Arduino - Joystick - Servo Motor
Neste tutorial, vamos aprender a usar o Arduino e um joystick para controlar dois servo motores ou um kit pan-tilt com servos.
Um joystick tem dois potenciômetros embutidos, posicionados em ângulo reto entre si (chamados de eixo X e eixo Y). Esses potenciômetros fornecem os valores analógicos (chamados de valor X e valor Y) nos pinos VRX e VRY. Vamos usar esses valores analógicos para controlar dois servo motores de forma independente: o valor X controla o servo nº 1 e o valor Y controla o servo nº 2. No caso do kit pan-tilt, o movimento dos dois servo motores cria um movimento 3D.
Existem dois casos de uso:
- Caso de uso 1: Os servo motores giram de acordo com o movimento da alavanca do joystick:
- Os ângulos dos servo motores são proporcionais aos valores X e Y do joystick.
- Quando soltamos a alavanca do joystick ⇒ todos os valores voltam para os valores centrais ⇒ os servo motores voltam automaticamente para a posição central
- Caso de uso 2: usar o joystick para enviar comandos aos servo motores (comandos para cima/baixo/esquerda/direita)
- Quando a alavanca do joystick é empurrada para a esquerda, mova o servo motor nº 1 no sentido horário, passo a passo
- Quando a alavanca do joystick é empurrada para a direita, mova o servo motor nº 1 no sentido anti-horário, passo a passo
- Quando a alavanca do joystick é empurrada para cima, mova o servo motor nº 2 no sentido horário, passo a passo
- Quando a alavanca do joystick é empurrada para baixo, mova o servo motor nº 2 no sentido anti-horário, passo a passo
- Quando soltamos a alavanca do joystick ⇒ os servo motores não voltam para a posição central
- Se o joystick for pressionado (botão de pressão), os servo motores voltam para a posição central
- Conecte o Arduino ao PC pelo cabo USB
- Abra a Arduino IDE e selecione a placa e a porta corretas
- Copie o código acima e abra-o na Arduino IDE
- Clique no botão Upload na Arduino IDE para carregar o código no Arduino
- Abra o Serial Monitor
- Empurre o joystick em alguma direção
- Veja a rotação do servo motor
- Veja o resultado no Serial Monitor
- Vá até o ícone Libraries na barra lateral esquerda da Arduino IDE.
- Pesquise “ezButton” e encontre a biblioteca de botão da ArduinoGetStarted.com
- Clique no botão Install para instalar a biblioteca ezButton.
- Copie o código acima e abra-o na Arduino IDE
- Clique no botão Upload na Arduino IDE para carregar o código no Arduino
- Abra o Serial Monitor
- Empurre o joystick em alguma direção
- Veja a rotação do servo motor
- Veja o resultado no Serial Monitor
Vamos explorar o código para os dois casos de uso nas próximas partes.
Hardware Necessário
Or you can buy the following kits:
| 1 | × | DIYables STEM V3 Starter Kit (Arduino included) | |
| 1 | × | DIYables Sensor Kit (18 sensors/displays) |
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Buy Note: For controlling multiple servo motors, use the PCA9685 16 Channel PWM Servo Driver Module to save MCU pins and simplify wiring.
Sobre o Joystick e o Servo Motor
Se você ainda não conhece o joystick e o servo motor (pinagem, como funcionam, como programar...), aprenda sobre eles nos seguintes tutoriais:
Diagrama de Ligação
This image is created using Fritzing. Click to enlarge image
Código Arduino
Código Arduino - Os servo motores giram de acordo com o movimento da alavanca do joystick
/*
* Este código de Arduino foi desenvolvido por pt.newbiely.com
* Este código de Arduino é disponibilizado ao público sem nenhuma restrição.
* Para tutoriais completos e diagramas de ligação, visite:
* https://pt.newbiely.com/tutorials/arduino/arduino-joystick-servo-motor
*/
#include <Servo.h>
#define VRX_PIN A0 // Arduino pin connected to VRX pin
#define VRY_PIN A1 // Arduino pin connected to VRY pin
#define SERVO_X_PIN 2 // Arduino pin connected to Servo motor 1
#define SERVO_Y_PIN 3 // Arduino pin connected to Servo motor 2
Servo xServo; // create servo object to control a servo 1
Servo yServo; // create servo object to control a servo 2
void setup() {
Serial.begin(9600) ;
xServo.attach(SERVO_X_PIN);
yServo.attach(SERVO_Y_PIN);
}
void loop() {
// read analog X and Y analog values
int xValue = analogRead(VRX_PIN);
int yValue = analogRead(VRY_PIN);
int xAngle = map(xValue, 0, 1023, 0, 180); // scale it to the servo's angle (0 to 180)
int yAngle = map(yValue, 0, 1023, 0, 180); // scale it to the servo's angle (0 to 180)
xServo.write(xAngle); // rotate servo motor 1
yServo.write(yAngle); // rotate servo motor 2
// print data to Serial Monitor on Arduino IDE
Serial.print("Joystick: ");
Serial.print(xValue);
Serial.print(", ");
Serial.print(yValue);
Serial.print(" => Servo Motor: ");
Serial.print(xAngle);
Serial.print("°, ");
Serial.print(yAngle);
Serial.println("°");
}
Passos Rápidos
8
Serial.println("Hello World!");
Message (Enter to send message to 'Arduino Uno' on 'COM15')
New Line
9600 baud
Coming soon
Código Arduino - Usar o joystick para enviar comandos aos servo motores
/*
* Este código de Arduino foi desenvolvido por pt.newbiely.com
* Este código de Arduino é disponibilizado ao público sem nenhuma restrição.
