Hall Effect или TMR Механизмы? Объясняем разницу.

Всем доброго и весеннего дня! Ежедневно мы работаем с геймпадами и пристально следим за тем что происходит в этой сфере и даже принимаем непосредственное участие, можете почитать как мы боролись с Дрифтом.

Технология контроллеров значительно эволюционировала с появление джойстиков (3д механизмов) и триггеров на основе эффекта Холла. Эта технология превосходит традиционные потенциометрические джойстики по долговечности и точности, которые применяются в большинстве геймпадов и портативных консолей. Теперь на горизонте появилась новая разработка — TMR (туннельное магнитосопротивление), которая потенциально может произвести революцию в производстве игровых контроллеров.

Чтобы разобраться в сути TMR и его принципе работы, рассмотрим вкратце как джойстики передают сигналы на консоль или компьютер:

Джойстик, по сути, — это устройство ввода, которое отправляет сигнал на подключённое устройство при движении. Для отслеживания этих движений используются разные методы: потенциометры, тензодатчики, электронные переключатели, эффект Холла и другие. Один из таких методов — туннельное магнитосопротивление (TMR).

Долгое время в игровых контроллерах применялись джойстики с потенциометрами, где сигналы передавались за счёт изменения сопротивления при движении. Конструкция включает резистор в виде изогнутой полосы и подвижный контактный элемент (рычаг или шток), который смещается в зависимости от действий пользователя. При движении рычага сопротивление изменяется: например, при полном наклоне джойстика вперёд рычаг доходит до конца, меняя сопротивление и ток в цепи. Это аналоговое изменение тока микропроцессор преобразует в цифровой сигнал, который устройство распознаёт как команду. Такие джойстики используются, например, в контроллерах PlayStation и Xbox.

Однако из-за множества подвижных элементов и трения подобные джойстики быстрее изнашиваются, что снижает их надёжность, точность и вызывает проблему «дрейфа». Кроме того, у этой технологии есть недостаток: чтобы избежать дрейфа, вокруг нейтрального положения джойстика создаётся зона, где движение не фиксируется, из-за чего часть ввода пользователя теряется.

В отличие от потенциометров, где сигналы зависят от физического контакта рычага с резистором, джойстики с эффектом Холла используют магниты для точного измерения изменений напряжения, передавая данные на устройство. Это повышает точность, устраняет дрейф и минимизирует мёртвые зоны. Отсутствие постоянного трения между элементами снижает износ, а ввод фиксируется мгновенно. Технология также применима к триггерам, обеспечивая схожие преимущества.

На практике джойстики с потенциометрами ощущаются более тугими, требуя усилий для управления, тогда как джойстики с эффектом Холла воспринимаются как более плавные и естественные, сохраняя привычность использования. В обычных играх разница с потенциометрами незаметна, но в соревновательном гейминге преимущества очевидны.

Примеры контроллеров уже с встроенными механизмами с эффектом Холла — Manba One и GameSir G7 SE. Такие компании как GearZ, Ginfull, GuliKit предлагают модули с эффектом Холла для замены потенциометрических джойстиков в совместимых устройствах.

Следующий шаг в эволюции контроллеров — это TMR. Она основана на ферромагнетизме и квантовом туннелировании для передачи сигналов на устройство. Это улучшенная версия джойстиков с эффектом Холла: они ещё точнее, фиксируют мельчайшие движения и потребляют меньше энергии — идеально для беспроводных устройств. При этом долговечность остаётся на уровне джойстиков с эффектом Холла.

TMR-джойстики обеспечивают разрешение 3000 точек на ось (в 10 раз выше, чем у эффекта Холла) при энергопотреблении всего 100 мкА против 4 мА. Частота опроса достигает 1000–20 000 Гц (у эффекта Холла — до 1000 Гц), что ускоряет реакцию устройства, но может быстрее разряжать батарею в беспроводных моделях с высокой частотой.

В реальных условиях разница с эффектом Холла не так заметна, как с потенциометрами. Однако выбор TMR-контроллеров ограничен: технология пока редка, можно по пальцам пересчитать производителей который устанавливают в свои геймпады: GameSir, GuliKit.

Нам остаётся только ждать, когда наконец-то такие компании как Sony, Microsoft начнут устанавливать в свои оригинальные геймпады джойстики на Холлах или TMR.