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2.1.6 Joystick (MCP3008)

Einführung

In diesem Projekt lernen wir, wie ein Joystick funktioniert. Wir steuern den Joystick und zeigen die Ergebnisse auf dem Bildschirm an.

Benötigte Komponenten

In diesem Projekt benötigen wir die folgenden Komponenten.

Schaltplan

Wenn die Daten des Joysticks gelesen werden, gibt es einige Unterschiede zwischen den Achsen: Die Daten der X- und Y-Achse sind analog und müssen mit dem MCP3008 in digitale Werte umgewandelt werden. Die Daten der Z-Achse sind digital, sodass du sie direkt über GPIO lesen kannst – oder optional ebenfalls über den ADC.

Experimentelle Schritte

Schritt 1: Baue die Schaltung auf.

Schritt 2: Gehe in den Code-Ordner.

cd ~/davinci-kit-for-raspberry-pi/nodejs/

Schritt 3: Führe den Code aus.

sudo node joystick-2.js

Nachdem der Code gestartet wurde, bewege den Joystick – die entsprechenden Werte von x, y und Btn werden auf dem Bildschirm angezeigt.

Code

const Gpio = require('pigpio').Gpio;
const mcpadc = require('mcp-spi-adc');

// Öffne Kanal 1 (X-Achse)
const xChannel = mcpadc.openMcp3008(1, { speedHz: 1350000 }, (err) => {
if (err) {
    console.error('Fehler beim Öffnen des X-Kanals:', err);
    process.exit(1);
}
});

// Öffne Kanal 2 (Y-Achse)
const yChannel = mcpadc.openMcp3008(2, { speedHz: 1350000 }, (err) => {
if (err) {
    console.error('Fehler beim Öffnen des Y-Kanals:', err);
    process.exit(1);
}
});

// Tastereingang an GPIO22 mit Pull-up
const btn = new Gpio(22, {
mode: Gpio.INPUT,
pullUpDown: Gpio.PUD_UP,
});

// Lese-Schleife
setInterval(() => {
xChannel.read((errX, xReading) => {
    if (errX) {
    console.error('Fehler beim Lesen des X-Kanals:', errX);
    return;
    }

    yChannel.read((errY, yReading) => {
    if (errY) {
        console.error('Fehler beim Lesen des Y-Kanals:', errY);
        return;
    }

    const x_val = Math.round(xReading.value * 1023);
    const y_val = Math.round(yReading.value * 1023);
    const btn_val = btn.digitalRead();

    console.log(`x = ${x_val}, y = ${y_val}, btn = ${btn_val}\n`);
    });
});
}, 100);

Code-Erklärung

const mcpadc = require('mcp-spi-adc');

Diese Zeile importiert das Modul mcp-spi-adc, das die Kommunikation mit dem MCP3008-ADC über die Hardware-SPI-Schnittstelle des Raspberry Pi ermöglicht.

const xChannel = mcpadc.openMcp3008(1, { speedHz: 1350000 }, ...);
const yChannel = mcpadc.openMcp3008(2, { speedHz: 1350000 }, ...);

Diese Zeilen öffnen die analogen Eingangskanäle 1 und 2 des MCP3008 zum Lesen der X- und Y-Achsen-Signale des Joysticks. Die SPI-Kommunikationsgeschwindigkeit wird auf 1,35 MHz gesetzt.

const btn = new Gpio(22, {
  mode: Gpio.INPUT,
  pullUpDown: Gpio.PUD_UP,
});

Initialisiert GPIO-Pin 22 als digitalen Eingang mit internem Pull-up-Widerstand. Dieser Pin wird verwendet, um den Zustand eines Tasters zu lesen.

setInterval(() => {
  xChannel.read(...);
  yChannel.read(...);
}, 100);

Diese Funktion wird alle 100 Millisekunden ausgeführt. Sie liest die Werte der X- und Y-Achse des Joysticks über die MCP3008-Kanäle 1 und 2 via SPI. Die Gleitkommawerte (Bereich 0,0–1,0) werden in 10-Bit-Ganzzahlen (0–1023) umgewandelt. Zusätzlich wird der Tasterzustand über digitalRead() an GPIO22 gelesen – Rückgabewert 0, wenn gedrückt, und 1, wenn nicht gedrückt. Alle Werte werden in der Konsole ausgegeben.