Начало работы с выводами Raspberry Pi GPIO в Node.js

Модульное тестирование всего

Итак, давайте откроем булавку с «out» и протестируем это:

 it('opens a pin with out', function (done) { mock({ '/sys/class/gpio/gpio23/direction': '' }); gpio.open(16, 'out', function () { const direction = fs.readFileSync('/sys/class/gpio/gpio23/direction').toString(); should(direction).equal('out'); done(); }); }); 

Реализация этого теста должна отобразить физический вывод 16 на вывод 23 BCM в GPIO. Номера BCM — это номера контактов Broadcom, которые ядро ​​увидит в драйвере устройства. Драйвер устройства GPIO дает вам общее представление о том, где находятся файлы устройства. Как показано, чтобы открыть булавку, вы записываете строку «out» в /direction . Это говорит GPIO, что мы ожидаем записи на этот вывод. После завершения убедитесь, что файл имеет то, что ему нужно. mock происходит из библиотеки mock-fs , а fs является стандартной файловой системой в Node.js. Ядро говорит, где путь — версия 3.18.x и выше находится в /sys/class/gpio .

Чтобы написать на булавку на доске и проверить это, можно сделать:

 it('writes to a pin with a high value', function (done) { mock({ '/sys/class/gpio/gpio23/value': '0' }); gpio.write(16, 5, function () { const value = fs.readFileSync('/sys/class/gpio/gpio23/value').toString(); should(value).equal('1'); done(); }); }); 

Есть сходства между gpio.open() и gpio.write() . При записи это записывает в файл /value . Для проверки работоспособности я написал сверхвысокое значение 5, но мы ожидаем, что в тесте только 1. GPIO принимает только высокое или низкое значение, как двоичный файл.

Я взял подробности реализации от pi-gpio . Эта библиотека дает вам хороший обзор того, куда идет каждый вывод. Вы также можете посмотреть файлы устройств в ядре. В любом случае, моя цель — чтобы вы хорошо разбирались в основах, чтобы вы могли получить четкую картину.

Давайте немного сойдем с ума, как насчет достижения точки останова в моем модульном тесте? Я использую WebStorm, чтобы сделать это, опять же, использую то, что вам удобно:

При программировании звука смысл состоит в том, чтобы сократить цикл обратной связи, необходимый для поиска ошибок. Модульные тесты — хороший способ затянуть петлю и получить немедленную обратную связь.

Ради простоты я пишу в один контакт. Остальная часть GPIO суммируется аналогичным образом. Откройте булавку и скажите ей, что вы хотите с ней сделать. Читайте или пишите на булавку, все, что вам нужно сделать. Низкоуровневые API — это файлы устройств, поэтому вы можете выбрать, как программировать каждый вывод.

Блинк Демо

Чтобы конкретизировать каждый модульный тест, давайте рассмотрим некоторые общие переменные:

 var sysFsPath = '/sys/class/gpio/gpio'; var pinMapping = { '16': 23 }; 

Выше я определил отображение контактов в GPIO и путь к драйверу устройства. Код ниже смотрит на код, который открывается и записывает на контакт:

 function open(pinNumber, direction, callback) { const path = sysFsPath + pinMapping[pinNumber] + '/direction'; fs.writeFile(path, direction, (callback || noOp)); } function write(pinNumber, value, callback) { const path = sysFsPath + pinMapping[pinNumber] + '/value'; value = !!value ? '1' : '0'; fs.writeFile(path, value, 'utf8', callback); } function noOp() {} 

Как показано, все, что нужно сделать, это writeFile() в файл устройства. noOp является фиктивным обратным вызовом в случае, если обратного вызова нет. С этой деталью реализации я получаю прохождение тестов и заверения в том, что это сработает. value при записи гарантирует, что оно будет установлено на высокое или низкое значение ( '0' или '1' ).

В финале демонстрация работающего блинкера с использованием API, показанного выше:

 gpio.open(16, 'out', function () { var on = 0; var blinker = setInterval(function () { gpio.write(16, on, function () { on = (on + 1) % 2; console.log('ON = ' + on); }); }, 1000); setTimeout(function () { clearInterval(blinker); }, 12000); }); 

setInterval() вызывается каждую секунду, в setInterval() вызове я говорю ему переключать контакт с модулем. blinker имеет интервал, setTimeout() использует его, чтобы очистить его через 12 секунд. Обратный вызов в setTimeOut() завершает работу и завершает программу.

Чтобы запустить пример кода, введите:

 sudo npm start 

(Для доступа к GPIO на Raspberry Pi необходимы права администратора)

Я надеюсь, что GPIO выглядит более интуитивно понятным из этой демонстрации. Ожидается открытый штифт с направлением. Затем вы пишете на булавку и позволяете GPIO обрабатывать остальные мелочи.

Вывод

Подход, основанный на тестировании, идеально подходит для IoT. В IoT ваше воображение — это предел. Raspberry Pi может быть развернут в любой точке мира — с помощью физических вычислений вы не хотите отправлять аппаратное оборудование на полпути по всему миру для отладки кода. Благодаря подходу, основанному на тестировании, существует немедленная обратная связь и подтверждение рабочих решений. Вы более продуктивны и можете затянуть петлю обратной связи.

Что мне нравится в API GPIO, так это то, что его можно превратить в обертку вокруг модуля fs . Это дает вам полную свободу в написании чистого и тестируемого кода.

Остальная часть демонстрационного примера на GitHub .