Joystick

Joystick

joystick หรือก้านควบคุม เป็นอุปกรณ์นำำเข้าข้อมูล คำสั่ง ใช้การควบคุมการเคลื่อนของตัวชี้คล้ายกับเมาส์ แต่ต่างกันที่จอยสติกจะเพิ่มปุ่มเฉพาะอย่าง นิยมใช้ในการเล่นเกม เพราะให้ความมันสะใจและมีลักษณะหลากหลายแบบสามารถเลือกใช้ให้ตรงกับรสนิยม หรือใกล้เคียงกับอุปกรณ์สมมติในเกมส์ที่เล่น เช่น คันบังคับหรือพวงมาลัยของเครื่องบินหรือยานอวกาศได้ ลักษณะของจอยสติ๊กจะ เป็นคันโยกที่โยกไปมาได้ใน 2 แกน หรือ 2 มิติ คือ ซ้าย-ขวา และ หน้า-หลัง การโยกจะหมุนกลไก 2 ตัวให้มีการวัดตำแหน่งที่เลื่อนไปเช่นเดียวกับเมาส์นั่นเอง นอกจากนี้จอยสติ๊กยังอาจเพิ่มปุ่มควบคุมพิเศษต่าง ๆ เช่น ปุ่มยิงอาวุธทั้งหลายได้ จอยสติก คืออุปกรณ์ที่มีลักษณะเป็นคันโยก มีปุ่มบังคับที่ด้ามคันโยก เพื่อควบคุมตำแหน่งบนจอภาพได้ทุกตำแหน่งและทุกทิศทาง มักใช้ควบคุมโปรแกรมประเภทเกม ที่เป็นภาพเคลื่อนไหว วิดีโอเกม หรือโปรแกรมประเภทการออกแบบทำให้ผู้ใช้ สามารถควบคุมและใช้งาน โปรแกรมคอมพิวเตอร์ได้ง่ายและสะดวก เวลาใช้งานให้นำจอยสติกต่อพ่วงกับพอร์ตจอยสติกที่อยู่ในซึ่งอยู่ในส่วน ของการ์ดเสียงด้านหลังเครื่องคอมพิวเตอร์

ซึ่ง joystick คงจะเป็นที่คุ้นเคยของนักเรียน นักศึกษาที่นิยมเล่นเกมคอมพิวเตอร์ชนิดที่มีการแสดงผลเป็นกราฟิก ที่ตัวผู้เล่นที่ปรากฏบนหน้าจอภาพต้องมีการเคลื่อนที่ทำภาระกิจตามกติกาของ เกม ตัวผู้เล่นที่ปรากฏบนจอภาพเปรียบได้กับตัวชี้ตำแหน่งที่ปรากฏในการซอฟต์แวร์ ประยุกต์ทั่วไป และก้านควบคุมนี้ก็ทำหน้าที่คอยกำหนดการเคลื่อนที่ของตัวชี้บนจอภาพ ได้การเคลื่อนที่ของก้านนี้เองที่เป็นการกำหนดทิศทางการเคลื่อนที่ของตัวชี้ ตำแหน่ง หลักการทำงานของก้านควบคุม จะขึ้นอยู่กับอุปกรณ์ภาย

