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2.1.6 Joystick (MCP3008)

Nota

Dependiendo de la versión de tu kit, identifica si tienes ADC0834 o MCP3008 y continúa 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 necesarios

En este proyecto, necesitaremos los siguientes componentes.

Diagrama esquemático

Cuando se leen los datos del joystick, existen algunas diferencias entre los ejes: los datos de los ejes X e Y son analógicos, por lo que es necesario usar el MCP3008 para convertir el valor analógico a valor digital. Los datos del eje Z son digitales, por lo que puedes usar directamente el GPIO para leerlos, aunque también es posible leerlos mediante el ADC.

Nombre T-Board	Físico	WiringPi	BCM
SPICE0	pin24	10	8
SPIMOSI	pin19	12	10
SPIMISO	pin21	13	9
SPISCLK	pin23	14	11
GPIO22	pin15	3	22

Procedimiento experimental

Paso 1: Montar el circuito.

Paso 2: Configura la interfaz SPI e instala la biblioteca spidev (consulta Configuración de SPI para ver instrucciones detalladas). Si ya completaste estos pasos, puedes omitirlos.

Paso 3: Ve a la carpeta del código.

cd ~/davinci-kit-for-raspberry-pi/python-pi5

Paso 4: Ejecuta.

sudo python3 2.1.6-2_Joystick_zero.py

Después de que el código se ejecute, mueve el joystick y los valores correspondientes de x, y y Btn se mostrarán en pantalla.

Advertencia

Si aparece el mensaje de error RuntimeError: Cannot determine SOC peripheral base address, consulta Si gpiozero no funciona.

Código

Nota

Puedes Modificar/Restablecer/Copiar/Ejecutar/Detener el código a continuación. Pero antes de eso, debes ir a la ruta del código fuente como davinci-kit-for-raspberry-pi/python-pi5. Después de modificar el código, puedes ejecutarlo directamente para ver el efecto.

#!/usr/bin/env python3

from gpiozero import Button
import spidev
import time

# Inicializar el botón conectado al pin GPIO 22 (pin SW del joystick)
BtnPin = Button(22)

# Inicializar la comunicación SPI con el MCP3008
spi = spidev.SpiDev()
spi.open(0, 0)  # Abrir bus SPI 0, dispositivo CE0
spi.max_speed_hz = 1000000  # Velocidad SPI de 1 MHz

def read_adc(channel):
    """
    Lee el valor analógico del canal especificado del MCP3008 (0–7)
    :param channel: número de canal ADC (0–7)
    :return: valor entero de 10 bits (0–1023)
    """
    if channel < 0 or channel > 7:
        return -1
    adc = spi.xfer2([1, (8 + channel) << 4, 0])
    value = ((adc[1] & 0x03) << 8) | adc[2]
    return value

try:
    # Bucle principal para leer e imprimir los valores del joystick y el estado del botón
    while True:
        # Leer valores X e Y desde los canales 0 y 1 del MCP3008
        x_val = read_adc(0)  # Joystick VRX conectado a CH0
        y_val = read_adc(1)  # Joystick VRY conectado a CH1

        # Leer el estado del botón del joystick (SW)
        Btn_val = BtnPin.value  # 0 = presionado, 1 = liberado

        # Imprimir los valores leídos
        print('X: %d  Y: %d  Btn: %d' % (x_val, y_val, Btn_val))

        # Esperar 0.2 segundos antes de la siguiente lectura
        time.sleep(0.2)

# Manejar de forma segura la interrupción con Ctrl+C
except KeyboardInterrupt:
    spi.close()

Explicación del código

1. Esta sección importa las bibliotecas necesarias:

   • gpiozero.Button se utiliza para leer el estado digital del botón del joystick (pin SW).

   • spidev se utiliza para la comunicación SPI con el chip ADC MCP3008.

   • time se utiliza para temporizar retardos entre lecturas.

   #!/usr/bin/env python3
   from gpiozero import Button
   import spidev
   import time
   

2. Inicializa el botón conectado al GPIO22 (pin SW del joystick) y configura la interfaz SPI en el bus 0, chip select 0 (CE0). La velocidad SPI se establece en 1 MHz.

   # Inicializar el botón conectado al pin GPIO 22 (pin SW del joystick)
   BtnPin = Button(22)
   
   # Inicializar la comunicación SPI con el MCP3008
   spi = spidev.SpiDev()
   spi.open(0, 0)  # Abrir bus SPI 0, dispositivo CE0
   spi.max_speed_hz = 1000000  # Velocidad SPI de 1 MHz
   

3. Define una función read_adc(channel) para leer el valor analógico de un canal específico del MCP3008 (0–7). Envía tres bytes usando el protocolo SPI y devuelve un valor de 10 bits (0–1023).

   def read_adc(channel):
       """
       Lee el valor analógico del canal especificado del MCP3008 (0–7)
       :param channel: número de canal ADC (0–7)
       :return: valor entero de 10 bits (0–1023)
       """
       if channel < 0 or channel > 7:
           return -1
       adc = spi.xfer2([1, (8 + channel) << 4, 0])
       value = ((adc[1] & 0x03) << 8) | adc[2]
       return value
   

4. En el bucle principal, lee los valores analógicos de VRX (conectado a CH0) y VRY (conectado a CH1), así como el estado del botón del joystick. Los valores se imprimen en la consola cada 0.2 segundos. Cuando se presiona Ctrl+C, la interfaz SPI se cierra correctamente.

   try:
       # Bucle principal para leer e imprimir los valores del joystick y el estado del botón
       while True:
           # Leer valores X e Y desde los canales 0 y 1 del MCP3008
           x_val = read_adc(0)  # Joystick VRX conectado a CH0
           y_val = read_adc(1)  # Joystick VRY conectado a CH1
   
           # Leer el estado del botón del joystick (SW)
           Btn_val = BtnPin.value  # 0 = presionado, 1 = liberado
   
           # Imprimir los valores leídos
           print('X: %d  Y: %d  Btn: %d' % (x_val, y_val, Btn_val))
   
           # Esperar 0.2 segundos antes de la siguiente lectura
           time.sleep(0.2)
   
   # Manejar de forma segura la interrupción con Ctrl+C
   except KeyboardInterrupt:
       spi.close()