¿Qué es y cómo podemos usar un joystick con Arduino? Guía paso a paso

Si te gusta la electrónica y eres programador, entonces con la ayuda de Arduino vas a poder llevar a cabo una gran cantidad de proyectos que te permitirán realizar diferentes tipos de actividades en el mundo real. Es así como también se puede usar un joystick en esta plataforma para así poder mejorar su uso y conseguir una mejor experiencia.

En este caso un joystick es un elemento de entrada para programas digitales, el cual está construido mediante un conjunto de resistencias variables. También es considerado como una herramienta muy útil en la plataforma de Arduino, la cual te ayudará a dar direcciones a aquello que deseas. De esta manera los joystick son utilizados para llevar a cabo proyectos de carros de control remoto y para controles de videojuegos.

De esta manera, se ha convertido en una herramienta muy interesante para lo que es el movimiento en dos dimensiones, además de que ofrece una facilidad de uso y no requiere de tanto dinero para su uso. Es así como aquí te vamos a enseñar que es un joystick y cómo puedes utilizarlo con Arduino, para ello sigue detalladamente todo lo que te enseñaremos a continuación en el post.

¿Qué es un Joystick y para qué sirve en un proyecto Arduino?

Un joystick es un controlador que se puede añadir a los proyectos de electrónica y Arduino, el mismo proporciona la ventaja de poder agregar una cantidad de información superior a la que se puede llegar a obtener simplemente con pulsadores. De esta manera, esos elementos de entrada son muy similares a lo que son las palancas analógicas que tienen la mayoría de los mandos de las videoconsolas de Xbox o PlayStation y ordenadores.

Los mismos son empleados cuando se necesita tener un control mucho más preciso y suave. Todo esto lo ha llevado a convertirse en una excelente alternativa para todos aquellos electrónicos que quieres ejecutar un proyecto que requiere ciertos movimientos.

Estos componentes de entrada se encuentran formados por un sistema de balancín con dos ejes ortogonales acoplados a dos potenciómetros. Dichos potenciómetros se encargan de realizar la medición de la posición de la palanca en ambos ejes. Hay que mencionar que uno de los ejes se encuentra apoyado en un micro ruptor, esto es lo que permite que se pueda detectar las pulsaciones de la palanca.

Por lo tanto, estos elementos tienen como objetivo facilitar lo que es la señal analógica para la posición de cada eje, más una señal digital que la detección de las pulsaciones del mando. Al contar con una entrada en los ejes X e Y en forma analógica, se puede llegar a programar los controles de una forma más avanzada y precisa de las que se pueden llegar a conseguir con un control digital todo/nada.

Un ejemplo de esto podría ser lo siguiente:

• Se puede aumentar la velocidad del movimiento de un brazo robótico mientras mayor sea el valor de la medición, esto quiere decir que mientras dicho valor sea mayor la velocidad aumentará. Lo mismo sucede cuando se quiere hacer que un coche ande más rápido o gire mucho más rápido. Si estas acciones se ejecutan solo con pulsadores sería casi imposible conseguir movimientos suaves, sino que el robot se movería con saltos, creando un movimiento brusco.

Por último, hay que mencionar que los joystick son dispositivos cómodos de utilizar y muy sencillos, los mismos permite agregar un control a cada uno de los proyectos electrónicos creados con Arduino. Es así como este componente puede ser usado para proyectos de robótica, vehículos reales, coches de control remoto, para un brazo robótico, entre muchos otros.

Analógico o Digital ¿Cuál es el mejor joystick para usar con Arduino?

Muchos de los usuarios constantemente se preguntan cuál es el mejor joystick para usar con Arduino, si el analógico o el digital, lo cierto de todo esto es que la variación analógica es continua y gradual, mientras que la digital presenta saltos discretos por lo que terminan siendo más brusco. En el caso de la física en la vida real se encuentra compuesta por variaciones analógicas como lo puede ser onda como por ejemplo el sonido de la luz, la variación de la velocidad, una piedra en el agua, entre otros.

