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.. _2.1.9_js_pi5_mcp3008:

2.1.9 Joystick (MCP3008)
==========================

Einführung
--------------

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

Benötigte Komponenten
-------------------------------

Für dieses Projekt benötigen wir die folgenden Komponenten: 

.. image:: ../img/image317 - Copy.png

Es ist definitiv bequem, ein komplettes Kit zu kaufen. Hier ist der Link: 

.. list-table::
    :widths: 20 20 20
    :header-rows: 1

    *   - Name	
        - ELEMENTE IN DIESEM KIT
        - LINK
    *   - Raphael Kit
        - 337
        - |link_Raphael_kit|

Sie können die Komponenten auch einzeln über die folgenden Links kaufen:

.. list-table::
    :widths: 30 20
    :header-rows: 1

    *   - KOMPONENTENBESCHREIBUNG
        - KAUFLINK

    *   - :ref:`cpn_gpio_board`
        - |link_gpio_board_buy|
    *   - :ref:`cpn_breadboard`
        - |link_breadboard_buy|
    *   - :ref:`cpn_wires`
        - |link_wires_buy|
    *   - :ref:`cpn_resistor`
        - |link_resistor_buy|
    *   - :ref:`cpn_joystick`
        - \-
    *   - :ref:`cpn_mcp3008`
        - \-

Schaltplan
-----------------

Beim Auslesen der Joystick-Daten gibt es 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 Sie diese direkt über GPIO auslesen können oder ebenfalls den ADC verwenden können.

.. .. image:: ../img/image319.png

    *   - T-Board Name
        - Physikalisch
        - WiringPi
        - BCM

    *   - SPICE0
        - Pin 24
        - 10
        - 8
    *   - SPIMOSI
        - Pin 19
        - 12
        - 10
    *   - SPIMISO
        - Pin 21
        - 13
        - 9
    *   - SPISCLK
        - Pin 23
        - 14
        - 11
    *   - GPIO22
        - Pin 15
        - 3
        - 22

.. image:: ../img/schematic_2.1.9_joystick_mcp3008_js.png


Experimentelle Verfahren
-------------------------------------

**Schritt 1:** Bauen Sie den Stromkreis auf.

.. image:: ../img/2.1.9_Joystick_js.png

**Schritt 2:** Wechseln Sie in den Code-Ordner.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block::

    cd ~/raphael-kit/nodejs/

**Schritt 3:** Führen Sie den Code aus.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block::

    sudo node joystick-2.js

Nach dem Start des Codes bewegen Sie den Joystick, und die entsprechenden Werte von x, y und Btn werden auf dem Bildschirm angezeigt.


**Code**

.. code-block:: js

    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 auf GPIO22 mit Pull-Up-Widerstand
    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**

.. code-block:: js

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

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

.. code-block:: js

    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, um die Signale der X- und Y-Achse des Joysticks auszulesen.  
Die SPI-Kommunikationsgeschwindigkeit ist auf 1,35 MHz eingestellt.

.. code-block:: js

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

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

.. code-block:: js

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

Diese Funktion wird alle 100 Millisekunden ausgeführt. Sie liest die X- und Y-Achsenwerte des Joysticks über die MCP3008-Kanäle 1 und 2 per SPI aus.  
Die Gleitkommawerte (Bereich 0,0–1,0) werden in 10-Bit-Ganzzahlen (0–1023) umgerechnet.  
Außerdem wird der Tasterstatus mit ``digitalRead()`` auf GPIO22 gelesen, der 0 zurückgibt, wenn er gedrückt ist, und 1, wenn er losgelassen wird.  
Alle Werte werden auf der Konsole ausgegeben.