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2.1.9 Joystick (MCP3008)

Note

Selon la version de votre kit, identifiez si vous disposez d’un ADC0834 ou d’un MCP3008 et suivez la section correspondante.

Introduction

Dans ce projet, nous allons apprendre le fonctionnement d’un joystick. Nous allons manipuler le joystick et afficher les résultats à l’écran.

Composants requis

Dans ce projet, nous avons besoin des composants suivants :

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

Nom	ÉLÉMENTS DANS CE KIT	LIEN
Kit Raphael	337	Raphael Kit

Vous pouvez également les acheter séparément via les liens ci‑dessous.

INTRODUCTION DU COMPOSANT	LIEN D’ACHAT
Carte d’extension GPIO	ACHETER
Plaque d’expérimentation (Breadboard)	ACHETER
Fils de Liaison	ACHETER
Résistance	ACHETER
Module Joystick	-
MCP3008	-

Schéma de câblage

Lorsque les données du joystick sont lues, il existe certaines différences entre les axes : les données des axes X et Y sont analogiques et nécessitent l’utilisation du MCP3008 pour convertir la valeur analogique en valeur numérique. Les données de l’axe Z sont numériques, donc vous pouvez directement utiliser le GPIO pour les lire, ou encore utiliser l’ADC.

../_images/schematic_2.1.9_joystick_mcp3008.png

Procédures expérimentales

Étape 1 : Construisez le circuit.

../_images/july24_2.1.9_joystick_mcp3008.png

Étape 2 : Accédez au dossier contenant le code.

cd ~/raphael-kit/c/2.1.9-2/

Étape 3 : Compilez le code.

gcc 2.1.9_Joystick.c -o joystick -lwiringPi

Étape 4 : Exécutez le fichier exécutable.

./joystick

Après l’exécution du code, déplacez le joystick, les valeurs correspondantes de x, y et Btn s’affichent à l’écran.

Note

Si cela ne fonctionne pas après l’exécution ou si un message d’erreur apparaît : « wiringPi.h: No such file or directory », veuillez vous référer à Installer et vérifier WiringPi.

Code

#include <wiringPi.h>
#include <wiringPiSPI.h>
#include <stdio.h>

#define SPI_CHANNEL 0
#define SPI_SPEED   1000000  // 1 MHz
#define BtnPin      3        // WiringPi 3 = BCM GPIO22

// Lecture depuis le canal MCP3008 (0–7)
int read_ADC(int channel) {
    if (channel < 0 || channel > 7) return -1;

    unsigned char buffer[3];
    buffer[0] = 1;                            // Bit de démarrage
    buffer[1] = (8 + channel) << 4;           // Configuration du canal
    buffer[2] = 0;

    wiringPiSPIDataRW(SPI_CHANNEL, buffer, 3);

    int result = ((buffer[1] & 0x03) << 8) | buffer[2];
    return result;
}

int main(void) {
    if (wiringPiSetup() == -1) {
        printf("Échec de l’initialisation de WiringPi !\n");
        return 1;
    }

    if (wiringPiSPISetup(SPI_CHANNEL, SPI_SPEED) == -1) {
        printf("Échec de l’initialisation du SPI !\n");
        return 1;
    }

    pinMode(BtnPin, INPUT);
    pullUpDnControl(BtnPin, PUD_UP);

    while (1) {
        int x_val = read_ADC(0);     // VRX sur CH0
        int y_val = read_ADC(1);     // VRY sur CH1
        int btn_val = digitalRead(BtnPin);  // Bouton SW

        printf("x = %d, y = %d, btn = %d\n", x_val, y_val, btn_val);
        delay(100);
    }

    return 0;
}

Explication du code

Cette section initialise les bibliothèques nécessaires pour la communication GPIO et SPI.

#include <wiringPi.h>
#include <wiringPiSPI.h>
#include <stdio.h>

#define SPI_CHANNEL 0
#define SPI_SPEED   1000000  // 1 MHz
#define BtnPin      3        // WiringPi 3 = BCM GPIO22

Définit une fonction read_ADC() pour lire les données analogiques du MCP3008. Elle communique via SPI pour demander les données d’un canal donné (0–7), puis analyse la réponse pour obtenir un résultat ADC 10 bits.

int read_ADC(int channel) {
    if (channel < 0 || channel > 7) return -1;

    unsigned char buffer[3];
    buffer[0] = 1;
    buffer[1] = (8 + channel) << 4;
    buffer[2] = 0;

    wiringPiSPIDataRW(SPI_CHANNEL, buffer, 3);

    int result = ((buffer[1] & 0x03) << 8) | buffer[2];
    return result;
}

La fonction principale initialise les interfaces WiringPi et SPI, configure la broche du bouton du joystick et lit en continu les valeurs du joystick en les affichant sur la console.

int main(void) {
    if (wiringPiSetup() == -1) {
        printf("Échec de l’initialisation de WiringPi !\n");
        return 1;
    }

    if (wiringPiSPISetup(SPI_CHANNEL, SPI_SPEED) == -1) {
        printf("Échec de l’initialisation du SPI !\n");
        return 1;
    }

    pinMode(BtnPin, INPUT);
    pullUpDnControl(BtnPin, PUD_UP);

    while (1) {
        int x_val = read_ADC(0);     // VRX vers CH0
        int y_val = read_ADC(1);     // VRY vers CH1
        int btn_val = digitalRead(BtnPin);  // SW vers GPIO22

        printf("x = %d, y = %d, btn = %d\n", x_val, y_val, btn_val);
        delay(100);
    }

    return 0;
}

Dans ce programme :
- Le VRX du joystick est connecté à CH0 du MCP3008.
- Le VRY est connecté à CH1.
- Le bouton (SW) est connecté à GPIO22 (broche 3 WiringPi).
- La fonction read_ADC() est utilisée pour lire les valeurs analogiques de VRX et VRY.
- La valeur numérique du bouton du joystick est lue avec digitalRead().
- Toutes les valeurs sont affichées en continu toutes les 100 millisecondes.