A todo esto se le conoce como una variación continua que afecta los sentidos, las variaciones digitales solamente existen de manera artificial. Cuando se quiere representar la vida real en un juego la interfaz de E/S entre el usuario y el sistema debe tratar de esconder las variaciones digitales para así poder ofrecerle más realismo a la simulación, tratando de hacer que estas parezcan analógicas.

Los joystick analógicos están constituidos por pequeños potenciómetros y pulsadores y la señal de salida es claramente analógica, pero posteriormente debe ser demodulada para convertirla en digital, ya que esto es lo que permite que pueda ser interpretada como datos y valores de entrada para el sistema que es digital. Dentro de los ordenadores se encuentra una tarjeta que generalmente se encontraba en las de sonido ya que estaba demodulada y es la que se encarga de hacer esto un sistema básico de convertidor analógico al digital.

El objetivo de todo esto es utilizar el voltaje de variable de cada potenciómetro para cargar un condensador, el cual se trata simplemente de un dispositivo de almacenamiento eléctrico. Por lo tanto, si el potenciómetro es ajustado para poder ofrecer una mayor resistencia, provocará que el condensador tarde más tiempo en cargar, y si se ofrece menos, entonces el condensador se cargará de manera más rápida.

Al descargar el condensador para después calcular el tiempo que tarda en recargar, el convertido puede determinar la posición del potenciómetro y por lo tanto, el joystick. En este caso la medida resultante de recarga termina siendo un valor numérico que el ordenador puede reconocer. Es por ello que el PC ejecutará esta operación cada vez que requiera realizar una lectura del joystick.

Hay que tener muy presente que los joystick analógicos son aquellos que se conectan al puerto para joystick analógicos y no en los USB que son los digitales. De modo que todo lo que entre y salga por USB es digital. En este caso el puerto joystick se encuentra diseñado como una interfaz  de dos joystick analógicos donde cada joystick dispone de dos botones. De esta manera, el puerto joystick no suele estar integrado en los componentes de la placa base.

Los mismos pueden ser integrados en tarjetas de tipo multi I/O u en las tarjetas de sonido. Es así como el conector del puerto puede permitir la conexión de dos joystick a la misma vez. Para poder saber si se cuenta con un puerto de joystick en el ordenador, este debe tener un conector de 15 pines que se encuentra en la parte de atrás de su CPU.

Finalmente se puede decir que los joystick analógicos brindan una mejor experiencia que los digitales, ya que son mucho más suaves y sencillos, por lo que ofrecerán una experiencia más real, mientras que los digitales son más bruscos y ofrecen saltos, por lo que no son tan suave como los analógicos, siendo esta la principal diferencia entre ambos.

Aprende paso a paso cómo utilizar un joystick con Arduino desde cero

Antes de comenzar a llevar este procedimiento a cabo es importante tener presente que este módulo de joystick cuenta con cinco pines los cuales se enumeran de izquierda  a derecha  y se conocen como:

• GND: Pin conectado a tierra.
• +5V: pin de alimentación (5v).
• VRx: pin de lectura de potenciómetro para el eje de las x.
• VRy: pin de lectura de potenciómetro para el eje de las Y.
• SW: es un pin adicional que se utiliza para un push button en la parte inferior.

Teniendo esto en cuenta, a continuación te enseñamos la lista de materiales que debes tener para utilizar un joystick con Arduino desde cero:

• Arduino UNO/MEGA/LEONARDO/NANO entre otros modelos.
• Cables de conexión.
• 4 LEDs.
• 4 resistencias de 220 Ω.

Generación del código Arduino

A partir de este momento se llevará a cabo la utilización del joystick con un Arduino. Tal cual como ya se ha mencionado anteriormente en el post, este componente de entrada se trata de una palanca con un movimiento dado en dos dimensiones. Por lo tanto, esto no es más que la regulación de los dos potenciómetros con respecto al movimiento que se le imprima al joystick. Esto quiere decir que si el potenciómetro se mueve de izquierda a derecha seria como mover el potenciómetro de un extremo a otro extremo.

