Programació de robots amb Javascript

Sergi Tur Badenas / @acacha1 Temes: Black - White (default) - League - Sky - Simple Moon

Per què Javascript?

• Javascript rules the (web) world
• Suportat per navegadors, tenim Node.js i frameworks i ECMAScript 6 i Apache Cordova (aplicacions mòbils híbrides)...
• Programació Alt Nivell vs Baix Nivell+Embedded. Gràcies a Firmata
• Per què no? ;-)

Robots?

• No necessàriament només robots...
• ... podem programar (gairebé) qualsevol plataforma Hardware...
• ... microcontroladors (Particle, BeagleBone, Tessel, Spruino)...
• ... i evidentment Arduino!...
• ... benvinguts a l'Internet de les coses (IoT)!
• Exemples

Internet Of Things

Exemples

Altres plataformes / microcontroladors

• Particle boards
• BeagleBone boards (Debian)
• Tessel boards (utilitza JS)
• Espruino boards (utilitza JS)
• Raspberry Pi, Lego Mindstorms...

Javascript & Internet of Things 101

Requeriments per poder programar la IoT amb Javascript:

Connexió sèrie

• Suport per Javascript/Node.js/npm: node-serialport
• Tots els frameworks Javascript de robòtica suporten comunicació sèrie
• Driver Linux instal·lar de sèrie (cal instal·lar en Windows)
• Tethering. Es pot serialitzar qualsevol connexió USB, WIFI, Bluetooth, Ethernet -> Internet Of Things.
• Instruccions bluetooth a acacha.org

/dev/ttyS0 -> serial normal
/dev/ttyUSB0 -> Serial USB. Bluetooth emparellar amb:
$ sudo apt-get install blueman
$ blueman-manager
/dev/rfcomm0 -> Serial Bluetooth

Frameworks Javascript per a la programació de robots

• Johny-five: http://johnny-five.io/
• Cylon.js: https://cylonjs.com/
• Projecte Nodebots: http://nodebots.io/

Cylon.js

• Github
• Suporta un munt de plataformes no totes Open
• Suport per a drones , robots sphero, leap motion, llums inteligent com Philips Hue

Johnny-five

Instal·lació:

JavaScript Robotics i IoT programming framework. Creat per Rick Waldron. Requeriments:

• Instal·lar Node.js
• Preparar la placa (Arduino) amb Firmata.
• Instal·lar llibreria amb npm

$ npm install johnny-five

Johnny-five

Hello World:

Codi a github https://github.com/acacha/javascript-bots: blink_led_j5.js

var five = require("johnny-five");
var board = new five.Board();

board.on("ready", function() {
	var led = new five.Led(13);
	led.blink(500);
});

Johnny-five

Execució hello World:

$ node blink_led_j5.js
1463669542289 Device(s) /dev/ttyUSB1
1463669542296 Connected /dev/ttyUSB1
1463669545805 Repl Initialized

• Observeu que busca automàticament port USB, però podem indicar quin port volem utilitzar. Exemple bluetooth (executeu com a root!)

new five.Board({ port: "/dev/rfcomm0" });
$sudo node blink_led_j5_bt.js
1463669857246 Connected /dev/rfcomm0

Robot Mbot amb nodebots

• Mbot nodebots a acacha.org
• Github
• Hi ha un firmata especial per Mbot per USB i Bluetooth: firmware/src/mbotFirmata/mbotFirmata.ino
• Es pot utilitzar nvm per treballar amb diferents versions de node. Només va amb 0.12.7
• A la carpeta mbot_nodebots/examples de Github tenim diferents exemples del que podem fer

Robot Mbot amb nodebots

• Exemple per controlar els motors
• asdasd

var five = require("johnny-five");

var max_speed_l = 255;
var max_speed_r = 255;

// set up the input
var stdin = process.openStdin();
require('tty').setRawMode(true);

var board = new five.Board({port: process.argv[2]});

var l_motor = r_motor = null;

board.on("ready", function(err) {
	if (err){
		console.log(err);
	return;
}

l_motor = new five.Motor({pins: {pwm: 6, dir: 7}});
r_motor = new five.Motor({pins: {pwm: 5, dir: 4}});

console.info("Board connected. Robot set up. LRUD to control");

