Lab 5 - ADC, PWM - Prática 70% da nota do lab

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Nota

70% da nota do laboratório

Neste laboratório iremos usar um joystick analógico para implementar um "mouse".

Para isso, você vai precisar de:

Lista de Materiais	Valor
1x JY-023 (joystick)	R$ 8,00

Requisitos

Fazer a leitura de um joystick, formatar os dados corretamente e enviar via serial para a leitura do programa python.

Python

Para executar esse laboratório, você terá que utilizar um programa Python localizado em:

• https://github.com/insper-embarcados/python-mouse

INFO

Consulte o README do repositório para informações de como instalar e executar o programa.

No repositório está sendo fornecido um programa Python (python/main.py) que faz a leitura da porta UART e processa os dados para movimentar o mouse. Para que isso funcione corretamente, será necessário enviar os dados no seguinte formato:

AXIS VAL_1 VAL_0 EOP

Onde cada um dos termos do datagrama é composto por 8 bits que indica:

• AXIS: 0 ou 1 para indicar eixo X ou eixo Y.
• VAL_0: Byte ==menos significativo== (LSB) do valor do movimento do eixo
• VAL_1: Byte ==mais significativo== (MSB) do valor do movimento do eixo
• EOP: -1 indica fim de pacote

Exemplo:

• Movimentar o mouse no eixo X para a posição 845 (direita)

00000000 01001101 00000011 11111111

Notem que o valor de 845 em binário é: 00000011 01001101!

• Movimentar o mouse no eixo Y para a posição -55 (baixo)

00000001 11001001 11111111 11111111

Notem que o valor de -55 em binário é: 11111111 11001001!

Firmware

Para garantir a integridade do sinal analógico, você deve aplicar uma média móvel antes de enviarem o dado para a uart. Para isso iremos estruturar o firmware da seguinte maneira:

Onde:

• x_task e y_task: Fazem a leitura e implementam a média móvel do valor analógico
• xQueueADC: ID (1 / 0) e dados filtrados para serem transmitidos
• uart_task: Faz o envio dos dados pela UART

Dicas

A seguir, dicas sobre como executar o lab:

Conexão

Alimentar o módulo com ADC_VREF da PICO.

Dados

Para o mouse funcionar corretamente, devemos obter um valor 0 quando ele estiver parado e um valor positivo para mover, por exemplo, para a direita (se for o eixo x) e um valor negativo para mover para a esquerda. Ou seja, vamos ter que mudar a escala da leitura analógica de 0 ... 4095 para -255 ... +255 e com uma zona morta, como indicado a seguir:

"Zona morta"

A zona morta define um valor que não deve ser enviado para o Python, ou, se enviado, o valor deve ser sempre 0. Isso é necessário devido às variações mecânicas que o potenciômetro possui, pois quando solto, seu valor não é necessariamente 2095.

xQueueADC

A fila xQueueADC deverá ser uma fila de structs para que possamos separar se os dados pertencem ao eixo x ou y. Para isso, sugerimos criar a seguinte struct:

typedef struct adc {
    int axis;
    int val;
} adc_t;

INFO

Não sabe como enviar uma struct para a fila? Consulte a página da disciplina:

• Freertos/Queue Struct