Wie der Joystick angeordnet ist und funktioniert

Die erste Erwähnung des Wortes „Joystick“ im Zusammenhang mit Erzählungen über ein schwingendes Steuerelement in der Luftfahrt findet sich beispielsweise in Robert Loren, der 1910 über einen gebundenen Zentralhebel schrieb, um ein versehentliches Abheben zu verhindern. Eine Version des Namens dieses Hebels besagt, dass der Joystick ihn zu Ehren des Erfinders mit dem Namen George - George Stick - erhielt, und dann wurde er kurz als „Joystick“ bezeichnet - ein Stab der Freude, als Symbol für die Freude am Fliegen.

Die erste Verwendung dieser Art von Neigungsknoten wurde bei U-Booten der Konföderierten zum Lenken realisiert. 1943 verwendeten die Nazis einen elektrischen Joystick, um eine Rakete vom Typ Joystick zu steuern. Später, in den 1960er Jahren, wurden überall elektrische Joysticks eingeführt, angefangen bei funkgesteuerten Flugzeugmodellen bis hin zu elektrischen Rollstühlen.

Heutzutage ist der Joystick am häufigsten mit einem Computerdateneingabegerät verbunden, bei dem es sich um einen Griff handelt, der in zwei vertikalen Ebenen schwingen kann. Mit dem Joystick können Sie beispielsweise die Bewegung eines virtuellen Flugzeugs auf dem Bildschirm im dreidimensionalen oder zweidimensionalen Raum des Simulators steuern. Gelegentlich ermöglichen Joysticks das Drehen ihrer Griffe um eine vertikale Achse.

In der Praxis interpretiert die Elektronik die Position des Griffs, überträgt über die Computersoftware Informationen über die aktuellen Werte der drei Raumkoordinaten und ändert so die Position des Objekts auf dem Monitor. Zusätzlich zu den Sticks selbst verfügt der Joystick häufig über Tasten, Kippschalter, Schieberegler und andere Zusatzsteuerungen, die seine Funktionalität erheblich erweitern. Joysticks werden in Computerspielen, Mobiltelefonen, Robotern usw. verwendet.

Joysticks unterscheiden sich in der Anzahl der Arbeitsebenen, in denen sich die Position des gesteuerten Objekts mit seiner Hilfe ändert. Mit eindimensionalen Joysticks können Sie das Objekt auf und ab, hin und her, links und rechts bewegen. Zweidimensional erlauben Bewegung in zwei Ebenen. Dreidimensional - im gesamten dreidimensionalen Raum.

Das Prinzip der Analyse der Position des Joystick-Griffs kann unterschiedlich sein. Es gibt diskrete Sensoren, die eine von zwei Positionen wahrnehmen können, die als „0“ oder „1“ interpretiert werden. Der Griff in der vollständig eingefahrenen Position - leitet den Code seiner Richtung ein.

Wenn der Griff weiterhin in dieser Position gehalten wird, wird der Code kontinuierlich wiederholt. Solche Joysticks finden Sie in Handyhüllen, an Spielautomaten und an den einfachsten Spielekonsolen.

Analoge Sensoren reagieren breiter, da der gesamte Raum des Joystickwinkels so ist, als ob er mit wahrgenommenen Signalen von Null bis Maximum bedeckt wäre: Der Griff wird weiter verworfen - der Codewert ist größer, die Einschränkung wird nur durch die Empfindlichkeit und Auflösung der Sensoren auferlegt, und die Kalibrierung durch Koordinaten ist verfügbar, wodurch Sie die absolute Position angeben können der Cursor.

Arten von Joystick-Sensoren

Analoge Sensoren in Joysticks werden auf verschiedene Arten implementiert. Geräte mit Potentiometer und Analog-Digital-Wandler Sie haben keine besonderen Anforderungen an die Mechanik, aber die Stromqualität ist hier äußerst wichtig und der Sensor ist kurzlebig.

Lösungen mit Encoder - Ein optischer Sensor wie ein Zahnrad, das den Lichtstrahl in der "Maus" unterbricht, - ist recht genau und zuverlässig, hat jedoch eine geringe Schrittauflösung (nur 150 Schritte pro Joystick-Hub). Um die Genauigkeit der Positionierung zu erhöhen, werden Multiplikatoren oder hochpräzise Encoder verwendet.

Dehnungsmessstreifen werden in den Joysticks von Laptops und sogar einigen Flugzeugen verwendet, sind jedoch in Spielwerkzeugen nicht weit verbreitet, da hier eine stabile und starre Halterung erforderlich ist.

Joysticks mit einer optischen Matrix haben wie bei einer optischen Maus eine hohe Genauigkeit und Zuverlässigkeit, aber die Strichgröße ist relativ klein.

Sensoren, die auf dem Hall-Effekt basieren, sind zuverlässig und langlebig. Sie sind gut, wenn sie in Verbindung mit einem Schema zum Ausgleich von Montagefehlern in der Produktion arbeiten.

Die meisten modernen Joysticks verfügen über eine USB-Verbindungsschnittstelle, sodass sie sowohl mit einem PC als auch mit Spielekonsolen gekoppelt sind.

Unter den analogen gibt es einachsige und zweiachsige Sensoren von Joysticks. Bei einem einachsigen Sensor wird der Griff am Kardan befestigt, wenn der Schlitten nach links und rechts schwingt, und der Griff am Schlitten - auf und ab. Momente des Schwingens des Griffs relativ zum Schlitten und des Schlittens relativ zur Basis des Joysticks - werden durch Sensoren markiert.

Zweiachsige optische und magnetische Sensoren umfassen einen Magneten, der an einem Griff angebracht ist, oder einen Laser, der sich in der Nähe des Mikrokreises bewegt und dessen Position überwacht. Anstelle eines Kardans kann ein Kugelgelenk an der Basis des Griffs installiert werden.

Ein diskreter Joystick mit Scharnier ist sehr einfach gestaltet - er schließt den Kontakt in vier extremen Positionen. Das Scharnier kann vereinfacht werden und nur eine Kombination aus Zapfen und Rillen sein, oder es kann ein Kardan- oder Kugelgelenk sein.

Zusätzliche Tasten und Schalter am Spiel-Joystick können unterschiedliche Zwecke haben. Mit einem Kippschalter für automatisches Feuer unter dem Finger können Sie beispielsweise den Aufnahmemodus festlegen. Kompakt platzierte Hutschaltflächen werden seltener verwendet, dienen jedoch zur Steuerung und Navigation in Menüs oder zum Wechseln der Ansicht.

Rad, Schieber oder Hebel - zur Steuerung des Motors eines virtuellen Autos. Pedale oder nur ein Drehknopf (vereinfachte Version) - um das Fahren zu simulieren. Es gibt Modelle mit Pedalen und einem Stift. Teurere Joysticks verfügen über zusätzliche Schieberegler, um beispielsweise die Steigung der Schraube im Flugsimulator anzupassen.

Joysticks werden nicht nur in Spielen, sondern auch in computergestützten Konstruktions- und dreidimensionalen Modellierungssystemen am häufigsten verwendet. Hier sind dreidimensionale Joysticks beliebt, mit denen Sie Objekte in drei Ebenen bewegen können. Es gibt viele Prototypen solcher Joysticks, aber nur wenige Unternehmen stellen solche Produkte in Serie her. Darunter: Force Dimension, Novint Technologies, 3Dconnexion.