Làm thế nào các phím điều khiển được sắp xếp và hoạt động

Ví dụ, lần đầu tiên đề cập đến từ "joystick" trong bối cảnh tường thuật về một yếu tố kiểm soát đong đưa trong hàng không, ví dụ, ở Robert Loren, người đã viết vào năm 1910 về một đòn bẩy trung tâm bị trói để ngăn chặn sự cố cất cánh. Một phiên bản của tên của đòn bẩy này nói rằng cần điều khiển đã được nó vinh danh nhà phát minh tên là George - George, và sau đó họ bắt đầu gọi nó ngắn gọn hơn - một phím điều khiển, một cây gậy của niềm vui, như một biểu tượng của niềm vui bay.

Việc sử dụng đầu tiên của loại nút nghiêng này được thực hiện trên các tàu ngầm của Liên minh để điều khiển. Năm 1943, Đức quốc xã đã sử dụng cần điều khiển điện để điều khiển tên lửa loại cần điều khiển. Sau đó, vào những năm 1960, cần điều khiển điện bắt đầu được giới thiệu ở khắp mọi nơi, bắt đầu với các mẫu máy bay điều khiển bằng radio và kết thúc bằng xe lăn điện.

Ngày nay, cần điều khiển được kết hợp nhiều nhất với một thiết bị nhập dữ liệu máy tính, đây là một tay cầm có thể xoay theo hai mặt phẳng thẳng đứng. Bạn có thể sử dụng cần điều khiển để điều khiển, ví dụ như chuyển động của một chiếc máy bay ảo trên màn hình trong không gian ba chiều hoặc hai chiều của trình giả lập. Đôi khi, cần điều khiển cho phép xoay tay cầm của chúng quanh một trục thẳng đứng.

Trong thực tế, các thiết bị điện tử diễn giải vị trí của tay cầm, truyền qua thông tin phần mềm máy tính về các giá trị hiện tại của ba tọa độ không gian và do đó thay đổi vị trí của đối tượng trên màn hình. Ngoài bản thân gậy, cần điều khiển cũng thường có các nút, công tắc bật tắt, thanh trượt và các điều khiển phụ trợ khác giúp mở rộng đáng kể chức năng của nó. Cần điều khiển được sử dụng trong các trò chơi máy tính, điện thoại di động, robot, v.v.

Cần điều khiển khác nhau về số lượng mặt phẳng làm việc trong đó vị trí của đối tượng được điều khiển thay đổi với sự trợ giúp của nó. Cần điều khiển một chiều cho phép bạn di chuyển đối tượng lên xuống, qua lại, trái và phải. Hai chiều cho phép chuyển động trong hai mặt phẳng. Ba chiều - trong tất cả không gian ba chiều.

Nguyên tắc phân tích vị trí của tay cầm cần điều khiển có thể khác nhau. Có những cảm biến riêng biệt có khả năng nhận biết một trong hai vị trí, được hiểu là Nọ 0, hoặc 1 1. Tay cầm ở vị trí được rút lại hoàn toàn - khởi tạo mã theo hướng của nó.

Nếu tay cầm tiếp tục được giữ ở vị trí này, mã sẽ lặp lại liên tục. Cần điều khiển như vậy có thể được tìm thấy trên vỏ điện thoại di động, trên máy đánh bạc, tại các máy chơi game đơn giản nhất.

Cảm biến tương tự phản ứng rộng hơn, bởi vì toàn bộ không gian của góc cần điều khiển như thể được bao phủ bởi các tín hiệu cảm nhận từ 0 đến tối đa: tay cầm bị từ chối thêm - giá trị mã lớn hơn, giới hạn chỉ được áp dụng bởi độ nhạy và độ phân giải của cảm biến, và hiệu chỉnh theo tọa độ có sẵn, cho phép bạn chỉ định vị trí tuyệt đối con trỏ

Các loại cảm biến cần điều khiển

Cảm biến tương tự trong cần điều khiển được thực hiện theo nhiều cách khác nhau. Thiết bị có chiết áp và chuyển đổi tương tự sang kỹ thuật số Họ không có các yêu cầu đặc biệt về cơ học, nhưng chất lượng điện năng cực kỳ quan trọng ở đây và cảm biến chỉ tồn tại trong thời gian ngắn.

