اهرمک یا جوی‌ استیک چیست؟ یکی از ابزار جانبی رایانه‌های شخصی محسوب می شود.اهرمک تشکیل شده از دسته‌ای که در یک انتهای خود گِرد نقطه‌ای حرکت می‌کند و اطلاعات زاویهٔ خود را به‌صورت دوبعدی یا سه‌بعدی به رایانه می‌ فرستد. جوی استیک ها دارای پایه ای اند که روی آن دکمه های کنترل بازی را می توان قرار داد. در این ابزارها یک دستۀ عمودی هم وجود دارد که کاربر به هر جهتی که بخواهد آن را می تواند حرکت دهد و حرکت یک شیء۲ روی صفحه نمایش۳ را با آن کنترل۴ کند. دکمه های کنترل بازی معمولاً روی این دسته قرار دارند. این دکمه ها، ویژگی های نرم افزاری متنوعی را فعال می سازند که عموماً عملیات نمایشی۵ روی صفحه نمایش را تولید می کنند.

گاهی اوقات لازم است که شما در کامپیوتر خود دستگاه و یا شخصیتی را کنترل کنید. جوی استیک وسیله ای است که می تواند این کار را برای شما انجام دهد، با پیشرفت تکنولوژی و فناوری برخی از وسایل مکانیکی طراحی و ساخته شده اند که روند زندگی انسان را بسیار تغییر داده اند و به کمک آن ها میتوان عملکرد بسیاری از سخت افزار ها و نرم افزار ها را بهبود بخشید. یکی از ابزار هایی که با پیشرفت تکنولوژی کمک شایانی به بشر کرده است جوی استیک ها یا همان اهرمک ها هستند. همانطور که از عنوانش پیداست، اهرمک ها وسیله ایی کمکی هستند که در عرصه صنعت و ساخت و ساز کمک شایانی کرده اند.

در این مقاله قصد داریم تا موارد زیر را مورد بررسی قرار دهیم:

•    جوی استیک چیست؟
•    عناصر تشکیل دهنده جوی استیک
•    کاربرد جوی استیک
•    مشخصات فیزیکی جوی استیک
•    نصب جوی استیک

جوی استیک چیست؟

جوی استیک را می توان به یک اهرمک تشبیه کرد که به عبارتی یک کلید مکانیکی است و حرکت و تکان خوردن وسایل مربوطه را بسیار تسهیل بخشیده است.پس به صورت کلی منظور از، جوی استیک و یا اهرمک یک کلید مکانیکی است که برای تبدیل حرکات مکانیکی(فیزیکی دست انسان) به حرکات الکتریکی مورد استفاده قرار می گیرد. از جوی استیک ( اهرمک) در صنایع و جنبه های مختلف استفاده شده است که در ادامه به آن ها میپردازیم.

اولین جوی استیک چه زمانی اختراع شد؟

اولین جوی استیک توسط C. B. Mirick در آزمایشگاه تحقیقات دریای ایلات متحده اختراع شد و در سال 1926 ثبت شد. اولین جوی استیک به صورت الکترونیکی و دومحور بود، شبیه به جوی استیک های در حال استفاده امروزی و هدف اصلی طراحی آن برای کنترل از راه دور هواپیما بود.

امروزه انواع دیگر جوی استیک ها در بازار میتواند با رایانه شخصی سازگار باشد و بسیاری از جوی استیک ها به کامپیوتر با پورت USB متصل میشوند . به دلیل ماهیت صوری و حساسیت بالای جوی استیک ها، گزینه ی مناسبی برای برنامه های با دقت بالا، مثل کنترل دوربین های مداربسته هستند.تولیدکنندگان جوی استیک ویژگی های بیشتری را برای دستگاه های تخصصی درنظر میگیرند.

جوی استیک دارای برخی دکمه ها و یک دسته است.این دسته به پایه متصل و قابلیت چرخش دارد. با چرخش دسته موقعیت آن نسبت به پایه تغییر میکند.اقدامات کنترلی مناسب با جهت و زاویه دسته انجام می شود.

بیشتر جوی استیک ها دو بعدی هستند، اگرچه تک بعدی و سه بعدی آنان نیز وجود دارد.جوی‌استیک‌های مخصوصی وجود دارد که جز فناوری‌های کمکی هستند و می‌توانند برای افراد ناتوان جسمی جایگزین ماوس رایانه شود. همچنین برای افراد ناتوان جسمی که در کنترل دست و بازوی خود مشکل دارند استفاده از گوشی‌های هوشمند و لمسی بسیار سخت است.

