ESP32 - Joystick - Servomotor

In diesem Tutorial lernen wir, wie man den ESP32 und einen Joystick verwendet, um zwei Servomotoren zu steuern oder ein Pan-Tilt-Kit mit Servos zu betreiben.

Ein Joystick verfügt über zwei integrierte Potentiometer, die zueinander orthogonal angeordnet sind (genannt X-Achse und Y-Achse). Diese Potentiometer liefern die analogen Werte (als X-Wert und Y-Wert bezeichnet) an den Pins VRX und VRY. Wir werden diese analogen Werte verwenden, um zwei Servomotoren unabhängig voneinander zu steuern: Der X-Wert steuert Servo Nr. 1 und der Y-Wert steuert Servo Nr. 2. Im Falle des Pan-Tilt-Kits erzeugt die Bewegung der beiden Servomotoren eine dreidimensionale Bewegung.

Es gibt zwei Anwendungsfälle:

• Anwendungsfall 1: Die Servomotoren drehen sich entsprechend der Bewegung des Daumenknopfs des Joysticks:
• Die Winkel der Servomotoren stehen im Verhältnis zu den X- und Y-Werten des Joysticks.
• Wenn wir den Joystick-Daumenknopf loslassen, kehren alle Werte zu den Mittelpunktwerten zurück; die Servomotoren kehren automatisch in die Mittelposition zurück
• Anwendungsfall 2: Verwenden Sie den Joystick, um Servomotoren zu steuern (Auf-/Ab-/Links-/Rechtsbefehle)
• Wenn der Joystick-Daumenknopf nach links gedrückt wird, bewege Servomotor Nr. 1 schrittweise im Uhrzeigersinn
• Wenn der Joystick-Daumenknopf nach rechts gedrückt wird, bewege Servomotor Nr. 1 schrittweise gegen den Uhrzeigersinn
• Wenn der Joystick-Daumenknopf nach oben gedrückt wird, bewege Servomotor Nr. 2 schrittweise im Uhrzeigersinn
• Wenn der Joystick-Daumenknopf nach unten gedrückt wird, bewege Servomotor Nr. 2 schrittweise gegen den Uhrzeigersinn
• Wenn wir den Joystick-Daumenknopf loslassen, kehren die Servomotoren nicht in die Mittelposition zurück
• Wenn der Joystick gedrückt wird (Druckknopf), kehren die Servomotoren in die Mittelposition zurück

In den nächsten Teilen werden wir den Code für beide Anwendungsfälle untersuchen.

Erforderliche Hardware

1	×	ESP32 ESP-WROOM-32 Entwicklungsmodul
1	×	USB-Kabel Typ-A zu Typ-C (für USB-A PC)
1	×	USB-Kabel Typ-C zu Typ-C (für USB-C PC)
1	×	Joystick
2	×	Servo-Motor
2	×	Optional: Pan-Tilt-Kit mit Servo-Motor
1	×	Breadboard
1	×	Verbindungskabel
1	×	(Optional) DC-Stromanschluss
1	×	(Empfohlen) Schraubklemmen-Erweiterungsboard für ESP32
1	×	(Empfohlen) Breakout Expansion Board for ESP32
1	×	(Empfohlen) Stromverteiler für ESP32

Oder Sie können die folgenden Kits kaufen:

1	×	DIYables ESP32 Starter-Kit (ESP32 enthalten)
1	×	DIYables Sensor-Kit (30 Sensoren/Displays)
1	×	DIYables Sensor-Kit (18 Sensoren/Displays)

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Über Joystick und Servomotor

Wenn Sie nichts über Joysticks und Servomotoren wissen (Pinbelegung, wie sie funktionieren, wie man sie programmiert ...), informieren Sie sich in den folgenden Tutorials darüber:

• ESP32 - Joystick tutorial
• ESP32 - Servo Motor tutorial

Verdrahtungsdiagramm

• Wie man den ESP32 mit Joystick und Servomotor mithilfe eines Breadboards anschließt Breadboard



Dieses Bild wurde mit Fritzing erstellt. Klicken Sie, um das Bild zu vergrößern.

