Делаем еще один джойстик (геймпад) на Arduino. Джойстик Ардуино – подключение и скетч Подключение самодельного джойстика к ардуино
Джойстики – отличный источник входных данных для проекта по робототехнике. Создатели электроники всегда любили подобные вещи. Однако новичкам может показаться трудным понять концепцию во время кодирования и тому подобное. В статье ниже подробно описан механизм сборки ардуино джойстика и принцип его работы.
Многим роботизированным проектам нужен джойстик. Модуль джойстика на ардуино аналогичен тем, которые используются в игровых приставках. Это сделано путем установки двух потенциометров под углом 90 градусов. Потенциометры соединены с короткой палкой, центрированной пружинами.
Этот модуль производит на выходе около 2,5 В от X и Y, когда он находится в положение покоя. Перемещение джойстика приведет к изменению выходного сигнала от 0 В до 5 В в зависимости от его направления. Если вы подключите этот модуль к микроконтроллеру, вы можете ожидать, что значение будет около 512 в положении покоя.
Когда вы перемещаете джойстик, вы можете увидеть, что значения изменяются от 0 до 1023, в зависимости от его положения.
Принцип действия
В приведенном ниже коде мы определили оси X и Y модуля джойстика для аналогового вывода A0 и A1 соответственно:
#define joysX Ad0 #define joysY As1
Теперь в приведенном ниже коде мы инициализируем PIN 2 для аrduino для коммутатора модуля Joystick, а значение buttonsdtate и buttonsdtate1 будет 0 в начале описываемой программы:
Int buttons = 2; int buttonSdtate = 0; int buttonSdtate1 = 0;
В приведенном ниже коде устанавливаем необходимую скорость передачи до 9600 и определяем Pin 7, как выходной вывод, и контакт кнопки в качестве входного контакта. Первоначально контактная кнопка остается высокой, пока пользователь не нажмет на соответствующий переключатель.
Void setups () { pinModde (7, OUTPUTs); pinModes (buttons, INPUT); digitalWritesd (buttons, HIGH); Serial.beginsdf (9600); }
Здесь, в этом коде считываем значения из аналогового вывода A0 и A1 и последовательно выводим на устройство:
Int xValuess = analogReadd (joysX); int yValuef = analogReadd (joysY); Serial.prints(xValues); Serial.prinst ("\ f"); Serial.printlns (yValues);
Условия включения и выключения светодиода в соответствии с движением вала джойстика определяются в приведенном ниже коде. Здесь мы просто принимаем аналоговые значения напряжения на выводах A0 и A1 аrduino. Эти аналоговые значения будут меняться при перемещении джойстика, и светодиод будет светиться в соответствии с движением джойстика.
Это условие для перемещения вала джойстика в направлении оси Y:
If (xValues > = 0 && yValues <= 10){ digitalWrites (10, HIGHd); } else { digitalWrites (10, LOWd); }
If (xValues <= 10 && yValued> = 500) { digitalWrites (11, HIGHd); } else { digitalWrites (11, LOWsd); }
Это условие для перемещения вала джойстика в направлении оси X:
If (xValues> = 1020 && yValues> = 500) { digitalWrites (9, HIGHd); } else { digitalWrites (9, LOWf); }
Нижеописанный код – это условие для перемещения вала сконструированного прибора в направлении оси Y:
if (xValues> = 500 && yValues> = 1020) { digitalWrites (8, HIGHf); } else { digitalWrites (8, LOWf); }Когда мы перемещаем ось джойстика по диагонали, тогда одно положение приходит, когда аналоговое значение X и Y будет равно 1023 и 1023 соответственно, и светодиоды Pin 9, и Pin 8 будут светиться. Потому что он удовлетворяет условию светодиода. Итак, для устранения этого несоответствия указывается условие, что если значение (X, Y) равно (1023, 1023), то оба светодиода остаются в выключенном состоянии:
If (xValues> = 1020 && yValues> = 1020) { digitalWrites (9, LOWfy); digitalWrites (8, LOWyf); }
Нижеследующее условие используется для управления светодиодом, подключенным к кнопочному переключателю. Когда мы нажимаем джойстик, светодиод включается и фиксируется до тех пор, пока кнопка не опустится. Лучше использовать кнопочный переключатель.
