Πώς είναι ρυθμισμένο και λειτουργεί το joystick

Η πρώτη αναφορά της λέξης "joystick" στο πλαίσιο των αφηγήσεων σχετικά με ένα στοιχείο ταλάντευσης στην αεροπλοΐα βρίσκεται, για παράδειγμα, στο Robert Loren, ο οποίος έγραψε το 1910 για έναν δεμένο κεντρικό μοχλό για να αποτρέψει τυχαία απογείωση. Μία εκδοχή του ονόματος αυτού του μοχλού λέει ότι το χειριστήριο το πήρε προς τιμήν του εφευρέτη με το όνομα George - George, και έπειτα άρχισαν να το ονομάζουν πιο σύντομα - "joystick" - ένα ραβδί χαράς, ως σύμβολο της χαράς της πτήσης.

Η πρώτη χρήση αυτού του τύπου κόμβου κλίσης πραγματοποιήθηκε στα συμμοριακά υποβρύχια για το τιμόνι. Το 1943, οι Ναζί χρησιμοποίησαν ένα ηλεκτρικό μοχλό για να ελέγξουν έναν πυραύλο τύπου joystick. Αργότερα, στη δεκαετία του 1960, άρχισαν να εισάγονται ηλεκτρικά joystick παντού, ξεκινώντας από τα ραδιοελεγχόμενα μοντέλα αεροσκαφών και τελειώνουν με ηλεκτρικές αναπηρικές καρέκλες.

Σήμερα, το χειριστήριο συνδέεται περισσότερο με μια συσκευή εισαγωγής δεδομένων υπολογιστή, η οποία είναι μια λαβή που μπορεί να ταλαντεύεται σε δύο κατακόρυφα επίπεδα. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε το joystick για να ελέγξετε, για παράδειγμα, την κίνηση ενός εικονικού αεροπλάνου στην οθόνη σε τρισδιάστατο ή δισδιάστατο χώρο του προσομοιωτή. Περιστασιακά, τα χειριστήρια επιτρέπουν την περιστροφή των χειρολαβών τους γύρω από έναν κατακόρυφο άξονα.

Στην πράξη, τα ηλεκτρονικά ερμηνεύουν τη θέση της λαβής, μεταδίδοντας μέσω του λογισμικού πληροφορίες για τις τρέχουσες τιμές των τριών χωρικών συντεταγμένων και έτσι αλλάζουν τη θέση του αντικειμένου στην οθόνη. Εκτός από τα ίδια τα sticks, το joystick συχνά έχει επίσης κουμπιά, διακόπτες εναλλαγής, ρυθμιστικά και άλλα βοηθητικά στοιχεία ελέγχου που επεκτείνουν σημαντικά τη λειτουργικότητά του. Τα joystick χρησιμοποιούνται σε παιχνίδια για υπολογιστές, κινητά τηλέφωνα, ρομπότ κ.λπ.

Τα joystick διαφέρουν στον αριθμό των επιπέδων εργασίας στα οποία αλλάζει η θέση του ελεγχόμενου αντικειμένου με τη βοήθεια του. Τα μονοδιάστατα χειριστήρια σας επιτρέπουν να μετακινείτε το αντικείμενο πάνω και κάτω, εμπρός και πίσω, αριστερά και δεξιά. Δύο διαστάσεων επιτρέπουν κίνηση σε δύο επίπεδα. Τρισδιάστατο - σε όλους τους τρισδιάστατους χώρους.

Η αρχή της ανάλυσης της θέσης του χειριστηρίου του μοχλού μπορεί να είναι διαφορετική. Υπάρχουν διακριτικοί αισθητήρες που μπορούν να αντιληφθούν μία από τις δύο θέσεις, που ερμηνεύονται ως "0" ή "1". Η λαβή στην πλήρως αποσπώμενη θέση - ενεργοποιεί τον κωδικό της κατεύθυνσης.

Αν η λαβή συνεχίσει να κρατιέται στη θέση αυτή, ο κωδικός επαναλαμβάνεται συνεχώς. Τέτοια joysticks μπορούν να βρεθούν σε περιπτώσεις κινητών τηλεφώνων, σε μηχανές κουλοχέρηδων, στις απλούστερες κονσόλες παιχνιδιών.

Οι αναλογικοί αισθητήρες αντιδρούν ευρύτερα, επειδή ολόκληρος ο χώρος της γωνίας του μοχλού είναι σαν να καλύπτεται με αντιληπτά σήματα από το μηδέν μέχρι το μέγιστο: η χειρολαβή απορρίπτεται περαιτέρω - η τιμή του κώδικα είναι μεγαλύτερη, ο περιορισμός επιβάλλεται μόνο από την ευαισθησία και την ανάλυση των αισθητήρων και διατίθεται βαθμονόμηση με συντεταγμένες, το δρομέα.

Τύποι αισθητήρων χειριστηρίων

Οι αναλογικοί αισθητήρες στα χειριστήρια εφαρμόζονται με διάφορους τρόπους. Συσκευές με ποτενσιόμετρο και αναλογικό σε ψηφιακό μετατροπέα Δεν έχουν ειδικές απαιτήσεις για μηχανικούς, αλλά η ποιότητα ισχύος είναι εξαιρετικά σημαντική εδώ και ο αισθητήρας είναι βραχύβιος.

