Utiliser un module joystick : lire les axes X-Y et le bouton avec Arduino

Un module joystick est la version pour Arduino des petits manches qu'on trouve sur les manettes de jeu. Quand tu déplaces le manche à gauche-droite et en avant-arrière, il donne sa position sur deux axes, et quand tu appuies dessus, un bouton intégré se déclenche. C'est l'organe d'entrée le plus pratique pour les télécommandes de voiture robot, les supports de caméra pan-tilt, les jeux sur matrice LED et les menus d'écran. Le modèle le plus courant est aussi connu sous le nom de KY-023.

Comment fonctionne un module joystick ?

Sous le manche se trouvent deux potentiomètres de 10 kΩ placés à angle droit : l'un détecte le mouvement sur l'axe X, l'autre sur l'axe Y. Chaque potentiomètre fonctionne comme un pont diviseur ; manche au centre, son curseur donne environ 2,5 V et analogRead() lit environ 512. Pousse le manche jusqu'à une butée et la valeur approche 0 ; jusqu'à l'autre, elle approche 1023. Appuie sur le manche et un petit bouton relie la broche SW à GND.

Le sens qui donne 0 et celui qui donne 1023 dépendent de la façon dont tu tiens le module. Si, broches tournées vers toi, les directions ne correspondent pas à ce tableau, pas d'inquiétude : dans le code, tu inverses facilement un axe en soustrayant la valeur de 1023.

Brochage et câblage du joystick

Lire le joystick avec Arduino

Le code ci-dessous lit les deux axes et le bouton et les affiche dans le moniteur série. Comme le bouton se relie à GND quand on appuie et que la plupart des modules n'ont pas de résistance de tirage, la broche SW doit être configurée en INPUT_PULLUP : on lit alors HIGH bouton relâché et LOW bouton appuyé.

1const int X_PIN = A0;
2const int Y_PIN = A1;
3const int SW_PIN = 2;
4
5void setup() {
6  pinMode(SW_PIN, INPUT_PULLUP);   // basınca LOW / LOW when pressed
7  Serial.begin(9600);
8}
9
10void loop() {
11  int x = analogRead(X_PIN);       // 0–1023, ortada ~512 / ~512 at center
12  int y = analogRead(Y_PIN);
13  bool pressed = digitalRead(SW_PIN) == LOW;
14
15  Serial.print("X: ");  Serial.print(x);
16  Serial.print("  Y: "); Serial.print(y);
17  Serial.print("  Buton / button: ");
18  Serial.println(pressed ? "basılı / pressed" : "-");
19  delay(100);
20}

Zone morte et étalonnage

En pratique, manche relâché, la valeur n'est pas exactement 512 : elle affiche plutôt 495 ou 525 et tremble de quelques unités. Si tu ne corriges pas cela, ta voiture robot avance toute seule ou le servo frémit alors que tu ne touches pas au joystick. La solution se fait en deux étapes : mesurer et mémoriser la valeur centrale au démarrage (étalonnage) et ignorer les petits écarts autour du centre (zone morte). La fonction ci-dessous transforme chaque axe en une valeur propre de -100 à +100, avec le centre exactement à 0 :

1int centerX, centerY;
2const int DEAD_ZONE = 40;
3
4int readAxis(int pin, int center) {
5  int v = analogRead(pin) - center;
6  if (abs(v) < DEAD_ZONE) return 0;                              // ölü bölge / dead zone
7  if (v > 0) return map(v, DEAD_ZONE, 1023 - center, 0, 100);    // sağ ya da aşağı / right or down
8  return map(v, -center, -DEAD_ZONE, -100, 0);                   // sol ya da yukarı / left or up
9}
10
11void setup() {
12  Serial.begin(9600);
13  centerX = analogRead(A0);   // açılışta joystick'e dokunma / don't touch it at startup
14  centerY = analogRead(A1);
15}
16
17void loop() {
18  Serial.print(readAxis(A0, centerX));
19  Serial.print(", ");
20  Serial.println(readAxis(A1, centerY));
21  delay(50);
22}

Détecter les directions : haut, bas, gauche, droite

Dans les jeux et les menus, on a souvent besoin seulement de la direction, pas de la position exacte. En comparant les valeurs à deux seuils, tu transformes le joystick en croix directionnelle à quatre directions. Pour naviguer dans un menu, chaque poussée doit compter pour un seul pas : le code utilise donc une courte pause, ou n'accepte pas de nouveau pas avant que le manche soit revenu au centre.

