.. note::

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.. _2.1.9_py_pi5_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, aprenderemos cómo funciona el joystick. Manipulamos el joystick y mostramos los resultados en la pantalla.

Componentes requeridos
----------------------

En este proyecto, necesitamos los siguientes componentes. 

.. image:: ../python_pi5/img/image317-copy.png

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

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

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

También puedes comprarlos por separado en 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, existen algunas diferencias entre los ejes:  
Los datos de los ejes X e Y son analógicos, lo que requiere usar el MCP3008 para convertir el valor analógico a digital.  
Los datos del eje Z son digitales, por lo que puedes leerlos directamente desde el GPIO o también usando un ADC.

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

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

.. image:: ../python_pi5/img/schematic_2.1.9_joystick_mcp3008.png

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

**Paso 1:** Construye el circuito.

.. image:: ../python_pi5/img/july24_2.1.9_joystick_mcp3008.png

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

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

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block::

    cd ~/raphael-kit/python-pi5

**Paso 4:** Ejecuta el programa.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block::

    sudo python3 2.1.9-2_Joystick_zero.py

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

.. 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 siguiente código.  
    Pero antes de eso, necesitas ir a la ruta del código fuente como ``raphael-kit/python-pi5``.  
    Después de modificar el código, puedes ejecutarlo directamente para ver el efecto.

.. raw:: html

    <run></run>

.. code-block:: python

    #!/usr/bin/env python3

    from gpiozero import Button
    import spidev
    import time

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

    # Inicializa 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: 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 y mostrar valores del joystick y estado del botón
        while True:
            # Leer valores de X y Y desde los canales 0 y 1 del MCP3008
            x_val = read_adc(0)  # Joystick VRX conectado al CH0
            y_val = read_adc(1)  # Joystick VRY conectado al 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)

    # Manejo de interrupción con Ctrl+C
    except KeyboardInterrupt:
        spi.close()

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

#. Esta sección importa las librerías necesarias:

   * ``gpiozero.Button`` se usa para leer el estado digital del botón del joystick (pin SW).
   * ``spidev`` se usa para la comunicación SPI con el chip ADC MCP3008.
   * ``time`` se usa para los retrasos entre lecturas.

   .. code-block:: python

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

#. Inicializa el botón conectado al pin 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.

   .. code-block:: python

       BtnPin = Button(22)
       spi = spidev.SpiDev()
       spi.open(0, 0)
       spi.max_speed_hz = 1000000

#. Define la 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).

   .. code-block:: python

       def read_adc(channel):
           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

#. 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.

   .. code-block:: python

       try:
           while True:
               x_val = read_adc(0)
               y_val = read_adc(1)
               Btn_val = BtnPin.value
               print('X: %d  Y: %d  Btn: %d' % (x_val, y_val, Btn_val))
               time.sleep(0.2)
       except KeyboardInterrupt:
           spi.close()