});

stdin.on('keypress', function(chunk, key) {
	// process the keypresses
  if (key) {
    switch (key.name) {
      case "up":
        l_motor.reverse(max_speed_l);
        r_motor.forward(max_speed_r);
        break;
      case "down":
        r_motor.reverse(max_speed_r);
        l_motor.forward(max_speed_l);
        break;
      case "left":
        l_motor.forward(max_speed_l);
        r_motor.forward(max_speed_r);
        break;
      case "right":
        r_motor.reverse(max_speed_r);
        l_motor.reverse(max_speed_l);
      break;
      case "space":
        l_motor.stop();
        r_motor.stop();
        break;
}}});

Robot Mbot amb nodebots

Exemple amb bluetooth

$ sudo su
cd /home/sergi/Code/Mbot/mbot_nodebots/examples
nvm install v0.12.7
nvm list
v0.12.7
nvm use v0.12.7
node -v
v0.12.7
rfcomm connect 0 // Només si encara no teniu connectat el dispositiu per bluetooth. Potser ja l'heu connectat utilitzant les eines de Gnome per bluetooth o Blueman manager
node motors.js /dev/rfcomm0

Apache Cordova

Aplicacions híbrides amb mòbils

• Permet convertir a natiu (Android/IOS/Windows Mobile...) codi Javascript. Suport multiplataforma.
• Cal tenir en compte programació responsive i multidispositiu.
• Es poden utilitzar funcionalitats natives com sensors (p. ex. Tilt).
• Podeu crear aplicacions mòbils per a robots amb Javascript!.

Gamepad API

• Podem connectar qualsevol gamepad, joystick a través d'un codi Javascript al nostre robot
• També amb un mòdul USB host es pot associar el gamepad directe al robot
• Link 1
• Gamepad API a acacha.org
• Test
• http://www.instructables.com/id/mBot-controlled-by-Wireless-Joystick-using-Me-USB-/

Read Eval Print Loop: REPL

• Funcionalitat de sèrie amb node.js al executar: $ node
• Proporciona una consola interactiva amb JavaScript útil per depurar, Tinkering, testing...
• https://nodejs.org/api/repl.html
• Amb Jhonny-five no utilitzem el de Node! Les instàncies board ja creen el seu propi REPL.
• Similar a la consola dels navegadors Chrome Dev Tools/Firebug
• Similar a Laravel: $php artisan tinker

Read Eval Print Loop: REPL

https://github.com/rwaldron/johnny-five/blob/master/docs/repl.md

var five = require("johnny-five");
var board = new five.Board();

board.on("ready", function() {
	console.log("Ready event. Repl instance auto-initialized!");

	var led = new five.Led(13);
	led.on();

	this.repl.inject({
		// Allow limited on/off control access to the
		// Led instance from the REPL.
		on: function() {
		  led.on();
		},
		off: function() {
		  led.off();
		}
	});
});

>> on()  // will turn on the LED
// or
>> off() // will turn off the LED

Socket.io

• Websockets: Activen comunicació bidireccional client-servidor en web
• Permeten enviar esdeveniments push, del servidor web al navegador
• Aplicacions real time com Chats, sense Polling

$ npm install socket.io express --save
URL: http://localhost:3000

Socket.io

// server.js
var express = require('express');
var app = express();
var httpServer = require("http").createServer(app);
var five = require("johnny-five");
var io=require('socket.io')(httpServer);

var port = 3000;

app.use(express.static(__dirname + '/public'));

app.get('/', function(req, res) {
	res.sendFile(__dirname + '/public/index.html');
});

httpServer.listen(port);
console.log('Server available at http://localhost:' + port);
var led;

//Arduino board connection

var board = new five.Board();
	board.on("ready", function() {
	console.log('Arduino connected');
	led = new five.Led(13);
});

//Socket connection handler
io.on('connection', function (socket) {
	console.log(socket.id);

	socket.on('led:on', function (data) {
		led.on();
		console.log('LED ON RECEIVED');
	});

	socket.on('led:off', function (data) {
		led.off();
		console.log('LED OFF RECEIVED');
	});
});

console.log('Waiting for connection');

Socket.io

Al client (navegador/pàgina web o app standalone node.js) només cal executar:

<script src="https://cdn.socket.io/socket.io-1.4.5.js"></script>
var socket = io('http://localhost:3000');
socket.emit('led:on');
socket.emit('led:off');

Javascript Promises

Permeten treballar de forma asíncrona

• Transparència 20

/**
  * Go Forward
  */
var go = function(dir,time) {
	return new Promise( function resolve) {
	 //go code here
	});
	this.repl.inject({
	 go: go
	});
};

The end: RIP?