查看“JetBot系列教程之电机驱动”的源代码



<b>Basic_motion程序</b>
NVIDIA 官方提供了一个驱动电机的脚本，我们可以直接运行来测试电机安装是否正确，以及电机工作是否正常。我们以摄像头的方向为向前方向，OLED屏幕的方向为向后方向。
<b>运行程序</b>
左边导航打开Notebooks/basic_motion目录，然后双击basic_motion.ipynb文件打开。你可以看到例程中已经有了大量备注。同时程序分成了多个单元（后面我们讲到代码就以单元的说法来说每个代码块）。当你想要运行某个单元的时候，你可以点击该条语句，然后按下ctrl+enter按键，就可以运行该条语句了。


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比如，第一条语句是调用封装好的jetbot库，我们鼠标点击该单元，会有蓝色高亮显示。 然后键盘按下Ctrl+Enter语句就会运行了。
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可以看到，当程序在运行的时候，单元前的括号中显示星号，表示代码正在执行。你也可以观察右上角的python3图标，后面如果是实心圆就说明kernel正忙，如果是空心圆，说明kernel空闲，可以运行下一单元了。

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运行结束之后，如果没有报错的话，星号会变成序号，表示这是第几个被执行的单元。如果你重复运行统一单元的话，序号也会不断增加。

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<b>引用函数库</b>
我们在写程序的时候，很多时候需要引用一些已经封装好的函数库，可以大大节省我们的精力。同样的，这里开头直接引用JetBot库。JetBot主要封装好了操作Jetbot小车的一些基本函数。小车运动函数，摄像头操作函数等。

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<b>题外话</b>
由于本章节我们只需要驱动点击，所以这里只应用了Jetbot函数库里面的robot类。这个类包含了小车运动的控制函数。你如果想要了解函数的话，可以查看jetbot/jetbot路径下的robot.py文件。

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可以看到这里包含了forward()向前， backward()后退，left()左转，right()右转和stop()停止等函数。
<b>基本运动</b>
单元3操作让小车左转，速度设置为0.3；你可以修改speed的值，来修改小车的转动速度。
单元4操作让小车停止。
<b>注意：</b>这里运行单元的时候，确保你的小车是放置在可以自由活动的地方。不要放在桌上或者有充电线连在，避免出现摔落或者扯掉线材。另外，有一些用户在测试的时候是跳着运行单元的，然后发现小车动不了。这里要特别说明一下，开头倒入库和相关类是必须先运行的，否则后面的单元无法正常运行。所以，请按顺序一步一步来。

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单元5和单元6：导入Python的time函数库，通过添加时间函数，来让小车的动作保持一段时间。这里就相当于我们一般说的添加延迟。
这里运行单元的话。可以看到，小车先左转大约0.5s，然后停止。细心的用户会发现，这里的左转语句和单元3不同，这里并没有加入speed=的参数名，而是直接把速度值写进去。这个就是Python的特点，你既可以把参数名写上，也可以不加参数名，直接填写参数值，这两种方法都可以。

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如果说你想要自己写一点东西，试试自己对前面的代码的理解是不是对的。你可以点击标签栏的+号来添加新的单元。然后写入你的控制程序。例如，我们添加新单元，让小车向前运行一段时间然后停止。写好之后你就额可以按下Ctrl+Enter让程序运行。试试吧。

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OK，让我们接着往下走。实际上让小车运动的是底部的两个电机。小车运行就是通过控制电机的状态来完成的。前面我们调用的都是小车的形态语句，比如左转，右转，向前，停止。这里我们也可以直接控制电机来达到相同的目的。
单元8，我们设置两个电机的转动速度分别为0.3 和 0.6。我们都知道，如果小车的两个车轮转动速度不一样，即便他们的转动方向是一样的，也会让小车发生转向。这里如果你运行语句的话就会发现小车向左转了。
有人会问，那单元9跟单元8的区别是什么？好像运行之后效果是一样的。没有错，他们的效果是一样的。单元9是直接设置电机的值，而单元8就是调用函数，然后把值传进去。如果你看了前面的robot.py就会发现，实际上set_motor函数里面的操作也是去设置电机的值的。这就是为什么函数库存在的意义，它帮我们把一些功能封装成函数，我们使用的时候直接调用就行了，不用一条一条去设置。简单易操作。