Giải pháp với bộ mã hóa - một cảm biến quang học, chẳng hạn như bánh răng, làm gián đoạn chùm sáng bên trong "chuột", - khá chính xác và đáng tin cậy, nhưng có độ phân giải bước nhỏ (chỉ 150 bước trên mỗi hành trình cần điều khiển). Để tăng độ chính xác của định vị, hệ số nhân hoặc bộ mã hóa có độ chính xác cao được sử dụng.

Đồng hồ đo độ căng được sử dụng trong cần điều khiển của máy tính xách tay và thậm chí một số máy bay, nhưng không được sử dụng rộng rãi trong các công cụ trò chơi, bởi vì cần phải có giá đỡ ổn định và cứng nhắc ở đây.

Cần điều khiển với ma trận quang, như trong chuột quang, có độ chính xác và độ tin cậy cao, nhưng kích thước hành trình tương đối nhỏ.

Các cảm biến dựa trên hiệu ứng Hall rất đáng tin cậy và bền, chúng hoạt động tốt khi chúng hoạt động cùng với sơ đồ bù các lỗi lắp ráp trong sản xuất.

Hầu hết các phím điều khiển hiện đại đều có giao diện kết nối USB, vì vậy chúng được ghép nối với cả PC và máy chơi game.

Trong số các loại tương tự có các cảm biến đơn trục và hai trục của cần điều khiển. Với một cảm biến đơn hướng, tay cầm được cố định vào gimbal khi cỗ xe xoay sang trái và phải, và tay cầm trên cỗ xe - lên xuống. Khoảnh khắc vung tay cầm so với cỗ xe và cỗ xe so với đế của cần điều khiển - được đánh dấu bằng các cảm biến.

Các cảm biến quang học và từ tính của biaxial bao gồm một nam châm gắn trên tay cầm hoặc laser di chuyển gần vi mạch theo dõi vị trí của nó. Thay vì cardan, khớp nối bóng có thể được lắp đặt ở đế của tay cầm.

Một phím điều khiển rời rạc với bản lề được thiết kế rất đơn giản - nó đóng tiếp điểm ở bốn vị trí cực đoan. Bản lề có thể được đơn giản hóa, và chỉ là sự kết hợp của các mộng và rãnh, hoặc nó có thể là một cardan hoặc khớp bóng.

Các nút và công tắc bổ sung trên phím điều khiển trò chơi có thể có các mục đích khác nhau. Ví dụ, một công tắc bật tắt của lửa tự động, nằm dưới ngón tay, cho phép bạn sửa chế độ chụp. Các nút mũ được đặt nhỏ gọn ít được sử dụng, nhưng được sử dụng để kiểm soát và điều hướng các menu hoặc chuyển đổi chế độ xem.

Bánh xe, thanh trượt hoặc đòn bẩy - để điều khiển động cơ của một chiếc xe ảo. Bàn đạp hoặc chỉ là một núm xoay (phiên bản đơn giản) - để mô phỏng lái xe. Có mô hình với bàn đạp và bút. Cần điều khiển đắt tiền hơn có các thanh trượt bổ sung, ví dụ, để điều chỉnh cao độ của ốc vít trong trình mô phỏng chuyến bay.

Cần điều khiển được sử dụng rộng rãi nhất không chỉ trong các trò chơi, mà còn trong thiết kế hỗ trợ máy tính và hệ thống mô hình ba chiều. Cần điều khiển ba chiều rất phổ biến ở đây, cho phép bạn di chuyển các vật thể trong ba mặt phẳng. Có rất nhiều nguyên mẫu của các phím điều khiển như vậy, nhưng chỉ có một vài công ty sản xuất các sản phẩm như vậy trong loạt. Trong số đó: Kích thước lực lượng, Novint Technologies, 3Dconnexion.