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2.1.9 Joystick (MCP3008)

Nota

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.

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

Nombre	ARTÍCULOS EN ESTE KIT	ENLACE
Kit Raphael	337	Raphael Kit

También puedes comprarlos por separado desde los siguientes enlaces.

INTRODUCCIÓN DEL COMPONENTE	ENLACE DE COMPRA
Placa de Extensión GPIO	COMPRAR
Protoboard	COMPRAR
Cables de Puente	COMPRAR
Resistor	COMPRAR
Módulo Joystick	-
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.

Procedimientos experimentales

Paso 1: Construye el circuito.

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

Paso 3: Ve a la carpeta del código.

cd ~/raphael-kit/python

Paso 4: Ejecuta.

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.

Advertencia

Si aparece el error RuntimeError: Cannot determine SOC peripheral base address, consulta Si «gpiozero» no funciona.

Código

Nota

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.

#!/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

#!/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.

# 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.

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.

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.