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2.1.6 Joystick
=================

Introduction
---------------

Dans ce projet, nous allons apprendre comment fonctionne un joystick. 
Nous allons manipuler le joystick et afficher les résultats à l'écran.

Composants
---------------

.. image:: img/image317.png


Principe
-----------

**Joystick**

L'idée de base d'un joystick est de traduire le mouvement d'un manche en 
informations électroniques que l'ordinateur peut traiter.

Pour communiquer toute l'amplitude des mouvements à l'ordinateur, un joystick 
doit mesurer la position du manche sur deux axes : l'axe X (gauche-droite) et 
l'axe Y (haut-bas). Comme en géométrie de base, les coordonnées X-Y déterminent 
précisément la position du manche.

Pour déterminer la position du manche, le système de contrôle du joystick surveille 
simplement la position de chaque axe. Le joystick analogique conventionnel le fait 
avec deux potentiomètres, ou résistances variables.

Le joystick dispose également d'une entrée numérique qui est activée lorsque l'on 
appuie sur le joystick.

.. image:: img/image318.png

Schéma de câblage
--------------------

Lorsque les données du joystick sont lues, il y a quelques différences entre les axes : 
les données des axes X et Y sont analogiques, et nécessitent donc l'utilisation de 
l'ADC0834 pour convertir la valeur analogique en valeur numérique. Les données de 
l'axe Z sont numériques, vous pouvez donc directement utiliser le GPIO pour les lire, 
ou également utiliser l'ADC.

.. image:: img/image319.png

.. image:: img/image320.png


Procédures expérimentales
---------------------------

**Étape 1 :** Construire le circuit.

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


Pour les utilisateurs du langage C
^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^

**Étape 2 :** Aller dans le répertoire du code.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block::

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

**Étape 3 :** Compiler le code.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block::

    gcc 2.1.6_Joystick.c -lwiringPi

**Étape 4 :** Exécuter le fichier exécutable.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block::

    sudo ./a.out

Après avoir exécuté le code, tournez le joystick, et les valeurs correspondantes 
de x, y et Btn seront affichées à l'écran.

.. note::

    Si cela ne fonctionne pas après exécution ou si une erreur « wiringPi.h: Aucun fichier ou répertoire de ce type » apparaît, veuillez vous référer à :ref:`C code is not working?`.
**Code**

.. 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 démarrage
        digitalWrite(ADC_CLK,0);
        digitalWrite(ADC_DIO,1);    delayMicroseconds(2);
        digitalWrite(ADC_CLK,1);    delayMicroseconds(2);
        // Mode Single End
        digitalWrite(ADC_CLK,0);
        digitalWrite(ADC_DIO,1);    delayMicroseconds(2);
        digitalWrite(ADC_CLK,1);    delayMicroseconds(2);
        // ODD
        digitalWrite(ADC_CLK,0);
        digitalWrite(ADC_DIO,odd);  delayMicroseconds(2);
        digitalWrite(ADC_CLK,1);    delayMicroseconds(2);
        // Sélection
        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){ // lorsque l'initialisation de wiring échoue, afficher un message à l'écran
            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;
    }
**Explication du Code**

.. 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 démarrage
        digitalWrite(ADC_CLK,0);
        digitalWrite(ADC_DIO,1);    delayMicroseconds(2);
        digitalWrite(ADC_CLK,1);    delayMicroseconds(2);
        // Mode Single End
        digitalWrite(ADC_CLK,0);
        digitalWrite(ADC_DIO,1);    delayMicroseconds(2);
        digitalWrite(ADC_CLK,1);    delayMicroseconds(2);
        ......

Le processus de fonctionnement de cette fonction est détaillé dans la section 2.1.4 Potentiomètre.

.. 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);
        }

Les broches VRX et VRY du joystick sont connectées respectivement aux canaux 
CH0 et CH1 de l'ADC0834. La fonction getResult() est donc appelée pour lire 
les valeurs de CH0 et CH1, qui sont ensuite stockées dans les variables x_val 
et y_val. De plus, la valeur de SW du joystick est lue et stockée dans la 
variable btn_val. Enfin, les valeurs de x_val, y_val et btn_val sont imprimées 
à l'écran grâce à la fonction print().

Pour les utilisateurs Python
^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^

**Étape 2 :** Accédez au dossier du code.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block::

    cd ~/davinci-kit-for-raspberry-pi/python/

**Étape 3 :** Exécutez.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block::

    sudo python3 2.1.6_Joystick.py

Après l'exécution du code, tournez le joystick, puis les valeurs correspondantes 
de x, y, Btn s'affichent à l'écran.


**Code**

.. note::

    Vous pouvez **Modifier/Réinitialiser/Copier/Exécuter/Arrêter** le code ci-dessous. Mais avant cela, vous devez accéder au chemin du code source tel que ``davinci-kit-for-raspberry-pi/python``.
    
.. raw:: html

    <run></run>

.. code-block:: python

    import RPi.GPIO as GPIO
    import ADC0834
    import time

    BtnPin = 22

    def setup():
        # Configure les modes GPIO en mode BCM
        GPIO.setmode(GPIO.BCM)
        GPIO.setup(BtnPin, GPIO.IN, pull_up_down=GPIO.PUD_UP)
        ADC0834.setup()

    def destroy():
        # Libère les ressources
        GPIO.cleanup()

    def loop():
        while True:
            x_val = ADC0834.getResult(0)
            y_val = ADC0834.getResult(1)
            Btn_val = GPIO.input(BtnPin)
            print ('X: %d  Y: %d  Btn: %d' % (x_val, y_val, Btn_val))
            time.sleep(0.2)

    if __name__ == '__main__':
        setup()
        try:
            loop()
        except KeyboardInterrupt: # Lorsque 'Ctrl+C' est pressé, le programme destroy() sera exécuté.
            destroy()

**Explication du Code**

.. code-block:: python

    def loop():
        while True:
            x_val = ADC0834.getResult(0)
            y_val = ADC0834.getResult(1)
            Btn_val = GPIO.input(BtnPin)
            print ('X: %d  Y: %d  Btn: %d' % (x_val, y_val, Btn_val))
            time.sleep(0.2)

Les broches VRX et VRY du joystick sont connectées respectivement aux canaux CH0 et 
CH1 de l'ADC0834. La fonction getResult() est donc appelée pour lire les valeurs de 
CH0 et CH1. Ces valeurs sont ensuite stockées dans les variables x_val et y_val. 
De plus, la valeur de SW du joystick est lue et stockée dans la variable btn_val. 
Enfin, les valeurs de x_val, y_val et btn_val sont imprimées à l'écran avec la fonction print().

Image du phénomène
---------------------

.. image:: img/image194.jpeg