Joysticks de efecto Hall: ¿Cómo funcionan y cómo eliminarán la deriva del joystick?

Es posible que hayas experimentado esto en tus controladores antes: tu personaje comienza a moverse sin ninguna acción, tu puntería se desliza hacia arriba o hacia un lado mientras intentas permanecer quieto, tu controlador parece estar poseído por un fantasma que constantemente quiere moverse cada vez más. ligeramente hacia la izquierda. Este fenómeno se conoce como "derivación del joystick" y es extremadamente común en los controladores de juegos. No es porque se te haya caído el mando o lo hayas arrojado al otro lado de la habitación después de una sesión de juego particularmente intensa; más bien se trata de un defecto de diseño inherente al mecanismo detrás de la mayoría de los controladores del mercado: el potenciómetro.

Un potenciómetro es simplemente una resistencia variable que forma un divisor de voltaje variable. Es posible que esto no signifique mucho si no está familiarizado con la teoría y los componentes eléctricos. Todo lo que necesitas saber es que la salida del divisor de voltaje cambia dependiendo de la posición de la palanca. Su controlador lee este voltaje y lo traduce a una coordenada. Digamos que 0,1 V significa "abajo" y 0,9 V significa "arriba". El centro podría definirse como 0,5 V. Los potenciómetros no son muy precisos, por lo que estas calibraciones generalmente se realizan en fábrica, lo que significa que el controlador siempre espera que 0,5 V sea el centro.

A medida que mueves el joystick, mueves una escobilla conductora contra una almohadilla de contacto resistiva, que varía la resistencia y, por lo tanto, el voltaje de salida. Mueves el joystick hacia arriba y la resistencia y el voltaje de salida aumentan. Mueves el joystick hacia abajo y la resistencia y el voltaje de salida disminuyen. Hay dos potenciómetros en cada palanca para el movimiento horizontal y vertical, por lo que tu controlador lee los voltajes de ambos para determinar dónde quieres que vaya tu personaje.

El problema surge cuando estas almohadillas de contacto resistivas se desgastan con el tiempo debido a la fricción. Puedes imaginar cuántas repeticiones obtiene este sistema después de sólo una hora de juego. Cada vez que mueves el joystick hacia adelante y hacia atrás, estas almohadillas de contacto pierden una cantidad minúscula de material. Con el tiempo, esto altera la resistencia de las almohadillas de contacto. Una vez que el valor de resistencia de la posición neutral cambia: boom!, deriva del joystick. Debido a que tu controlador lee un voltaje diferente al esperado mientras está estacionario, lo interpreta como una entrada del joystick, lo que hace que tu personaje camine lentamente por ese acantilado mientras tomas un refrigerio.

Aquí es donde entran los sensores de efecto Hall. Mientras que el joystick del potenciómetro utiliza una almohadilla resistiva y una escobilla para variar el voltaje, un joystick de efecto Hall utiliza una alternativa sin contacto: imanes.

En un joystick de efecto Hall, el pasador conductor (la escobilla) se reemplaza por un imán y la tira de contacto resistiva se reemplaza por un conductor plano ("Elemento Hall)" que es sensible a los campos magnéticos.

A medida que los electrones fluyen a través de este material, el campo magnético los “empuja” efectivamente hacia un lado del material conductor u otro dependiendo de la polaridad del campo.

Al mover el joystick, el sensor detecta hacia qué lado fueron empujados los electrones del material conductor y lo interpreta como movimiento. ¡Todo esto sucede sin contacto físico, eliminando cualquier posibilidad de desgaste por fricción en el sensor!

¡Voilá! Un método de entrada de joystick sin contacto, que puede aumentar drásticamente la vida útil de su controlador y es mucho menos propenso a desviarse. Mientras que es casi seguro que un joystick con potenciómetro fallará eventualmente, un joystick de efecto Hall podría hipotéticamente durar toda la vida útil del controlador.