دسته بازی Game Pad) Joystick)

دنیای رایانه

http://www.FARDAMG.blogfa.com

Game Pad / Joystick همه چیز در مورد دسته بازی

به طور کلی نحوۀ کار دسته های بازی به این صورت می باشد که آنها حرکات کاملاً فیزیکی یعنی حرکت دست بر روی دستۀ بازی را به یک پیام ( به صورت زبان صفر و یک کامپیوتر ) تبدیل می کنند.با یک دستۀ بازی خوب که در تبدیل و انتقال سریع و بسیار بی عیب عمل می کند شما چنان غرق در بازی می شوید که دسته بازی خود را فراموش و خود را کاملاً در یک دنیای مجازی تصور می کنید .
ما در این مقاله با بررسی چندین مدل دسته بازی متداول به چگونگی عملکرد آنها و نحوۀ تبدیل و انتقال اطلاعات در آنها اشاره می کنیم و با بررسی نمونه های اولیه دسته های بازی و مقایسه آنها با نمونه های امروزی که با توجه به انتظارات کاربرای تولید شده اند به میزان پیشرفت تکنولوژی و همچنین پیچیدگی و بالا بودن سطح کیفیت آنها پی می بریم .

Design :
اساس کار دسته های بازی (joystick) به این صورت می باشد که آنها حرکات دستۀ پلاستیکی را به اطلاعات الکترونیکی تبدیل می کنند به طوری که کامپیوتر بتواند آنها را پردازش کند .
Joystick ها به غیر از کنسولهای بازی ، در ماشین آلات دیگری از قبیل جت های جنگی ، بیلهای مکانیکی و ویلچرها نیز مورد استفاده قرار می گیرند که البته تمرکز ما بر روی نحوۀ کار دسته های بازی می باشد .
نوع تکنولوژی مورد استفاده در joystick های مختلف را ، حجم و نوع اطلاعات منتقل شونده تعیین می کند . در طراحی joystick های ساده که در اولین کنسول های بازی مورد استفاده قرار گرفته ، فقط از یکسری کلیدهای الکتریکی مخصوص استفاده شده است .

اساس طراحی دسته ها به این صورت می باشد که دسته به یک پایه پلاستیکی به همراه آن یک صفحه لاستیکی انعطاف پذیر متصل می شود و در قسمت پایه یک مدار برد وجود دارد که دقیقاً زیر دسته قرار گرفته است ؛ مدار برد از چندین سیم چاپی تشکیل شده که هر کدام به سوکت های ارتباطی وصل می شوند و در مجموع به وسیلۀ سیم های معمولی به کامپیوتر متصل می شوند .
مدارها فقط حامل جریان الکتریکی از یک نقطه به نقطه دیگر هستند و زمانی که joystick در حالت طبیعی قرار دارد یعنی زمانی که فشاری برای حرکت وجود ندارد ، همۀ مدارهای انتقال جریان از مرکز اصلی قطع می باشند و در این حالت مدار نمی تواند هادی جریان الکتریکی باشد .
هر قسمت قطع شده توسط دکمۀ پلاستیکی که لایۀ نازک فلزی روی آن قرار دارد ، پوشش داده می شود و زمانی که شما دسته joystick را به سمتی حرکت می دهید ، در آن نقطه کلید به برد متصل می شود و باعث بسته شدن مدارمی شود و ایجاد جریان الکتریکی توسط سیم ها به کامپیوتر یا کنسول بازی منتقل و از طریق کابل دیگری بر می گردد .

Communication :
زمانی که کامپیوتر یک بار الکتریکی از یک سیم بخصوصی بر می دارد ، می داند که joystick درست در حالتی قرار دارد که مدار در آن نقطه بسته شده است ؛ با فشار دادن دستۀ joystick به جلو دکمۀ حرکت به جلو و با فشار دادن به سمت چپ ، دکمه مربوط به سمت چپ فعال می شود ولی در بعضی از موارد با حرکت دسته ، همزمان دو دکمه را می فشاریم به طور مثال زمانی که دو دکمه بالا و چپ را همزمان فشار می دهیم به این معنا می باشد که خواهان حرکت به سمت بالا و چپ هستیم که کامپیوتر این حرکات را نیز تصدیق میکند .

Conventional Analog: Design :
یک دسته برای برقراری ارتباط در بالا ترین حد ممکن به کامپیوتر ، نیازمند اندازه گیری موقعیت دسته بر روی دو محور X ( چپ و راست ) و محور Y ( بالا و پایین ) می باشد و به طور کلی فقط با اشاره و توجه دقیق بر روی محور X و Y ها می توان موقعیت دقیق دسته را مشخص کرد . در joystick های استاندارد ، میله باریکی در داخل دسته قرار دارد که این میله خود بر روی دو محور شیار دار که قابلیت دوران دارند قرار گرفته است . با چرخش دسته به بالا و پایین این میله بر روی محور Y ها از سمتی به سمت دیگر دوران می کند و نیز با چرخش به چپ و راست بر روی محور X ها حرکت و زمانی که شما دسته را به صورت مورب تکان می دهید ، میله داخلی در هر دو محور حرکت می کند . برای مشخص کردن موقعیت دسته ، سیستم کنترل کننده joystick وضعیت هر دو محور را به سادگی کنترل می کند .