จอยสติ๊กแบบใหม่จะยังคงใช้เซ็นเซอร์ตำแหน่งคล้ายๆ กัน แต่ปริมาณของกระแสไฟที่ได้จากการเคลื่อนที่ของจอยสติ๊กนั้นจะส่งต่อไปยัง ADC (Analog-To-Digital) เพื่อเปลี่ยนค่าศักย์ไฟฟ้านี้ให้เป็นข้อมูลดิจิตอลที่โปรแกรมสามารถนำไปประมวลผลต่อได้ จอยสติ๊กใน อนาคต ผู้ใช้สามารถบังคับทิศทางได้มากขึ้นจาก แนวตั้ง แนวนอนและแนวลึกได้อีกด้วย สิ่งที่สำคัญอีกประการหนึ่งก็คือ การเชื่อมต่อเข้ากับคอมพิวเตอร์ โดยเปลี่ยนมาใช้ พอร์ตแบบ USB และยังมีการพัฒนาให้จอยสติ๊กสามารถตอบสนองได้มากขึ้น เช่น จอยสติ๊กสามารถสร้างแรงกระแทกเมื่อบังคับเกมรถแข่งแล้วเกิดการชน เป็นต้น
Joystick เป็นอุปกรณ์ INPUT ของตัว COMPUTER โดยมีจุดเริ่มต้นจากบริษัท IBM ดยในสมัยนั้นยังเป็น Joystick แบบ 2 ปุ่ม และมีการต่อเข้ากับ Interfaceแบบ เอาร์พุท เดียว แต่ในปัจจุบันนั้นได้มีผู้ผลิต Joystick แบบหลาย INPUTออกมาเพื่อตอบสนองความต้อง การของผู้ใช้งานออกมา แต่ใน 1 พอร์ทก็สามารถต่อเข้ากับ Joystick ได้ 2 ตัว โดยอาศัยสาย
Y - CABLE ดังรูป 1.0เพราะ Y - CABLE นี้ จะเป็นตัวแยกINPUT ว่ามีการแบ่ง Joystick เป็น 2 INPUT และแยกการทำงานว่า เป็น INPUT ตัวที่1 และ ตัวที่ 2

Joystick 2 ปุ่มบังคับ

Joystick 4 ปุ่มบังคับ

รูปที่ 1

หลักการของก้านควบคุม

ก้านควบคุมหรือจอยสติ๊ก ออกแบบมาเพื่อบอกคอมพิวเตอร์่จะจัดการตำแหน่งของวัตถุในเวลาหนึ่งๆ ได้อย่างไรวิธีการก็คือ จอยสติ๊กจะส่ง ตำแหน่งพิกัดในแนวราบหรือในแนวตั้ง หรือ ตำแหน่งพิกัดใน แกน X-Y ไปยังคอมพิวเตอร์เพื่อประมวลผลต่อไปยังโปรแกรมที่กำลังใช้อยู่ด้านล่างของ คันบังคับเป็นไปอิสระ ในคอนโทรลเลอร์แบบอื่นๆ เช่น พวงมาลัย หรือ เกมแพด อาจจะมีลักษณะแตกต่างจากจอยสติ๊ก แต่หลักการกำเนิดสัญญาณจะคล้ายๆ กันกับจอยสติ๊ก สวิตซ์ หรือปุ่มต่างๆ ที่ใช้สำหรับบังคับ เมื่อมีการกดปุ่ม ก็จะมีการส่งสัญญาณไปยังการ์ดอแดปเตอร์ เพื่อสร้างข้อมูลเช่น ถ้ากดปุ่ม ก็จะเปลี่ยนค่าข้อมูลเป็น 1 ถ้าไม่ได้กด ก็จะมีค่าเป็น 0 เป็นต้น การสร้างข้อมูลเหล่านี้ขึ้นอยู่กับแต่ละเกม ตัวเซนเซอร์ตรวจจับตำแหน่งจะเชื่อมติดกับแต่ละแกนของจอยสติ๊กเพื่อตอบสนองกับพิกัด X-Y และส่งสัญญาณไปที่การ์ดอแดปเตอร์ของเกมซึ่งมีซอฟต์แวร์ที่จะนำข้อมูลสัญญาณ ที่ได้มาเปลี่ยนให้เป็นตำแหน่งของเกมคอนโทรลเลอร์ตัวเซนเซอร์ในจอยสติ๊กส่วนใหญ่จะทำจาก ตัวเก็บประจุ และ potentiometer หรือ POT ซึ่งประกอบด้วยตัต้านทานแบบปรับค่าได้ซึ่งควบคุมด้วยการเคลื่อนที่ทั้งสองทิศทางของจอยสติ๊ก กระแสไฟฟ้าจะไหลผ่านจาก POT ไปยังตัวเก็บประจุ เมื่อประจุเพิ่มขึ้นจนเกิดศักย์ไฟฟ้าถึง 5 โวลต์ ตัวเก็บประจุจะคายประจุ เมื่อจอยสติ๊กถูก ดันไปในทิศทางหนึ่ง ความต้านทานจะเพิ่มขึ้น ทำให้ตัวเก็บประจุใช้เวลานานขึ้นในการชาร์จประจุเข้าไปและคลายประจุ เมื่อถูกดันไปในทิศทางอื่นๆ ค่าความต้านทานจะลดลงกระแสไฟฟ้าจะไหลไปที่ตัวเก็บประจุได้มากขึ้น ทำให้การชาร์จและคลายประจุทำได้เร็วขึ้น เกมอแดปเตอร์จะจับเวลาในหน่วยมิลลิวินาทีสำหรับการชาร์จและคลายประจุ จากนั้นจะคำนวณตำแหน่งของจอยสติ๊กทั้งสองแกน เซ็นเซอร์ตำแหน่งอีกรูปแบบหนึ่งที่ใช้กับดิจิตอลจอยสติ๊ก เรียกว่า piezo electric sensor มักใช้กับส่วน top hat ของจอยสติ๊ก ภายในประกอบด้วยคริสตัลเพื่อสร้างกระแสไฟฟ้าเมื่อมีการกดหรือปล่อยสวิตซ์ optical grayscale position sensor จะใช้ LED (Lighe-Emitting Diode) และ CCD (Charge Coupled Device) ที่เปลี่ยนแสงจาก LED เป็นกระแสไฟฟ้า ระหว่าง LED กับ CCD เป็นฟิลม์ที่มีการไล่สีจากสว่างไปมืด จากปลายด้านหนึ่ง เมื่อจอยสติ๊กมีการเคลื่อนไหวฟิล์ม จะเคลื่อนไหวด้วยปริมาณของแสงที่ผ่านฟิล์มได้จะเปลี่ยนแปลงด้วย ซึ่งสามารถตรวจจับได้โดย CCD