عناصر تشکیل دهنده جوی استیک

شاید برایتان سوال باشد که جوی استیک ( اهرمک) از چه عناصری ساخته شده اند. می توان گفت که انواع جوی استیک ها در واقع یک پیشرفت علمی و فناوری کمکی می باشند.جوی استیک در واقع دارای یک دسته فرمان می باشد که  حالت فنری و برگشت پذیر دارد و در انتهای حول نقطه‌ای حرکت می‌کند و اطلاعات زاویهٔ خود را به‌ صورت دوبعدی یا سه‌بعدی به رایانه می‌فرستد.

کاربرد جوی استیک

با توجه به فناوری و تکنولوژی که در ساختار جوی استیک(اهرمک ) استفاده شده است می توان در صنایع ماشین های بزرگ و جابه جایی هر گونه شی و وسیله ای از آن استفاده کنیم. جوی استیک ها اغلب در ماشین های سنگین، بالابرها، ربات ها وبازی های رایانه ای مورد استفاده قرار می گیرند چرا که به وسیله این اهرمک می توان وسایل سنگین ماشین آلات و ... را جا به جا و کنترل کرد.

همچنین قیمت جوی‌ استیک‌ صنعتی های مخصوصی طراحی شده اند که جز فناوری‌های کمکی می باشند و می ‌توانند برای افراد ناتوان جسمی جایگزین ماوس رایانه به کار برده شوند. همچنین برای افراد ناتوان جسمی که در کنترل دست و بازوی خود مشکل دارند استفاده از گوشی‌ های هوشمند و لمسی بسیار سخت است. این افراد با کمک یک جوی استیک که با دهان و لب‌ها و بدون کمک دست کنترل می ‌شود قادر خواهند بود از گوشی ‌های هوشمند استفاده کنند.

با توجه به نیاز گسترده و تقاضا در بازار جوی استیک ها را در انواع مختلفی و با کاربرد متفاوتی ساخته و طراحی کرده اند. جوی استیک را میتوان جایگزین خوبی برای شستی ها دانست و حتی در بعضی از مدل ها می توان از کانتکت کمکی نیز استفاده کرد.

انواع جوی استیک :

جوی استیک  XD2

1.    XD2GA8221 جوی استیک دو جهته بازگشت فنری به وضعیت صفر
2.    XD2GA8441 جوی استیک چهار جهته بازگشت فنری به وضعیت صفر

جوی استیک  XD4

1.    XD4PA12 جوی استیک دو جهته ماندگار
2.    XD4PA22 جوی استیک دو جهته بازگشت فنری به وضعیت صفر
3.    XD4PA14 جوی استیک چهار جهته ماندگار
4.    XD4PA24 جوی استیک چهار جهته بازگشت فنری به وضعیت صفر

جوی استیک لاجیتک مدل اکستریم 3Dپرو

برای بازی کردن به  شکل شبیه ساز پرواز شرکت لاجیتک یک محصول به نام Extreme 3D Pro که 12 کلید با قابلیت برنامه ریزی دارد. بدنه محکم از جنس کائوچو،استقامت بالا این دسته خلبانی که به راحتی به روی میز شما قرار می گیرد و شما بدون هیچ مشکلی می توانید به راحتی در برنامه های شبیه سازی پرواز آن کنترل نمایید. Extreme 3D Pro به صورت USB به سیستم مورد نظر شما  متصل می یابد و بدون هیچ درایوری می توانید شروع به استفاده نمایید.

مشخصات جوی استیک

جوی استیک ها بنا به مدل و  نوع شامل  چندین میکرو سوئیچ و یک اهرم می باشند که با تغییر جهت اهرم میکرو سوئیچ تحریک شده و کنتاکت آن تغییر وضعیت می دهد.عمده کاربرد آن ها بر روی کنسول های کاربری به خصوص در صنایع رباتیک یا بالابر ها استفاده می باشد. جوی استیک های اشنایدر الکتریک در دو نوع 2 جهته و 4 جهته در بازار عرضه می گردد. جوی استیک برای هر وسیله‌ای که از صفحه نمایش لمسی بهره می ‌برد برنامه ریزی شده اند.

