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title: Web GPIO API/Web I2C APIをRaspberry PiのNode.jsから使う
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topics: [nodejs, raspberrypi, chirimen]
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type: tech
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published: true
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この記事は [CHIRIMEN Open Hardware Advent Calendar 2020](https://qiita.com/advent-calendar/2020/chirimen_oh) 2 日目の記事です。
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[CHIRIMEN チュートリアルの中の記事](https://tutorial.chirimen.org/raspi/nodejs)を一部加筆修正しました。
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## 概要
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Raspberry Pi の Node.js から Web GPIO API と Web I2C API を扱う方法を説明します。
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:::message
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[Web GPIO API](http://browserobo.github.io/WebGPIO/)/[Web I2C API](http://browserobo.github.io/WebI2C/) とは [W3C の Browsers and Robotics コミュニティグループ](https://www.w3.org/community/browserobo/)で標準化に向けての検討されている、JavaScript で Web アプリから電子パーツを直接制御できる低レベルハードウェア制御 API です。
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:::message
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[Node.js](https://nodejs.org/) は、オープンソース・クロスプラットフォームな JavaScript 実行環境です。
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[パッケージマネージャー npm](https://www.npmjs.com/) を利用して膨大なパッケージにアクセスでき、IoT プロトタイピングだけでなく幅広いアプリケーションを作るために使われています。
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## 準備
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プログラムを実行するには Raspberry Pi に Node.js をインストールします。CHIRIMEN を利用する場合はあらかじめ Node.js がインストールされているので不要です。
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もし CHIRIMEN の microSD カードを作成する方法を知りたい場合は [CHIRIMEN の SD カードイメージの作成方法](https://tutorial.chirimen.org/raspi/sdcard)を参照してください。
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:::message
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[CHIRIMEN](https://chirimen.org/) は、Web ブラウザからハードウェアを制御するプロトタイピング環境です。
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## Raspberry Pi に Node.js をインストールする方法
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いくつか方法はありますが、ここでは [NodeSource を使ったインストール方法](https://github.com/nodesource/distributions#installation-instructions) を紹介します。
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ターミナルを起動して以下のコマンドを実行します。
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```sh
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curl -sL https://deb.nodesource.com/setup_14.x | sudo -E bash -
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```
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```sh
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sudo apt-get install -y nodejs
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```
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これで Node.js のインストールは完了です。
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## 新しいディレクトリの作成
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続いて、実際にアプリケーションを作る前にプログラムを実行するための環境を整えます。作業用のディレクトリを作り、そのディレクトリの中でプログラムを実行します。
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ターミナルを起動して以下のコマンドを実行します。
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```shell
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mkdir hello-real-world
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```
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```shell
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cd hello-real-world
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```
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npm のためのファイル package.json を作成します。
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```shell
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npm init -y
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```
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作業用のディレクトリの中に npm パッケージ [node-web-gpio](https://www.npmjs.com/package/node-web-gpio) と [node-web-i2c](https://www.npmjs.com/package/node-web-i2c) をインストールします。
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```sh
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npm install node-web-gpio node-web-i2c
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```
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これで Node.js から Web GPIO API と Web I2C API を使う準備は完了です。
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## Hello Real World
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Raspberry Pi に接続した LED を点滅させるプログラムを書きます。
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次の図のとおりに配線します。
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空のテキストファイル main.js を作成し、Node.js のための JavaScript のプログラムを書きます。
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```sh
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editor main.js
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```
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テキストエディターで main.js を次のように書きます。
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```js
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const { requestGPIOAccess } = require("node-web-gpio");
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const sleep = require("util").promisify(setTimeout);
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async function blink() {
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const gpioAccess = await requestGPIOAccess();
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const port = gpioAccess.ports.get(26);
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await port.export("out");
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for (;;) {
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await port.write(1);
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await sleep(1000);
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await port.write(0);
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await sleep(1000);
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}
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}
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blink();
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```
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書き終えたら保存します。
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Node.js で main.js を実行するには、次のコマンドを実行します。
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```sh
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node main.js
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```
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LED が点滅すれば完成です 🎉
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## いろいろなデバイスを試す
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CHIRIMEN ブラウザーから利用できるいろいろなデバイスはすべて同じように Node.js から扱うことができます。
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たとえば、次のコードは[温度センサー ADT7410](http://akizukidenshi.com/catalog/g/gM-06675/)を利用して温度を表示するプログラムです。
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```js
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const { requestI2CAccess } = require("node-web-i2c");
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const ADT7410 = require("@chirimen/adt7410");
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async function measure() {
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const i2cAccess = await requestI2CAccess();
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const i2c1 = i2cAccess.ports.get(1);
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const adt7410 = new ADT7410(i2c1, 0x48);
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await adt7410.init();
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const temperature = await adt7410.read();
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console.log(`Temperature: ${temperature} ℃`);
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}
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measure();
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```
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コマンド `npm i @chirimen/adt7410` を実行すると、温度センサー ADT7410 を利用するための `@chirimen/adt7410` パッケージをインストールできます。
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デバイスを扱うためのドライバーのパッケージの一覧は [CHIRIMEN Drivers](https://github.com/chirimen-oh/chirimen-drivers) にありますのでご覧ください。
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また、CHIRIMEN チュートリアルのなかには、Web GPIO や Web I2C によって扱うことのできる[外部デバイスとサンプルコードの一覧があります](https://tutorial.chirimen.org/raspi/partslist)。こちらも参考になるかもしれません。
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## まとめ
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CHIRIMEN ブラウザー版での API の差異をまとめると下記とのおりです。
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| CHIRIMEN ブラウザー版 | Node.js |
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| ----------------------------- | ----------------------------------------------------------------------------- |
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| `navigator.requestGPIOAccess` | `const { requestGPIOAccess } = require("node-web-gpio");` `requestGPIOAccess` |
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| `navigator.requestI2CAccess` | `const { requestI2CAccess } = require("node-web-i2c");` `requestI2CAccess` |
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| `sleep` | `const sleep = require("util").promisify(setTimeout);` `sleep` |
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以上です。
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この記事では、Raspberry Pi の Node.js から Web GPIO API と Web I2C API を扱う方法を説明しました。
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[GitHub で編集する](https://github.com/kou029w/zenn.dev/edit/master/articles/node-web-gpio.md)
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