【花雕学编程】Arduino动手做（232）---ESP32S3-CAM 双轴摇杆

双轴摇柄模块（Joystick Module）是一种常用于电子项目中的输入设备，类似于游戏手柄的摇杆。它可以检测X轴和Y轴的模拟输入以及按下按钮的数字输入。以下是摇柄模块的主要特点和使用方法：
1、摇柄模块的特点
双轴模拟输出: 摇柄模块可以检测X轴和Y轴的偏移量，输出模拟信号。
按键功能: 摇柄模块通常带有一个按键，当按下摇杆时会输出一个数字信号。
易于连接: 模块通常有5个引脚：VCC（电源）、GND（地）、VRX（X轴模拟输出）、VRY（Y轴模拟输出）和SW（按键数字输出）。

2、应用场景
机器人控制: 用于控制机器人的移动方向和速度。
游戏控制器: 用于DIY游戏控制器，模拟游戏手柄的功能。
机械臂控制: 通过摇杆控制机械臂的运动轨迹和抓取力度1。

3、连接方法
电源连接: 将VCC连接到Arduino的5V引脚，GND连接到Arduino的GND引脚。
模拟输入连接: 将VRX连接到Arduino的模拟输入引脚（如A0），VRY连接到另一个模拟输入引脚（如A1）。
数字输入连接: 将SW连接到Arduino的数字输入引脚（如D3）。

双柄操纵杆是一种用手指使用的输入传感器。你应该已经熟悉这个概念了，它们被广泛应用于游戏手柄和遥控器。它可以在两个轴（Y和或X）上接收输入同时（通常用于控制二维平面上的方向）。它还有第三个方向按下（Z轴/方向）即可。



这是通过在操纵杆模块内以90度角安装两个旋转电位计来实现的相互放置，以便同时检测两个方向上的方向偏移，并具有“垂直”轴上的按钮开关，可以检测用户何时按下操纵杆。



当读取操纵杆数据时，轴之间存在一些差异：X和Y轴的数据是模拟的，这需要使用ADC。Z轴的数据是数字的，因此您可以直接使用GPIO读取此数据数据，或者您可以选择使用ADC读取此数据。

Arduino实验接线示意图

  【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）
   实验二百三十二：ESP32-S3 WROOM N16R8 CAM开发板WiFi+蓝牙模块
   OV2640/5640摄像头模组
  {花雕动手做}项目之二十七：ESP32-S3 CAM使用joystick双轴摇杆模块控制LED灯

实验开源代码

/*
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*/

int xyzPins[] = {14, 13, 12};   // x, y, z pins
#define PIN_LED 2               // LED连接到数字引脚D2

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  pinMode(xyzPins[2], INPUT_PULLUP);  // z轴是一个按钮
  pinMode(PIN_LED, OUTPUT);           // 设置LED引脚为输出模式
}

void loop() {
  int xVal = analogRead(xyzPins[0]);
  int yVal = analogRead(xyzPins[1]);
  int zVal = digitalRead(xyzPins[2]);

  // 根据Z轴按钮状态控制LED
  if (zVal == LOW) {
    digitalWrite(PIN_LED, HIGH); // 点亮LED
    Serial.println("LED已点亮");
  } else {
    digitalWrite(PIN_LED, LOW);  // 关闭LED
    Serial.println("LED已关闭");
  }

  Serial.printf("X,Y,Z: %d,\t%d,\t%d\n", xVal, yVal, zVal);
  delay(1500);
}
复制代码

解读代码：

1、定义引脚和常量

int xyzPins[] = {40, 39, 38};   // x, y, z pins

#define PIN_LED 2               // LED连接到数字引脚D2
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xyzPins数组: 定义了三个引脚，分别用于X轴、Y轴和Z轴（按钮）。
PIN_LED: 定义了LED连接的引脚。

2、初始化设置

void setup() {

  Serial.begin(115200);

  pinMode(xyzPins[2], INPUT_PULLUP);  // z轴是一个按钮

  pinMode(PIN_LED, OUTPUT);           // 设置LED引脚为输出模式

}
复制代码

Serial.begin(115200): 初始化串口通信，波特率为115200。
pinMode(xyzPins2, INPUT_PULLUP): 将Z轴引脚设置为输入模式，并启用内部上拉电阻。
pinMode(PIN_LED, OUTPUT): 将LED引脚设置为输出模式。

3、主循环

void loop() {

  int xVal = analogRead(xyzPins[0]);

  int yVal = analogRead(xyzPins[1]);

  int zVal = digitalRead(xyzPins[2]);
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analogRead(xyzPins[0]): 读取X轴的模拟值。
analogRead(xyzPins1): 读取Y轴的模拟值。
digitalRead(xyzPins2): 读取Z轴按钮的数字值。

4、控制LED

  if (zVal == LOW) {

    digitalWrite(PIN_LED, HIGH); // 点亮LED

    Serial.println("LED已点亮");

  } else {

    digitalWrite(PIN_LED, LOW);  // 关闭LED

    Serial.println("LED已关闭");

  }
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if (zVal == LOW): 检查Z轴按钮是否被按下（低电平）。
digitalWrite(PIN_LED, HIGH): 如果按钮被按下，点亮LED。
Serial.println(“LED已点亮”): 输出LED状态到串口。
else: 如果按钮未被按下。
digitalWrite(PIN_LED, LOW): 关闭LED。
Serial.println(“LED已关闭”): 输出LED状态到串口。

5、 输出状态

 Serial.printf("X,Y,Z: %d,\t%d,\t%d\n", xVal, yVal, zVal);

  delay(1500);

}

复制代码

Serial.printf(“X,Y,Z: %d,\t%d,\t%d\n”, xVal, yVal, zVal): 输出X、Y、Z轴的值到串口。
delay(1500): 延迟1.5秒。

总结
这段代码读取摇杆的X轴和Y轴的模拟值，以及Z轴按钮的数字值。当Z轴按钮被按下时，点亮LED，并通过串口输出当前状态。

实验串口返回情况

实验场景图