يمكن تذكر Nintendo Switch على حد سواء لإعادة تحديد موقع الألعاب المحمولة وللمصحة المادية التي أثرت على ملايين اللاعبين: Jowstick Drift.
الانجراف هو المصطلح الأكثر شيوعًا لمشكلة حيث تكتشف عصا التحكم المدخلات الخاطئة – حتى عندما لا يلمس أحد وحدة تحكم – مما يسبب تحركات غير مرغوب فيها في اللعبة. تؤثر المشكلة أيضًا على مراجعي الحسابات من شركات تصنيع Sony و Microsoft و Office Associors.
ظهرت أجهزة استشعار تأثير القاعة قبل بضع سنوات كحل ممكن للمشكلة ، ولكن هناك خيار أفضل من الأسهل ترقية إلى وحدات التحكم الحالية. هذا الحل هو العلوم المغناطيسية للنفق ، أو TMR ، وهي تقنية ثورية على محركات الأقراص الصلبة قبل عقدين من الزمن باستخدام ميكانيكا الكم والمغناطيس.
مثل أجهزة استشعار تأثير القاعة ، تتجنب أجهزة استشعار TMR المشكلة الأساسية مع أدوات التحكم التقليدية أكثر: مستشعراتها تلبس كمسألة تصميمها. يحمل المراجعون بأحدث لوحات تحكم Xbox و PS4 و PS5 والمفتاح جميعهم حول أجهزة استشعار مثل هذا – مقاييس البوتنومات ، وهو مكون يمكن استخدامه لتغيير أو قياس المقاومة الكهربائية.
الأشياء الصلبة التي يتم فركها معًا ليست طريقة مثالية لطول العمر
مثل أوضح Ifixit في عام 2021ضمن مقاييس الجهد المستخدمة لاكتشاف الحركة لأعلى ولأسفل وعلى جانب كل مصنوع يدويًا ، يوجد شريط كربون نصف دائري مع أطراف في كل طرف يمرر تيارًا كهربائيًا من خلاله. مع تحرك عصا التحكم ، ينزلق مكون يسمى المساحات إلى الأمام والخلف على طول هذا الشريط ، ويقيس الجهد حيث يتلامس. نظرًا لأن الجهد يمكن التنبؤ به يتغير في جميع أنحاء الشريط ، يمكن استخدام قياسات الجهد للمساح لقياس حركات وحدة التحكم بدقة.
لكن الأشياء الصلبة التي فرك بينهما ليست طريقة مثالية لطول العمر. يمكن ارتداء قطاع غشاء الفحم هذا في مقياس الجهد مقاطع التحكم مع مرور الوقت ، مما يؤثر على تدفق التيار ودقة قياسات الجهد. يمكن أن تسهم الأوساخ في الفيلم ، إما من المكونات المتحركة التي ترتدي أو فتات الغبار والغذاء التي تجد طريقها عبر وحدة تحكم ، في القياس والتحول غير الدقيق.
هذا هو السبب في أن مصنعي وحدات التحكم يتحولون الآن إلى أجهزة استشعار لا تستند إلى مكونات فرك معًا: Hall Effect و TMR ، كلاهما يعتمد على المغناطيسية. مثل يشرح ifixitاستبدال تأثير Hoysticks Hall Affect Films ومساحات المنظفات بالمغناطيس وأجهزة الاستشعار التي لا تتصل أبدًا ، باستخدام ظاهرة اكتشفتها إدوين هول لأول مرة في عام 1879.
داخل مستشعر تأثير القاعة ، يوجد مادة موصلة تسمى “عنصر الغرفة” لها تيار كهربائي يتدفق من خلاله. عادةً ما تتدفق الإلكترونات مباشرة عبر هذا الموصل ، ولكن يمكن أن يتداخل وجود حقل مغناطيسي مع الإلكترونات على كل جانب وتحويلها ، مثل عقبة غير مرئية تحول تدفق الماء إلى تيار. مع اقتراب المغناطيس المتصل بوحدة التحكم عن قرب وأبعد ، يقيس مستشعر تأثير القاعة التغيرات في الجهد مما يؤدي إلى الموصل. تتم ترجمة هذه القياسات إلى حركات في لعبة أكثر دقة مما تحصل عليه مع أجهزة قياس الجهد وبدون ارتداء.
