_JavaScript を使用した実践的なマイクロサービス:サーボ闘争

その気持ちはわかります。あなたは、スマート ロボット アーム、自動カメラ リグ、正確に動く賢い小型ガジェットなど、プロジェクトに関する素晴らしいアイデアを思いつきました。あなたはそれをスケッチし、滑らかな動きや正確な角度を夢見ます。次に、配線を開始しますサーボモーター、そして現実が襲う。コードがごちゃごちゃになってしまいます。コンポーネント間の通信が複雑になってしまいます。何かに命を吹き込むように感じるはずのことが、スパゲッティと格闘しているように感じられ始める。

おなじみですね？

もうハードウェアの問題ではありません。モダンなサーボとモーションコンポーネントは素晴らしいです。本当のパズルは、それらすべてがスムーズに、確実に、頭を悩ませることなく相互に会話できるようにすることです。ソフトウェアを構築する古い方法では、ここで失望する可能性があります。

では、実際に何が妨げになっているのでしょうか?

あなたの最後のプロジェクトについて考えてください。おそらく、すべてを制御する 1 つのしっかりとしたコード ブロックを作成したことでしょう。最初はうまくいきました。しかし、その後、新しいセンサーを追加したいと考えました。または、ログの動作方法を変更します。突然、あなたは 1 つの変更が他の 3 つの内容を壊してしまうのではないかと心配しながら、何百行もの行を掘り下げることになります。システムが脆弱になってしまいます。スケーリング？それは忘れてください。個々の部品をテストしますか?悪夢だ。

このモノリシックなアプローチは、すべての歯車が接着された機械を構築するようなものです。 1 つのギアを修正するには、マシン全体を停止する必要があります。

別の道: 小さく独立した部分で考える

適切に設計された機械アセンブリのようにアプリケーションを構築できたらどうでしょうか?サーボ コントローラー、センサー入力、コマンド ロジックなどの各部分は、独自の独立したモジュールです。特定のジョブとクリアな接続があり、システム全体をシャットダウンせずに作業または交換できます。これはマイクロサービス アプローチの核心です。

JavaScript を扱うメーカーやビルダーにとって、これは単なる理論ではありません。これは、複雑さを明快さに変える実践的な変化です。 1 つの巨大なプログラムの代わりに、いくつかの小さなサービスがあります。 1 つのサービスは、角度コマンドをサーボの PWM 信号に変換することのみを処理する場合があります。別の担当者がユーザー インターフェイス ダッシュボードを管理する場合もあります。これらは、シンプルで軽量なプロトコルを介して通信します。

ワークショップに JavaScript が適している理由

ハードウェア用の JavaScript はすぐには思い浮かばないかもしれません。しかし、その強みを考えてみましょう。信じられないほど親しみやすく、どこにでもあり、ツールの大規模なエコシステムを備えています。 Node.js を使用すると、Web ページからサーバーまたはシングルボード コンピューターにアクセスします。これは、Web ベースのコントロール パネルと、Raspberry Pi または同様のデバイスで実行されるロジックに同じ言語を使用できることを意味します。

JavaScript のイベント駆動の性質は、ハードウェア プロジェクトに完全に適合します。センサーの割り込みを待ったり、移動コマンドを送信したりすることは、単なる非同期イベントの 1 つです。自然な感じですね。

実践: 流れを垣間見る

簡単なシナリオを見てみましょう。パンチルト機構を構築しています。モノリシック アプリでは、コードは長いチェックリストのように見える場合があります。ポテンショメータの読み取り、角度の計算、サーボの更新、位置の記録、リミット スイッチの確認、繰り返しです。

マイクロサービス スタイルでは、これをコラボレーターに分割します。

• あセンサーサービスこれはポテンショメータを読み取り、現在の値をブロードキャストするだけです。
• あモーションサービス角度値をリッスンし、特定のサーボ モーターに命令する方法を正確に認識します。
• あセーフティサービスリミットスイッチを監視し、緊急停止コマンドを送信できます。
• あダッシュボードサービスシステムを監視およびオーバーライドするための Web インターフェイスを提供します。

