Sega solucionó el problema de la deriva hace casi 30 años.

Con las nuevas consolas portátiles o los mandos periféricos siempre surge la misma pregunta:  “¿Se desviará?” Pero, si la deriva del stick es tan omnipresente, ¿por qué no la hemos resuelto de una vez por todas, o ya se ha resuelto? Abramos en baúl de los recuerdos de los años 90. Eso es la década de 1990 para aquellos que lean desde el año 2100.

Sega introdujo los sensores a prueba de deriva en 1994

Los que estén en 2022 quizá recuerden la Saturn de Sega. Una consola de juegos de 1994/95 que pretendía competir con la PlayStation de Sony (sí, la PlayStation original). Y menos aún habrán disfrutado del juego “Nights into Dreams” en la Sega Saturn, que venía con un revolucionario mando llamado Saturn 3D Controller.

Ese mando especial fue la base del mando estándar de la Dreamcast de Sega cuando salió a la venta en 1998 en Japón (un año después en la mayoría de los demás países). Lo especial de esos mandos no era sólo la presencia de un joystick como método de entrada alternativo al D-pad, sino también el uso de una tecnología llamada “sensores de efecto Hall”.

Los sensores del mando detectaban el movimiento de los botones de disparo, así como la posición del joystick. Por aquel entonces, los ingenieros sabían que los sensores de efecto Hall no son tan propensos al desgaste como los potenciómetros estándar. Como hemos explicado antes, un potenciómetro se basa en el deslizamiento de una parte del mando contra un sensor para leer la resistencia y medir la posición. Cuanto más se desplaza el rascador, menos fiable es el punto central. Con el efecto Hall, y la magia del magnetismo, no hay contacto físico entre el botón y el sensor.

Volvamos al año 2022: esta tecnología todavía no es estándar en los mandos, al menos no en el módulo del joystick. La mayoría de los mandos actuales utilizan esa tecnología de efecto Hall, pero sólo para leer los botones de disparo.

Hasta ahora.

Hay otro mando con un joystick impulsado por magia: el GuliKit King Kong 2 Pro.

¿Qué otra cosa podemos hacer sino desmontarlo junto al mando de la Dreamcast para ver qué ha cambiado en esos más de 25 años?

Mando de Sega Dreamcast vs. GuliKit King Kong 2 Pro

La tecnología de las baterías ha avanzado mucho desde este mando de la Dreamcast, pero el King Kong 2 Pro definitivamente comparte algunas similitudes, ambos tienen simples tornillos Phillips en el exterior -los de la Dreamcast están moderadamente empotrados-.

Resulta que 30 años no han cambiado mucho. Los cuatro sensores Hall de Sega están montados en forma de estrella (placa verde) y los dos sensores del King Kong 2 Pro están cerca del joystick (placa negra). Puede que creas reconocer los componentes azules montados en el stick del GuliKit, pero aunque están en carcasas muy parecidas a las de los potenciómetros, ¡son imanes!

¿Qué hace que los sensores de efecto Hall sean a prueba de deriva?

Ahora que hemos visto cómo ha evolucionado la tecnología (o no ha evolucionado) en los últimos años, es el momento de mirar detrás de la tecnología y descubrir el misterio de estos mágicos sensores de efecto Hall y ver cómo funcionan realmente. Mira el vídeo explicativo del sensor Hall que aparece a continuación para conocer los detalles (hablamos de lecturas de multímetro en tiempo real) del sistema GuliKit.

Si buscas la edición del libro de texto, vamos a dividir esta explicación del efecto Hall en una lista con viñetas:

• En primer lugar, se necesitan algunos electrones que vayan de un punto a otro a través de un conductor: eso hace que haya una corriente eléctrica I”.
• También necesitamos un campo magnético “B” que es creado por (redoble de tambores) literalmente cualquier imán.
• Cuando ahora combinamos esos dos y hacemos que el campo magnético interfiera con la corriente eléctrica, los electrones experimentan algo llamado fuerza de Lorentz “F”

Esa fuerza genera un “desequilibrio” de cargas positivas y negativas en el conductor que se reconoce como la tensión Hall “U_H”. Ese voltaje cambia con lo que interfiere el campo magnético (lo lejos que está el imán) y se puede medir.

Si se combina con dos sensores a lo largo de dos ejes, se obtienen datos de posición del stick, todo ello sin desgaste de las piezas de medición. Wikipedia resume la ventaja de la siguiente manera “Los dispositivos de efecto Hall… son inmunes al polvo, la suciedad, el barro y el agua. Estas características hacen que los dispositivos de efecto Hall sean mejores para la detección de la posición que otros medios alternativos, como la detección óptica y electromecánica.” Y sí, lo has adivinado, los potenciómetros son electromecánicos.

¿Por qué no se utilizan los sensores de efecto Hall en todas partes?

Bueno, tal vez sean más comunes de lo que crees. Los hemos visto medir la posición de los motores, y se pueden encontrar en muchos proyectos basados en Arduino. Un caso de uso común que muchos de ustedes pueden haber visto pero no notado es el sensor de nivel de agua en las cafeteras-un imán baja con el nivel de agua, perturba el campo eléctrico en el sensor, y la cafetera le dice que llene el tanque.

Pero volviendo a la razón por la que estamos investigando esos sensores de efecto Hall: la deriva del stick analógico.
Aunque los fabricantes han implementado esa tecnología de sensores Hall en sus mandos para leer los botones de disparo (no sólo si se pulsa, sino también hasta dónde se aprieta el gatillo) no se ha visto en muchos joysticks, todavía. Entonces, ¿por qué no? ¿Es demasiado caro, fallará igual de rápido, no es lo suficientemente preciso, requiere un factor de forma más grande?

Las configuraciones de efecto Hall son un poco más caras, los imanes y los sensores Hall son propensos a un eventual desgaste, pero estamos hablando de décadas, así que se podría pensar que vale la pena el precio. La precisión de los sensores Hall depende de la resolución de los ADC (convertidores analógico-digitales) que transforman el efecto Hall en señales eléctricas, por lo que esto podría ser un factor limitante. Pero definitivamente no se trata del tamaño, al menos ya no.

Hemos recorrido un largo camino desde la tecnología de los 90 del controlador 3D, mirando al GuliKit King Kong 2 Pro, vemos la prueba de lo que es posible. Con sensores Hall del tamaño de los potenciómetros, nos acercamos a una era de actualización dorada, que ya existe para el módulo de joystick del Steam Deck. Estamos ansiosos por saber cómo se comportan, no sólo en términos de funcionalidad y fiabilidad, sino también en lo fácil que será instalarlos.

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Este artículo fue traducido por Mariana Roca.