Conventional Analog: Into Digital :
در سیستم های متداول یک کارت ( مدار برد چاپی ) در داخل کامپیوتر وظیفه تبدیل کردن اطلاعات خام آنالوگ را به دیجیتال به عهده دارد . مبدل برای اینکه بتواند موقعیت joystick را مشخص کند باید نحوۀ کار پتانسیومترها را مورد بررسی قرار دهد . از هر پتانسیومتر برای استفاده از ولتاژهای مختلف برای شارژ کردن یک خازن مورد استفاده قرار می گیرد به این صورت که اگر پتانسیومتر بر روی مقاومت بیشتر تنظیم شده باشد ، مدت زمان بیشتری طول می کشد تا خازن شارژ شود . مبدل به وسیلۀ تخلیه الکتریکی خازن و سپس مدت زمانی که طول می کشد تا شارژ دوباره شود ، می تواند موقعیت پتانسیومتر و مطابق آن joystick را مشخص کند . کامپیوتر می تواند تعداد دفعات شارژ مجدد را بشمارد و نیز هر زمان که نیاز به خواندن اطلاعات باشد این عملیات را اجرا می کند .
همچنین شما می توانید با اضافه کردن یک پتانسیومتر به این سیستم ، از قابلیت فوق العاده آن برای استفاده از حرکات جدید و همچنین تنوع در کنترل بهره مند شوید . به طور مثال فرمانهای بازی متداول ، دقیقاً به این روش کار می کنند به طوری که چرخش پتانسیومتر فرمان مستقیماً با حرکت دست می باشد . در بعضی از دسته های بازی با اضافه کردن یک پتانسیومتر می توان دسته را در محور Z ها نیز فعال کرد . در اکثر نمونه های دستۀ بازی ، در قسمت بالای دسته کلیدهایی دارند که با اشاره انگشت شصت دست فعال می شوند که نحوۀ کار آنها مانند کلیدهای معمولی می باشد که قبلاً به آنها اشاره شده است .

The problem with Analog :
در دسته های بازی آنالوگ معمولی ، دو ایراد وجود دارد : اول از همه اینکه در زمان پردازش و تبدیل اطلاعات خام آنالوگ به دیجیتال این عمل کاملاً دقیق و صحیح صورت نمی پذیرد که این موضوع باعث می شود تا حدّی حساسیت دسته بازی نسبت به واکنش هایی که نشان می دهد پایین باشد . دومین ایراد این دسته ها این می باشد که کامپیوتر میزبان می بایست توان زیادی را صرف پردازش اطلاعات بدست آمده از دستۀ بازی را انجام دهد که این خود باعث کاهش توان انجام عملیات دیگر می شود . در ادامه به این نکته که طراحان چگونه این مشکلات را برطرف نموده اند ، اشاره می شود .
تولید کنندگان دو مشکل عمده را که قبلاً مطرح شد به دو شکل متفاوت حل کردند . راه اول این بود که آنها با اضافه کردن یک تراشه مبدل آنالوگ به دیجیتال در داخل دسته بازی یا در قسمت کنسول بر روی برد آن سبب شد تا در این نوع سیستم ها اطلاعات دیجیتال با سرعت و مستقیماً به کامپیوتر منتقل شوند که در نهایت باعث بالا رفتن دقت دسته بازی و کاهش حجم پردازش بر روی پردازشگر می شود . در مدل های جدید که به صورت خروجی USB عرضه شده اند ، دارای سرعت و قابلیت اطمینان بالایی هستند .
از راه های دیگری که برای بالا بردن دقت و سرعت در دسته های بازی (joystick) جدید صورت گرفته است ، استفاده از سنسورهای نوری به جای پتانسیومترهای آنالوگ می باشد که قابلیت گرفتن اطلاعات حرکات دسته بازی را به صورت دیجیتال دارد .
در این نوع سیستم ها دو پایه متصل به دو چرخ شیاردار می باشد که محل استقرار هر کدام از این چرخ ها به صورتی می باشد که بین دو LED و دو Photocell ( سنسور نوری ) قرار دارد. زمانی که نور از هر LED به طرف شیارهای چرخ تابیده می شود ، در سمت دیگر چرخ سنسورهای نوری به مقدار کم جریان تولید می کنند که حرکت و جا به جایی شیارهای چرخ موجب شکسته شدن پرتوهای نور تابیده شده از سوی LED بر روی سنسور نوری می شود و باعث بوجود آمدن پالس های سریعی از جریان می شود . تعداد پالس هایی که توسط سنسورهای نوری تولید می شوند پایه و اساس اطلاعاتی است که پردازشگر می تواند از آن طریق ، میزان حرکت و جا به جایی دسته بازی را نشان دهد .
با مقایسه کردن نمونه های گرفته شده توسط سنسورهای نوری ، پردازشگر با بررسی آنها می تواند جهت حرکت را تعیین کند . اصول کار چنین سیستم هایی مانند سیستم کار بیشتر ماوس های کامپیوتر می باشد .

منبع : ترجمه و اقتباس گروه تحقیقاتی فراسو

چند عکس از دسته های بازی