簡介
您可能知道（或聽說過），Arduino 是學習和破解電子產品的絕佳平台，否則初學者很難使用。它是對編程、電子和工程的一般介紹。但即便如此，與 Arduino 相比，與使用電子產品的傳統方式相比有了很大的改進，編寫類似 C 的代碼仍然有點令人生畏。那麼，如果你可以改用 JavaScript 這樣的高級語言呢？
使用 JavaScript 這樣的語言，您無需擔心指針和內存分配等低級細節，這可能會讓初學者感到困惑。相反，您可以專注於應用程序邏輯並利用數十萬個開源庫，只需幾行代碼即可為您的項目提供各種功能。
約翰尼五世
Johnny Five 庫允許您使用 JavaScript 控制 Arduino（或 Raspberry Pi、Beaglebone、Photon 等）。
現在，就像許多好事一樣，有一個小收穫。 JavaScript 代碼實際上並不直接在 Arduino 上運行，它實際上必須在主機上運行，並在運行時通過 USB 電纜或其他一些串行協議/介質將其指令傳達給設備。對於某些應用程序來說，這是一個大問題，因為他們不能在他們的項目上（比如在無人機上）使用這種物理繫繩，但對於其他應用程序來說，這可能沒什麼大不了的。例如，如果您需要做的只是控制辦公桌上的機械臂，那麼約翰尼五號可能就是完美的選擇。畢竟，它的主要重點是機器人技術，因此得名。
該庫利用 Firmata 協議工作，這是一種通過主機（或智能手機/平板電腦等）上的軟件與微控制器通信的方式。這意味著您可以在計算機上運行所有程序邏輯，但任何時候您需要在設備上執行任何 IO，例如讀取 GPIO 引腳、通過 SPI 發送數據等，桌面程序將使用 Firmata 協議來告訴Arduino 執行特定的 IO。
例如，下面的代碼只是使引腳 13 上的 LED 閃爍。所以它與 Arduino 通信的唯一時間是它想要打開或關閉 LED 時，否則 Arduino 只是坐在那裡等待接收來自主機的指令電腦。
var five = require('johnny-five');
var board = new five.Board();
board.on('ready', function() {
var led = new five.Led(13);
led.blink(500);
});
要運行它，您必須首先將 Arduino Firmata 代碼加載到板上。為此，請打開 Arduino IDE，然後單擊 File->Examples->Firmata->StandardFirmata .這將在編輯器窗口中打開代碼。最後（假設您的開發板通過 USB 連接），點擊 Upload .
要運行代碼的 Johnny-5 部分，請導航到項目目錄，確保您已運行 npm install ，然後運行 node index.js ，假設文件名為 index.js .
Johnny Five 的好處在於，以典型的 Node 方式，有一個庫可以容納幾乎所有的東西。他們的作者已經編寫了執行典型機器人任務所需的所有代碼，例如轉動電機、讀取傳感器輸入、與通信設備接口等等。您可以在此處找到大量有用的示例。
示例：約翰尼五世 + Arduino + 黑客新聞
這個例子很好地混合了高級 API 編程，就像您在典型的 Node 應用程序中看到的那樣，以及一些幫助與 LCD 屏幕交互的 Johnny Five 代碼。我認為它可以作為一個很好的例子，向您展示兩個截然不同的平台如何協同工作。
我創建的項目從 Hacker News 中檢索前 10 個鏈接，並將它們顯示在由 Arduino Uno 控制的 LCD 屏幕上。
我開始使用 request-promise 庫和 Hacker News 的 API 來檢索前 10 個鏈接的標題（或者他們稱之為“故事”），它以數組的形式返回。
var util = require('util');
var Promise = require('bluebird');
var request = require('request-promise');
var topPostsLink = 'https://hacker-news.firebaseio.com/v0/topstories.json';
var storyLinkTemplate = 'https://hacker-news.firebaseio.com/v0/item/%s.json';
var retrieveHnTitles = function() {
return request(topPostsLink).then(function(json) {
var ids = JSON.parse(json);
ids = ids.splice(0, 10);
var storyRequests = [];
ids.forEach(function(id) {
var storyUrl = util.format(storyLinkTemplate, id);
