Ako je joystick usporiadaný a ako funguje

Prvá zmienka o slove „joystick“ v kontexte rozprávaní o výkyvnom ovládacom prvku v letectve sa nachádza napríklad v Robertovi Lorenovi, ktorý v roku 1910 napísal o zviazanej centrálnej páke, ktorá má zabrániť náhodnému vzletu. Jedna verzia názvu tejto páky hovorí, že pákový ovládač ho dostal na počesť vynálezcu menom George - George stick, a potom ho začali nazývať stručne - „joystick“ - tyč radosti, ako symbol radosti z letu.

Prvé použitie tohto druhu nakloneného uzla bolo realizované na ponorkách Confederate na riadenie. V roku 1943 nacisti použili elektrický joystick na ovládanie rakety typu joysticku. Neskôr v 60. rokoch 20. storočia sa všade začali zavádzať elektrické ovládače, počnúc modelmi s rádiovým riadením a končiac elektrickými invalidnými vozíkmi.

Dnes je pákový ovládač najviac spojený so zariadením na zadávanie počítačových údajov, čo je rukoväť, ktorá sa môže otáčať v dvoch vertikálnych rovinách. Pomocou joysticku môžete napríklad ovládať pohyb virtuálneho lietadla na obrazovke v trojrozmernom alebo dvojrozmernom priestore simulátora. Pákové ovládače niekedy umožňujú otáčanie ich držadiel okolo vertikálnej osi.

V praxi elektronika interpretuje polohu rukoväte, prenáša prostredníctvom počítačového softvéru informácie o aktuálnych hodnotách troch priestorových súradníc, a tak mení polohu objektu na monitore. Okrem samotných palíc má joystick často aj tlačidlá, prepínače, posuvné ovládače a ďalšie pomocné ovládacie prvky, ktoré výrazne rozširujú jeho funkčnosť. Joysticky sa používajú v počítačových hrách, mobilných telefónoch, robotoch atď.

Joysticky sa líšia počtom pracovných rovín, v ktorých sa poloha kontrolovaného objektu mení pomocou jeho pomoci. Jednodimenzionálne pákové ovládače vám umožňujú pohybovať objektom nahor a nadol, dozadu a dopredu, doľava a doprava. Dvojrozmerné umožňujú pohyb v dvoch rovinách. Trojrozmerný - vo všetkých trojrozmerných priestoroch.

Princíp analýzy polohy páky joysticku sa môže líšiť. Existujú diskrétne snímače schopné vnímať jednu z dvoch polôh, interpretované ako „0“ alebo „1“. Rukoväť v úplne zasunutej polohe - iniciuje kód svojho smeru.

Ak je rukoväť naďalej držaná v tejto polohe, kód sa bude opakovať nepretržite. Takéto pákové ovládače sa nachádzajú na puzdrách pre mobilné telefóny, na hracích automatoch, na najjednoduchších herných konzolách.

Analógové senzory reagujú širšie, pretože celý priestor uhla joysticku je akoby pokrytý vnímanými signálmi od nuly po maximum: rukoväť je ďalej odmietnutá - hodnota kódu je väčšia, obmedzenie je vyvolané iba citlivosťou a rozlíšením senzorov a je k dispozícii kalibrácia pomocou súradníc, čo vám umožňuje určiť absolútnu polohu kurzor.

Typy senzorov joysticku

Analógové senzory v joystickoch sú implementované rôznymi spôsobmi. Zariadenia s potenciometrom a prevodník analógový na digitálny Nemajú špeciálne požiadavky na mechaniku, ale kvalita energie je tu mimoriadne dôležitá a snímač má krátku životnosť.

riešenie s enkodérom - optický senzor, ako je ozubené koleso, ktoré prerušuje svetelný lúč vo vnútri „myši“, - je celkom presný a spoľahlivý, ale má malé rozlíšenie krokov (iba 150 krokov na zdvih pákového ovládača). Na zvýšenie presnosti polohovania sa používajú multiplikátory alebo vysoko presné kódovače.

Kmeňové meradlá sa používajú v pákových ovládačoch prenosných počítačov a dokonca aj v niektorých lietadlách, ale v nástrojoch hry sa často nepoužívajú, pretože tu je potrebný stabilný a pevný držiak.

Joysticky s optickou maticou, rovnako ako v optickej myši, majú vysokú presnosť a spoľahlivosť, ale veľkosť zdvihu je pomerne malá.

Senzory založené na Hallovom efekte sú spoľahlivé a trvanlivé, sú dobré, keď pracujú v spojení so schémou na kompenzáciu chýb pri montáži vo výrobe.

Väčšina moderných pákových ovládačov má rozhranie USB, takže sú spárované s počítačovými aj hernými konzolami.

Medzi analógové sú jednoosové a dvojosové senzory joystickov. U jednoosého snímača je rukoväť pripevnená k výkyvnej tyči, keď sa vozík otočí doľava a doprava, a rukoväť na vozíku - hore a dole. Okamihy otáčania držadla vzhľadom na vozík a vozík vzhľadom na základňu joysticku sú označené senzormi.

Medzi biaxiálne optické a magnetické senzory patrí magnet namontovaný na rukoväti alebo laser pohybujúci sa blízko mikroobvodu, ktorý monitoruje jeho polohu. Namiesto kĺbového hriadeľa je možné na spodok rukoväte namontovať guľový kĺb.

Diskrétny joystick so závesom je navrhnutý veľmi jednoducho - uzatvára kontakt v štyroch krajných polohách. Záves môže byť zjednodušený a môže ísť iba o kombináciu čapov a drážok, alebo to môže byť kardanový alebo guľový kĺb.

Ďalšie tlačidlá a prepínače na hernom pákovom ovládači môžu mať rôzne účely. Napríklad prepínač automatického vypaľovania, ktorý sa nachádza pod prstom, vám umožňuje opraviť režim snímania. Kompaktne umiestnené tlačidlá klobúkov sa používajú menej často, ale používajú sa na ovládanie a navigáciu v ponukách alebo prepínaní pohľadov.

Koleso, jazdec alebo páka - na ovládanie motora virtuálneho vozidla. Pedále alebo iba otočný gombík (zjednodušená verzia) - na simuláciu jazdy. Existujú modely s pedálmi a perom. Drahšie joysticky majú ďalšie posuvné prvky, napríklad na nastavenie sklonu skrutky v leteckom simulátore.

Joysticky sa najčastejšie používajú nielen pri hrách, ale aj pri navrhovaní pomocou počítačov a trojrozmerných modelovacích systémoch. Populárne sú tu trojrozmerné pákové ovládače, ktoré vám umožňujú pohybovať objektmi v troch rovinách. Existuje mnoho prototypov takýchto pákových ovládačov, ale iba niekoľko spoločností ich vyrába v sérii. Medzi nimi: Force Dimension, Novint Technologies, 3Dconnexion.