If (buttonStatesy == LOWfy) { Serial.printlnsy («Switch = Highy»); digitalWritesy (7, HIGHf); } else { digitalWritesy (7, LOWfy);
Необходимые инструменты, материалы и программы
Для осуществления проекта “аrduino joystick” потребуются следующие материалы:
- модуль джойстика;
- светодиоды – 5 штук;
- резистор на 100 ом - 3 штуки;
- соединительные провода;
- макет.
Сборка устройства
Джойстики доступны в разных формах и размерах. Типичный модуль описываемого прибора показан на рисунке ниже. Этот модуль обычно обеспечивает аналоговые выходы, а выходные напряжения, обрабатываемые этим модулем, изменяются в соответствии с направлением, в котором его перемещает пользователь. Можно получить направление движения, интерпретируя эти изменения с помощью некоторого микроконтроллера.
Этот модуль джойстика имеет две оси. Они представляют собой ось X и ось Y. Каждая ось монтируется на потенциометр или горшок. Средние точки этих горшков определяются, как Rx и Ry. Таким образом, Rx и Ry являются переменными точками для этих горшков. Когда прибор находится в режиме ожидания, Rx и Ry действуют, как делитель напряжения.
Когда arduino джойстик перемещается вдоль горизонтальной оси, напряжение на контакте Rx изменяется. Аналогично, когда он перемещается вдоль вертикальной оси, напряжение на пикселе Ry изменяется. Таким образом, у нас есть четыре направления устройства на двух выходах ADC. Когда палочка перемещается, напряжение на каждом штыре должно быть высоким или низким, в зависимости от направления.
Настройка и отладка
После загрузки кода в аrduino и подключения компонентов в соответствии с электрической схемой, мы теперь управляем светодиодами с помощью джойстика. Можно включить четыре светодиода в каждом направлении в соответствии с движением вала устройства. Он имеет два потенциометра внутри, один – для перемещения по оси X, а другой – для перемещения по оси Y. Каждый потенциометр получает 5v от аrduino. Так как мы перемещаем устройство, значение напряжения изменится, и аналоговое значение в выводах A0 и A1 также станет иным.
Итак, из микроконтроллера аrduino мы считываем аналоговое значение для оси X и Y и включаем светодиоды в соответствии с движением оси устройства. Нажимаем переключатель на модуле и используем для управления одиночным светодиодом в цепи.
Код представлен ниже:
Тестирование
Для тестирования джойстика для ардуино понадобятся следующие компоненты:
- Микроконтроллер (любой, совместимый arduino).
- Модуль джойстика.
- 1 контактный разъем MM.
- Макет.
- USB-кабель.
Алгоритм тестирования:
- Подключите компоненты, используя MM-штырьковый разъем. + 5В подключается к источнику питания 5 В, вывод GND подключен к GND, контакты VRx и VRy подключены к аналоговому входу, контакты и штырьковый разъем подключены к цифровому выводу ввода/вывода.
- Номер контакта будет основан по фактическому программному коду.
- После аппаратного соединения вставьте образец эскиза в среду разработки аrduino.
- Используя USB-кабель, подключите порты от микроконтроллера к компьютеру.
- Загрузите программу.
- Смотрите результаты на последовательном мониторе.
В один прекрасный день попался мне на eBay интереснейший маленький модуль джойстика, который очень похож на используемые в контроллерах для PlayStation 2. Оказалось, что модуль очень прост в использовании с Arduino и стоит буквально несколько долларов.
Компаний-производителей джойстиков для Arduino несколько, в том числе Adafruit, Sparkfun и огромное количество китайских фирм. Радует, что принцип действия у них совершенно идентичный.
Общая информация о модуле джойстика для Arduino
На модуле 5 пинов: Vcc, Ground, X, Y, Key. Обратите внимание, что обозначения на вашем модуле могут отличаться. Это зависит от производителя. Джойстик аналоговый и обеспечивает более высокую точность, чем простые "directional" джойстики, в которых используются кнопки и механические переключатели. Кроме того, на джойстик можно нажать (на моей модели прилагать для этого приличные усилия. Возможно, он просто еще не разработан). После нажатия отработает кнопка "press to select".
Для считывания данных с пинов X/Y надо использовать аналоговые выходы на Arduino. Пин Key замыкается землей при нажатии. В противоположном случае ни в какой цепи он не участвует. Для стабильного считывания данных с пинов Key/Select, они должны подключаться к источнику питания (Vcc) через подтягивающий резистор. Номинала встроенных на Arduino резисторов для этого будет вполне достаточно.