Wenn Sie nicht wissen, wie Sie ESP32 und andere Komponenten mit Strom versorgen, finden Sie Anleitungen im folgenden Tutorial: Wie man ESP32 mit Strom versorgt.

• Wie man den ESP32 mit Joystick und Servo-Motor mithilfe eines Schraubklemmen-Breakout-Boards anschließt Schraubklemmen-Breakout-Board



ESP32-Code

ESP32-Code – Die Servomotoren drehen sich entsprechend der Bewegung des Daumens am Joystick.



/* * Dieser ESP32 Code wurde von newbiely.de entwickelt * Dieser ESP32 Code wird der Öffentlichkeit ohne jegliche Einschränkung zur Verfügung gestellt. * Für vollständige Anleitungen und Schaltpläne besuchen Sie bitte: * https://newbiely.de/tutorials/esp32/esp32-joystick-servo-motor */ #include <ESP32Servo.h> #define VRX_PIN 36 // ESP32 pin GPIO36 (ADC0) connected to VRX pin #define VRY_PIN 39 // ESP32 pin GPIO39 (ADC0) connected to VRY pin #define SERVO_X_PIN 13 // ESP32 pin GPIO13 connected to Servo motor 1 #define SERVO_Y_PIN 25 // ESP32 pin GPIO25 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); // Set the ADC attenuation to 11 dB (up to ~3.3V input) analogSetAttenuation(ADC_11db); xServo.attach(SERVO_X_PIN); yServo.attach(SERVO_Y_PIN); } void loop() { // read X and Y analog values int valueX = analogRead(VRX_PIN); int valueY = analogRead(VRY_PIN); int xAngle = map(valueX, 0, 4095, 0, 180); // scale it to the servo's angle (0 to 180) int yAngle = map(valueY, 0, 4095, 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(valueX); Serial.print(", "); Serial.print(valueY); Serial.print(" => Servo Motor: "); Serial.print(xAngle); Serial.print("°, "); Serial.print(yAngle); Serial.println("°"); }

Schnelle Schritte

• Wenn Sie ESP32 zum ersten Mal verwenden, lesen Sie wie man die ESP32-Umgebung in der Arduino-IDE einrichtet.
• Verbinden Sie Joystick und Servo-Motor mit dem ESP32-Board wie im obigen Verdrahtungsdiagramm gezeigt.
• Verbinden Sie das ESP32-Board über ein Micro-USB-Kabel mit Ihrem PC
• Öffnen Sie die Arduino-IDE auf Ihrem PC.
• Wählen Sie das richtige ESP32-Board (z. B. ESP32 Dev-Modul) und den COM-Port aus.
• Klicken Sie auf das Bibliotheken-Symbol in der linken Leiste der Arduino-IDE.
• Geben Sie ESP32Servo im Suchfeld ein, suchen Sie dann nach der Servo-Bibliothek von Kevin Harrington,John K. Bennett.
• Klicken Sie auf die Schaltfläche Installieren, um die Servo-Bibliothek für ESP32 zu installieren.



• Kopieren Sie den obigen Code und öffnen Sie ihn in der Arduino-IDE
• Klicken Sie in der Arduino-IDE auf die Hochladen-Schaltfläche, um den Code auf den ESP32 hochzuladen



• Öffne den seriellen Monitor
• Drücke den Joystick in irgendeine Richtung
• Sieh die Rotation des Servomotors
• Sieh das Ergebnis im seriellen Monitor

COM6

Send

Coming soon

Autoscroll Show timestamp

Clear output

9600 baud  

Newline  

Sie haben vielleicht bemerkt, dass der Servomotor sich nicht proportional zur Joystick-Bewegung bewegt. Dieses Problem liegt nicht am Joystick oder am Servomotor selbst, sondern am ADC des ESP32. Am Ende dieses Tutorials wird erklärt, warum das geschieht.

