Joysticks à effet Hall : comment fonctionnent-ils et comment élimineront-ils la dérive du joystick ?

Vous avez peut-être déjà vécu cela sur vos manettes : votre personnage commence à bouger sans aucune intervention, votre visée dérive vers le haut ou sur le côté alors que vous essayez de rester immobile, votre manette semble possédée par un fantôme qui veut constamment bouger très légèrement vers la gauche. Ce phénomène est appelé « dérive du joystick » et est extrêmement courant sur les manettes de jeu. Ce n'est pas parce que vous avez fait tomber la manette ou que vous l'avez jetée à travers la pièce après une session de jeu particulièrement intense ; il s'agit plutôt d'un défaut de conception inhérent au mécanisme présent dans la plupart des manettes du marché : le potentiomètre.

Un potentiomètre est simplement une résistance variable qui forme un diviseur de tension variable. Cela peut ne pas vouloir dire grand-chose si vous n'êtes pas familier avec les composants et la théorie électriques. Tout ce que vous avez besoin de savoir, c'est que la sortie du diviseur de tension change en fonction de la position du stick. Votre manette lit cette tension et la traduit en coordonnées. Disons que 0,1 V signifie « bas » et 0,9 V signifie « haut ». Le centre peut être défini comme étant 0,5 V. Les potentiomètres n'étant pas très précis, ces calibrations sont généralement effectuées en usine, ce qui signifie que la manette s'attend toujours à ce que 0,5 V corresponde au centre.

Lorsque vous déplacez votre joystick, celui-ci déplace un curseur conducteur contre une piste résistive, ce qui fait varier la résistance, et donc la tension de sortie. Vous déplacez votre joystick vers le haut, et la résistance ainsi que la tension de sortie augmentent. Vous déplacez le joystick vers le bas, et la résistance ainsi que la tension de sortie diminuent. Il y a deux potentiomètres sur chaque stick pour le mouvement horizontal et vertical, ainsi votre manette lit les tensions des deux pour déterminer où vous voulez que votre personnage aille.

Le problème survient lorsque ces pistes résistives s'usent avec le temps à cause de la friction. Vous pouvez imaginer combien de répétitions ce système subit après seulement une heure de jeu. Chaque fois que vous déplacez votre joystick d'avant en arrière, ces pistes perdent une quantité minuscule de matériau. Au fil du temps, cela altère la résistance des pistes. Une fois que la valeur de résistance de la position neutre change, boum, c'est la dérive du joystick. Parce que votre manette lit une tension différente de celle attendue alors qu'elle est stationnaire, elle l'interprète comme une entrée de joystick, ce qui fait que votre personnage marche lentement vers le vide pendant que vous allez chercher une collation.

C'est là qu'interviennent les capteurs à effet Hall. Là où le joystick à potentiomètre utilise une piste résistive et un curseur pour faire varier la tension, un joystick à effet Hall utilise une alternative sans contact : des aimants.

Dans un joystick à effet Hall, la broche conductrice (le curseur) est remplacée par un aimant, et la piste résistive est remplacée par un conducteur plat (« élément à effet Hall ») sensible aux champs magnétiques.

Lorsque des électrons circulent à travers ce matériau, le champ magnétique les « pousse » efficacement d'un côté ou de l'autre du matériau conducteur en fonction de la polarité du champ.

Lorsque le joystick est déplacé, le capteur détecte de quel côté les électrons ont été poussés dans le matériau conducteur et l'interprète comme un mouvement. Tout cela se produit sans contact physique, éliminant tout risque d'usure par friction du capteur !

Voilà ! Une méthode de saisie de joystick sans contact, qui peut augmenter considérablement la durée de vie de votre manette et qui est beaucoup moins sujette à la dérive. Alors qu'un joystick à potentiomètre est presque garanti de tomber en panne à terme, un joystick à effet Hall pourrait théoriquement durer toute la durée de vie de la manette.