.. 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
    

   Selon la version de votre kit, veuillez identifier si vous avez **ADC0834** ou **MCP3008** et suivre la section correspondante.

Introduction
------------

Dans ce projet, nous allons apprendre comment fonctionne un joystick.  
Nous manipulons le joystick et affichons les résultats à l’écran.

Composants requis
-----------------

Dans ce projet, nous avons besoin des composants suivants : 

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

Il est bien sûr pratique d’acheter un kit complet, voici le lien : 

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

    *   - Nom
        - ÉLÉMENTS DANS CE KIT
        - LIEN
    *   - Kit Raphael
        - 337
        - |link_Raphael_kit|

Vous pouvez également les acheter séparément à partir des liens ci‑dessous.

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

    *   - INTRODUCTION DU COMPOSANT
        - LIEN D’ACHAT

    *   - :ref:`cpn_gpio_extension_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`
        - \-

Schéma
------

Lors de la lecture des données du joystick, il existe des différences entre les axes :  
les données des axes X et Y sont analogiques, nécessitant l’utilisation du MCP3008 pour convertir la valeur analogique en valeur numérique.  
Les données de l’axe Z sont numériques ; vous pouvez donc utiliser directement un GPIO ou également lire via l’ADC.

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

    *   - Nom T‑Board
        - physique
        - 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

Procédure expérimentale
-----------------------

**Étape 1 :** Construire le circuit.

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

**Étape 2 :** Configurer l’interface SPI et installer la bibliothèque ``spidev``  
(voir :ref:`spi_configuration` pour les instructions détaillées). Si vous avez déjà effectué ces étapes, vous pouvez les ignorer.

**Étape 3 :** Aller dans le dossier contenant le code.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block::

    cd ~/raphael-kit/python

**Étape 4 :** Exécuter le programme.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block::

    sudo python3 2.1.9-2_Joystick.py

Après l’exécution du programme, tournez le joystick : les valeurs correspondantes de X, Y et Btn s’afficheront à l’écran.

.. warning::

    Si un message d’erreur ``RuntimeError: Cannot determine SOC peripheral base address`` apparaît, reportez‑vous à :ref:`faq_soc`.

Code
----

.. note::

    Vous pouvez **Modifier/Réinitialiser/Copier/Exécuter/Arrêter** le code ci‑dessous.  
    Mais avant cela, vous devez vous placer dans le chemin du code source, comme ``raphael-kit/python``.  
    Après modification, vous pouvez exécuter directement le programme pour voir l’effet.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block:: python

    #!/usr/bin/env python3

    import RPi.GPIO as GPIO
    import spidev
    import time

    # Définir la broche GPIO pour le bouton du joystick (broche SW)
    BTN_PIN = 22

    # Configurer le mode GPIO
    GPIO.setmode(GPIO.BCM)
    GPIO.setup(BTN_PIN, GPIO.IN, pull_up_down=GPIO.PUD_UP)  # Utiliser la résistance pull-up interne

    # Initialiser la communication SPI avec le MCP3008
    spi = spidev.SpiDev()
    spi.open(0, 0)  # Bus SPI 0, CE0
    spi.max_speed_hz = 1000000  # 1 MHz

    def read_adc(channel):
        """
        Lit la valeur analogique du canal MCP3008 spécifié (0–7)
        :param channel: numéro du canal ADC (0–7)
        :return: valeur entière sur 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:
        # Boucle principale pour lire et afficher les valeurs du joystick et l’état du bouton
        while True:
            # Lire les valeurs X et Y à partir des canaux 1 et 2 du MCP3008
            x_val = read_adc(1)  # Joystick VRX connecté à CH1
            y_val = read_adc(2)  # Joystick VRY connecté à CH2

            # Lire l’état du bouton du joystick (SW)
            Btn_val = GPIO.input(BTN_PIN)  # 0 = appuyé, 1 = relâché

            # Afficher les valeurs lues
            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()

Explication du code
-------------------

.. code-block:: python

    #!/usr/bin/env python3

    import RPi.GPIO as GPIO
    import spidev
    import time

Cette section importe les bibliothèques nécessaires :

- ``RPi.GPIO`` est utilisée pour gérer l’entrée GPIO (bouton du joystick).  
- ``spidev`` est utilisée pour communiquer avec la puce ADC MCP3008 via SPI.  
- ``time`` est utilisée pour introduire des temporisations entre les lectures.

.. code-block:: python

    BTN_PIN = 22

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

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

Cette section configure le mode GPIO ``BCM``, initialise le bouton du joystick sur la broche 22 avec résistance pull‑up,  
et configure l’interface SPI avec le MCP3008 (bus 0, CE0) à 1 MHz.

.. 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

La fonction ``read_adc()`` lit une valeur analogique sur un canal spécifique du MCP3008.  
Elle envoie trois octets via SPI et interprète la réponse pour retourner une valeur sur 10 bits (0–1023).

.. code-block:: python

    try:
        while True:
            x_val = read_adc(1)
            y_val = read_adc(2)
            Btn_val = GPIO.input(BTN_PIN)

            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()

Cette boucle principale lit et affiche toutes les 200 ms les positions analogiques X/Y du joystick et l’état de son bouton.  
Si le script est interrompu via le clavier (Ctrl+C), le SPI et les GPIO sont correctement libérés.