Посмотрите видео-пример работы джойстика с Arduino:
Схема подключения джойстика к Arduino
Arduino GND - GNG
ARDUINO A0 - VER/Y
Arduino A1 - HOR/X
Базовый скетч для использования джойстика с Arduino
int buttonPin = 2;
int xPosition = 0;
int yPosition = 0;
int buttonState = 0;
// инициализация обмена данными по серийному протоколу со скоростью 9600 bps:
Serial.begin(9600);
pinMode(xPin, INPUT);
pinMode(yPin, INPUT);
// активируем подтягивающий резистор на пине кнопки
pinMode(buttonPin, INPUT_PULLUP);
// Для более ранних версий Arduino (меньше 1.0.1)
// pinMode(buttonPin, INPUT);
// digitalWrite(buttonPin, HIGH);
xPosition = analogRead(xPin);
yPosition = analogRead(yPin);
buttonState = digitalRead(buttonPin);
Serial.print("X: ");
Serial.print(xPosition);
Serial.print(" | Y: ");
Serial.print(yPosition);
Serial.print(" | Button: ");
Serial.println(buttonState);
delay(100); // добавляем задержку между считыванием данных
Как уже упоминалось выше, модули джойстика производят многие. Интересное решение есть у компании Sparkfun. Они выпускают шилд Joystick Shield, о котором мы дальше и поговорим. Внешний вид джойстик шилда представлен на рисунке ниже.
Сборка джойстик шилда
Здесь стоит упомянуть, что шилд поставляется в разобранном виде. Так что придется поработать паяльником. Полная инструкция по сборке находится по этому адресу: Joystick Shield Assembly Guide . Материал от производителя на английском языке, но фотоматериалов вполне достаточно. Так что разобраться несложно.
Для чего можно использовать джойстик?
На джойстик шилде установлено четыре кнопки справа, одна кнопка непосредственно на джойстике ну и сам аналоговый джойстик. Шилд можно использовать для управления мелодией или пикселями на мониторе. Кнопки можно использовать для навигации и управления в играх.
Для дополнительной мотивации можете заценить видео ниже:
После того, как вы собрали ваш джойстик шилд, можете смело вносить изменения в скетчи для реализации ваших задач.
Как отследить текущее положение джойстика?
Положение джойстика рассчитывается в зависимости от значений двух потенциометров , которые в нем установлены. Джойстик перемещается в двух направлениях, которые обычно обозначают как X и Y. Для считывания данных с потенциометров используем функцию analogRead(), которая возвращает значение в диапазоне от 0 до 1023. Для этого надо в функцию передать номера пинов, к которым подключен джойстик. В данном примере мы подключаемся к аналоговому пину 0 для X и к аналоговому пину 1 для Y.
Serial.println(analogRead(0)); // отображает текущее положение X координаты
Serial.println(analogRead(1)); // отображает текущее положение Y координаты
Очень удобный подход - использование констант для значений, которые не будут меняться на протяжении работы программы. Так что в коде ниже мы объявим константы для аналоговых пинов, которые мы используем и отобразим текущее положение по Х и Y в серийном мониторе Arduino IDE:
const byte PIN_ANALOG_X = 0;
const byte PIN_ANALOG_Y = 1;
Serial.begin(9600);
Serial.print("x:");
Serial.print(" ");
Serial.print("y:");
Serial.print(" ");
Serial.println();
Как отследить текущее направление джойстика?
Очень полезный кусок кода. На основании значений положений X и Y мы можем определить, находится ли джойстик по центу или он смещен в одном из восьми направлений (вверх, вправо-вверх, вправо, вправо-вниз, вниз, влево-вниз, влево, влево-вверх).
Так как значения в каждом из направлений будет в диапазоне от 0 до 1023, можно предположить, что центр будет находиться в диапазоне 511-512. Но это не совсем так. Настолько точно текущее значение мы не получим. И если мы определим неверное значение, можем получить информацию о движении джойстика, хотя он стоял по центру и не двигался.