ส่วนประกอบของ Joystick





• Joystick ประกอบด้วยตัวต้านทานปรับค่าได้ (Potentionmeter) 2 ตัว ซึ่งจะมีค่าระหว่าง 0 - 100 KW แต่บางตัวอาจจะเป็น 150 KW ก็ได้ ดังแสดงในรูปที่ 2

รูปที่ 2 โครงสร้างของพอร์ทเกมส์

ค่าตัวต้านทานปรับค่าได้ภายใน
โดยทั่วไปแล้วจะใช้ อยู่ระหว่าง 0 - 100 KW โดย R ข้างหนึ่งจะต่อเข้ากับไฟ +5V และอีกข้างหนึ่งต่อเข้ากับวงจร Monostable Multivibrator จำนวน 4 ชุดคือ จะใช้ IC 558 ( ภายในจะเป็นวงจร TIMER IC 555 จำนวน 4 ตัว ) เป็นตัวสร้าง TIMER ดังรูปที่ 3 โดย Joystick จะมีค่าน้อยที่สุด เมื่อ Joystick อยู่ที่ตำแหน่ง บนสุด ซ้ายมือ ข้อมูลจก Joystick จะต่อเข้ากับ ผ่านวงจรเชื่อมโยง โดยผ่าน พอร์ท MIDI จำนวน 15 ขา โดยมีขาที่ใช้งานดังแสดง ในรูปที่ 3

รูปที่ 3

ซึ่งจะเห็นได้ว่าสามารถขยายการทำงานของ Joystick ให้มีการทำงานเพิ่มขึ้นได้อย่างไร โดยในการติดต่อกับ I/O PORT นั้น เริ่มใช้มาตั้งแต่ ISA BUS 8 Bits จนในปัจจุบันนี้ได้มีการทำ Joystick Port เข้าไว้ใน Sound Card เพราะในปัจจุบัน I/O Controller ได้มีการติดตั้งไว้บน Main Board แล้วแต่ใน Main Board บางรุ่นก็ได้ทำการรวม Sound System ไว้บน Main Board เลยซึ่งส่วนใหญ่แล้วจะเป็น Main Board ในตระกูล PENTIUM ทั้งสิ้น