 
•    JOYSTICK-IT متصل به پایه پد اسفنجی با یک مکش پلاستیکی کوچک در مرکز است
•    - جنس Joystick-It از آلومنیوم است
•    - یک گوی در بالای این جوی استیک برای کنترل جهت راحت‌تر طراحی شده است
•    - ارتفاع آن 2.3 سانتی متر و قطر پایه آن 2 سانتی متر است
•    -کوچک کم وزن و سبک است
•    -در هنگام اتصال به تمیز بودن صفحه نمایش و البته پد و مکش جوی استیک توجه کنید
•    -برای گوشی هایی با صفحه های خیلی کوچک مناسب نمی باشد
•    -صفحه گوشی شما باید دارای قابلیت چند لمسی (multi-touch) باشد
•    -طریقه استفاده :
•    -قابل استفاده در بازی هایی که در صفحه دارای پد مجازی یا فلش حرکتی و دیگر حالت های هدایتی مجازی ، بر روی صفحه نمایش هستند می باشد.
•    -جوی استیک را به صفحه موبایل خود در قسمت مربوطه جهت حرکت و ... می چسبانید و از آن استفاده می کنید

مشخصات فیزیکی جوی استیک

جوی استیک ها با توجه به کارکردی که دارند بسیار مفید واقع شده اند و بسیاری از فعالیت های روزمره را برای افراد ساده  تر کرده اند. با این حال مشخصات فیزیکی جوی استیک میتواند مزیت های این دستگاه باشد و نشان دهنده قابلیت های این دستگاه باشد.

•    در جهت های مختلف قابل کنترل است در بعضی از مدل ها میتواند در تمامی جهت ها یا به صورت ترکیبی حرکت کند
•    دارای وزن کم، حجم کم
•    نصب و سیم کشی ان راحت است
•    طول عمر بالا
•    نصب و سیم‌بندی سریع‌تر نسبت به شستی‌ها
•    ۱ تا ۸ حالت کاری مختلف با برگشت فنری به حالت خنثی
•    مدل‌های بسیار متنوع از نظر عملکرد حفاظتی، اینترلاک و ...
•    میزان مقاومت در برابر عوامل خارجی و ساخته شده با گروه‌های حفاظتی بالا تا IP۶۵
•    قابلیت سفارشی سازی در نوع و تعداد پلاتین‌ها

همان‌طور که بیان شد، جوی استیک یک ابزار تخصصی است که به‌منظور کنترل بازی‌های کامپیوتری و یا دوربین‌های مداربسته مورد استفاده قرار می‌گیرد. این دستگاه دارای مدل‌های متنوعی است که برای نصب هر یک باید روش‌های مخصوص به آن را استفاده کرد؛ بنابراین لازم است با افراد متخصص و حرفه‌ای در ارتباط باشید.

نصب جوی استیک

همانطور که میدانید ماژول جوی استیک  ( joystick ) مانند یک اهرم است که ظاهر آن شبیه به شستی است و همانند شستی نیز نصب میشوند.در جوی استیک ها با توجه به مدل های خاص، روش نصب متفاوت است ولی بطور کلی با توجه به نوع جوی استیک ها و تعداد پلاتین های آن به یک سوراخ نیاز داریم که قطر سوراخ و عمق محل نصب درانواع مختلف، متفاوت می باشد.

عملکرد ماژول جوی استیک دو محوره چگونه است ؟

ماژول جوی استیک این دو محور مشابه جوی استیکB آنالوگ در گیم پد هستند. با این ماژول می توانید در دو جهت (محور افقی (X) و عمودی (محور Y) حرکت کنید. این امر با استفاده از دو پتانسیومتر چرخشی 10 کیلوگرمی که در زاویه 90 درجه نسبت به یکدیگر قرار دارند و به یک دسته کوتاه متصل می شوند به دست می آید. با حرکت دسته به چپ و راست یا جلو و عقب، پتانسیومتر شروع به چرخش می کند. این ماژول دارای یک کلاه مشکی است که به راحتی امکان حرکت دسته را فراهم می کند. در ضمن این ماژول دارای کلید می باشد که اگر درب آن را فشار دهید این کلید فعال می شود. ماژول همچنین دارای دو خروجی آنالوگ برای حرکت افقی و عمودی و یک خروجی دیجیتال برای سوئیچینگ است. ولتاژ مورد نیاز برای کار این ماژول 5 ولت است. جوی استیک عمدتاً برای بازی ها، ربات های کنترل کننده، استفاده از میکروکنترلرهای مختلف مانند آردوینو برای کنترل حرکت دوربین استفاده می شود.