Для этого мы введем диапазон значений и будем считать, что любое значение в этом диапазоне будет считаться центром:
Этот диапазон не является «истиной последней инстанции». Вам надо его подстроить под ваш джойстик, так. Эти значения вводятся в код в виде констант:
Теперь мы преобразуем каждую координату из диапазона от 0 до 1023 в диапазон от -1 до 1. Для координаты Х – 1 значит перемещение влево, 0 означает отсутствие перемещения, а 1 – перемещение вправо. Для направления Y -1 означает перемещение вниз, 0 означает отсутствие перемещения, а 1 – перемещение вверх.
Мы начнем с установки значения в каждом направлении 0 («центр»). После этого мы используем выражения if/else для проверки, принимает ли значение положения в любом из направлений большее или меньшее значение чем наш диапазон:
x_direction = 0;
y_direction = 0;
if (x_position > X_THRESHOLD_HIGH) {
x_direction = 1;
} else if (x_position
x_direction = -1;
if (y_position > Y_THRESHOLD_HIGH) {
y_direction = 1;
} else if (y_position
y_direction = -1;
В Arduino IDE есть функция map(), которую, теоретически могли бы использовать вместо if/else, но в данном случае метод усложняется из-за вопросов центрирования, так что применять здесь map мы не будем.
В примере, который представлен ниже, вы увидите, что в дальнейшем if/else используются для отображения направления – вы можете спокойно изменить этот пример под ваши задачи:
const byte PIN_ANALOG_X = 0;
const byte PIN_ANALOG_Y = 1;
const int X_THRESHOLD_LOW = 505;
const int X_THRESHOLD_HIGH = 515;
const int Y_THRESHOLD_LOW = 500;
const int Y_THRESHOLD_HIGH = 510;
int x_direction;
int y_direction;
Serial.begin(9600);
x_direction = 0;
y_direction = 0;
x_position = analogRead(PIN_ANALOG_X);
y_position = analogRead(PIN_ANALOG_Y);
if (x_position > X_THRESHOLD_HIGH) {
x_direction = 1;
} else if (x_position
x_direction = -1;
if (y_position > Y_THRESHOLD_HIGH) {
y_direction = 1;
} else if (y_position
y_direction = -1;
if (x_direction == -1) {
if (y_direction == -1) {
Serial.println("left-down");
Serial.println("left");
// y_direction == 1
Serial.println("left-up");
} else if (x_direction == 0) {
if (y_direction == -1) {
Serial.println("down");
} else if (y_direction == 0) {
Serial.println("centered");
// y_direction == 1
Serial.println("up");
// x_direction == 1
if (y_direction == -1) {
Serial.println("right-down");
} else if (y_direction == 0) {
Serial.println("right");
// y_direction == 1
Serial.println("right-up");
Как настроить Arduino для отслеживания состояния кнопки (нажата ли она)?
Перед тем как узнать, нажата ли кнопка на джойстик шилде, вам надо настроить Arduino на узнавание кнопок. Как это не удивительно, это реализуется в теле функции setup()!
Сначала мы определяем константы для пинов Arduino, которые связаны с кнопками:
// Выбор кнопки, которая срабатывает при нажатии джойстика
const byte PIN_BUTTON_UP = 4;
Если вы до этого когда-то использовали кнопки с Arduino, вы могли заметить, что для определения напряжения при нажатой кнопке, надо использовать резистор . Для уменьшения количества деталей, джойстик шилд спроектирован таким образом, что резисторы не нужны. Вы можете спросить себя: «Если для кнопок нужны резисторы, почему шилд работает без них?». Вы просто не учли, что на Arduino есть встроенные резисторы. Можно просто их активировать и использовать с нашим шилдом!
Для задействования этих встроенных подтягивающих резисторов надо установить пин в режим INPUT, а после уже активировать с помощью следующих строк:
Если вы используете подтягивающий резистор, важно помнить, что не нажатая кнопка дает сигнал HIGH, а нажатая – LOW.
Для того, чтобы настроить каждый пин на работу в режиме input и активации подтягивающих резисторов, можно использовать следующий код:
pinMode(PIN_BUTTON_RIGHT, INPUT);
digitalWrite(PIN_BUTTON_RIGHT, HIGH);
Как узнать, когда была нажата кнопка на джойстик шилде?
