Kuinka ohjaussauva on järjestetty ja toimii

Sana ”joystick” mainitaan ensimmäisen kerran ilmailun heilahtelua ohjaavaa elementtiä koskevien kertomusten yhteydessä esimerkiksi Robert Lorenista, joka kirjoitti vuonna 1910 sidotusta keskusvivusta vahingossa tapahtuvan lentoon pääsyn estämiseksi. Yhdessä versiossa tämän vivun nimestä sanotaan, että ohjaussauva sai sen keksijän kunniaksi nimellä George - George-sauva, ja sitten he alkoivat kutsua sitä lyhyemmin - “joystick” - ilon sauvaksi, ilon symbolina.

Tämän tyyppisen kallistusnopeuden ensimmäinen käyttö toteutettiin liittovaltion sukellusveneissä ohjausta varten. Vuonna 1943 natsit käyttivät sähköistä ohjainta ohjaussauvan tyyppisen raketin ohjaamiseen. Myöhemmin, 1960-luvulla, sähkökäyttöiset ohjaussauvat otettiin käyttöön kaikkialla, radio-ohjattavilla ilmamalleilla ja päättyen sähköisiin pyörätuoleihin.

Nykyään ohjaussauva liittyy eniten tietokoneen tietojen syöttölaitteeseen, joka on kahva, joka voi kääntyä kahdessa pystytasossa. Joystickillä voidaan ohjata esimerkiksi virtuaalisen lentokoneen liikettä näytöllä simulaattorin kolmiulotteisessa tai kaksiulotteisessa tilassa. Toisinaan ohjaussauvat antavat kahvojensa pyöriä pystyakselin ympäri.

Käytännössä elektroniikka tulkitsee kahvan sijainnin ja välittää tietokoneohjelmiston kautta tietoa kolmen avaruuskoordinaatin nykyisistä arvoista ja muuttaa siten kohteen sijaintia näytössä. Omien sauvojen lisäksi joystickissä on usein myös painikkeita, kytkinkytkimiä, liukusäätimiä ja muita lisäohjaimia, jotka laajentavat huomattavasti sen toiminnallisuutta. Peliohjaimia käytetään tietokonepeleissä, matkapuhelimissa, roboteissa jne.

Joystickit eroavat toisista työtasoista, joissa ohjattavan kohteen sijainti muuttuu sen avulla. Yhden ulottuvuuden ohjaussauvien avulla voit siirtää kohdetta ylös ja alas, edestakaisin, vasemmalle ja oikealle. Kaksiulotteinen sallii liikkumisen kahdella tasolla. Kolmiulotteinen - kaikessa kolmiulotteisessa tilassa.

Ohjaussauvakahvan sijainnin analysointiperiaate voi olla erilainen. Siellä on erillisiä antureita, jotka kykenevät havaitsemaan yhden kahdesta sijainnista, jotka tulkitaan "0" tai "1". Kahva täysin osoitetussa asennossa - aloittaa suunnan koodin.

Jos kahva pysyy edelleen tässä asennossa, koodi toistetaan jatkuvasti. Tällaisia ​​ohjaussauvoja löytyy matkapuhelinlaukkuista, peliautomaateista, yksinkertaisimmista pelikonsoleista.

Analogiset anturit reagoivat laajemmin, koska joystickin koko tila on kuin peitetty havaittuilla signaaleilla nollasta maksimiin: kahva hylätään edelleen - koodiarvo on suurempi, rajoituksen asettae vain anturien herkkyys ja resoluutio, ja koordinaattien mukainen kalibrointi on käytettävissä, mikä antaa sinun määrittää absoluuttisen sijainnin kursori.

Joystick-anturien tyypit

Joystickien analogiset anturit toteutetaan monin tavoin. Laitteet, joissa potentiometri ja analoginen digitaalimuuntimeen Heillä ei ole erityisiä mekaniikkavaatimuksia, mutta virranlaatu on tässä erittäin tärkeä ja anturi on lyhytaikainen.

ratkaisut kooderilla - optinen anturi, kuten hammaspyörä, keskeyttää valonsäteen "hiiren" sisällä, - ovat melko tarkkoja ja luotettavia, mutta niillä on pieni askelresoluutio (vain 150 askelta ohjainta kohti). Paikannustarkkuuden lisäämiseksi käytetään kertoimia tai erittäin tarkkoja koodereita.

Kantamittareita käytetään kannettavien tietokoneiden ja jopa joidenkin lentokoneiden ohjaussauvissa, mutta niitä ei käytetä laajalti pelityökaluissa, koska vaaditaan vakaa ja jäykkä kiinnitys.

Joystickilla, jolla on optinen matriisi, kuten optisessa hiiressä, on korkea tarkkuus ja luotettavuus, mutta iskun koko on suhteellisen pieni.

Hall-ilmiöön perustuvat anturit ovat luotettavia ja kestäviä, ne ovat hyviä, kun ne toimivat yhdessä kokoonpanovirheiden kompensointijärjestelmän kanssa tuotannossa.

Useimmissa nykyaikaisissa ohjaussauvaissa on USB-liitäntä, joten ne on muodostettu pariksi sekä tietokoneen että pelikonsolin kanssa.

Analogien joukossa on yksiakseliset ja biaksiaaliset ohjaussauvien anturit. Yksiaksiaalisella tunnistimella kahva kiinnitetään kiinnikkeeseen, kun vaunu kääntyy vasemmalle ja oikealle, ja vaunun kahva - ylös ja alas. Kahvan kääntöhetket vaunuun nähden ja vaunu suhteessa ohjaussauvan pohjaan - on merkitty antureilla.

Biaksiaalisiin optisiin ja magneettisiin antureihin kuuluu kahvaan kiinnitetty magneetti tai laser, joka liikkuu lähellä sen sijaintia seuraavaa mikropiiriä. Kardaanin sijasta kahvan pohjaan voidaan asentaa kuulanivel.

Erityinen saranalla varustettu joystick on suunniteltu hyvin yksinkertaisesti - se sulkee koskettimen neljään ääriasentoon. Saranaa voidaan yksinkertaistaa, ja se voi olla vain kärkien ja urien yhdistelmä, tai se voi olla kardaani tai kuulanivel.

Pelin ohjaussauvan lisäpainikkeilla ja -kytkimillä voi olla eri tarkoitus. Esimerkiksi sormen alla oleva automaattisen tulen kytkentäkytkin antaa sinun vahvistaa kuvaustilan. Kompaktiin sijoitettuja hattupainikkeita käytetään vähemmän, mutta niitä käytetään valikkojen ohjaamiseen ja selaamiseen tai näkymien vaihtamiseen.

Pyörä, liukusäädin tai vipu - virtuaalisen auton moottorin ohjaamiseksi. Polkimet tai vain kiertonuppi (yksinkertaistettu versio) - ajoa simuloimaan. On malleja, joissa polkimet ja kynä. Kalliimmissa joystick-ohjaimissa on ylimääräisiä liukusäätimiä, esimerkiksi ruuvien nousun säätämiseksi lentosimulaattorissa.

Joystickit ovat laajimmin käytettyjen pelien lisäksi myös tietokoneavusteisessa suunnittelussa ja kolmiulotteisissa mallintamisjärjestelmissä. Kolmiulotteiset ohjaussauvat ovat täällä suosittuja, joten voit siirtää esineitä kolmella tasolla. Tällaisista ohjaussauvoista on monia prototyyppejä, mutta vain harvat yritykset tuottavat tällaisia ​​tuotteita sarjassa. Niistä: Force Dimension, Novint Technologies, 3Dconnexion.