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2.1.6 Joystick (MCP3008)
Nota
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. Muoveremo il joystick e visualizzeremo i risultati sullo schermo.
Componenti richiesti
In questo progetto sono necessari i seguenti componenti.
Principio
Joystick
L’idea di base di un joystick è convertire il movimento di una leva in informazioni elettroniche che un computer può elaborare.
Per comunicare l’intera gamma 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 nella 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 di un joystick analogico lo fa con due potenziometri, o resistenze variabili.
Il joystick ha anche un ingresso digitale che viene attivato quando il joystick viene premuto verso il basso.
Schema elettrico
Quando si leggono 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’MCP3008 per convertire il valore analogico in digitale. I dati dell’asse Z sono digitali, quindi è possibile leggerli direttamente tramite GPIO, oppure si può comunque usare l’ADC.
Procedura sperimentale
Passo 1: Montare il circuito.
Passo 2: Accedere alla cartella del codice.
cd ~/davinci-kit-for-raspberry-pi/c/2.1.6-2/
Passo 3: Compilare il codice.
gcc 2.1.6_Joystick.c -o joystick -lwiringPi
Passo 4: Eseguire il file compilato.
./joystick
Dopo l’esecuzione del codice, muovere il joystick: i valori corrispondenti di x, y e Btn verranno visualizzati sullo schermo.
Nota
Se non funziona dopo l’esecuzione, o compare l’errore: "wiringPi.h: No such file or directory", fare riferimento a Installazione e verifica di WiringPi.
Codice
#include <wiringPi.h>
#include <wiringPiSPI.h>
#include <stdio.h>
#define SPI_CHANNEL 0
#define SPI_SPEED 1000000 // 1 MHz
#define BtnPin 3 // WiringPi 3 = BCM GPIO22
// Legge dal canale MCP3008 (0–7)
int read_ADC(int channel) {
if (channel < 0 || channel > 7) return -1;
unsigned char buffer[3];
buffer[0] = 1; // Bit di avvio
buffer[1] = (8 + channel) << 4; // Configurazione canale
buffer[2] = 0;
wiringPiSPIDataRW(SPI_CHANNEL, buffer, 3);
int result = ((buffer[1] & 0x03) << 8) | buffer[2];
return result;
}
int main(void) {
if (wiringPiSetup() == -1) {
printf("Inizializzazione WiringPi fallita!\n");
return 1;
}
if (wiringPiSPISetup(SPI_CHANNEL, SPI_SPEED) == -1) {
printf("Inizializzazione SPI fallita!\n");
return 1;
}
pinMode(BtnPin, INPUT);
pullUpDnControl(BtnPin, PUD_UP);
while (1) {
int x_val = read_ADC(0); // VRX su CH0
int y_val = read_ADC(1); // VRY su CH1
int btn_val = digitalRead(BtnPin); // Pulsante SW
printf("x = %d, y = %d, btn = %d\n", x_val, y_val, btn_val);
delay(100);
}
return 0;
}
Spiegazione del codice
Questa sezione inizializza le librerie necessarie per la comunicazione GPIO e SPI.
#include <wiringPi.h> #include <wiringPiSPI.h> #include <stdio.h> #define SPI_CHANNEL 0 #define SPI_SPEED 1000000 // 1 MHz #define BtnPin 3 // WiringPi 3 = BCM GPIO22
Definisce la funzione
read_ADC()per leggere dati analogici dal MCP3008. Comunica tramite SPI per richiedere i dati da un determinato canale (0–7) e poi elabora la risposta per ottenere un risultato ADC a 10 bit.int read_ADC(int channel) { if (channel < 0 || channel > 7) return -1; unsigned char buffer[3]; buffer[0] = 1; buffer[1] = (8 + channel) << 4; buffer[2] = 0; wiringPiSPIDataRW(SPI_CHANNEL, buffer, 3); int result = ((buffer[1] & 0x03) << 8) | buffer[2]; return result; }
La funzione main inizializza le interfacce WiringPi e SPI, configura il pin del pulsante del joystick e legge continuamente i valori del joystick, stampandoli a schermo.
int main(void) { if (wiringPiSetup() == -1) { printf("Inizializzazione WiringPi fallita!\n"); return 1; } if (wiringPiSPISetup(SPI_CHANNEL, SPI_SPEED) == -1) { printf("Inizializzazione SPI fallita!\n"); return 1; } pinMode(BtnPin, INPUT); pullUpDnControl(BtnPin, PUD_UP); while (1) { int x_val = read_ADC(0); // VRX su CH0 int y_val = read_ADC(1); // VRY su CH1 int btn_val = digitalRead(BtnPin); // SW su GPIO22 printf("x = %d, y = %d, btn = %d\n", x_val, y_val, btn_val); delay(100); } return 0; }
In questo programma:
VRX del joystick è collegato al CH0 dell’MCP3008.
VRY è collegato al CH1.
Il pulsante (SW) è collegato al GPIO22 (pin 3 di WiringPi).
La funzione
read_ADC()viene usata per leggere i valori analogici di VRX e VRY.Il valore digitale del pulsante viene letto con
digitalRead().Tutti i valori vengono stampati continuamente ogni 100 millisecondi.