Joystick modul

Leírás

A KY-023 joystick modul akkor céleszköz, ha egy mikrokontrolleres projektben nem csak egy gombot szeretnél figyelni, hanem irányt és kitérést is. A kar két tengelyen ad analóg jelet, ezért nem csak balra-jobbra vagy fel-le állapotot lehet olvasni, hanem a kitérés mértékét is. Ez robotvezérlésnél, menükezelésnél, szervópozíció állításnál vagy oktatási mérésnél sokkal többet ad, mint néhány külön nyomógomb.

A modul lelke két potméter és egy lenyomható kapcsoló. Az X és Y tengely jele a VRx és VRy kivezetésen jelenik meg, ezeket a vezérlő analóg bemenetére kell kötni. A lenyomás külön SW kimeneten olvasható, így a kar irányításra és kiválasztásra is használható.

A döntő paraméter nem a modul kinézete, hanem az, hogy a vezérlődön legyen legalább két analóg bemenet és egy digitális bemenet. Arduino UNO, Nano, Mega vagy hasonló fejlesztőpanel esetén ez kézenfekvő. Raspberry Pi esetén külön analóg-digitális átalakító kell, mert a klasszikus Raspberry Pi GPIO nem olvas közvetlen analóg feszültséget.

Az első korlát a mechanika és a jelkezelés. Ez egy kis paneles, potméteres joystick modul, nem ipari kezelőkar. Panelbe építés előtt mérni kell a konkrét darab furatait és karhelyzetét, a programban pedig érdemes holtsávot beállítani a középállás köré.

Helye

A KY-023 joystick modul kezelőszervként kerül a mikrokontroller mellé. Nem szenzor olyan értelemben, hogy a külvilág egy fizikai mennyiségét méri, hanem a felhasználó mozdulatát alakítja elektromos jellé.

A két analóg tengely miatt jól illik olyan rendszerekbe, ahol nem elég egy egyszerű be-ki jel. Ilyen például egy robot kézi irányítása, egy szervó kétirányú vezérlése, egy kijelzős menü görgetése vagy egy játékvezérlő jellegű bemenet.

Azaz a KY-023 joystick modul egy két tengelyes, analóg kimenetű kezelőmodul, amely VRx és VRy feszültségjellel adja vissza a kar állását, az SW kimeneten pedig a lenyomott gomb állapotát lehet olvasni.

Működés és beépítés

A kar mozgatásakor két potméter csúszkája változtatja az X és Y tengely kimeneti feszültségét. Középállásban a tengelyek jellemzően a tápfeszültség környékének közepén állnak, a két szélső irányban pedig a kimenet a GND vagy a tápfeszültség felé mozdul. A pontos ADC érték a tápfeszültségtől, a vezérlő felbontásától és a konkrét példánytól függ.

Bekötéskor a GND és VCC mellé a VRx és VRy jelet két analóg bemenetre kell vinni. Az SW kimenet külön digitális bemenetre kerül. A programban nem elég csak a nyers értéket kiírni: érdemes középértéket mérni, holtsávot beállítani, majd az irányokat ehhez képest értelmezni.

Felhasználási példák

• Robotautó kézi irányításánál az egyik tengely lehet előre-hátra, a másik balra-jobbra irány.
• Két szervóval mozgatott kameraállvány döntéséhez és forgatásához használható.
• Kijelzős Arduino menüben a tengelyekkel lehet lépkedni, az SW gombbal pedig kiválasztani.
• Oktatási mérésnél jól mutatja, hogyan lesz potméterállásból ADC érték.
• Egyszerű játékvezérlő vagy próba kezelőpanel bemeneteként beépíthető.
• CNC vagy robotikai próbamozgatásnál kis sebességű kézi jog vezérléshez használható.
• Szervó, motorvezérlő vagy LED mátrix tesztprogramoknál emberi bemenetet ad.

Kompatibilitás és beüzemelés

Döntés előtt ellenőrizendő adatok

• A vezérlődön legyen legalább két szabad analóg bemenet.
• Legyen egy szabad digitális bemenet az SW kapcsolójelhez.
• Ellenőrizd, hogy 3.3 V vagy 5 V tápfeszültséggel dolgozik-e a teljes rendszer.
• Panelbe építés előtt mérd meg a furatok és a kar helyzetét a konkrét darabon.
• Döntsd el, elég-e a kis potméteres joystick érzete, vagy nagyobb kezelőkar kell.
• Ha Raspberry Pi a cél, tervezz be külön ADC-t.
• Ha hosszú kábelre kerül, ellenőrizd a zajérzékenységet és a közös GND vezetést.

Használati korlátok és mikor ne ezt válaszd

• Ne ezt válaszd ipari kezelőpultba, ahol nagy mechanikai terhelés, por, rezgés vagy sok éves napi használat várható.
• Ne ezt válaszd, ha csak négy fix irány kell, mert arra egy gombmátrix vagy négy mikrokapcsoló egyszerűbb lehet.
• Ne ezt válaszd Raspberry Pi-hez önmagában, ha nem akarsz külön ADC modult használni.
• Ne ezt válaszd precíziós pozícióadónak, mert a potméteres joystick középállása és szélsőértéke példányonként eltérhet.
• Ne ezt válaszd hosszú kábeles, zajos környezetbe külön jelkezelés nélkül.
• Ne ezt válaszd, ha kész, dobozolható, menetes rögzítésű kezelőszervre van szükség.

Műhelymegfigyelés

Ennél a modulnál a legtöbb hiba nem a bekötésnél, hanem a programban jön elő. A kezdő kód sokszor azt feltételezi, hogy a középérték pontosan 512, 2048 vagy a tápfeszültség fele. A valós darab ezt ritkán tartja pontosan. Érdemes induláskor néhány mérést venni nyugalmi helyzetben, ebből középértéket számolni, majd erre holtsávot tenni. Kalibráció a kulcsszó.

Műszaki jellemzők

Dokumentáció

Bekötés

1: GND,
2: +3.3V…+5V,
3: X tengely analóg kimenet,
4: Y tengely analóg kimenet,
5: Kapcsolójel kimenet.

Csomag

• 1 db KY-023 joystick modul