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2.1.9 Joystick (MCP3008)

Nota

A seconda della versione del tuo kit, identifica se hai ADC0834 o MCP3008 e procedi con la sezione corrispondente.

Introduzione

In questo progetto impareremo come funziona un joystick. Manipoleremo il joystick e visualizzeremo i risultati sullo schermo.

Componenti necessari

In questo progetto sono necessari i seguenti componenti.

È sicuramente conveniente acquistare un kit completo, ecco il link:

Nome	ELEMENTI IN QUESTO KIT	LINK
Kit Raphael	337	Raphael Kit

Puoi anche acquistarli separatamente dai link sottostanti.

INTRODUZIONE COMPONENTE	LINK DI ACQUISTO
Scheda di estensione GPIO	ACQUISTA
Breadboard	ACQUISTA
Cavi Jumper	ACQUISTA
Resistore	ACQUISTA
Modulo Joystick	-
MCP3008	-

Schema elettrico

Quando vengono letti i dati del joystick, ci sono alcune differenze tra gli assi: i dati degli assi X e Y sono analogici e richiedono l’uso di MCP3008 per convertire il valore analogico in un valore digitale. I dati dell’asse Z sono digitali, quindi puoi utilizzare direttamente il GPIO per leggerli oppure usare l’ADC.

Procedure sperimentali

Passo 1: Monta il circuito.

Passo 2: Vai alla cartella del codice.

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

Passo 3: Compila il codice.

gcc 2.1.9_Joystick.c -o joystick -lwiringPi

Passo 4: Esegui il file eseguibile.

./joystick

Dopo l’esecuzione del codice, muovi il joystick: i valori corrispondenti di x, y e Btn vengono visualizzati sullo schermo.

Nota

Se non funziona dopo l’esecuzione o compare un errore del tipo: "wiringPi.h: No such file or directory", fai riferimento a Installazione e verifica di WiringPi.

Codice

#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

// Lettura dal canale MCP3008 (0–7)
int read_ADC(int channel) {
    if (channel < 0 || channel > 7) return -1;

    unsigned char buffer[3];
    buffer[0] = 1;                            // Bit di avvio
    buffer[1] = (8 + channel) << 4;           // Configurazione del canale
    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("Inizializzazione WiringPi fallita!\n");
        return 1;
    }

    if (wiringPiSPISetup(SPI_CHANNEL, SPI_SPEED) == -1) {
        printf("Configurazione SPI fallita!\n");
        return 1;
    }

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

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

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

    return 0;
}

Spiegazione del codice

1. Questa sezione inizializza le librerie necessarie per la comunicazione GPIO e 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
   

2. Definisce una funzione read_ADC() per leggere dati analogici dal MCP3008. Comunica tramite SPI per richiedere dati da un dato canale (0–7) e interpreta la risposta per ottenere un risultato ADC a 10 bit.

   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;
   }
   

3. La funzione principale inizializza le interfacce WiringPi e SPI, configura il pin del pulsante del joystick e legge continuamente i valori del joystick, stampandoli sulla console.

   int main(void) {
       if (wiringPiSetup() == -1) {
           printf("Inizializzazione WiringPi fallita!\n");
           return 1;
       }
   
       if (wiringPiSPISetup(SPI_CHANNEL, SPI_SPEED) == -1) {
           printf("Configurazione SPI fallita!\n");
           return 1;
       }
   
       pinMode(BtnPin, INPUT);
       pullUpDnControl(BtnPin, PUD_UP);
   
       while (1) {
           int x_val = read_ADC(0);     // VRX su CH0
           int y_val = read_ADC(1);     // VRY su CH1
           int btn_val = digitalRead(BtnPin);  // SW su GPIO22
   
           printf("x = %d, y = %d, btn = %d\n", x_val, y_val, btn_val);
           delay(100);
       }
   
       return 0;
   }