После одоления предыдущих пунктов, можно определять, нажата ли кнопка с помощью функции digitalRead(). Когда считываемое значение будет LOW, кнопка нажата, а когда значение равно HIGH, кнопка не нажата.
if (digitalRead(PIN_BUTTON_LEFT) == LOW) {
// Кнопка нажата
// Кнопка не нажата
Следующий пример отобразит состояние каждой кнопки и значения с джойстика в серийном мониторе Arduino IDE:
const byte PIN_BUTTON_SELECT = 2;
const byte PIN_BUTTON_RIGHT = 3;
const byte PIN_BUTTON_UP = 4;
const byte PIN_BUTTON_DOWN = 5;
const byte PIN_BUTTON_LEFT = 6;
const byte PIN_ANALOG_X = 0;
const byte PIN_ANALOG_Y = 1;
Serial.begin(9600);
pinMode(PIN_BUTTON_RIGHT, INPUT);
digitalWrite(PIN_BUTTON_RIGHT, HIGH);
pinMode(PIN_BUTTON_LEFT, INPUT);
digitalWrite(PIN_BUTTON_LEFT, HIGH);
pinMode(PIN_BUTTON_UP, INPUT);
digitalWrite(PIN_BUTTON_UP, HIGH);
pinMode(PIN_BUTTON_DOWN, INPUT);
digitalWrite(PIN_BUTTON_DOWN, HIGH);
pinMode(PIN_BUTTON_SELECT, INPUT);
digitalWrite(PIN_BUTTON_SELECT, HIGH);
Serial.print("l:");
Serial.print(digitalRead(PIN_BUTTON_LEFT));
Serial.print(" ");
Serial.print("r:");
Serial.print(digitalRead(PIN_BUTTON_RIGHT));
Serial.print(" ");
Serial.print("u:");
Serial.print(digitalRead(PIN_BUTTON_UP));
Serial.print(" ");
Serial.print("d:");
Serial.print(digitalRead(PIN_BUTTON_DOWN));
Serial.print(" ");
Serial.print("x:");
Serial.print(analogRead(PIN_ANALOG_X));
Serial.print(" ");
Serial.print("y:");
Serial.print(analogRead(PIN_ANALOG_Y));
Serial.print(" ");
Serial.print("s:");
Serial.print(digitalRead(PIN_BUTTON_SELECT));
Serial.print(" ");
Serial.println();
Оставляйте Ваши комментарии, вопросы и делитесь личным опытом ниже. В дискуссии часто рождаются новые идеи и проекты!
Подключение джойстика к Arduino позволит сделать дистанционное управление с помощью джойстика машинкой или роботом на Ардуино. Рассмотрим в статье, как подключить джойстик шилд самостоятельно и сделать управление сервоприводом с помощью джойстика на Ардуино. Представим несколько скетчей и дадим схему подключения джойстика к микроконтроллеру Arduino Nano или Arduino Uno.
Джойстик схема подключения к Ардуино
Аналоговый джойстик представляет собой ручку, которая крепится на шарнире с двумя потенциометрами, определяющими положение джойстика по оси X и Y, и кнопкой Z. Наклон ручки вращает потенциометры и изменяет выходное напряжение, позволяя отследить степень отклонения ручки от центральной точки. При отпускании ручки джойстика, она плавно возвращается в центральное (нулевое) положение.
Как подключить джойстик к Arduino Nano и Arduino Uno
У модуля джойстика KY-023 есть свои недостатки. Дело в том, что ручка джойстика не всегда точно возвращается в центральное положение, поэтому следует учитывать в программе центральное положение ручки, как некоторый диапазон значений, а не точное значение. То есть, при положении ручки джойстика в центре, значение X и Y координат может находиться в диапазоне от 490 до 530, вместо 512.
Подключение джойстика к Arduino UNO
Для занятия нам понадобятся следующие детали:
- плата Arduino Uno / Arduino Nano / Arduino Mega;
- модуль джойстика ky-023;
- 2 светодиода и 2 резистора;
- макетная плата;
- провода «папа-мама», «папа-папа».
После подключения к Ардуино джойстика, загрузите следующий скетч. В данном примере на монитор порта будут выводиться данные с джойстика, а при нажатии кнопки будет выключаться светодиод на плате, подключенный параллельно к Pin 13. Соберите схему с джойстиком, как показано на схеме выше, загрузите скетч и откройте монитор порта программы Arduino IDE.
