ממשק ג'ויסטיק עם פטל פטל

בפגישה זו אנו הולכים להתממשק ג'ויסטיק עם פטל פי. ג'ויסטיק משמש בעיקר למשחקים שונים. אומנם קל לחבר ג'ויסטיקים מסוג USB, אך כיום אנו הולכים לחבר ג'ויסטיק דרך סיכות Raspberry Pi GPIO, זה יועיל במקרים רבים.

פטל פטל וג'ויסטיק מודול:

ג'ויסטיקים זמינים בצורות ובגדלים שונים. מודול ג'ויסטיק טיפוסי מוצג באיור למטה. מודול ג'ויסטיק זה מספק בדרך כלל יציאות אנלוגיות ומתחי היציאה המסופקים על ידי מודול זה משתנים כל הזמן בהתאם לכיוון שאליו אנו מזיזים אותו. ונוכל לקבל את כיוון התנועה על ידי פירוש שינויי המתח הללו באמצעות מיקרו-בקר כלשהו. בעבר השתמשנו במיקרו בקר AVR עם ג'ויסטיק.

למודול הג'ויסטיק הזה שני צירים כפי שאתה יכול לראות. הם ציר X וציר Y. כל ציר של JOY STICK מותקן על פוטנציומטר או סיר. נקודות האמצע של הסירים הללו מונעות כ- Rx ו- Ry. אז Rx ו- Ry הם נקודות משתנות לסירים האלה. כאשר הג'ויסטיק נמצא במצב המתנה, Rx ו- Ry משמשים כמפריד מתח.

כאשר ג'ויסטיק מועבר לאורך הציר האופקי, המתח בסיכת Rx משתנה. באופן דומה, כאשר הוא נע לאורך הציר האנכי, המתח בסיכת Ry משתנה. אז יש לנו ארבעה כיוונים של ג'ויסטיק בשתי יציאות ADC. בעת הזזת המקל, המתח בכל סיכה הולך גבוה או נמוך, תלוי בכיוון.

כידוע ל- Raspberry Pi אין מנגנון ADC פנימי (ממיר אנלוגי לדיגיטלי). כך שלא ניתן לחבר את המודול הזה ישירות ל- Pi. נשתמש במשוואים מבוססי Op-amp כדי לבדוק את תפוקות המתח. מגברי OP אלה מספקים אותות ל- Raspberry Pi ו- Pi מחליפים את הנוריות בהתאם לאותות. כאן השתמשנו בארבע נוריות לד כדי לציין את התנועה של הג'ויסטיק בארבעה כיוונים. בדקו את סרטון ההדגמה בסוף.

כל אחד מ -17 הפינים של GPIO אינו יכול לקחת מתח גבוה מ- 3.3V, ולכן יציאות ה- Op-amp אינן יכולות להיות גבוהות מ- 3.3V. לפיכך בחרנו במגבר LM324, ל- IC זה יש מגבר תפעולי מרובע שיכול לעבוד ב -3 וולט. עם IC זה, יש לנו יציאות מתאימות ליציאות עבור פינים ה- GPIO של Raspberry pi שלנו. למידע נוסף על סיכות GPIO של Raspberry Pi כאן. בדוק גם את סדרת ההדרכות של פטל פי יחד עם כמה פרויקטים טובים של IoT.

רכיבים נדרשים:

כאן אנו משתמשים ב- Raspberry Pi 2 דגם B עם Raspbian Jessie OS. כל דרישות החומרה והתוכנה הבסיסיות נדונו בעבר, אתה יכול לחפש את זה במבוא Raspberry Pi ו- Raspberry PI LED מהבהב להתחלה, מלבד זה שאנחנו צריכים:

• קבלים של 1000 µF
• מודול ג'ויסטיק
• LM324 IC מגבר אופ
• נגד 1KΩ (12 חתיכות)
• LED (4 חתיכות)
• נגד 2.2KΩ (4 חתיכות)

תרשים מעגל:

ישנם ארבעה משווים של OP-AMP בתוך LM324 IC לאיתור ארבעה כיוונים של ג'ויסטיק. להלן התרשים של LM324 IC מגליון הנתונים שלה.