نحوه استفاده از دو محور ماژول جوی استیک چگونه است ؟

پتانسیومترها در دو جعبه در دو طرف جوی استیک قرار دارند. اگر درپوش جوی استیک را در حین مشاهده محور مرکزی هر پتانسیومتر حرکت دهید، خواهید دید که هر پتانسیومتر فقط در یک جهت حرکت می کند. برای خواندن موقعیت فیزیکی جوی استیک، باید تغییر مقاومت پتانسیومتر را اندازه گیری کنید. برای خواندن این تغییر مقاومت با استفاده از مبدل آنالوگ به دیجیتال می توان از پین آنالوگ آردوینو استفاده کرد. به این ترتیب ماژول جوی استیک را به آردوینو متصل کنید. برای تعیین مختصات X و Yجوی استیک باید دو خروجی آنالوگ جوی استیک (پایه های VRx و VRy) را به پایه های آنالوگ آردوینو متصل کنید.

برای خواندن اینکه آیا درپوش جوی استیک فشرده شده است، پایه سوئیچ را به یکی از پایه های ورودی/خروجی دیجیتال آردوینو وصل کنید. مقادیر مختلف خروجی آنالوگ را می توان از پین های VRx و VRy ماژول به دست آورد. از آنجایی که دقت میکروکنترلر آردوینو آنالوگ به دیجیتال 10 بیت است، مقدار هر کانال آنالوگ در هنگام حرکت جوی استیک از 0 به 1023 (0-5 ولت) تغییر می کند و در هنگام حرکت جوی استیک با توجه به موقعیت خود تغییر می کند، پتانسیومتر ماژول است. در حالت سکون محور X و Y آنها هر دو ولتاژ 512 (2.5 ولت) را نشان می دهند.

جوی استیک ها چگونه کار می کنند؟

جوی استیک اساساً حرکات دست شما را به صورت دیجیتالی تبدیل می کند و آنها را برای تجزیه و تحلیل و عمل به کامپیوتر می فرستد. جوی استیک احتمالاً بیشترین استفاده را گیمرها در بازی های ویدئویی دارد و می تواند به روش های مختلف مورد استفاده قرار گیرد. محاسبات کنترلی ، ویلچر و هواپیماهای بدون سرنشین را کنترل کنید.

جوی استیکها به طرز باورنکردنی جادویی عمل می کنند زیرا حرکات دستان شما را به زبان ماشینی ترجمه می کنند.باور داشته باشید که اگر جوی استیک شما درجه یک و بی عیب و نقص باشد ، احساس خواهید کرد که در تماس مستقیم با دنیای مجازی هستید.

هنگامی که پایانه ها ثابت هستند ، نمی تواند مدار الکتریکی را تکمیل کند (اتصال به جایی فشار نمی آورد یا حرکت نمی کند) هنگامی که پایانه ها در شکاف مدار قرار می گیرند ، دیسک فلزی را روی پایه قرار دهید. کنسول به سرعت عملکرد کنترل مناسب را از طریق سیم متصل به کنسول تشخیص میدهد.

جوی استیک همچنین دارای دکمه هایی مشابه موارد ذکر شده در بالا می باشد. همچنین می توان از آن برای فعالیتها و عملیات غیر از حرکت استفاده کرد. در جوی استیکهای قدیمی (آنالوگ) از دوک ها به جای دکمه ها استفاده می شود. دو دوک در پایین آن قرار داده شده است. میله یکی استفاده می شود. به طور طبیعی جوی استیک های آنالوگ ارزان تر از دیجیتال هستند ، به این معنی که برای بازی هایی با دامنه حرکتی وسیع تر مناسب هستند.

جوی استیک را روی رایانه نصب کنید

قبل از نصب جوی استیک ، آن را در برنامه ای که با آن کار می کند نصب کنید ، معمولاً سی دی همراه جوی استیک وجود دارد تا درایورهای لازم نصب شوند. اگر سی دی با جوی استیک وجود ندارد ، می توانید به وب سایت جوی استیک مراجعه کنید. برای بارگیری درایورهای سازنده را بررسی کنید. برای راه اندازی جوی استیک و نصب نرم افزار مراحل زیر را باید دنبال کنید:

جوی استیک را با کابل US وصل کنید.