Es así como se puede utilizar de manera muy sencilla en la placa Arduino. Para ello se colocaran cuatro LEDs posicionadas hacia cuatro direcciones entre sí, bien sea hacia la derecha, izquierda, hacia arriba o hacia abajo. El programa encenderá la LED dependiendo de la dirección del movimiento del joystick. Esto quiere decir que si el joystick se mueve hacia arriba, entonces se encenderá el led superior y así respectivamente con cada uno de los demás leds posicionados.

Conexiones

En las siguientes imágenes se puede ver cómo se realiza la conexión del joystick analógico dos ejes con botón:

Código

En este caso se trata de obtener una lectura con una variable dada para cada uno de los ejes, en el valor de las Xs se leerá para los LEDs que se encuentran ubicados a la izquierda y derecha, en estos casos se les otorga valores que van desde los 700 y 400, esto se debe a que Arduino toma una lectura analógica con valores que van desde el 0 hasta el 1023, es decir, que el valor resistivo del potenciómetro, sea cual sea, la placa Arduino lo va a entender como valor que se encuentra dentro de esos parámetros.

Lo mismo va a suceder para cualquiera de las direcciones que se mueva el joystick. Teniendo en cuenta todo lo mencionado anteriormente se podrá llevar a cabo la utilización del joystick con Arduino. Es importante tener en cuenta que cada usuario le dará el uso que le quiera dar a esto.

Los mejores proyectos Arduino con joystick que puedes hacer tu mismo

Hoy en día en Arduino se ha vuelto muy frecuente ver diferentes tipos de proyectos con joystick, esto se debe a que este elemento de entrada se ha convertido en una de las mejores alternativas para llevar a cabo este tipo de actividades electrónicas, ya que permitirá brindar un movimiento analógico a los diferentes proyectos Arduino realizados en la vida real.

Es así como a continuación te vamos a enseñar cuales son los mejores proyectos Arduino con joystick que puedes hacer tú mismo desde casa:

Controlar 2 servomotores con joystick

Gracias a la herramienta de Arduino y a los elementos de joystick los usuarios electrónicos van a tener la oportunidad de aprender a programar un circuito que les permita controlar la posición de 2 servomotores en función de la posición de un único joystick. Hay que tener en cuenta que estos componentes de entradas están compuestos por dos potenciómetros, por lo que cada uno de los potenciómetros deberá asociarse con cada servomotor.

De esta manera, la posición del servomotor va a variar desde el 0 ° a 180 ° en función del movimiento del joystick de izquierda a derecha. En cuanto a la dificultad del proyecto se puede decir que está hecho para usuarios intermedio y el cual puede llevar aproximadamente 30 minutos para su creación.

Controla el ARM Robot con 2 joysticks

Este proyecto de robótica en Arduino se ha convertido en uno de los más interesantes y populares de los últimos tiempos, es así como muchos programadores de la electrónica han decidido enfocarse en este tipo de proyecto conocido como ARM Robot, donde consiste en darle diferentes movimientos en distintas direcciones para tomar ciertos objetos que sean livianos.

Estos movimientos pueden ser controlados a través de 2 joystick, el mismo permitirá mover el antebrazo, las pinzas y el brazo en la dirección que desee. Se trata de un proyecto diseñado para usuarios intermedio y el cual puede llegar a llevar al menos 60 minutos de duración.

Brazo robótico casero

Si te gustan los proyectos Arduino, entonces ya te habrás encontrado con diferentes proyectos de brazo robótico, siendo estos uno de los más utilizados hoy en día. Consiste en diseñar un brazo con la finalidad de llevar a cabo diferentes tipos de movimientos, el mismo va a contar con un joystick, siendo este el componente que permitirá dar los diferentes movimientos del brazo robot.

Este es un proyecto ideal para los usuarios que están comenzando con los proyectos de robótica por lo que pueden crearlo desde casa sin la necesidad de muchos conocimientos. El mismo debe crearse con material de cartón para que sea liviano y fácil de mover.