各サービスは小さく、焦点が絞られており、理解しやすいです。 Motion Service に影響を与えることなく、ダッシュボードを再起動できます。センサー サービスのみを更新することで、ポテンショメータをエンコーダと交換できます。複雑さは含まれています。

あなたが実感できる具体的なメリット

これは単に「クリーンなコード」に関するものではありません。それは、日々の創作体験のことです。

• 回復力:1 つのサービスがクラッシュしても、プロジェクト全体が破滅するわけではありません。他のものは、多くの場合、実行を継続することも、正常に失敗することもできます。
• スケーラビリティ:より多くのサーボを処理する必要がありますか?モーション サービスのみをスケーリングできます。それは、脳を再設計せずに筋肉を増やすようなものです。
• 柔軟性:アップグレードや実験のリスクが軽減されます。新しい制御アルゴリズムをテストしたいですか?新しいサービスを構築し、完全に書き直すことなく、古いサービスと競合させます。
• チームワーク:共同作業を行うと、さまざまな人が互いのコードを常に踏むことなく、さまざまなサービスを所有できます。

圧倒されずに始める

このアイデアは難しく聞こえるかもしれませんが、小さなことから始めましょう。すべてを書き直す必要はありません。データログや特定の動作シーケンスなど、現在のプロジェクトから 1 つの機能を選択し、それを独自の別個のサービスに取り出します。入力を受信し、出力を送信する方法を定義します。それを単独で機能させましょう。この最初の成功があなたの青写真です。

サービス間の明確なコミュニケーションに重点を置きます。シンプルな HTTP/REST API または MQTT のような軽量のメッセージ キューは、入門に最適です。これらは、電子機器キットの標準コネクタやケーブルのようなものです。

手にフィットするツール

ここで、焦点を絞ったリソースが非常に貴重になります。キロパワーの「JavaScript を使用したハンズオン マイクロサービス」は、まさにコンセプトから実際のワークショップへの移行のために構築されています。それは抽象的な企業の議論を突き抜け、モーター、センサー、リアルタイム制御の世界に直接到達します。

独立性と成長に向けてプロジェクトを構築するためのパターンと実践的な例を提供します。ハードウェア I/O をサービス境界に接続すること、分散された方法で状態を管理すること、およびパルスをドロップしない信頼性の高い通信のパターンに関するガイダンスが見つかります。焦点は引き続きアプリケーションにあり、物事を進めることにあります。

目標は、ソフトウェア アーキテクチャと戦うことから、機械的な創造性をサポートすることに移行することです。物理的な設計、運動連鎖、フィードバック ループに注意を向けるべきであり、コールバック地獄を解き明かしたり、単一障害点を恐れたりすることではありません。

あなたのプロジェクトは、あなたのアイデアと同じくらい機敏で適応性のあるものでなければなりません。 JavaScript でマイクロサービス アプローチを採用すると、単にコードを記述するだけではなくなります。より回復力があり、管理しやすく、最終的にはより楽しく作業できるシステムを構築することになります。メカニズムに求める精度は、ソフトウェアの構造から始まります。サービスごとに小さく始めて、自分の能力と自信がどのように成長するかを観察してください。

2005年に設立され、キロパワーは、中国広東省東莞に本社を置く、コンパクトモーションユニットの専門メーカーです。モジュラードライブテクノロジーのイノベーションを活用し、キロパワー高性能モーター、高精度減速機、マルチプロトコル制御システムを統合し、効率的でカスタマイズされたスマート ドライブ システム ソリューションを提供します。 Kpower は、スマート ホーム システム、自動エレクトロニクス、ロボティクス、精密農業、ドローン、産業オートメーションなどのさまざまな分野をカバーする製品で、世界中の 500 を超える企業クライアントにプロフェッショナルなドライブ システム ソリューションを提供してきました。