1void loop() {
2  int x = analogRead(A0);
3  int y = analogRead(A1);
4  if (x < 300)      Serial.println("Sol / left");
5  else if (x > 700) Serial.println("Sağ / right");
6  else if (y < 300) Serial.println("Yukarı / up");
7  else if (y > 700) Serial.println("Aşağı / down");
8  delay(150);
9}

Piloter un servomoteur avec le joystick

En ramenant un axe du joystick sur 0–180 degrés, tu orientes un servo à la main ; avec deux axes et deux servos, tu obtiens un support pan-tilt qui tourne une caméra à gauche-droite et en haut-bas. Pour le câblage du servo et les précautions d'alimentation, vois Qu'est-ce qu'un servomoteur ?

1#include <Servo.h>
2
3Servo panServo;
4
5void setup() {
6  panServo.attach(9);
7}
8
9void loop() {
10  int x = analogRead(A0);
11  int angle = map(x, 0, 1023, 0, 180);   // joystick → açı / joystick → angle
12  panServo.write(angle);
13  delay(15);
14}

Joystick avec l'ESP32 et le Raspberry Pi Pico

L'ADC de l'ESP32 est sur 12 bits et donne des valeurs de 0 à 4095, mais comme il n'est pas linéaire, le centre tombe souvent vers 1800–1950 au lieu de 2048. L'étalonnage présenté plus haut est donc encore plus important sur l'ESP32. Si tu utilises le Wi-Fi, branche les axes sur des broches ADC1 (GPIO 32 à 39). Sur le Pico, les entrées analogiques sont GP26 à GP28, et read_u16() renvoie des valeurs de 0 à 65535 :

1from machine import ADC, Pin
2import time
3
4x_axis = ADC(26)                        # GP26 → VRx
5y_axis = ADC(27)                        # GP27 → VRy
6button = Pin(15, Pin.IN, Pin.PULL_UP)   # SW, basınca 0 / 0 when pressed
7
8while True:
9    x = x_axis.read_u16()               # 0–65535, ortada ~32768 / ~32768 at center
10    y = y_axis.read_u16()
11    print(x, y, "BASILI / PRESSED" if button.value() == 0 else "")
12    time.sleep(0.1)

Idées de projets avec un joystick

• Télécommande de voiture robot : branche le joystick sur une carte émettrice et envoie les commandes à la voiture par nRF24L01 ou Bluetooth.
• Caméra pan-tilt : oriente une caméra dans toutes les directions avec deux servos et un joystick.
• Snake sur une matrice LED : dirige le serpent sur une matrice 8x8 avec le joystick.
• Menu à l'écran : parcours les options avec haut et bas et valide avec le bouton ; pour l'écran, vois Utiliser un écran LCD I2C.
• Sélecteur de couleur : pilote une LED RGB en choisissant la couleur avec l'axe X et la luminosité avec l'axe Y.
• Souris d'ordinateur : transforme le joystick en vraie souris USB avec un Arduino Leonardo ou un Pro Micro.

Erreurs fréquentes et solutions

• Le bouton semble appuyé alors qu'il ne l'est pas : la broche SW n'est pas en INPUT_PULLUP ; elle est « en l'air » et lit des valeurs aléatoires.
• Au repos, la valeur n'est pas 512 et tremble : c'est normal ; étalonne au démarrage et ajoute une zone morte.
• Les axes sont inversés ou permutés : cela vient de l'orientation du module ; soustrais la valeur de 1023 ou échange les fils VRx et VRy.
• Sur l'ESP32, le centre n'est pas 2048 : l'ADC de l'ESP32 n'est pas linéaire ; mesure le centre au démarrage et calcule à partir de lui.
• Le servo tremble ou l'Arduino redémarre : le servo surcharge le 5 V de l'Arduino ; alimente-le avec une source 5 V séparée et relie les masses.

Un joystick, ce n'est finalement que deux potentiomètres et un bouton : Qu'est-ce qu'un potentiomètre ? et Comment brancher un bouton-poussoir sur Arduino consolideront ce que tu as appris ici. Dans l'application BlueGrays, tu trouveras des projets de pilotage de LED et de servo au joystick ainsi qu'un jeu Snake sur matrice LED, avec schémas et code.