storyRequests.push(request(storyUrl));
});
return Promise.all(storyRequests);
}).then(function(stories) {
stories = stories.map(JSON.parse);
var titles = stories.map(function(story) {
return story.title;
});
return titles;
}).catch(console.error);
};
當板事件'ready'觸發時，我們調用上面的函數，構造一個包含我們剛剛收到的來自HN的所有標題的字符串，然後使用內置的Johnny-Five LCD函數將其發送到LCD。
board.on('ready', function() {
var lcd = new five.LCD({
controller: 'PCF8574'
});
retrieveHnTitles().then(function(titles) {
var titlesString = '';
for (var i = 0; i < titles.length; i++) {
var title = titles[i];
var spaces = '';
if (title.length > 32) title = title.substring(0, 29) + '...';
if (title.length < 32) spaces = new Array(32 - title.length + 1).join(' ');
titlesString += title + spaces;
}
lcd.autoscroll().print(titlesString);
});
});
autoscroll() 函數在這裡非常方便，因為我們有這麼長的字符串。前 10 個故事標題應在屏幕上滾動顯示，一次只能在屏幕上顯示一個故事。
2015 年 9 月 19 日排名前 3 的 HN 鏈接標題。
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如果我要在項目上投入更多精力，接下來我可能會使用 cron 安排它每 5 或 10 分鐘運行一次 圖書館。這樣您就不必手動運行它（哪種方式違背了目的）。您可能想要做的另一件事是顯示每個鏈接的讚成票數，或者可能是評論數。但是你可能需要一個更大的屏幕:)
疑難解答
每當您使用硬件進行編程時，事情並不總是像使用更高級別的服務器或桌面應用程序那樣順利（即使這樣也有很多故障排除），所以我認為提供一些幫助會很有幫助人們面臨的最常見的問題。如果您在第一次運行程序時遇到錯誤（無法連接或連接超時），請嘗試以下解決方案之一。
您是否加載了固件？
聽起來很簡單，我自己也犯過幾次這個錯誤。我會嘗試運行 Johnny Five 應用程序，只是意識到它無法連接，因為我忘記將 Firmata 固件加載到 Arduino 上。經常在項目之間切換時，我經常會遇到這種情況，當您無法連接設備時，通常會首先考慮它。
您的硬件支持嗎？
我第一次嘗試使用強尼五號時，我使用的是 Arduino Duemilanove，但一直收到“連接超時”錯誤。經過一些基本的故障排除後，我終於檢查了兼容性列表，發現 Duemilanove 沒有列出。我原以為它與 Uno 非常相似，它會起作用，但顯然不是。
您在使用 Windows 嗎？
是的，Windows 是 支持，但是，有時 Windows 系統將無法編譯本機依賴項。要解決此問題，請嘗試使用以下命令安裝強尼五號：
npm install johnny-five --msvs_version=2012
自己構建
這是一個相當便宜的項目來構建自己。這是我用過的所有東西的零件清單：
- 阿杜諾烏諾
- 液晶屏（2x16，I2C）
- 公對母杜邦線
- USB Type-A 轉 Type-B 數據線
只要您周圍有一些其他簡單的電線，並且有一種方法可以剝去兩端的塑料外殼，您就可以不用購買杜邦電線就可以逃脫。我只是列出了這些，因為它們更方便。
您也可以使用不同的 LCD 屏幕，但只有 PCF8574、PCF8574A 和 JHD1313M1 I2C 轉並行控制器受強尼五號官方支持。根據 I2C 實現，其他控制器也可以工作。
結論
希望通過本文和我展示的示例，您可以更好地了解將 Johnny Five/JavaScript 與 Arduino、Raspberry Pi、Beaglebone 等結合使用。當然，C/C++ 可能會主導嵌入式電子領域，但是借助 Johnny Five 和 Firmata 協議等庫，您可以輕鬆地使用熟悉的工具和原型進行深入研究，甚至比以前更快。
請務必前往約翰尼五號文檔以了解更多信息。當您遇到困難時，有一些很棒的教程和故障排除指南。
你有什麼想看約翰尼五號的項目或例子嗎？請在評論中告訴我們！