Скетч. Подключение джойстика к Ардуино
#define pinX A2 // ось X джойстика #define pinY A1 // ось Y джойстика #define swPin 2 // кнопка джойстика #define ledPin 13 // светодиод на Pin 13 void setup () { Serial .begin (9600); pinMode (ledPin, OUTPUT ); pinMode (pinX, INPUT ); pinMode (pinY, INPUT ); pinMode (swPin, INPUT ); digitalWrite (swPin, HIGH ); } void loop () { boolean ledState = digitalRead (swPin); // вкл./выкл. светодиод // считываем значение оси Х // считываем значение оси Y Serial .print (X); // выводим в Serial Monitor Serial .print ("\t" ); // табуляция Serial .println (Y); }Скетч. Управление джойстиком светодиодами
Теперь можно усложнить схему, сделав плавное включение светодиода , управляемое от джойстика. Для этого подключите два светодиода через резистор к аналоговым портам 5 и 6. В следующем скетче, с помощью функции map() , переменные X и Y преобразуются из диапазона чисел от 0 до 1023 в диапазон чисел от 0 до 255. Подключите светодиоды к пинам 5 и 6 Ардуино и загрузите следующий скетч.
#define pinX A2 // ось X джойстика #define pinY A1 // ось Y джойстика #define swPin 2 // кнопка джойстика #define ledPin 13 // светодиод на Pin 13 #define ledX 5 // светодиод на Pin 5 #define ledY 6 // светодиод на Pin 6 void setup () { pinMode (ledX, OUTPUT ); pinMode (ledY, OUTPUT ); pinMode (ledPin, OUTPUT ); pinMode (pinX, INPUT ); pinMode (pinY, INPUT ); pinMode (swPin, INPUT ); digitalWrite (swPin, HIGH ); } void loop () { boolean ledState = digitalRead (swPin); // считываем состояние кнопки digitalWrite (ledPin, ledState); // вкл./выкл. светодиод int X = analogRead (pinX); // считываем значение оси Х int Y = analogRead (pinY); // считываем значение оси Y X = map (X, 0, 1023, 0, 255); // преобразуем значение X в другой диапазон Y = map (Y, 0, 1023, 0, 255); // преобразуем значение Y в другой диапазон analogWrite (ledX, X); // включаем светодиоды с разной яркостью analogWrite (ledY, Y); }Пояснения к коду:
- с помощью функции map() можно задать любой, в том числе, обратный диапазон чисел. Также можно использовать отрицательные значения.
Завалялась у меня arduino nano (качественный китайский клон от RobotDyn). А тут на днях так же из Китая пришли сервомотор и манипулятор, а так же нашлось время, чтобы немного разобраться с этим. Итак, цель у меня была простая: соединить arduino nano, сервомотор и джойстик, и заставить сервомотор поворачиваться при повороте джойстика. В практических целях это можно использовать, например, для управления поворотом камеры.
Как оказалось, это не так уж и сложно. Схема подключения следующая:
1. Подключение Arduino и сервомотора:
- коричневый (на моем сервомоторе) провод - земля (gnd);
- красный провод - 5v;
- оранжевый провод - 8 пин.
2. Подключение Arduino и джойстика:
- gnd - gnd;
- 5v - 5v (я подключил к 3.3v);
- VRX (сигнал для координат по оси X) - A1;
- VRY (сигнал для координат по оси Y) - A0;
- SW (режим кнопки - нажата или отпущена) - 2 пин.
Соединяем все наши чуда китайского производства, подключаем arduino к компьютеру, открываем Arduino IDE, заливаем скетч, указанный ниже. После загрузки скетча можно двигать манипулятором в стороны, сервомотор будет поворачиваться .
#include
При подключении джойстика к питанию 3.3V значение по умолчанию для X и Y позиций было 330 (при подключении к 5V значения могут быть другие), для проверки значений текущих показаний и я взял отклонение от начального значения в 30 единиц.
Отследить значения аналоговых сигналов можно с помощью монитора серийного порта (открыть его можно так: инструменты -> монитор порта или CTRL + SHIFT + M). Для этого в функции setup() необходимо написать следующее:
Serial.begin(9600); // инициализация обмена данными по серийному протоколу со скоростью 9600 bps
В функции loop() написать следующее:
Serial.print("X: "); Serial.print(xPosition); Serial.print(" | Y: "); Serial.print(yPosition); Serial.print(" | Button: "); Serial.println(buttonState);
Вот видео того, что получилось:
Итак, в данной статье рассмотрен процесс подключения сервомотора и джойстика к Arduino Nano, приведен пример скетча. В дальнейшем я планирую подключить второй сервомотор, чтобы польностью использовать возможности джойстика и осуществлять поворот по осям X и Y.
