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2.1.6 Joystick

Nota

../_images/mcp3008_and_adc0834.jpg

Dependiendo de la versión de tu kit, identifica si tienes ADC0834 o MCP3008 y procede con la sección correspondiente.

Introducción

En este proyecto, vamos a aprender cómo funciona un joystick. Manipularemos el joystick y mostraremos los resultados en la pantalla.

Componentes

../_images/image3171.png

Principio

Joystick

La idea básica de un joystick es traducir el movimiento de una palanca en información electrónica que una computadora pueda procesar.

Para comunicar un rango completo de movimiento a la computadora, un joystick necesita medir la posición de la palanca en dos ejes: el eje X (de izquierda a derecha) y el eje Y (de arriba hacia abajo). Al igual que en geometría básica, las coordenadas X-Y indican exactamente la posición de la palanca.

Para determinar la ubicación de la palanca, el sistema de control del joystick simplemente monitorea la posición de cada eje. El diseño convencional del joystick analógico lo hace con dos potenciómetros, o resistencias variables.

El joystick también cuenta con una entrada digital que se activa cuando se presiona hacia abajo.

../_images/image3181.png

Diagrama Esquemático

Cuando se lee la data del joystick, hay algunas diferencias entre los ejes: los datos de los ejes X e Y son analógicos, por lo que es necesario utilizar el ADC0834 para convertir el valor analógico a un valor digital. Los datos del eje Z son digitales, por lo que se pueden leer directamente desde el GPIO, o también se puede utilizar el ADC para leerlos.

../_images/image3191.png ../_images/image3201.png

Procedimientos Experimentales

Paso 1: Construir el circuito.

../_images/image1931.png

Paso 2: Acceder a la carpeta del código.

cd ~/davinci-kit-for-raspberry-pi/c/2.1.6/

Paso 3: Compilar el código.

gcc 2.1.6_Joystick.c -lwiringPi

Paso 4: Ejecutar el archivo ejecutable.

sudo ./a.out

Después de ejecutar el código, gira el joystick, luego los valores correspondientes de x, y, Btn se mostrarán en la pantalla.

Nota

Si no funciona después de ejecutar, o aparece un mensaje de error: "wiringPi.h: No such file or directory», consulta ¿El código en C no funciona?.

Código

#include <wiringPi.h>
#include <stdio.h>
#include <softPwm.h>

typedef unsigned char uchar;
typedef unsigned int uint;

#define     ADC_CS    0
#define     ADC_CLK   1
#define     ADC_DIO   2
#define     BtnPin    3

uchar get_ADC_Result(uint channel)
{
    uchar i;
    uchar dat1=0, dat2=0;
    int sel = channel > 1 & 1;
    int odd = channel & 1;

    digitalWrite(ADC_CLK, 1);
    delayMicroseconds(2);
    digitalWrite(ADC_CLK, 0);
    delayMicroseconds(2);

    pinMode(ADC_DIO, OUTPUT);
    digitalWrite(ADC_CS, 0);
    // Bit de inicio
    digitalWrite(ADC_CLK,0);
    digitalWrite(ADC_DIO,1);    delayMicroseconds(2);
    digitalWrite(ADC_CLK,1);    delayMicroseconds(2);
    // Modo de un solo extremo
    digitalWrite(ADC_CLK,0);
    digitalWrite(ADC_DIO,1);    delayMicroseconds(2);
    digitalWrite(ADC_CLK,1);    delayMicroseconds(2);
    // IMPAR
    digitalWrite(ADC_CLK,0);
    digitalWrite(ADC_DIO,odd);  delayMicroseconds(2);
    digitalWrite(ADC_CLK,1);    delayMicroseconds(2);
    // Selección
    digitalWrite(ADC_CLK,0);
    digitalWrite(ADC_DIO,sel);    delayMicroseconds(2);
    digitalWrite(ADC_CLK,1);

    digitalWrite(ADC_DIO,1);    delayMicroseconds(2);
    digitalWrite(ADC_CLK,0);
    digitalWrite(ADC_DIO,1);    delayMicroseconds(2);

    for(i=0;i<8;i++)
    {
        digitalWrite(ADC_CLK,1);    delayMicroseconds(2);
        digitalWrite(ADC_CLK,0);    delayMicroseconds(2);
        pinMode(ADC_DIO, INPUT);
        dat1=dat1<<1 | digitalRead(ADC_DIO);
    }
    for(i=0;i<8;i++)
    {
        dat2 = dat2 | ((uchar)(digitalRead(ADC_DIO))<<i);
        digitalWrite(ADC_CLK,1);    delayMicroseconds(2);
        digitalWrite(ADC_CLK,0);    delayMicroseconds(2);
    }
    digitalWrite(ADC_CS,1);
    pinMode(ADC_DIO, OUTPUT);
    return(dat1==dat2) ? dat1 : 0;
}
int main(void)
{
    uchar x_val;
    uchar y_val;
    uchar btn_val;
    if(wiringPiSetup() == -1){ // Si la inicialización de wiring falla, imprime un mensaje en pantalla
        printf("setup wiringPi failed !");
        return 1;
    }
    pinMode(BtnPin,  INPUT);
    pullUpDnControl(BtnPin, PUD_UP);
    pinMode(ADC_CS,  OUTPUT);
    pinMode(ADC_CLK, OUTPUT);

    while(1){
        x_val = get_ADC_Result(0);
        y_val = get_ADC_Result(1);
        btn_val = digitalRead(BtnPin);
        printf("x = %d, y = %d, btn = %d\n", x_val, y_val, btn_val);
        delay(100);
    }
    return 0;
}

Explicación del Código

uchar get_ADC_Result(uint channel)
{
    uchar i;
    uchar dat1=0, dat2=0;
    int sel = channel > 1 & 1;
    int odd = channel & 1;

    digitalWrite(ADC_CLK, 1);
    delayMicroseconds(2);
    digitalWrite(ADC_CLK, 0);
    delayMicroseconds(2);

    pinMode(ADC_DIO, OUTPUT);
    digitalWrite(ADC_CS, 0);
    // Bit de inicio
    digitalWrite(ADC_CLK,0);
    digitalWrite(ADC_DIO,1);    delayMicroseconds(2);
    digitalWrite(ADC_CLK,1);    delayMicroseconds(2);
    // Modo de un solo extremo
    digitalWrite(ADC_CLK,0);
    digitalWrite(ADC_DIO,1);    delayMicroseconds(2);
    digitalWrite(ADC_CLK,1);    delayMicroseconds(2);
    ......

El proceso de trabajo de la función se detalla en 2.1.4 Potenciómetro.

while(1){
        x_val = get_ADC_Result(0);
        y_val = get_ADC_Result(1);
        btn_val = digitalRead(BtnPin);
        printf("x = %d, y = %d, btn = %d\n", x_val, y_val, btn_val);
        delay(100);
    }

VRX y VRY del joystick están conectados a CH0 y CH1 del ADC0834 respectivamente. Así que se llama a la función getResult() para leer los valores de CH0 y CH1. Luego, los valores leídos se almacenan en las variables x_val y y_val. Además, se lee el valor del SW del joystick y se almacena en la variable Btn_val. Finalmente, los valores de x_val, y_val y Btn_val se imprimen con la función print().