Cómo se organiza y funciona el joystick

La primera mención de la palabra "joystick" en el contexto de narraciones sobre un elemento de control oscilante en la aviación se encuentra, por ejemplo, en Robert Loren, quien escribió en 1910 sobre una palanca central conectada para evitar el despegue accidental. Una versión del nombre de esta palanca dice que el joystick lo obtuvo en honor del inventor con el nombre de George - George stick, y luego comenzaron a llamarlo más brevemente - "joystick" - un palo de alegría, como un símbolo de la alegría de volar.

El primer uso de este tipo de nudo de inclinación se realizó en submarinos confederados para la dirección. En 1943, los nazis usaron un joystick eléctrico para controlar un cohete tipo joystick. Más tarde, en la década de 1960, los joysticks eléctricos comenzaron a introducirse en todas partes, comenzando con modelos de aviones controlados por radio y terminando con sillas de ruedas eléctricas.

Hoy en día, el joystick está más asociado con un dispositivo de entrada de datos de computadora, que es un mango que puede balancearse en dos planos verticales. Puede usar el joystick para controlar, por ejemplo, el movimiento de un avión virtual en la pantalla en un espacio tridimensional o bidimensional del simulador. Ocasionalmente, los joysticks permiten que sus manijas giren alrededor de un eje vertical.

En la práctica, la electrónica interpreta la posición del mango, transmitiendo a través del software de la computadora información sobre los valores actuales de las tres coordenadas espaciales, y así cambia la posición del objeto en el monitor. Además del stick en sí, el joystick a menudo también tiene botones, interruptores, controles deslizantes y otros controles auxiliares que amplían enormemente su funcionalidad. Los joysticks se usan en juegos de computadora, teléfonos móviles, robots, etc.

Los joysticks difieren en la cantidad de planos de trabajo en los que la posición del objeto controlado cambia con su ayuda. Los joysticks unidimensionales le permiten mover el objeto hacia arriba y hacia abajo, adelante y atrás, izquierda y derecha. Dos dimensiones permiten el movimiento en dos planos. Tridimensional: en todo el espacio tridimensional.

El principio de análisis de la posición del mango del joystick puede ser diferente. Hay sensores discretos capaces de percibir una de dos posiciones, interpretadas como "0" o "1". El mango en la posición totalmente asignada: inicia el código de su dirección.

Si el asa continúa manteniéndose en esta posición, el código se repite continuamente. Tales joysticks se pueden encontrar en fundas de teléfonos móviles, en máquinas tragamonedas, en las consolas de juegos más simples.

Los sensores analógicos responden más ampliamente, porque todo el espacio del ángulo del joystick es como si estuviera cubierto de señales percibidas de cero a máximo: el mango se rechaza aún más: el valor del código es mayor, la restricción se impone solo por la sensibilidad y la resolución de los sensores, y la calibración por coordenadas está disponible, lo que le permite especificar la posición absoluta el cursor

Cómo se organiza y funciona el joystick

Los sensores analógicos en joysticks se implementan de varias maneras. Los dispositivos con un potenciómetro y un convertidor analógico a digital no tienen requisitos especiales para la mecánica, pero la calidad de la energía es extremadamente importante aquí, y el sensor es de corta duración.

Las soluciones con un codificador, un sensor óptico, como una rueda dentada que interrumpe el haz de luz dentro del "mouse", son bastante precisas y confiables, pero tienen un pequeño incremento de pasos (solo 150 pasos por golpe de joystick). Para aumentar la precisión del posicionamiento, se utilizan multiplicadores o codificadores de alta precisión.

Las galgas extensométricas se usan en los joysticks de las computadoras portátiles e incluso en algunos aviones, pero no se usan ampliamente en las herramientas de juego, porque aquí se necesita un montaje estable y rígido.

Los joysticks con una matriz óptica, como en un mouse óptico, tienen una alta precisión y fiabilidad, pero el tamaño del trazo es relativamente pequeño.

Los sensores basados ​​en el efecto Hall son confiables y duraderos, son buenos cuando funcionan en conjunto con un esquema para compensar los errores de ensamblaje en la producción.

La mayoría de los joysticks modernos tienen una interfaz de conexión USB, por lo que se combinan con una PC y consolas de juegos.

Entre los analógicos hay sensores uniaxiales y biaxiales de joysticks. Con un sensor uniaxial, el mango se fija al cardán cuando el carro se balancea hacia la izquierda y hacia la derecha, y el mango del carro, hacia arriba y hacia abajo. Los momentos de balanceo de la manija en relación con el carro y el carro en relación con la base del joystick están marcados por sensores.

Los sensores ópticos y magnéticos biaxiales incluyen un imán montado en un mango o un láser que se mueve cerca del microcircuito que controla su posición. En lugar de un cardán, se puede instalar una articulación esférica en la base del mango.

Un joystick discreto con una bisagra está diseñado de manera muy simple: cierra el contacto en cuatro posiciones extremas. La bisagra se puede simplificar, y simplemente puede ser una combinación de espárragos y ranuras, o puede ser un cardán o una rótula.

Los botones e interruptores adicionales en el joystick del juego pueden tener diferentes propósitos. Por ejemplo, un interruptor de palanca de fuego automático, ubicado debajo del dedo, le permite corregir el modo de disparo. Los botones de sombrero colocados de manera compacta se usan con menos frecuencia, pero se usan para controlar y navegar por menús o cambiar de vista.

Rueda, control deslizante o palanca: para controlar el motor de un automóvil virtual. Pedales o simplemente un botón giratorio (versión simplificada): para simular la conducción. Hay modelos con pedales y un bolígrafo. Los joysticks más caros tienen controles deslizantes adicionales, por ejemplo, para ajustar el paso del tornillo en el simulador de vuelo. Aplicación Joystick Los joysticks se usan más ampliamente no solo en juegos, sino también en diseño asistido por computadora y sistemas de modelado tridimensional.

Los joysticks tridimensionales son populares aquí, lo que le permite mover objetos en tres planos. Existen muchos prototipos de tales joysticks, pero solo unas pocas compañías producen dichos productos en serie. Entre ellos: Force Dimension, Novint Technologies, 3Dconnexion.

El autor del artículo es Andrey Povny - electrk.info