.. note::

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.. _2.1.9_py_mcp3008:

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

.. note::

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

   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 requeridos
----------------------

En este proyecto, necesitamos los siguientes componentes. 

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

Es definitivamente conveniente comprar un kit completo, aquí está el enlace: 

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

    *   - Nombre	
        - ARTÍCULOS EN ESTE KIT
        - ENLACE
    *   - Kit Raphael
        - 337
        - |link_Raphael_kit|

También puedes comprarlos por separado desde los siguientes enlaces.

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

    *   - INTRODUCCIÓN DEL COMPONENTE
        - ENLACE DE COMPRA

    *   - :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`
        - \-

Diagrama esquemático
--------------------

Cuando se leen los datos del joystick, hay algunas diferencias entre los ejes: los datos de los ejes X y Y son analógicos, lo que requiere usar el MCP3008 para convertir el valor analógico a un valor digital. Los datos del eje Z son digitales, por lo que puedes usar directamente el GPIO para leerlos, o también puedes usar el ADC.

.. .. image:: ../img/2.1.9_joystick_schematic_1.png

    *   - Nombre T-Board
        - physical
        - WiringPi
        - BCM

    *   - SPICE0
        - pin24
        - 10
        - 8
    *   - SPIMOSI
        - pin19
        - 12
        - 10
    *   - SPIMISO
        - pin21
        - 13
        - 9
    *   - SPISCLK
        - pin23
        - 14
        - 11
    *   - GPIO22
        - pin15
        - 3
        - 22

.. image:: ../img/schematic_2.1.9_joystick_mcp3008.png

Procedimientos experimentales
-----------------------------

**Paso 1:** Construye el circuito.

.. image:: ../img/july24_2.1.9_joystick_mcp3008.png

**Paso 2:** Configura la interfaz SPI e instala la librería ``spidev`` (consulta :ref:`spi_configuration` para instrucciones detalladas). Si ya realizaste estos pasos, puedes omitirlos.

**Paso 3:** Ve a la carpeta del código.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block::

    cd ~/raphael-kit/python

**Paso 4:** Ejecuta.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block::

    sudo python3 2.1.9-2_Joystick.py

Después de ejecutar el código, mueve el joystick, y los valores correspondientes de X, Y y Btn se mostrarán en la pantalla.

.. warning::

    Si aparece el error ``RuntimeError: Cannot determine SOC peripheral base address``, consulta :ref:`faq_soc`

Código
------

.. note::

    Puedes **Modificar/Restablecer/Copiar/Ejecutar/Detener** el código de abajo.  
    Pero antes, necesitas ir a la ruta del código fuente como ``raphael-kit/python``.  
    Después de modificar el código, puedes ejecutarlo directamente para ver el efecto.

.. raw:: html

    <run></run>

.. code-block:: python

    #!/usr/bin/env python3

    import RPi.GPIO as GPIO
    import spidev
    import time

    # Definir pin GPIO para el botón del joystick (SW pin)
    BTN_PIN = 22

    # Configurar modo GPIO
    GPIO.setmode(GPIO.BCM)
    GPIO.setup(BTN_PIN, GPIO.IN, pull_up_down=GPIO.PUD_UP)  # Usar resistencia pull-up interna

    # Inicializar comunicación SPI con MCP3008
    spi = spidev.SpiDev()
    spi.open(0, 0)  # Bus SPI 0, CE0
    spi.max_speed_hz = 1000000  # 1 MHz

    def read_adc(channel):
        """
        Lee un 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 y mostrar valores del joystick y estado del botón
        while True:
            # Leer valores X e Y desde los canales 1 y 2 del MCP3008
            x_val = read_adc(1)  # Joystick VRX conectado a CH1
            y_val = read_adc(2)  # Joystick VRY conectado a CH2

            # Leer el estado del botón del joystick (SW)
            Btn_val = GPIO.input(BTN_PIN)  # 0 = presionado, 1 = liberado

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

            time.sleep(0.2)

    except KeyboardInterrupt:
        pass

    finally:
        spi.close()
        GPIO.cleanup()

Explicación del código
----------------------

.. code-block:: python

    #!/usr/bin/env python3

    import RPi.GPIO as GPIO
    import spidev
    import time

Esta sección importa las librerías necesarias:

- ``RPi.GPIO`` se usa para manejar la entrada GPIO (botón del joystick).
- ``spidev`` se usa para comunicarse con el chip ADC MCP3008 mediante SPI.
- ``time`` se usa para introducir retardos entre lecturas.

.. code-block:: python

    # Definir pin GPIO para el botón del joystick (SW pin)
    BTN_PIN = 22

    # Configurar modo GPIO
    GPIO.setmode(GPIO.BCM)
    GPIO.setup(BTN_PIN, GPIO.IN, pull_up_down=GPIO.PUD_UP)

    # Inicializar comunicación SPI con MCP3008
    spi = spidev.SpiDev()
    spi.open(0, 0)  # Bus SPI 0, CE0
    spi.max_speed_hz = 1000000

Este bloque configura el modo GPIO a ``BCM``, inicializa la entrada del botón del joystick en GPIO22 con una resistencia pull-up y configura la interfaz SPI con el MCP3008 usando el bus 0 y el chip select CE0 a 1 MHz.

.. code-block:: python

    def read_adc(channel):
        """
        Lee un 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

Define la función ``read_adc()`` para leer datos analógicos de un canal específico del MCP3008. Envía tres bytes por SPI e interpreta la respuesta para devolver un valor de 10 bits de 0 a 1023.

.. code-block:: python

    try:
        # Bucle principal para leer y mostrar valores del joystick y estado del botón
        while True:
            # Leer valores X e Y desde los canales 1 y 2 del MCP3008
            x_val = read_adc(1)  # Joystick VRX conectado a CH1
            y_val = read_adc(2)  # Joystick VRY conectado a CH2

            # Leer el estado del botón del joystick (SW)
            Btn_val = GPIO.input(BTN_PIN)  # 0 = presionado, 1 = liberado

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

            time.sleep(0.2)

    except KeyboardInterrupt:
        pass

    finally:
        spi.close()
        GPIO.cleanup()

Este bucle principal lee y muestra las posiciones X/Y del joystick y el estado del botón cada 200 ms.  
Si el script es interrumpido desde el teclado (Ctrl+C), el SPI y los GPIO se limpian adecuadamente.