การเชื่อมต่อพอร์ทเกมส์

เป็นวงจรที่ใช้ติดต่อกับ Joystick จาก multi-IO เพราะ Sound card ในจะใช้ขา 12 และ 15 เป็น MIDI Interface โดยจะแยกออกจาก Joystick Interface โดยสิ้นเชิง จากรูปที่ 4 จะเป็นวงจร Joystick Interface ซึ่งจะทำให้พอเข้าใจการทำงานได้ในระดับหนึ่ง

รูปที่ 4

การเลือกซื้อ joystick เบื้องต้น

* 1. joy Stick ควรจะมีความสามารถควบคุมได้ทุกแกนบังคับ และต้องสามารถควบคุมปุ่มต่างได้อย่างดีนอกนั้น ก็อยู่ที่ ความเชื่อมั่นใน ยี่ห้อ แล้วก็ความพอใจในประสิทธิภาพ และราคา
* 2.ถ้าเน้นจะใช้งานในด้านใดด้านหนึ่งก็เลือกแบบเฉพาะทางไปเลย แต่ถ้าเล่นเกมส์ประเภทอื่นด้วยก็อาจจะเลือกแบบ JoyPad (คล้ายๆกับจอยเครื่อง PS2) ลองชั่งใจดูว่าเล่นเกมส์แนวๆไหนมากกว่ากัน ส่วนระบบสั่นถ้าเล่นเกมส์ไม่บ่อยและไม่นาน อาจจะเลือกแบบที่มีฟังชั่นนี้มาด้วยก็ได้ แต่ถ้าเล่นเกมส์แบบวันละหลายๆชม. และหลายๆวัน/เดือน ไม่แนะนำให้ใช้ เพราะมีรายงานทางการแพทย์ระบุว่า การใช้จอยแบบสั่นเป็นเวลานานๆมีความเสี่ยงที่จะเป็นโรคพาคินสัน และ มีโอกาศที่จะทำให้เส้นประสาทที่มือเสียไปได้ เนื่องจากการสั่นสะเทือนของจอยหากมีการใช้งานนานๆนะ(อาการคล้ายๆกับที่มือสั่นหลังจากการเล่นเกมส์
* 3.ส่วนยี้ห้อไหนดีนั้น แนะนำว่าน่าจะเลือกแบบมียี้ห้อจะดีกว่า มีการ update driver ตลอดเวลา ช่วยทำให้เล่นเกมส์ที่ออกมาใหม่ๆได้อย่างไม่มีปัญหาครับ ยี้ห้อที่นิยมใช้ก็เช่น Microsoft,Logeitech,CH Pro และอื่นๆ ก็เลือกๆดูนะ อย่าลืมถามถึงเรื่องการรับประกันด้วย เผื่อว่ามีปัญหาในอนาคต และก็อย่าซื้อจอยตามเพื่อนเป็นอันขาด ให้ลองไปเดินๆจับๆดูว่ามันพอดีมือเราหรือปล่าว มือเราสามารถกดได้ทุกปุ่มบนจอยหรือไม่ จับจอยถนัดหรือปล่าว ของอย่างงี้มือใครมือมัน
* 4.ถ้าไม่ติดขัดเรื่องงบประมาณแนะนำให้ลองดู JoyStick รุ่นที่มีฟังชั่น Twist จะช่วยให้การควบคุม(หางเสือ) ดีขึ้นมากๆๆเลย และจำเป็นมากๆถ้าจะใช้บินเฮลิคอปเตอร์





ข้อมูลจาก http://www.elecnet.chandra.ac.th/learn/tipntrick/port/joystick/default.htm