החיבורים שבוצעו עבור מודול ג'ויסטיק לממשק עם פטל פי מוצגים בתרשים המעגל שלהלן. U1: A, U1: B, U1: C, U1: D מציין את ארבעת המשווים בתוך LM324. הראינו כל משווה בתרשים המעגל עם הסיכה המתאימה. של LM324 IC.

הסבר עבודה:

לזיהוי תנועת הג'ויסטיק לאורך ציר Y, ​​יש לנו OP-AMP1 או U1: A ו- OP-AMP2 או U1: B, ולזיהוי תנועת הג'ויסטיק לאורך ציר ה- X, יש לנו OP-AMP3 או U1: C ו- OP-AMP4 או U1: D.

OP-AMP1 מזהה את התנועה החיסונית של הג'ויסטיק לאורך ציר Y:

מסוף שלילי של השוואה U1: A מסופק עם 2.3V (באמצעות מעגל מחלק מתח על ידי 1K ו- 2.2K) והמסוף החיובי מחובר ל- Ry. בהנעת הג'ויסטיק למטה לאורך ציר ה- Y, ​​מתח Ry עולה. ברגע שמתח זה עולה על 2.3 וולט, OP-AMP מספק פלט + 3.3 וולט בפין היציאה שלו. פלט לוגיקה HIGH זה של OP-AMP יתגלה על ידי Raspberry Pi ו- Pi מגיב על ידי החלפת נורית.

OP-AMP2 מזהה את התנועה הפוכה של הג'ויסטיק לאורך ציר Y:

מסוף שלילי של המשווה U1: B מסופק עם 1.0 וולט (באמצעות מעגל מחלק מתח על ידי 2.2K ו- 1K) והמסוף החיובי מחובר ל- Ry. בהעברת הג'ויסטיק לאורך ציר ה- Y, ​​מתח Ry יורד. ברגע שמתח זה יורד מ -1.0 וולט, תפוקת ה- OP-AMP נמוכה. פלט לוגיקה LOW זה של OP-AMP יתגלה על ידי Raspberry Pi ו- Pi מגיב על ידי החלפת נורית.

OP-AMP3 מזהה את התנועה השמאלית של הג'ויסטיק לאורך ציר ה- X:

המסוף השלילי של המשווה U1: C מסופק עם 2.3V (באמצעות מעגל מחלק מתח על ידי 1K ו- 2.2K) והמסוף החיובי מחובר ל- Rx. בהזזת הג'ויסטיק שמאלה לאורך ציר ה- x שלו, מתח ה- Rx עולה. ברגע שמתח זה עולה על 2.3 וולט, OP-AMP מספק פלט + 3.3 וולט בפין היציאה שלו. פלט לוגיקה HIGH זה של OP-AMP יתגלה על ידי Raspberry Pi ו- Pi מגיב על ידי החלפת נורית.

OP-AMP4 מזהה את התנועה הימנית של הג'ויסטיק לאורך ציר ה- X:

המסוף השלילי של המשווה U1: 4 מסופק עם 1.0 וולט (באמצעות מעגל מחלק מתח על ידי 2.2K ו- 1K) והמסוף החיובי מחובר ל- Rx. בהזזת הג'ויסטיק ימינה לאורך ציר ה- x שלו, מתח ה- Rx פוחת. ברגע שמתח זה יורד מ -1.0 וולט, תפוקת ה- OP-AMP נמוכה. פלט לוגיקה LOW זה של OP-AMP יתגלה על ידי Raspberry Pi ו- Pi מגיב על ידי החלפת נורית.

בדרך זו כל ארבעת ההיגיון, הקובעים את ארבעת הכיוונים של ג'ויסטיק, מתחברים לפטל פי. Raspberry Pi לוקח את התפוקות של המשווים הללו כתשומות ומגיב בהתאם על ידי החלפת הנוריות. להלן התוצאות המוצגות במסוף של Raspberry Pi, מכיוון שהדפסנו גם את כיוון הג'ויסטיק במסוף באמצעות קוד הפייתון שלנו.

קוד ווידאו ופייתון מובאים להלן. קוד קל וניתן להבין אותו על ידי ההערות המופיעות בקוד.