تم استخدام أجهزة استشعار تأثير القاعة لأكثر من 50 عامًا ، وقد استخدمت SEGA حتى مدققي مراجعي Saturn 3D و Dreamcast الذين ظهروا لأول مرة في منتصف التسعينيات. استبدل Gulikit استخدام مستشعرات تأثير القاعة في مواد المقامرة بعد ظهور وحدة تحكم معها في E3 2021 ، ولكن لا تزال غير مستخدمة على نطاق واسع في مواد المقامرة لأن الضوابط القائمة على الجهد أرخص للبناء. لديهم أيضًا متطلبات طاقة أعلى ، والتي يجب أن تكون مسؤولة من قبل المدققين.
ما يجعل نتيجة TMR مفيدة في الإلكترونيات ليست النفق نفسه
يمكن أن يكون الحل لهذا أجهزة استشعار TMR ، والتي تأتي من اكتشافات أحدث. في عام 1988 ، اكتشف الفيزيائيون ألبرت فولت وبيتر جرونبرغ بشكل مستقل ظاهرة تسمى التأثير المغنطيسي (GMR) ، والتي فازت أيضًا بجائزة نوبل للفيزياء في عام 2007. الإلكترونات وقدرتها على التدفق بسهولة من جانب واحد من الفيلم إلى آخر.
“إذا وضعت مغناطيستين بجوار بعضهما البعض … بالقرب من بعضهما البعض مع مادة فصل واحدة. إذا كانت المغناطيس فيها تحتوي على تدور ونفس الدوران في الآخر. من السهل على الإلكترونات أن تنتقل إلى آخر. مهندس في Seagate الساقين.
يعمل TMR بطريقة مشابهة جدًا لـ GMR. إن وجود حقل مغناطيسي يقلل من اتجاه دوران الإلكترونات ، مما يجعلها أسهل على التيار من جانب إلى آخر. ومع ذلك ، في حين أن GMR يستخدم مادة موصلة تكون شطيرة بين طبقتين مغناطيسيين ، فإن TMR ، من ناحية أخرى ، يستخدم مادة عازلة تعمل كحاجز مقصود.
للتدفق من جانب واحد من الغشاء إلى الآخر ، تعتمد الإلكترونات على ظاهرة ميكانيكية الكم تسمى نفق الكم لتمريرها عبر عازل. إن فكرة الجسيمات التي تمر عبر حاجز لا ينبغي أن تكون قادرة على عدم لف رأسك حولها ، ولكن يمكن أن تحدث عندما تكون بعض المواد – مثل الألومنيوم أو أكسيد المغنيسيوم – مجرد سماكة قليلة. وبفضل الفيزيائيين مثل إروين شرودنجر ، فإن هذه الظاهرة ليست لغزًا كاملاً. لدينا معادلات يمكن أن تتنبأ بدقة بموعد حدوثها.
ما يجعل نتيجة TMR مفيدة في الإلكترونيات ليست النفق نفسه. هو أن إضافة وإزالة الحقل المغناطيسي ينتج تغييرا ملموسا في المقاومة. لسنوات ، استندت محركات الأقراص الصلبة إلى قراءة رؤوس برسم مشابه للكابلات المستخدمة في مكبرات الصوت والميكروفونات ، وفقًا لما ذكره Mendonsa. في عام 2005 ، اعتمدت Seagate تقنية TMR على رؤوس القراءة ، والتي لا يمكن أن تكون أصغر بكثير فحسب ، بل كانت أكثر حساسية للكشف عن وجود مجال مغناطيسي.
