Hall-efekt Analog Çubuklar: Nasıl çalışırlar ve analog çubuk kaymasını nasıl ortadan kaldıracaklar?

Bunu kontrolcülerinizde daha önce yaşamış olabilirsiniz: karakteriniz hiçbir girdi olmadan hareket etmeye başlar, siz sabit kalmaya çalışırken nişanınız yukarı veya yana kayar, kontrolcünüz sanki sürekli çok hafif bir şekilde sola gitmek isteyen bir hayalet tarafından ele geçirilmiş gibi görünür. Bu fenomen “analog çubuk kayması” olarak adlandırılır ve oyun kontrolcülerinde son derece yaygındır. Bunun sebebi kontrolcüyü düşürmeniz veya oldukça yoğun bir oyun seansından sonra odanın öbür ucuna fırlatmanız değildir; daha ziyade bu, piyasadaki çoğu kontrolcünün ardındaki mekanizmanın doğasında bulunan bir tasarım kusurudur: potansiyometre.

Potansiyometre, temel olarak değişken bir gerilim bölücü oluşturan değişken bir dirençtir. Elektrikli bileşenlere ve teorisine aşina değilseniz bu çok anlam ifade etmeyebilir. Bilmeniz gereken tek şey, gerilim bölücü çıkışının çubuğun konumuna bağlı olarak değiştiğidir. Kontrolcünüz bu gerilimi okur ve bir koordinata çevirir. Diyelim ki 0,1V "aşağı" ve 0,9V "yukarı" anlamına geliyor. Merkez ise 0,5V olarak tanımlanmış olabilir. Potansiyometreler çok hassas değildir, bu yüzden bu kalibrasyonlar genellikle fabrikada yapılır, yani kontrolcü her zaman 0,5V değerinin merkez olmasını bekler.

Analog çubuğunuzu hareket ettirdiğinizde, iletken bir silecek dirençli bir temas pedine karşı hareket eder, bu da direnci ve dolayısıyla çıkış gerilimini değiştirir. Analog çubuğunuzu yukarı hareket ettirdiğinizde direnç ve çıkış gerilimi artar. Analog çubuğu aşağı hareket ettirdiğinizde direnç ve çıkış gerilimi azalır. Her çubukta yatay ve dikey hareket için iki potansiyometre bulunur, bu nedenle kontrolcünüz karakterinizin nereye gitmesini istediğinizi belirlemek için her ikisinden gelen gerilimleri okur.

Sorun, bu dirençli temas pedleri sürtünme nedeniyle zamanla aşındığında ortaya çıkar. Sadece bir saatlik oyundan sonra bu sistemin kaç kez tekrarlandığını tahmin edebilirsiniz. Analog çubuğunuzu her ileri geri hareket ettirdiğinizde bu temas pedleri çok küçük bir miktarda malzeme kaybeder. Zamanla bu durum, temas pedlerinin direncini değiştirir. Nötr konumun direnç değeri değiştiği anda—işte, analog çubuk kayması meydana gelir. Kontrolcünüz sabit dururken beklenenden farklı bir gerilim okuduğu için bunu analog çubuk girdisi olarak yorumlar ve siz atıştırmalık bir şeyler alırken karakteriniz yavaşça uçurumdan aşağı yürür.

İşte Hall-efekt sensörleri burada devreye giriyor. Potansiyometreli analog çubuk gerilimi değiştirmek için dirençli bir ped ve silecek kullanırken, Hall-efekt analog çubuk temassız bir alternatif olan mıknatısları kullanır.

Hall-efekt analog çubukta, iletken pim (silecek) bir mıknatısla değiştirilir ve dirençli temas şeridi, manyetik alanlara duyarlı düz bir iletken (Hall-efekt sensörü) ile değiştirilir.

Elektronlar bu malzemeden geçerken, manyetik alan onları alan kutupluluğuna bağlı olarak iletken malzemenin bir tarafına veya diğerine doğru etkili bir şekilde "iter".

Analog çubuk hareket ettirildiğinde, sensör elektronların iletken malzemenin hangi tarafına itildiğini algılar ve bunu hareket olarak yorumlar. Tüm bunlar fiziksel temas olmadan gerçekleşir, bu da sensörde sürtünme aşınması olasılığını ortadan kaldırır!

İşte bu kadar! Temassız bir analog çubuk girdi yöntemi—kontrolcünüzün ömrünü önemli ölçüde artırabilen ve kaymaya karşı çok daha dirençli olan bir yöntem. Potansiyometreli bir analog çubuğun er ya da geç bozulması neredeyse garanti iken, bir Hall-efekt analog çubuk teorik olarak kontrolcünün tüm ömrü boyunca dayanabilir.