Kaip vairasvirtė yra išdėstyta ir veikia

Pirmasis žodžio „vairasvirtis“ paminėjimas pasakojimų apie svyruojančią aviacijos valdymo elementą kontekste yra, pavyzdžiui, Roberto Loreno, kuris 1910 m. Parašė apie susietą centrinę svirtį, kad būtų išvengta atsitiktinio kilimo. Vienoje šios svirties pavadinimo versijoje sakoma, kad vairasvirtė jį išradėjo garbei gavo George'o vardu - George'o lazda, o vėliau jie pradėjo trumpiau vadinti - „joystick“ - džiaugsmo lazda, kaip skrydžio džiaugsmo simboliu.

Pirmasis tokio tipo pakreipimo mazgas buvo panaudotas Konfederacijos povandeniniuose laivuose vairuojant. 1943 m. Nacistai naudojo elektrinę vairasvirtę valdyti vairasvirtės tipo raketą. Vėliau, septintajame dešimtmetyje, visur buvo pradėti diegti elektriniai valdymo svirtys, pradedant nuo radijo bangomis valdomų orlaivių modelių ir baigiant elektriniais vežimėliais.

Šiandien vairasvirtė labiausiai siejama su kompiuterio duomenų įvesties įrenginiu, kuris yra rankena, galinti pasisukti dviem vertikaliomis plokštumomis. Galite naudoti vairasvirtę, jei norite valdyti, pavyzdžiui, virtualaus lėktuvo judėjimą ekrane trimatėje arba dvimatėje simuliatoriaus erdvėje. Kartais vairasvirtės leidžia pasukti rankenas aplink vertikalią ašį.

Praktiškai elektronika aiškina rankenos padėtį, per kompiuterio programinę įrangą perduodama informacija apie dabartines trijų erdvinių koordinačių reikšmes ir taip keičiama objekto padėtis monitoriuje. Be pačių lazdų, vairasvirtėje taip pat dažnai yra mygtukai, perjungimo jungikliai, slankmačiai ir kiti pagalbiniai valdikliai, kurie labai išplečia jo funkcionalumą. Vairasvirtės naudojamos kompiuteriniuose žaidimuose, mobiliuosiuose telefonuose, robotuose ir kt.

Vairasvirtės skiriasi darbo plokštumų, kuriose jo pagalba keičiama kontroliuojamo objekto padėtis, skaičiumi. Vieno matmens vairasvirtės leidžia judėti daiktą aukštyn ir žemyn, pirmyn ir atgal, kairėn ir dešinėn. Dvimatis leidžia judėti dviem plokštumomis. Trimatis - visoje trimatėje erdvėje.

Vairasvirtės rankenos padėties analizės principas gali būti skirtingas. Yra atskiri jutikliai, galintys suvokti vieną iš dviejų padėčių, aiškinamų kaip „0“ arba „1“. Rankena visiškai atsitraukusioje padėtyje - inicijuoja jos krypties kodą.

Jei rankena ir toliau laikoma šioje padėtyje, kodas kartojasi nuolat. Tokius kreiptukus galima rasti mobiliųjų telefonų dėkluose, žaidimų automatuose, prie paprasčiausių žaidimų konsolių.

Analoginiai jutikliai reaguoja plačiau, nes visa vairasvirtės kampo erdvė yra tarsi uždengta suvokiamais signalais nuo nulio iki maksimumo: rankena atmetama toliau - kodo reikšmė didesnė, apribojimą nustato tik jutiklių jautrumas ir skiriamoji geba, taip pat yra kalibravimas pagal koordinates, o tai leidžia nurodyti absoliučią padėtį žymeklis.

Vairasvirtės jutiklių tipai

Analoginiai jutikliai vairasvirtėse yra įgyvendinami įvairiais būdais. Prietaisai su potenciometru ir analoginis skaitmeniniam keitikliui Jie neturi specialių reikalavimų mechanikams, tačiau čia ypač svarbi energijos kokybė, o jutiklis yra trumpalaikis.

Sprendimai su koduotuvu - optinis jutiklis, pavyzdžiui, krumpliaratis, pertraukiantis šviesos spindulį „pelės“ viduje, - yra gana tikslūs ir patikimi, tačiau pasižymi maža žingsnio skiriamąja geba (tik 150 žingsnių viena vairasvirtės eiga). Padidinti padėties nustatymo tikslumą naudojami daugikliai arba didelio tikslumo kodavimo įrenginiai.

Deformacijų matuokliai naudojami nešiojamųjų kompiuterių ir net kai kurių orlaivių valdymo svirtyse, tačiau nėra plačiai naudojami žaidimų įrankiuose, nes čia reikalingas stabilus ir tvirtas tvirtinimas.

Vairasvirtės su optiniu matricu, kaip ir optinėse pelėse, yra aukšto tikslumo ir patikimumo, tačiau smūgio dydis yra palyginti mažas.

Jutikliai, pagrįsti Halės efektu, yra patikimi ir patvarūs, jie yra geri, kai dirba kartu su surinkimo klaidų kompensavimo gamyboje schema.

Daugelyje šiuolaikinių vairasvirtių yra USB jungtis, todėl jos yra suporuotos tiek su asmeniniu kompiuteriu, tiek su žaidimų konsolėmis.

Tarp analoginių yra ir vienaašiai, ir biaksiški, valdymo svirtelių jutikliai. Naudodamas vienaašį jutiklį, rankena pritvirtinama prie dirželio, kai vežimėlis pasukamas kairėn ir dešinėn, o rankenėlė ant vežimo - aukštyn ir žemyn. Rankenos pasukimo akimirkos vežimėlio atžvilgiu ir vežimėlio vairasvirtės pagrindo atžvilgiu žymimos jutikliais.

Dviašius optinius ir magnetinius jutiklius sudaro magnetas, sumontuotas ant rankenos, arba lazeris, judantis šalia mikrosciklo, kuris stebi jo padėtį. Vietoj kardano rankenos gale galima sumontuoti rutulinį sujungimą.

Diskretinė vairasvirtė su vyriu yra suprojektuota labai paprastai - ji uždaro kontaktą keturiose kraštutinėse padėtyse. Vyris gali būti supaprastintas ir gali būti tiesiog smeigių ir griovelių derinys arba kardaninis arba rutulinis sujungimas.

Papildomi žaidimo vairasvirtės mygtukai ir jungikliai gali turėti skirtingas paskirtis. Pvz., Automatinis gaisro įjungimo jungiklis, esantis po pirštu, leidžia nustatyti fotografavimo režimą. Kompaktiškai išdėstyti skrybėlių mygtukai yra rečiau naudojami, tačiau jie naudojami valdant ir naršant meniu arba perjungiant vaizdus.

Ratas, slankiklis ar svirtis - valdyti virtualios mašinos variklį. Pedalai arba tiesiog sukama rankenėlė (supaprastinta versija) - imituoti vairavimą. Yra modeliai su pedalais ir rašikliu. Brangesni vairalazdės turi papildomus slankiklius, pavyzdžiui, sraigto aukščiui pakoreguoti skrydžio treniruoklyje.

Vairasvirtės yra plačiausiai naudojamos ne tik žaidimuose, bet ir kompiuterinio projektavimo bei trijų dimensijų modeliavimo sistemose. Čia populiarūs yra trijų matmenų vairasvirtės, leidžiančios perkelti objektus trimis plokštumomis. Yra daug tokių vairasvirtių prototipų, tačiau tik nedaugelis kompanijų gamina tokius produktus serijomis. Tarp jų: ​​jėgos matmuo, „Novint Technologies“, „3Dconnexion“.