Джойстик

Содержание

• Обзор тактильного Джойстика
• Технические характеристики
• Подключение к Arduino
• Пример использования
• Часто задаваемые вопросы

Обзор тактильного Джойстика

Джойстик является одним из устройств для удобной передачи информации от человека к компьютеру или микроконтроллеру. Джойстики используются для управления движением роботов, мобильных платформ и прочих механизмов.

Модуль двухосевого джойстик (рис. 1) имеет две степени свободы, представляет собой ручку, закреплённую на шаровом шарнире с двумя взаимно перпендикулярными осями.

Рисунок 1. Джойстик.

При наклоне ручки вращаются подвижные контакты каждого из двух потенциометров номиналом 10 кОм, которые определяют положение осей X и Y. Средний контакт каждого потенциометра выведен на контакты VRX и VRY разъема, а крайние подключены к питанию и земле. Также джойстик оснащен тактовой кнопкой, которая срабатывает при вертикальном нажатии на ручку, показания снимаются с контакта SW. После отпускания джойстик возвращается в первоначальное центральное состояние.

Технические характеристики

Подключение к плате Arduino

Для подключения модуля джойстика к плате Arduino будем использовать два аналоговых и один цифровой вывод Arduino, а также с платы Arduino подаем питание на контакты джойстика GND и +5V. Схема подключения показана на рисунке 2.

Рисунок 2. Схема подключения модуля джойстика к плате Arduino.

Напишем скетч получения данных с джойстика. Данные с потенциометров по осям X и Y могут принимать значения от 0 до 1023. Неподвижному положению джойстика соответствуют значение 511 для каждого потенциометра. При нажатии на кнопку на входе 3 Arduino будет появляться 0. Чтобы не было наводок, вывод кнопки необходимо подтянуть к +5 В. Данные выводим в последовательный порт.

Содержимое скетча показано в листинге 1.

Листинг 1

// пин подключения контакта VRX
#define PIN_VRX A0
// пин подключения контакта VRY
#define PIN_VRY A1
// пин подключения кнопки
#define PIN_BUTTON 3
 
void setup () {
   // запуск последовательного порта
   Serial.begin (9600);             
}

void loop () {
   // Выводим значение по оси X
   Serial.print("X = ");            
   Serial.println(analogRead(PIN_VRX));      
   // Выводим значение по оси Y
   Serial.print("Y = ");            
   Serial.println(analogRead(PIN_VRY));      
   // Состояние кнопки
   Serial.print("button = ");            
   if (digitalRead(PIN_BUTTON) == HIGH) {  
      Serial.println ("NOT CLICK");  
   }
   else {  
      Serial.println ("CLICK!");     
   }
   // Пауза 1 сек
   delay (1000);                       
}

Загружаем скетч на плату Arduino, открываем монитор последовательного порта и видим вывод данных при изменении положения джойстика (рис. 3).

Рисунок 3. Вывод данных с джойстика в монитор последовательного порта.

Пример использования

Рассмотрим пример использования джойстика для управления подвесом для камеры на сервоприводах. Нам потребуются следующие детали:

Схема подключения показана на рисунке 4.

Рисунок 4. Схема подключения модуля джойстика и подвеса на сервоприводах к плате Arduino.

Считываем показания джойстика для каждой из осей X, Y и переводим их в значение угла поворота соответствующего сервопривода. Чтобы убрать дрожание сервопривода не реагируем на маленькие изменения положения джойстика.

Содержимое скетча показано в листинге 2.

Листинг 2

// подключение библиотеки Servo
#include <Servo.h> 
 
// пины подключения сервоприводов
#define PIN_SERVO_X 9
#define PIN_SERVO_Y 10
// пин подключения контакта VRX
#define PIN_VRX A0
// пин подключения контакта VRY
#define PIN_VRY A1
// пин подключения кнопки
#define PIN_BUTTON 3

// создание объектов Servo
Servo servoX;  
Servo servoY;  
// служебные переменные
int joyXpr=0; 
int joyYpr=0; 
int joyX, joyY; 
int angleX, angleY; 
 
void setup() { 
   // запуск последовательного порта
   Serial.begin (9600);             
   // подключить управление сервоприводом к пинам
   // PIN_SERVO_X и PIN_SERVO_Y
   servoX.attach(PIN_SERVO_X);  
   servoY.attach(PIN_SERVO_Y); 
} 

void loop () {
   // получение данных с джойстика
   joyX=analogRead(PIN_VRX);
   joyY=analogRead(PIN_VRY);
   // Выводим значение по оси X
   Serial.print("X = ");            
   Serial.print(joyX);      
   // Выводим значение по оси Y
   Serial.print("  Y = ");            
   Serial.println(joyY);      
   // сравнение с предыдущими
   if(abs(joyX-joyXpr)>10) { // повернуть по оси X
       angleX=map(joyX,0,1023,0,180);
       servoX.write(angleX);              
       // время на перемещение сервопривода
       delay(15); 
   }
   if(abs(joyY-joyYpr)>10) { // повернуть по оси Y
       angleY=map(joyY,0,1023,0,180);
       servoY.write(angleY);              
       // время на перемещение сервопривода
       delay(15); 
   }
   joyXpr=joyX;
   joyYpr=joyY;
}

Загружаем скетч на плату Arduino, и управляем подвесом с помощью джойстика.

Рисунок 5-6. Схема в сборе.

Часто задаваемые вопросы