سی دی آماده شده را وارد کنید ، سی دی به طور خودکار شروع می شود ، در غیر این صورت به رایانه من بروید و درایو سی دی را پیدا کرده و محتوا را بارگذاری کنید.
پس از نصب باید ببینید آیا به درستی نصب شده است یا خیر. برای انجام این کار ، نرم افزار جوی استیک خود را باز کنید و همچنین می توانید دکمه ها را سفارشی کنید.

چگونه داده های جوی استیک را بهینه کنیم؟

یکی از بزرگترین مشکلات ماژول های جوی استیک این است که آنها خطی نیستند ، یعنی میزان ADC با حرکت سر Ascetic تغییر خطی نمی کند ، که می تواند در پروژه هایی که نیاز به دقت بالا مانند کنترل دارند کمی آزاردهنده باشد.

اجازه ندهید این سطح از غیر خطی بودن با هموار کردن داده های جوی استیک با روشهای میانگین ، بسیار آزاردهنده باشد. کد زیر را در Arduino خود بارگذاری کرده و با مشاهده خروجی در Serial Monitor ، داده ها را با حالت راه اندازی ساده مقایسه کنید.

نحوه کار جوی استیک ها چگونه است؟

اساسا جوی استیک حرکات دست شما را به شکل دیجیتال تبدیل می کند و برای تجزیه و تحلیل و اقدامات لازم به کامپیوتر ارسال می کند. جوی استیک ها احتمالاً رایج ترین وسیله ای هستند که گیمرها در بازی های ویدیویی با آن مواجه می شوند و می توانند به روش های مختلفی از محاسبات گرفته تا کنترل ویلچر و هواپیماهای بدون سرنشین استفاده شوند. جوی استیک ها به طرز شگفت انگیزی کار می کنند زیرا حرکات دست شما را به زبان ماشین ترجمه می کنند. باور کنید که اگر جوی استیک شما درجه یک و بی عیب و نقص باشد، احساس می کنید که در ارتباط مستقیم با دنیای مجازی هستید.

پایانه ها نمی تواند مدار را در حالت ساکن کامل کند (حالتی که دسته اتصالی را با فشار یا حرکت به مکانی وارد نمیکند).
هنگامی که ترمینال روی شکاف در مدار قرار می گیرد، دیسک فلزی را روی پایه قرار می دهد و کنسول به سرعت از طریق سیم های متصل به کنسول، عملکرد کنترل مناسب را تشخیص می دهد.

جوی استیک ها همچنین دارای دکمه هایی مانند موارد ذکر شده در بالا هستند که می توان از آنها برای کنترل فعالیت ها و اعمالی غیر از حرکت استفاده کرد.جوی استیک های قدیمی (آنالوگ) به جای دکمه از تبر استفاده می کردند. دو محور در پایین میله قرار دارد، یکی برای محور Y و دیگری برای محور X.
طبیعتا جوی استیک های آنالوگ قیمت کمتری نسبت به جوی استیک های دیجیتال دارند، به عبارت دیگر برای بازی هایی با دامنه حرکتی بیشتر مناسب هستند.

برخی از مزایا و ویژگی های جوی استیک عبارتند از:

۱. راحتی در کنترل جهت و حرکت‌های متعدد
۲. نصب و سیم‌بندی سریع‌تر نسبت به شستی‌ها
۳. اشغال فضای بسیار کمتر نسبت به شستی‌ها
4. 1 تا 8 حالت مختلف کار، بازگشت فنر به حالت خنثی
5. خروجی برق در حالت خنثی، اهرم را به داخل فشار دهید یا بیرون بکشید
6. امکان سفارشی سازی نوع و مقدار پلاتین
7. تعداد متفاوت خروجی های دیجیتال و آنالوگ مختلف در هر جهت
8. عمر مکانیکی و الکتریکی بسیار بالا
9. مدل‌های بسیار متنوع از نظر عملکرد حفاظتی، اینترلاک و ...
10. سطح مقاومت در برابر عوامل خارجی و اتخاذ درجه بالایی از حفاظت تا IP65
نکات مهم برای انتخاب جوی استیک
جوی استیک یکی از ابزارهای مهم برای برخی از بازی های خاص است. این بازی ها سعی می کنند محیط را به روشی