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<b>控制运动</b>
这里我们可以在web端创建一下小工具，然后通过web端的widgets来创建图形工具控制小车。这里就需要用到widgets和traitlets.
关于widgets. 可以了解： https://github.com/jupyter-widgets/ipywidgets 
关于traitlets.可以了解： https://github.com/ipython/traitlets 
（没有错，都是英文的。^_^）
这里我们开头先引用widgets函数库，以及调用Ipython中的display类。display类是为了可以把我们创建的工具显示在页面上
这里我们创建两条滑动条，分别命名为left和right， 滑动调的数值范围为-1到1。 方向为竖直。
然后创建一个小窗口来显示这两个滑动条。
最后将两条滑动条显示在页面。运行之后，你就可以看到两个滑动条出现在单元下方。

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引用traitlets库。 然后创建两条链接。分别是将left滑动条的值，链接到左电机的值。就是滑动条的值多少，电机的值就相应的设置为多少。通过这种方式。我们就可以通过滑动条来控制电机的值，从而控制小车的运动。第二个设置right滑动条也是如此。现在，你可以试着调一下上面单元的滑动条，看一下小车的反应了。

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调用traitlets创建的链接其实是一个双向的链接的，也就是说我们可以通过滑动条来控制电机的状态，同样的，如果我们直接设置电机的状态，也会影响到滑动条的状态。你运行下一个单元设置小车向前运行然后停止的时候，会发现上面的滑条的状态会跟着这单元的运行同步。

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<b>题外话</b>
题外话总是来得猝不及防^_^。
我们一个页面有时候只能显示几个单元。我们前面运行的时候你应该也发现了，前面运行的语句其实也是一直在产生影响的，不是说运行完了就跟它没关系的。所以就会像刚刚那样，我们在运行到后面的语句的时候，还需要查看滑条的状况，但是我们的页面又不够大，没办法同时放下那么多单元。这时候，我们就可以把某个单元的显示界面单独显示。
右键该单元，然后选择Create New View for Outputs. 滑条就会以单窗口的方式显示在浏览器下方。你可以拖动窗口修改窗口的位置。

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这里再特别说明一下，本文说到的第几单元并不是实际上的顺序，而是笔者在演示的时候运行语句对应的顺序。因为可能会重复运行某些单元，会出现序号增加。所以跟着教程做的时候请以截图为准。
<b>控制运动2</b>
前面我们创建了滑条和电机的一个链接，这里我们可以通过unlink语句来断开两者之间的链接。

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我们说到，前面创建的链接是一个双向的链接，滑条可以控制小车，同时小车的状态也会显示到滑条上去。有时候我们并不想要控制小车，只是想要让小车的运行状态可视化。这里我们可以dlink来创建一个单向的链接。

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这时候你再去调节滑条，就会发现小车并不会有任何反应了，但是如果你重新运行单元13，你就会发现，滑条的状态会跟着小车的状态发生变化。
<b>控制运动3</b>
这里我们通过事件触发的方式来控制小车。首先使用widgets创建控制按键。
首先设置每个按键的布局，宽100px，长80px，居中放置。
然后创建5个按键，分别命名为stop_button等。调用刚刚创建的布局
创建一个水平窗口放置left, stop right，并居中放置
再创建一个窗口把forward，前面的水平窗口和backward 竖直放置。（可以看到这里是通过嵌套窗口的放置来布局的）
最后让窗口显示在页面上。

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然后设置每个事件发生时候对应的处理函数。比如，如果向前的按键发生变化的时候，就让小车向前运行0.5秒然后停止

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将按键跟对应的事件处理函数链接起来。比如，如果forward_button（我们在单元17中创建的一个按钮）， on_click被点击的时候，就运行函数step_forward.

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运行之后，你可以试着点击单元17的按键，看看小车对应有什么操作。
<b>控制运动4</b>
这里我们通过“心跳”来控制小车。调用jetbot库中封装好的hearbeat类。将心跳的周期和心跳数以滑条和数值的方式显示出来。周期就是心跳值增加1的所需要花的时间，周期时间越长，心跳跳动越慢，周期越短，跳动越慢。同时创建一个触发函数，当心跳alive状态发生变化的时候，如果检测到新的心跳状态为dead的时候，就让小车停止。
运行单元21，然后试着滑动滑条看一下现象。你也可以试着断开小车或者电脑的网络连接看一下效果。

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