5.8.1 Принцип работы

Рисунок 5.10 – Устройство светового пера

Конструкция (а) и электрическая схема (б) светового пера: 1 - соединительный кабель, 2 - транзистор, 3 - корпус, 4 - наконечник,5 - фотодиод, 6 - пружинный контакт, 7 - проводники.

Световое перо содержит фоточувствительный элемент, который при приближении к экрану воспринимает излучение, порождаемое при столкновении электронов с люминофорным покрытием экрана. Если мощность светового импульса превышает определенный порог, фоточувствительный элемент формирует импульс, который передается в компьютер. Анализируя смещение по времени этого импульса относительно начала цикла регенерации, компьютер может точно определить координаты той точки экрана, возбуждение которой "высветило" фотоэлемент.

Таким образом, в распоряжении пользователя оказывается устройство непосредственного указания, работающее напрямую с изображением на экране. В настоящее время это устройство уже практически вышло из употребления: оно вытеснено более простым и надежным - мышью.

5.9 Игровые манипуляторы

5.9.1. Джойстик

Джо́йстик (англ. Joystick (Joy + Stick) — дословно «весёлая палочка») — устройство ввода информации, которое представляет собой манипулятор, посредством которого можно задавать экранные координаты графического объекта; также может выполнять функции клавиатуры.

Джойстик представляет собой ручку, наклоном которой, можно задавать направление в двумерной плоскости. На ручке, а также в платформе, на которой она крепится, обычно располагаются кнопки и переключатели различного назначения. Помимо координатных осей X и Y, возможно также изменение координаты Z, за счет вращения рукояти вокруг оси, наличия второй ручки, дополнительного колёсика и т. п.

Широкое применение джойстик получил в компьютерных играх, но также может использоваться в других целях.

Конструкция джойстика:

1 Рукоять

2 Основание

3 Кнопка «Огонь» (гашетка)

4 Дополнительные кнопки

5 Переключатель автоматического огня

6 Газ/тяга

7 Миниджойстик

8 Присоски (крепление)

Рисунок 5.11 – Джойстик

5.9.1.1 Разновидности джойстиков

По количеству степеней свободы и, соответственно, плоскостей, в которых возможно изменение положения контролируемого объекта, джойстики подразделяются на:

• одномерные (управление перемещением объекта либо вверх-вниз, либо влево-вправо)

• двухмерные (управление объектом в двух плоскостях)

трёхмерные (управление объектом во всех трёх плоскостях)

5.9.1.2 Технологии джойстиков

Джойстики можно разделить на два вида:

Дискретные — сенсоры таких джойстиков могут принимать два значения: «0» или «1», включён/выключен и т. д. При этом каждое нажатие выдает один управляющий импульс и смещает курсор на одну позицию (длительное нажатие приводит к автоповтору команды), диапазон смещения курсора при этом неограничен и определяется только количеством нажатий. Джойстики такого типа считаются устаревшими, но широко применяются в простых игровых приставках, мобильных телефонах и прочих устройствах.

Аналоговые — у таковых выходной сигнал плавно меняется от нуля до максимума в зависимости от угла отклонения рукоятки: чем больше рукоять отклонена, тем больше уровень сигнала. Диапазон перемещения курсора ограничен ходом ручки джойстика и разрешением применённых сенсоров.

Аналоговые джойстики делятся на три типа:

• С аналоговым датчиком. Включает в себя Потенциометр_(резистор) и аналогово-цифровой преобразователь.

— Преимущества: нет особых требований к механике.

— Недостатки: требователен к качеству питания и АЦП, сам датчик при этом недостаточно долговечен.

• С цифровым датчиком. В таких джойстиках используются энкодеры (оптические датчики наподобие тех, что применяются в компьютерных мышах — зубчатое колесо, при вращении пересекающее луч от светодиода к фотодиоду).

— Преимущества: очень чёткий ход, датчик практически вечен.

— Недостатки: чтобы датчик имел достаточное количество шагов дискретности, нужен или дорогой высокоточный энкодер, или качественный редуктор (мультипликатор).

• С оптическим датчиком. Такие джойстики действуют аналогично оптической мыши.

— Преимущества: высокая точность и высокая надёжность.

— Недостатки: применимо только для устройств с небольшим ходом ручки.

• С магнитным датчиком.