Сборка модуля джойстика для Arduino: пошаговое руководство

Если вы занимаетесь проектами, связанными с движением и робототехникой, скорее всего слышали о модуле джойстика для Arduino, но не знаете, как его сделать. Или хотите узнать подробнее о его работе?

Вы по адресу. Цель джойстика Arduino — передавать данные о движении в 2D (по двум осям), что идеально подходит для робототехники и систем управления движением.

В этой статье вы узнаете всё о модуле джойстика Arduino: как он работает и как собрать простую схему.

Что такое модуль джойстика?

Почти никакой робототехнический проект не обходится без джойстика. Готовые контроллеры бывают дорогими или не подходящими, а модуль джойстика — дешёвый и гибкий вариант.

Принцип работы аналогичен аналоговым геймпадам: два потенциометра, установленных под углом 90°, соединены с коротким рычагом с пружиной в центре.

В покое модуль выдаёт ~2.5 В на обеих осях (X и Y). При отклонении напряжение меняется от 0 до 5 В в зависимости от направления. При подключении к микроконтроллеру (10-битный АЦП) центральное значение ~512, крайние — 0 и 1023.

Распиновка

№	Имя	Описание
1	GND	Земля модуля
2	+5V	Питание модуля
3	VRx	Напряжение, пропорциональное оси X
4	VRy	Напряжение, пропорциональное оси Y
5	SW	Кнопка джойстика

Особенности

• Два независимых потенциометра для осей X и Y
<л>Малый вес
• Простое подключение к Arduino и другим микроконтроллерам
• Автоматический возврат в центральное положение
• Колпачок в виде чашечки

Технические характеристики

• Рабочее напряжение: 5 В
• Сопротивление потенциометров: 10 кОм
• Температура работы: 0…70 °C
• Шаг выводов: 2.54 мм
• Габариты: 4.0 × 2.6 × 3.2 см
• 5 выводов
• Два потенциометра управляют горизонтальным и вертикальным движением

Схемы подключения

На схеме видно два потенциометра (10 кОм), управляющих осями X и Y. Они движутся независимо. Вывод SW внутренне подключён к кнопке.

Подключение к Arduino

Модуль совместим с Raspberry Pi, Arduino и др. VRx и VRy подключаются к АЦП-входам, SW — к цифровому входу.

Направления движения и диапазоны значений:

Для опроса кнопки подключите SW к цифровому пину 8. Питание: VCC → 5V Arduino, GND → GND Arduino.

Код для Arduino (базовый)

Библиотеки не требуются. Скетч читает аналоговые входы и выводит значения в Serial Monitor.

#define joyX A0
#define joyY A1

void setup() {
  Serial.begin(9600);
}

void loop() {
  int xValue = analogRead(joyX);
  int yValue = analogRead(joyY);
  Serial.print(xValue);
  Serial.print("\t");
  Serial.println(yValue);
}

Маппинг значений (пример с LED-матрицей 8×8)

Часто нужно преобразовать диапазон 0–1023 в координаты дисплея. Пример для матрицы 8×8 (библиотека LedControl):

#include "LedControl.h"
#define joyX A0
#define joyY A1

int xMap, yMap, xValue, yValue;
LedControl lc = LedControl(12, 11, 10, 1);

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  lc.shutdown(0, false);
  lc.setIntensity(0, 8);
  lc.clearDisplay(0);
}

void loop() {
  xValue = analogRead(joyX);
  yValue = analogRead(joyY);
  xMap = map(xValue, 0, 1023, 0, 7);
  yMap = map(yValue, 0, 1023, 7, 0);
  lc.setLed(0, xMap, yMap, true);
  lc.clearDisplay(0);
}

Функция map() позволяет масштабировать диапазоны под ваши нужды.

Применение

• Робототехника

• Управление подвижной камерой

• Различные задачи управления движением

Заключение

Слово «джойстик» ассоциируется с геймпадами, но в DIY-электронике применение гораздо шире. Модуль выдаёт аналоговый сигнал, пропорциональный отклонению ручки по горизонтали и вертикали.

Если остались вопросы — пишите, мы всегда рады помочь.