ESP32-Code – Verwenden Sie den Joystick, um Servomotoren anzusteuern



/* * Dieser ESP32 Code wurde von newbiely.de entwickelt * Dieser ESP32 Code wird der Öffentlichkeit ohne jegliche Einschränkung zur Verfügung gestellt. * Für vollständige Anleitungen und Schaltpläne besuchen Sie bitte: * https://newbiely.de/tutorials/esp32/esp32-joystick-servo-motor */ #include <ESP32Servo.h> #include <ezButton.h> #define VRX_PIN 36 // ESP32 pin GPIO36 (ADC0) connected to VRX pin #define VRY_PIN 39 // ESP32 pin GPIO39 (ADC0) connected to VRY pin #define SW_PIN 23 // ESP32 pin GPIO23 connected to SW pin #define SERVO_X_PIN 13 // ESP32 pin GPIO13 connected to Servo motor 1 #define SERVO_Y_PIN 25 // ESP32 pin GPIO25 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 1000 #define RIGHT_THRESHOLD 3000 #define UP_THRESHOLD 1000 #define DOWN_THRESHOLD 3000 #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 valueX = 0 ; // to store the X-axis value int valueY = 0 ; // to store the Y-axis value 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); // Set the ADC attenuation to 11 dB (up to ~3.3V input) analogSetAttenuation(ADC_11db); 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 X and Y analog values valueX = analogRead(VRX_PIN); valueY = analogRead(VRY_PIN); // converts the analog value to commands // reset commands command = COMMAND_NO; // check left/right commands if (valueX < LEFT_THRESHOLD) command = command | COMMAND_LEFT; else if (valueX > RIGHT_THRESHOLD) command = command | COMMAND_RIGHT; // check up/down commands if (valueY < UP_THRESHOLD) command = command | COMMAND_UP; else if (valueY > 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("°"); }

Schnelle Schritte

• Klicken Sie auf das Bibliotheken-Symbol in der linken Leiste der Arduino IDE.
• Suchen Sie „ezButton“, und finden Sie anschließend die Button-Bibliothek von ArduinoGetStarted.com
• Klicken Sie auf den Install-Button, um die ezButton-Bibliothek zu installieren.



• Kopieren Sie den obigen Code und öffnen Sie ihn mit der Arduino IDE
• Klicken Sie auf die Hochladen-Schaltfläche in der Arduino IDE, um den Code auf den ESP32 hochzuladen
• Öffnen Sie den Serial Monitor
• Bewegen Sie den Joystick in eine Richtung
• Beobachten Sie die Drehung des Servomotors
• Sehen Sie das Ergebnis im Serial Monitor

COM6

Send

Autoscroll Show timestamp

Clear output

9600 baud  

Newline  

Code-Erklärung

Lies die zeilenweise Erklärung in den Kommentarzeilen des Quellcodes!

※ Notiz:

Dieses Tutorial verwendet die Funktion analogRead(), um Werte von einem ADC (Analog-zu-Digital-Wandler) zu lesen, der an einen Joystick angeschlossen ist.

Der ESP32-ADC ist gut geeignet für Projekte, die keine hohe Genauigkeit benötigen.

Für Projekte, die präzise Messungen benötigen, beachten Sie bitte:

• Der ESP32-ADC ist nicht völlig genau und muss möglicherweise für korrekte Ergebnisse kalibriert werden. Jedes ESP32-Board kann etwas unterschiedlich sein, daher müssen Sie den ADC für jedes einzelne Board kalibrieren.
• Die Kalibrierung kann schwierig sein, insbesondere für Anfänger, und liefert möglicherweise nicht immer die gewünschten exakten Ergebnisse.

Für Projekte, die eine hohe Präzision benötigen, erwägen Sie die Verwendung eines externen ADCs (z. B. ADS1115) zusammen mit dem ESP32 oder die Verwendung eines Arduino, das über einen zuverlässigeren ADC verfügt.

Wenn Sie den ESP32-ADC dennoch kalibrieren möchten, siehe ESP32 ADC Calibration Driver.

Video Tutorial

Wir erwägen die Erstellung von Video-Tutorials. Wenn Sie Video-Tutorials für wichtig halten, abonnieren Sie bitte unseren YouTube-Kanal , um uns zu motivieren, die Videos zu erstellen.

Funktionsreferenzen

• analogRead()
• map()
• Servo.attach()
• Servo.write()
• Servo.writeMicroseconds()
• Servo.read()
• Servo.attached()
• Servo.detach()

Verwandte Tutorials

• ESP32 - Joystick

※ UNSERE NACHRICHTEN

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