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2.1.6 Joystick
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Introducción
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En este proyecto, vamos a aprender cómo funciona un joystick. Manipularemos el joystick y mostraremos los resultados en la pantalla.

Componentes
-------------

.. image:: img/image317.png

Principio
-----------

**Joystick**

La idea básica de un joystick es traducir el movimiento de una palanca en 
información electrónica que una computadora pueda procesar.

Para comunicar un rango completo de movimiento a la computadora, un joystick 
necesita medir la posición de la palanca en dos ejes: el eje X (de izquierda 
a derecha) y el eje Y (de arriba hacia abajo). Al igual que en geometría básica, 
las coordenadas X-Y indican exactamente la posición de la palanca.

Para determinar la ubicación de la palanca, el sistema de control del joystick 
simplemente monitorea la posición de cada eje. El diseño convencional del joystick 
analógico lo hace con dos potenciómetros, o resistencias variables.

El joystick también cuenta con una entrada digital que se activa cuando se 
presiona hacia abajo.

.. image:: img/image318.png

Diagrama Esquemático
----------------------------

Cuando se lee la data del joystick, hay algunas diferencias entre los ejes: los 
datos de los ejes X e Y son analógicos, por lo que es necesario utilizar el 
ADC0834 para convertir el valor analógico a un valor digital. Los datos del eje 
Z son digitales, por lo que se pueden leer directamente desde el GPIO, o también 
se puede utilizar el ADC para leerlos.

.. image:: img/image319.png

.. image:: img/image320.png


Procedimientos Experimentales
----------------------------------

**Paso 1:** Construir el circuito.

.. image:: img/image193.png
    :width: 800

**Paso 2:** Acceder a la carpeta del código.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block::

    cd ~/davinci-kit-for-raspberry-pi/c/2.1.6/

**Paso 3:** Compilar el código.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block::

    gcc 2.1.6_Joystick.c -lwiringPi

**Paso 4:** Ejecutar el archivo ejecutable.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block::

    sudo ./a.out

Después de ejecutar el código, gira el joystick, luego los valores 
correspondientes de x, y, Btn se mostrarán en la pantalla.

.. note::

    Si no funciona después de ejecutar, o aparece un mensaje de error: \"wiringPi.h: No such file or directory", consulta :ref:`C code is not working?`.

**Código**

.. code-block:: c

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

    typedef unsigned char uchar;
    typedef unsigned int uint;

    #define     ADC_CS    0
    #define     ADC_CLK   1
    #define     ADC_DIO   2
    #define     BtnPin    3

    uchar get_ADC_Result(uint channel)
    {
        uchar i;
        uchar dat1=0, dat2=0;
        int sel = channel > 1 & 1;
        int odd = channel & 1;

        digitalWrite(ADC_CLK, 1);
        delayMicroseconds(2);
        digitalWrite(ADC_CLK, 0);
        delayMicroseconds(2);

        pinMode(ADC_DIO, OUTPUT);
        digitalWrite(ADC_CS, 0);
        // Bit de inicio
        digitalWrite(ADC_CLK,0);
        digitalWrite(ADC_DIO,1);    delayMicroseconds(2);
        digitalWrite(ADC_CLK,1);    delayMicroseconds(2);
        // Modo de un solo extremo
        digitalWrite(ADC_CLK,0);
        digitalWrite(ADC_DIO,1);    delayMicroseconds(2);
        digitalWrite(ADC_CLK,1);    delayMicroseconds(2);
        // IMPAR
        digitalWrite(ADC_CLK,0);
        digitalWrite(ADC_DIO,odd);  delayMicroseconds(2);
        digitalWrite(ADC_CLK,1);    delayMicroseconds(2);
        // Selección
        digitalWrite(ADC_CLK,0);
        digitalWrite(ADC_DIO,sel);    delayMicroseconds(2);
        digitalWrite(ADC_CLK,1);

        digitalWrite(ADC_DIO,1);    delayMicroseconds(2);
        digitalWrite(ADC_CLK,0);
        digitalWrite(ADC_DIO,1);    delayMicroseconds(2);

        for(i=0;i<8;i++)
        {
            digitalWrite(ADC_CLK,1);    delayMicroseconds(2);
            digitalWrite(ADC_CLK,0);    delayMicroseconds(2);
            pinMode(ADC_DIO, INPUT);
            dat1=dat1<<1 | digitalRead(ADC_DIO);
        }
        for(i=0;i<8;i++)
        {
            dat2 = dat2 | ((uchar)(digitalRead(ADC_DIO))<<i);
            digitalWrite(ADC_CLK,1);    delayMicroseconds(2);
            digitalWrite(ADC_CLK,0);    delayMicroseconds(2);
        }
        digitalWrite(ADC_CS,1);
        pinMode(ADC_DIO, OUTPUT);
        return(dat1==dat2) ? dat1 : 0;
    }
    int main(void)
    {
        uchar x_val;
        uchar y_val;
        uchar btn_val;
        if(wiringPiSetup() == -1){ // Si la inicialización de wiring falla, imprime un mensaje en pantalla
            printf("setup wiringPi failed !");
            return 1;
        }
        pinMode(BtnPin,  INPUT);
        pullUpDnControl(BtnPin, PUD_UP);
        pinMode(ADC_CS,  OUTPUT);
        pinMode(ADC_CLK, OUTPUT);

        while(1){
            x_val = get_ADC_Result(0);
            y_val = get_ADC_Result(1);
            btn_val = digitalRead(BtnPin);
            printf("x = %d, y = %d, btn = %d\n", x_val, y_val, btn_val);
            delay(100);
        }
        return 0;
    }

**Explicación del Código**

.. code-block:: c

    uchar get_ADC_Result(uint channel)
    {
        uchar i;
        uchar dat1=0, dat2=0;
        int sel = channel > 1 & 1;
        int odd = channel & 1;

        digitalWrite(ADC_CLK, 1);
        delayMicroseconds(2);
        digitalWrite(ADC_CLK, 0);
        delayMicroseconds(2);

        pinMode(ADC_DIO, OUTPUT);
        digitalWrite(ADC_CS, 0);
        // Bit de inicio
        digitalWrite(ADC_CLK,0);
        digitalWrite(ADC_DIO,1);    delayMicroseconds(2);
        digitalWrite(ADC_CLK,1);    delayMicroseconds(2);
        // Modo de un solo extremo
        digitalWrite(ADC_CLK,0);
        digitalWrite(ADC_DIO,1);    delayMicroseconds(2);
        digitalWrite(ADC_CLK,1);    delayMicroseconds(2);
        ......

El proceso de trabajo de la función se detalla en 2.1.4 Potenciómetro.

.. code-block:: c

    while(1){
            x_val = get_ADC_Result(0);
            y_val = get_ADC_Result(1);
            btn_val = digitalRead(BtnPin);
            printf("x = %d, y = %d, btn = %d\n", x_val, y_val, btn_val);
            delay(100);
        }

VRX y VRY del joystick están conectados a CH0 y CH1 del ADC0834 respectivamente. 
Así que se llama a la función getResult() para leer los valores de CH0 y CH1. 
Luego, los valores leídos se almacenan en las variables x_val y y_val. Además, 
se lee el valor del SW del joystick y se almacena en la variable Btn_val. 
Finalmente, los valores de x_val, y_val y Btn_val se imprimen con la función print().