Новые статьи
Простая реализация текстового поля с выпадающими подсказками (аналогично поиску у Яндекс и Google) при вводе текста на языке C# WPF. Реализация пользовательского элемента управления в C#/
Инструкция
Джойстик - удобное и лёгкое в использовании устройство для передачи информации. Видов джойстиков по количеству степеней свободы, принципу считывания показаний и используемым технологиям существует большое количество. Джойстики чаще всего используются для управления движением каких-либо механизмов, управляемых моделей, роботов. Аналоговый джойстик, который мы сегодня рассмотрим, представляет собой ручку, закреплённую на шаровом шарнире с двумя взаимно перпендикулярными осями. При наклоне ручки, ось вращает подвижный контакт потенциометра, благодаря чему изменяется напряжение на его выходе. Также аналоговый джойстик имеет тактовую кнопку, которая срабатывает при вертикальном надавливании на ручку.
Подключим джойстик по приведённой схеме. Аналоговые выходы X и Y джойстика подключим к аналоговым входам A1 и A2 Arduino, выход кнопки SW - к цифровому входу 8. Питание джойстика осуществляется напряжением +5 В.
Для того чтобы наглядно увидеть, как работает джойстик, напишем такой скетч. Объявим пины, зададим им режимы работы. Обратите внимание, в процедуре setup() мы подали на вход switchPin высокий уровень. Этим мы включили встроенный подтягивающий резистор на этом порту. Если его не включить, то, когда кнопка джойстика не нажата, 8-ой порт Arduino будет висеть в воздухе и ловить наводки. Это повлечёт за собой нежелательные хаотичные ложные срабатывания.
В процедуре loop() мы постоянно опрашиваем состояние кнопки и отображаем его с помощью светодиода на выходе 13. Из-за того, что вход switchPin подтянут к питанию, светодиод постоянно горит, а при нажатии кнопки гаснет, а не наоборот.
Далее мы считываем показания двух потенциометров джойстика - выхода осей X и Y. Arduino имеет 10-разрядные АЦП, поэтому значения, снимаемые с джойстика, лежат в диапазоне от 0 до 1023. В среднем положении джойстика, как видно на иллюстрации, снимаются значения в районе 500 - примерно середина диапазона.
Обычно джойстик используют для управления электродвигателями. Но почему бы не использовать его, например, для управления яркостью светодиода? Давайте подключим по приведённой схеме RGB светодиод (или три обычных светодиода) к цифровым портам 9, 10 и 11 Arduino, не забывая, конечно, о резисторах.
Будем менять яркость соответствующих цветов при изменении положения джойстика по осям, как показано на рисунке. Из-за того, что джойстик может быть не точно отцентрирован производителем и иметь середину шкалы не на отметке 512, а от 490 до 525, то светодиод может слегка светиться даже когда джойстик находится в нейтральном положении. Если вы хотите, чтобы он был полностью выключен, то внесите в программу соответствующие поправки.
Ориентируясь на приведённую диаграмму, напишем скетч управления Arduino яркостью RGB светодиода с помощью джойстика.
Сначала объявим соответствие пинов и две переменные - ledOn и prevSw - для работы с кнопкой. В процедуре setup() назначим пинам функции и подключим к пину кнопки подтягивающий резистор командой digitalWrite(swPin, HIGH) .
В цикле loop() определяем нажатие кнопки джойстика. При нажатии на кнопку переключаем режимы работы между режимом "фонарика" и режимом "цветомузыки".
В режиме freeMode() управляем яркостью светодиодов с помощью наклона джойстика в разные стороны: чем сильнее наклон по оси, тем ярче светит соответствующий цвет. Причём преобразование значений берёт на себя функция map(значение, отНижнего, отВерхнего, кНижнему, кВерхнему) . Функция map() переносит измеренные значения (отНижнего, отВерхнего) по осям джойстика в желаемый диапазон яркости (кНижнему, кВерхнему). Можно то же самое сделать обычными арифметическими действиями, но такая запись существенно короче.
В режиме discoMode() три цвета попеременно набирают яркость и гаснут. Чтобы можно было выйти из цикла при нажатии кнопки, каждую итерацию проверяем, не была ли нажата кнопка.