* Para tutoriais completos e diagramas de ligação, visite:
* https://pt.newbiely.com/tutorials/arduino/arduino-joystick-servo-motor
*/
#include <Servo.h>
#include <ezButton.h>
#define VRX_PIN A0 // Arduino pin connected to VRX pin
#define VRY_PIN A1 // Arduino pin connected to VRY pin
#define SW_PIN 2 // Arduino pin connected to SW pin
#define SERVO_X_PIN 2 // Arduino pin connected to Servo motor 1
#define SERVO_Y_PIN 3 // Arduino pin connected to Servo motor 2
#define COMMAND_NO 0x00
#define COMMAND_LEFT 0x01
#define COMMAND_RIGHT 0x02
#define COMMAND_UP 0x04
#define COMMAND_DOWN 0x08
#define LEFT_THRESHOLD 400
#define RIGHT_THRESHOLD 800
#define UP_THRESHOLD 400
#define DOWN_THRESHOLD 800
#define UPDATE_INTERVAL 100 // 100ms
ezButton button(SW_PIN);
Servo xServo; // create servo object to control a servo 1
Servo yServo; // create servo object to control a servo 2
int xValue = 0 ; // To store value of the X axis
int yValue = 0 ; // To store value of the Y axis
int xAngle = 90; // the center position of servo #1
int yAngle = 90; // the center position of servo #2
int command = COMMAND_NO;
unsigned long lastUpdateTime = 0;
void setup() {
Serial.begin(9600) ;
xServo.attach(SERVO_X_PIN);
yServo.attach(SERVO_Y_PIN);
button.setDebounceTime(50); // set debounce time to 50 milliseconds
}
void loop() {
button.loop(); // MUST call the loop() function first
if (millis() - lastUpdateTime > UPDATE_INTERVAL) {
lastUpdateTime = millis() ;
// read analog X and Y analog values
xValue = analogRead(VRX_PIN);
yValue = analogRead(VRY_PIN);
// converts the analog value to commands
// reset commands
command = COMMAND_NO;
// check left/right commands
if (xValue < LEFT_THRESHOLD)
command = command | COMMAND_LEFT;
else if (xValue > RIGHT_THRESHOLD)
command = command | COMMAND_RIGHT;
// check up/down commands
if (yValue < UP_THRESHOLD)
command = command | COMMAND_UP;
else if (yValue > DOWN_THRESHOLD)
command = command | COMMAND_DOWN;
// NOTE: AT A TIME, THERE MAY BE NO COMMAND, ONE COMMAND OR TWO COMMANDS
// print command to serial and process command
if (command & COMMAND_LEFT) {
Serial.println("COMMAND LEFT");
xAngle--;
}
if (command & COMMAND_RIGHT) {
Serial.println("COMMAND RIGHT");
xAngle++;
}
if (command & COMMAND_UP) {
Serial.println("COMMAND UP");
yAngle--;
}
if (command & COMMAND_DOWN) {
Serial.println("COMMAND DOWN");
yAngle++;
}
}
if (button.isPressed()) {
Serial.println("The button is pressed");
xAngle = 90; // the center position of servo #1
yAngle = 90; // the center position of servo #2
}
xServo.write(xAngle); // rotate servo motor 1
yServo.write(yAngle); // rotate servo motor 2
// print data to Serial Monitor on Arduino IDE
Serial.print("Servo Motor's Angle: ");
Serial.print(xAngle);
Serial.print("°, ");
Serial.print(xAngle);
Serial.println("°");
}
Passos Rápidos
8
Serial.println("Hello World!");
Message (Enter to send message to 'Arduino Uno' on 'COM15')
New Line
9600 baud
Explicação do Código
Leia a explicação linha por linha nas linhas de comentário do código-fonte!