Hur styrspaken är ordnad och fungerar

Det första omnämnandet av ordet "joystick" i samband med berättelser om ett svängande kontrollelement inom luftfarten finns till exempel i Robert Loren, som skrev 1910 om en bunden central spak för att förhindra oavsiktlig start. En version av namnet på denna spak säger att joysticken fick den till hedern för uppfinnaren med namnet George - George-pinne, och sedan började de kalla den mer kort - "joystick" - en glädjepinne, som en symbol för flygets glädje.

Den första användningen av denna typ av lutningsknapp genomfördes på konfedererade ubåtar för styrning. 1943 använde nazisterna en elektrisk joystick för att kontrollera en raket av joystick. Senare, på 1960-talet, började elektriska joysticks införas överallt, började med radiostyrda flygmodeller och slutade med elektriska rullstolar.

Idag är joysticken mest förknippad med en datainmatningsenhet, som är ett handtag som kan svänga i två vertikala plan. Du kan använda joysticken för att till exempel styra rörelsen av ett virtuellt flygplan på skärmen i tredimensionellt eller tvådimensionellt utrymme på simulatorn. Ibland tillåter joysticks att deras handtag roteras runt en vertikal axel.

I praktiken tolkar elektroniken handtagsläget, sänder via datorprogramvaruinformationen om de aktuella värdena för tre rumsliga koordinater, och ändrar således positionen för objektet på monitorn. Förutom själva pinnarna har joysticken ofta också knappar, vippbrytare, reglage och andra hjälpkontroller som utvidgar dess funktionalitet kraftigt. Joysticks används i dataspel, mobiltelefoner, robotar etc.

Joysticks skiljer sig i antalet arbetsplan där det kontrollerade objektets position ändras med hjälp av det. Endimensionella joysticks gör att du kan flytta objektet upp och ner, fram och tillbaka, vänster och höger. Två-dimensionell tillåter rörelse i två plan. Tredimensionell - i alla tredimensionella rymden.

Principen för analys av joystickhandtagets position kan vara annorlunda. Det finns diskreta sensorer som kan uppleva en av två positioner, tolkade som "0" eller "1". Handtaget i helt tillbakadraget läge - initierar riktningskoden.

Om handtaget fortsätter att hållas i detta läge upprepas koden kontinuerligt. Sådana joysticks finns på mobiltelefonväskor, på spelautomater, på de enklaste spelkonsolerna.

Analoga sensorer reagerar mer, eftersom hela joystickvinkelns utrymme är som täckt med upplevda signaler från noll till maximalt: handtaget avvisas ytterligare - kodvärdet är större, begränsningen påförs endast av sensorns känslighet och upplösning, och kalibrering med koordinater finns, vilket gör att du kan specificera det absoluta läget markören.

Typer av joysticksensorer

Analoga sensorer i joysticks implementeras på olika sätt. Enheter med potentiometer och analog till digital omvandlare De har inga speciella krav för mekanik, men kraftkvaliteten är extremt viktig här och sensorn är kortlivad.

lösningar med kodare - en optisk sensor, såsom ett växelhjul, avbryter ljusstrålen inuti "musen", - är ganska exakta och pålitliga, men har en liten stegupplösning (endast 150 steg per styrspak). För att öka positionens noggrannhet används multiplikatorer eller kodare med hög precision.

Spänningsmätare används i joysticks för bärbara datorer och till och med vissa flygplan, men används inte ofta i spelverktyg, eftersom ett stabilt och styvt fäste behövs här.

Joysticks med en optisk matris, som i en optisk mus, har hög noggrannhet och tillförlitlighet, men slagstorleken är relativt liten.

Sensorer baserade på Hall-effekten är tillförlitliga och hållbara, de är bra när de arbetar tillsammans med ett system för att kompensera monteringsfel i produktionen.

De flesta moderna joysticks har ett USB-anslutningsgränssnitt, så de är i par med både en PC och spelkonsoler.

Bland analoga finns det uniaxiella och biaxiella sensorer av joysticks. Med en uniaxial sensor är handtaget fixerat på gimbalen när vagnen svänger åt vänster och höger och handtaget på vagnen - upp och ner. Ögonblick av att svänga handtaget relativt vagnen och vagnen relativt styrspaken är markerade av sensorer.

Biaxiala optiska och magnetiska sensorer inkluderar en magnet monterad på ett handtag eller en laser som rör sig nära mikrokretsen som övervakar dess position. I stället för en kardan kan en kulled monteras vid handtaget.

En diskret joystick med ett gångjärn är utformad mycket enkelt - den stänger kontakten i fyra extrema positioner. Gångjärnet kan förenklas och helt enkelt vara en kombination av tappar och spår, eller det kan vara en kardan eller kulled.

Ytterligare knappar och omkopplare på spelets joystick kan ha olika syften. Till exempel låter du en omkopplare av automatisk eld, placerad under fingret, fixa fotograferingsläget. Kompakt placerade hattknappar används mindre ofta, men används för att styra och navigera menyer eller byta vyer.

Hjul, skjutreglage eller spak - för att styra motorn i en virtuell bil. Pedaler eller bara en vridknapp (förenklad version) - för att simulera körning. Det finns modeller med pedaler och en penna. Dyrare joysticks har ytterligare skjutreglage, till exempel för att justera tonhöjden på skruven i flygsimulatorn.

Joysticks används oftast inte bara i spel utan också i datorstödd design och tredimensionella modelleringssystem. Tredimensionella joysticks är populära här, så att du kan flytta föremål i tre plan. Det finns många prototyper av sådana joysticks, men bara ett fåtal företag producerar sådana produkter i serie. Bland dem: Force Dimension, Novint Technologies, 3Dconnexion.