“مستشعرات TMR عمومًا لديها حساسية أكثر واستجابة خطية أكثر من أجهزة استشعار تأثير القاعة.”
سمح هذا للقطع المغناطيسية على محركات الأقراص الصلبة بأن تصبح أصغر بكثير ، مما يزيد بشكل كبير من أقراص 2.5 بوصة وقدرات التخزين إلى 120 جيجابايت. من المتوقع استخدام أشكال مختلفة من تقنية TMR على القرص الصلب للبناء لسنوات قادمة.
على الرغم من أن العلم الأساسي مختلف ، إلا أنه يمكن استخدام أجهزة استشعار القاعة وأجهزة استشعار TMR للكشف عن حركات عصا التحكم من خلال استخدام المغناطيس غير الملموس ، لكن أجهزة استشعار TMR لها بعض المزايا الأساسية.
يقول جاك هو ، مدير الأعمال في Gulikit: “أجهزة استشعار TMR أكثر حساسية بشكل عام وأكثر استجابة خطية من أجهزة استشعار تأثير القاعة”. هذا يمكن أن يسمح باستخدام المغناطيس الأصغر ، مما يجعل من الأسهل بناء عناصر تحكم TMR. لكن استخدام أعلى حساسية لتحسين دقة وحدة التحكم يعتمد على الشركات المصنعة والمواد التي يستخدمونها. يقول: “يعتمد التحليل بشكل أساسي على دقة أخذ عينات من الواجهة الخلفية MCU ولا يرتبط ارتباطًا وثيقًا بموجب عصا التحكم نفسه”.
بالمقارنة مع أجهزة استشعار تأثير القاعة ، عادة ما يكون لأجهزة استشعار TMR استهلاك الطاقة أقل ، لكن الميزة لا تحتوي على عمر بطارية محسّن. يقول: “يستخدم التصميم الأصلي لألعاب Sony و Microsoft و Nintendo فيلم Moverystick Movie التقليدي مع تصميم طاقة ثابت ، مع سعة الطاقة تقتصر على حوالي 1 مللي أمبير”. يمكن أن تستهلك أجهزة استشعار القاعة في أي مكان من 0.5 متر إلى 2 مم من الطاقة ، بينما تستهلك مستشعرات TMR فقط 0.1mA و 0.3ma. يسمح ذلك بتركيب مقاطع التحكم مع مستشعرات TMR في مادة وحدة التحكم الحالية “كبديل مثالي 1: 1 بدون تعديلات دائرة أخرى”. هذا يمكن أن يساعد في تسريع التبني وتقليل سعر التكنولوجيا عن طريق تبسيط البناء.
توفر مستشعرات TMR أيضًا مزيدًا من ثبات الأداء في نطاق درجة حرارة أوسع – ميزة مفيدة بشكل خاص للمنتج الذي يتعامل غالبًا مع الأيدي الدافئة لعدة ساعات.
على الرغم من أن تقنية TMR لم يتم تبنيها بعد من قبل شركات مثل Nintendo و Microsoft و Sony ، إلا أن هناك العديد من الشركات المصنعة للبشرات الثالثة التي تبيع بالفعل ألعاب ألعاب مع Bowsticks TMR ، بما في ذلك PB Tails Crush ControllerGamesir’s Tarantula Pro و 8bitdo ، والتي تستخدمه في وحدة تحكمها الجديدة Ultimate 2. في عام 2024 ، كانت Gulikit أول شركة ترقية لإحضار تقنية TMR إلى وحدات التحكم PS5 و PS4 و Xbox و Switch.
ولكن سيظل بضع سنوات حتى تصبح تقنية TMR سائدة في مواد المقامرة. “غالبًا ما تكون مستشعرات TMR أغلى من مستشعرات تأثير القاعة التقليدية ، وخاصة في أحجام أصغر” ، كما يشير. “ومع ذلك ، مع نضوج تقنية TMR ، من المتوقع أن يتم تخفيض فرق التكلفة.”
