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2.1.6 Joystick
================


.. note::

   .. image:: img/mcp3008_and_adc0834.jpg
      :width: 25%
      :align: left
    

   A seconda della versione del kit, identifica se hai **ADC0834** o **MCP3008** e procedi con la sezione corrispondente.


Introduzione
---------------

In questo progetto, impareremo come funziona un joystick. Manovreremo
il Joystick e mostreremo i risultati sullo schermo.

Componenti
-----------

.. image:: img/image317.png


Principio di Funzionamento
----------------------------

**Joystick**

L'idea di base di un joystick è quella di tradurre il movimento della leva 
in informazioni elettroniche che un computer può elaborare.

Per comunicare all'intero intervallo di movimento al computer, un joystick 
deve misurare la posizione della leva su due assi: l'asse X (sinistra-destra) 
e l'asse Y (alto-basso). Come in geometria di base, le coordinate X-Y individuano 
esattamente la posizione della leva.

Per determinare la posizione della leva, il sistema di controllo del joystick 
monitora semplicemente la posizione di ciascun asse. Il design convenzionale del 
joystick analogico fa questo con due potenziometri, o resistori variabili.

Il joystick ha anche un ingresso digitale che si attiva quando il joystick viene 
premuto verso il basso.

.. image:: img/image318.png

Schema a Blocchi
-----------------

Quando vengono letti i dati del joystick, ci sono alcune differenze tra gli 
assi: i dati degli assi X e Y sono analogici e richiedono l'uso dell'ADC0834 
per convertire il valore analogico in valore digitale. I dati dell'asse Z sono 
digitali, quindi è possibile utilizzare direttamente il GPIO per leggerli, 
oppure utilizzare anche l'ADC.

.. image:: img/image319.png


.. image:: img/image320.png


Procedure Sperimentali
---------------------------

**Passo 1:** Costruisci il circuito.

.. image:: img/image193.png
    :width: 800



Per Utenti Linguaggio C
^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^

**Passo 2:** Vai alla cartella del codice.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block::

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

**Passo 3:** Compila il codice.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block::

    gcc 2.1.6_Joystick.c -lwiringPi

**Passo 4:** Esegui il file eseguibile.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block::

    sudo ./a.out

Dopo aver eseguito il codice, ruota il Joystick: i valori corrispondenti di
x, y e Btn verranno visualizzati sullo schermo.


.. note::

    Se non funziona dopo l'esecuzione o appare un messaggio di errore: \"wiringPi.h: No such file or directory\", consulta :ref:`faq_c_nowork`.

**Codice**

.. code-block:: c

    #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 di inizio
        digitalWrite(ADC_CLK,0);
        digitalWrite(ADC_DIO,1);    delayMicroseconds(2);
        digitalWrite(ADC_CLK,1);    delayMicroseconds(2);
        // Modalità Singola
        digitalWrite(ADC_CLK,0);
        digitalWrite(ADC_DIO,1);    delayMicroseconds(2);
        digitalWrite(ADC_CLK,1);    delayMicroseconds(2);
        // ODD
        digitalWrite(ADC_CLK,0);
        digitalWrite(ADC_DIO,odd);  delayMicroseconds(2);
        digitalWrite(ADC_CLK,1);    delayMicroseconds(2);
        // Selezione
        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){ //quando l'inizializzazione di wiring fallisce, stampa un messaggio sullo schermo
            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;
    }

**Spiegazione del Codice**

.. code-block:: c

    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 di avvio
        digitalWrite(ADC_CLK,0);
        digitalWrite(ADC_DIO,1);    delayMicroseconds(2);
        digitalWrite(ADC_CLK,1);    delayMicroseconds(2);
        // Modalità Singola
        digitalWrite(ADC_CLK,0);
        digitalWrite(ADC_DIO,1);    delayMicroseconds(2);
        digitalWrite(ADC_CLK,1);    delayMicroseconds(2);
        ......

Il processo operativo di questa funzione è dettagliato in 2.1.4 Potenziometro.

.. code-block:: c

    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 e VRY del Joystick sono collegati rispettivamente a CH0 e CH1 dell'ADC0834. 
Quindi, la funzione getResult() viene utilizzata per leggere i valori di CH0 e 
CH1, che vengono poi memorizzati nelle variabili x_val e y_val. Inoltre, viene 
letto il valore di SW del joystick, memorizzato nella variabile Btn_val. Infine, 
i valori di x_val, y_val e Btn_val vengono stampati con la funzione print().


Per gli utenti Python
^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^

**Passaggio 2:** Accedi alla cartella del codice.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block::

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

**Passaggio 3:** Esegui.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block::

    sudo python3 2.1.6_Joystick.py

Dopo aver eseguito il codice, sposta il Joystick e i valori corrispondenti di 
x, y e Btn verranno visualizzati sullo schermo.


**Codice**

.. note::

    Puoi **Modificare/Reimpostare/Copiare/Eseguire/Interrompere** il codice qui 
    sotto. Ma prima, devi accedere al percorso del codice sorgente come ``davinci-kit-for-raspberry-pi/python``.
    
.. raw:: html

    <run></run>

.. code-block:: python

    import RPi.GPIO as GPIO
    import ADC0834
    import time

    BtnPin = 22

    def setup():
        # Imposta il metodo GPIO su BCM Numbering
        GPIO.setmode(GPIO.BCM)
        GPIO.setup(BtnPin, GPIO.IN, pull_up_down=GPIO.PUD_UP)
        ADC0834.setup()

    def destroy():
        # Rilascia le risorse
        GPIO.cleanup()

    def loop():
        while True:
            x_val = ADC0834.getResult(0)
            y_val = ADC0834.getResult(1)
            Btn_val = GPIO.input(BtnPin)
            print ('X: %d  Y: %d  Btn: %d' % (x_val, y_val, Btn_val))
            time.sleep(0.2)

    if __name__ == '__main__':
        setup()
        try:
            loop()
        except KeyboardInterrupt: # Quando si preme 'Ctrl+C', viene eseguita la funzione destroy().
            destroy()

**Spiegazione del Codice**

.. code-block:: python

    def loop():
        while True:
            x_val = ADC0834.getResult(0)
            y_val = ADC0834.getResult(1)
            Btn_val = GPIO.input(BtnPin)
            print ('X: %d  Y: %d  Btn: %d' % (x_val, y_val, Btn_val))
            time.sleep(0.2)

VRX e VRY del Joystick sono collegati rispettivamente a CH0 e CH1 dell'ADC0834. 
La funzione getResult() viene quindi utilizzata per leggere i valori di CH0 e CH1, 
che vengono memorizzati nelle variabili x_val e y_val. Inoltre, il valore di SW del 
joystick viene letto e memorizzato nella variabile Btn_val. Infine, i valori di x_val, 
y_val e Btn_val vengono stampati con la funzione print().

Immagine del Fenomeno
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.. image:: img/image194.jpeg