Λύσεις με κωδικοποιητή - ένας οπτικός αισθητήρας, όπως ένας οδοντωτός τροχός, διακόπτοντας τη δέσμη φωτός μέσα στο "ποντίκι", - είναι αρκετά ακριβείς και αξιόπιστοι, αλλά έχουν μικρή βηματική ανάλυση (μόνο 150 βήματα ανά εγκεφαλικό επεισόδιο). Για να αυξήσετε την ακρίβεια της τοποθέτησης, χρησιμοποιούνται πολλαπλασιαστές ή κωδικοποιητές υψηλής ακρίβειας.

Οι μετρητές τάσης χρησιμοποιούνται στα χειριστήρια των φορητών υπολογιστών και ακόμη και σε ορισμένα αεροσκάφη, αλλά δεν χρησιμοποιούνται ευρέως στα εργαλεία παιχνιδιών, επειδή απαιτείται εδώ μια σταθερή και άκαμπτη βάση.

Τα joystick με μια οπτική μήτρα, όπως σε ένα οπτικό ποντίκι, έχουν υψηλή ακρίβεια και αξιοπιστία, αλλά το μέγεθος του εγκεφαλικού είναι σχετικά μικρό.

Οι αισθητήρες με βάση το φαινόμενο Hall είναι αξιόπιστοι και ανθεκτικοί, είναι ικανοί όταν λειτουργούν σε συνδυασμό με ένα σχέδιο για την αντιστάθμιση των σφαλμάτων συναρμολόγησης στην παραγωγή.

Τα περισσότερα μοντέρνα joystick έχουν διασύνδεση σύνδεσης USB, έτσι ώστε να συνδυάζονται τόσο με PC όσο και με κονσόλες παιχνιδιών.

Μεταξύ των αναλογικών υπάρχουν μονοαξονικοί και διαξονικοί αισθητήρες των χειριστηρίων. Με έναν μονοαξονικό αισθητήρα, η λαβή είναι στερεωμένη στο αντίζυμο όταν το κιβώτιο ταλαντεύεται αριστερά και δεξιά και η λαβή στο άμαξα - πάνω-κάτω. Στιγμές ταλάντωσης της λαβής σε σχέση με το φορείο και ο φορέας σε σχέση με τη βάση του μοχλού - επισημαίνονται με αισθητήρες.

Οι διαξονικοί οπτικοί και μαγνητικοί αισθητήρες περιλαμβάνουν έναν μαγνήτη τοποθετημένο σε μια λαβή ή ένα λέιζερ κινούμενο κοντά στο μικροκύκλωμα που παρακολουθεί τη θέση του. Αντί για ένα cardan, μπορεί να τοποθετηθεί ένας σφαιρικός σύνδεσμος στη βάση της λαβής.

Ένα διακριτικό joystick με έναν μεντεσέ είναι σχεδιασμένο πολύ απλά - κλείνει την επαφή σε τέσσερις ακραίες θέσεις. Ο μεντεσές μπορεί να απλουστευθεί και να είναι ένας συνδυασμός τενόντων και αυλακώσεων ή μπορεί να είναι ένας σύνδεσμος καρδιάς ή σφαίρας.

Πρόσθετα κουμπιά και διακόπτες στο χειριστήριο παιχνιδιού μπορούν να έχουν διαφορετικούς σκοπούς. Για παράδειγμα, ένας διακόπτης εναλλαγής αυτόματης πυρκαγιάς, που βρίσκεται κάτω από το δάχτυλο, σας επιτρέπει να διορθώσετε τη λειτουργία λήψης. Τα κουμπιά καπέλων που είναι τοποθετημένα με συμπαγές τρόπο χρησιμοποιούνται λιγότερο, αλλά χρησιμοποιούνται για τον έλεγχο και την πλοήγηση στα μενού ή τη μεταβολή των προβολών.

Τροχός, ρυθμιστής ή μοχλός - για τον έλεγχο της μηχανής ενός εικονικού αυτοκινήτου. Πεντάλ ή απλά περιστρεφόμενο κουμπί (απλοποιημένη έκδοση) - για προσομοίωση της οδήγησης. Υπάρχουν μοντέλα με πεντάλ και στυλό. Τα ακριβότερα χειριστήρια έχουν επιπλέον συρόμενα, για παράδειγμα, για να ρυθμίσουν το βήμα της βίδας στον προσομοιωτή πτήσης.

Τα joystick χρησιμοποιούνται ευρύτερα όχι μόνο στα παιχνίδια, αλλά και στον σχεδιασμό με υπολογιστή και στα τρισδιάστατα συστήματα μοντελοποίησης. Τα τρισδιάστατα χειριστήρια είναι δημοφιλή εδώ, επιτρέποντάς σας να μετακινήσετε αντικείμενα σε τρία επίπεδα. Υπάρχουν πολλά πρωτότυπα τέτοιων χειριστηρίων, αλλά μόνο λίγες εταιρείες παράγουν τέτοιου είδους προϊόντα σε σειρά. Ανάμεσά τους: Dimension Force, Novint Technologies, 3Dconnexion.