Как е подреден и работи джойстикът

Първото споменаване на думата „джойстик“ в контекста на разказите за люлеещ се елемент за управление в авиацията се намира например в Робърт Лорен, който през 1910 г. пише за прикрепен централен лост, за да се избегне случайно излитане. Една версия на името на този лост гласи, че джойстикът го е получил в чест на изобретателя с името Джордж - Джордж пръчка, а след това те започнали да го наричат ​​по-кратко - „джойстик“ - пръчка на радост, като символ на радостта от полета.

Първото използване на този вид наклонен възел е реализирано на подводници Конфедерация за управление. През 1943 г. нацистите използват електрически джойстик за управление на ракета тип джойстик. По-късно, през 60-те години, електрически джойстици започват да се въвеждат навсякъде, като се започне с радиоуправляеми модели самолети и завършва с електрически инвалидни колички.

Днес джойстикът се свързва най-много с компютърно устройство за въвеждане на данни, което е дръжка, която може да се люлее в две вертикални равнини. Можете да използвате джойстика, за да контролирате например движението на виртуален самолет по екрана в триизмерно или двуизмерно пространство на симулатора. Понякога джойстиците позволяват въртенето на дръжките им около вертикална ос.

На практика електрониката интерпретира положението на дръжката, като предава чрез компютърния софтуер информация за текущите стойности на трите пространствени координати и по този начин променя позицията на обекта на монитора. В допълнение към самите пръчки, джойстикът често има и бутони, превключватели, плъзгачи и други спомагателни контроли, които значително разширяват неговата функционалност. Джойстиците се използват в компютърни игри, мобилни телефони, роботи и т.н.

Джойстиците се различават по броя на работните равнини, в които позицията на контролирания обект се променя с негова помощ. Едномерните джойстици ви позволяват да местите обекта нагоре и надолу, напред и назад, наляво и надясно. Двуизмерното позволява движение в две равнини. Триизмерна - във цялото триизмерно пространство.

Принципът на анализ на положението на дръжката на джойстика може да бъде различен. Има дискретни сензори, способни да възприемат една от двете позиции, интерпретирани като "0" или "1". Дръжката в напълно прибрано положение - инициира кода на нейната посока.

Ако дръжката продължава да се държи в това положение, кодът се повтаря непрекъснато. Такива джойстици могат да се намерят в калъфи за мобилни телефони, на слот машини, на най-простите конзоли за игри.

Аналоговите сензори реагират по-широко, защото цялото пространство на ъгъла на джойстика е сякаш покрито с възприемани сигнали от нула до максимум: дръжката се отхвърля допълнително - кодовата стойност е по-голяма, ограничението се налага само от чувствителността и разделителната способност на сензорите, а калибрирането по координати е на разположение, което ви позволява да определите абсолютната позиция курсора.

Видове сензори за джойстик

Аналоговите сензори в джойстиците се реализират по различни начини. Устройства с потенциометър и аналогов към цифров преобразувател Те нямат специални изисквания към механиката, но тук качеството на мощността е изключително важно, а сензорът е краткотраен.

решения с енкодер - оптичен сензор, като зъбно колело, прекъсващ светлинния лъч вътре в "мишката", - са доста точни и надеждни, но имат малка разделителна стъпка (само 150 стъпки на ход на джойстика). За да се увеличи точността на позициониране, се използват умножители или високопрецизни енкодери.

Тестомерите се използват в джойстиците на лаптопите и дори някои самолети, но не се използват широко в игровите инструменти, тъй като тук е необходим стабилен и твърд монтаж.

Джойстиците с оптична матрица, както в оптичната мишка, имат висока точност и надеждност, но размерът на хода е сравнително малък.

Сензорите, базирани на ефекта на Хол, са надеждни и издръжливи, те са добри, когато работят във връзка със схема за компенсиране на монтажните грешки в производството.

Повечето съвременни джойстици имат интерфейс за USB връзка, така че те са сдвоени както с компютър, така и с игрови конзоли.

Сред аналогови има едноосни и двуосни сензори на джойстици. С едноосен сензор дръжката се фиксира към кардана, когато каретата се люлее наляво и надясно, а дръжката на каретата - нагоре и надолу. Моментите на завъртане на дръжката спрямо каретата и каретата спрямо основата на джойстика - се маркират от сензори.

Двуосните оптични и магнитни сензори включват магнит, монтиран на дръжка или лазер, движещ се в близост до микросхемата, която следи нейното положение. Вместо кардан може да се монтира сферична фуга в основата на дръжката.

Дискретен джойстик с панта е проектиран много просто - той затваря контакта в четири крайни положения. Пантата може да бъде опростена и просто да бъде комбинация от шипове и канали, или може да бъде кардан или сферична фуга.

Допълнителните бутони и превключватели на джойстика за игра могат да имат различни цели. Например превключвател на автоматичен огън, разположен под пръста, ви позволява да фиксирате режима на снимане. Компактно поставените бутони за шапки се използват по-рядко, но се използват за контрол и навигация в менюта или превключване на изгледи.

Колело, плъзгач или лост - за управление на двигателя на виртуална кола. Педали или просто въртящо се копче (опростена версия) - за симулиране на шофиране. Има модели с педали и химикалка. По-скъпите джойстици имат допълнителни плъзгачи, например за регулиране на височината на винта в полетния симулатор.

Джойстиците са най-широко използвани не само в игрите, но и в компютърния дизайн и триизмерните системи за моделиране. Тук са популярни триизмерни джойстици, които ви позволяват да местите обекти в три равнини. Има много прототипи на такива джойстици, но само няколко компании произвеждат такива продукти серийно. Сред тях: Force Dimension, Novint Technologies, 3Dconnexion.