Comment le joystick est organisé et fonctionne

La première mention du mot «joystick» dans le contexte de narrations sur un élément de commande oscillant dans l'aviation se trouve, par exemple, dans Robert Loren, qui a écrit en 1910 sur un levier central attaché pour empêcher un décollage accidentel. Une version du nom de ce levier dit que le joystick l'a obtenu en l'honneur de l'inventeur sous le nom de George - George stick, puis ils ont commencé à l'appeler plus brièvement - «joystick» - un bâton de joie, comme symbole de la joie du vol.

La première utilisation de ce type de nœud inclinable a été réalisée sur des sous-marins confédérés pour la direction. En 1943, les nazis ont utilisé un joystick électrique pour contrôler une fusée de type joystick. Plus tard, dans les années 1960, des joysticks électriques ont commencé à être introduits partout, à commencer par les modèles d'avion radiocommandés et se terminant par les fauteuils roulants électriques.

Aujourd'hui, le joystick est le plus associé à un périphérique d'entrée de données informatiques, qui est une poignée qui peut pivoter dans deux plans verticaux. Vous pouvez utiliser le joystick pour contrôler, par exemple, le mouvement d'un avion virtuel sur l'écran dans l'espace tridimensionnel ou bidimensionnel du simulateur. Parfois, les joysticks permettent à leurs poignées de tourner autour d'un axe vertical.

En pratique, l'électronique interprète la position de la poignée, transmettant à travers le logiciel informatique des informations sur les valeurs actuelles des trois coordonnées spatiales, et change ainsi la position de l'objet sur le moniteur. En plus des bâtons eux-mêmes, le joystick possède souvent des boutons, des interrupteurs à bascule, des curseurs et d'autres commandes auxiliaires qui élargissent considérablement ses fonctionnalités. Les joysticks sont utilisés dans les jeux informatiques, les téléphones portables, les robots, etc.

Les joysticks diffèrent par le nombre de plans de travail dans lesquels la position de l'objet contrôlé change avec son aide. Les joysticks unidimensionnels vous permettent de déplacer l'objet de haut en bas, d'avant en arrière, de gauche à droite. Deux dimensions permettent le mouvement dans deux plans. En trois dimensions - dans tout l'espace en trois dimensions.

Le principe d'analyse de la position de la poignée du joystick peut être différent. Il existe des capteurs discrets capables de percevoir l'une des deux positions, interprétées comme «0» ou «1». La poignée dans la position entièrement allouée - initie le code de sa direction.

Si la poignée continue d'être maintenue dans cette position, le code se répète en continu. De tels joysticks peuvent être trouvés sur des étuis de téléphones portables, sur des machines à sous, sur les consoles de jeux les plus simples.

Les capteurs analogiques réagissent plus largement, car tout l'espace de l'angle du joystick est comme couvert de signaux perçus de zéro au maximum: la poignée est rejetée davantage - la valeur de code est plus grande, la restriction n'est imposée que par la sensibilité et la résolution des capteurs, et l'étalonnage par coordonnées est disponible, ce qui vous permet de spécifier la position absolue le curseur.

Types de capteurs de joystick

Les capteurs analogiques dans les joysticks sont implémentés de différentes manières. Appareils avec potentiomètre et convertisseur analogique-numérique Ils n'ont pas d'exigences particulières pour la mécanique, mais la qualité de l'énergie est ici extrêmement importante et le capteur est de courte durée.

Des solutions avec encodeur - un capteur optique, tel qu'une roue dentée, interrompant le faisceau lumineux à l'intérieur de la "souris", - sont assez précis et fiables, mais ont une résolution en petits pas (seulement 150 pas par coup de joystick). Pour augmenter la précision du positionnement, des multiplicateurs ou des encodeurs de haute précision sont utilisés.

Les jauges de contrainte sont utilisées dans les joysticks des ordinateurs portables et même de certains avions, mais ne sont pas largement utilisées dans les outils de jeu, car un support stable et rigide est nécessaire ici.

Les joysticks à matrice optique, comme dans une souris optique, ont une précision et une fiabilité élevées, mais la taille du trait est relativement petite.

Les capteurs basés sur l'effet Hall sont fiables et durables, ils sont bons lorsqu'ils fonctionnent en conjonction avec un système de compensation des erreurs d'assemblage en production.

La plupart des joysticks modernes ont une interface de connexion USB, ils sont donc associés à la fois à un PC et à des consoles de jeux.

Parmi les analogues, il existe des capteurs uniaxiaux et biaxiaux de joysticks. Avec un capteur uniaxial, la poignée est fixée au cardan lorsque le chariot pivote à gauche et à droite, et la poignée sur le chariot - de haut en bas. Les moments de balancement de la poignée par rapport au chariot et du chariot par rapport à la base du joystick - sont marqués par des capteurs.

Les capteurs optiques et magnétiques biaxiaux comprennent un aimant monté sur une poignée ou un laser se déplaçant près du microcircuit qui surveille sa position. Au lieu d'un cardan, un joint à rotule peut être installé à la base de la poignée.

Un joystick discret avec une charnière est conçu très simplement - il ferme le contact dans quatre positions extrêmes. La charnière peut être simplifiée, et être simplement une combinaison de tenons et de rainures, ou elle peut être un cardan ou une rotule.

Les boutons et commutateurs supplémentaires du joystick de jeu peuvent avoir différentes fonctions. Par exemple, un interrupteur à bascule de tir automatique, situé sous le doigt, vous permet de fixer le mode de prise de vue. Les boutons de chapeau placés de manière compacte sont moins couramment utilisés, mais sont utilisés pour contrôler et parcourir les menus ou changer de vue.

Roue, curseur ou levier - pour contrôler le moteur d'une voiture virtuelle. Pédales ou simplement un bouton rotatif (version simplifiée) - pour simuler la conduite. Il existe des modèles avec pédales et stylo. Les joysticks plus chers ont des curseurs supplémentaires, par exemple, pour régler le pas de la vis dans le simulateur de vol.

Les joysticks sont le plus largement utilisés non seulement dans les jeux, mais aussi dans la conception assistée par ordinateur et les systèmes de modélisation tridimensionnelle. Les joysticks tridimensionnels sont populaires ici, vous permettant de déplacer des objets sur trois plans. Il existe de nombreux prototypes de ces joysticks, mais seules quelques sociétés produisent de tels produits en série. Parmi eux: Force Dimension, Novint Technologies, 3Dconnexion.