mały|200px|Dżojstik 2-osiowy 2-przyciskowy Skorpion firmy MATT mały|200px|Dżojstik analogowy Flightstick Pro firmy CH Products mały|200px|Dżojstik analogowy QuickShot Warrior 5 firmy Bondwell Dżojstik lub manipulator drążkowy (, od – zabawa, – patyk, drążek) – urządzenie wejścia komputera, manipulator służący do sterowania ruchem obiektów na ekranie. W podstawowej wersji składa się z wychylnego drążka zamocowanego na podstawce, którego przechylenie w odpowiednim kierunku powoduje stosowną reakcję sterowanego obiektu oraz z umieszczonych na drążku i podstawce przycisków uruchamiających przypisane im działania i dodatkowe funkcje sterujące. Pierwsze dżojstiki nie służyły do rozrywki (ang. ), lecz do sterowania samolotami; nazywano je wtedy „drążkami sterowniczymi” (ang. ).
Dżojstiki stosuje się również do sterowania robotami i elektrycznymi wózkami inwalidzkimi. W komputerach wykorzystywane są do sterowania kursorem oraz samolotami, samochodami czy postaciami w grach. Dżojstik jest również bardzo praktyczny przy manipulacji obiektem trójwymiarowym w programach typu CAD czy do tworzenia obiektów 3D. Znajduje on również zastosowanie w niektórych syntezatorach, elektronicznych instrumentach muzycznych. Umieszczony obok klawiatury umożliwia dodatkowe, płynne kształtowanie cech dźwięku (zamiennie stosowane są m.in. rolki i suwaki).
Lotnictwo mały|Drążek (joystick) w lotnictwie, służący do sterowania samolotem Pierwsze zastosowanie drążka w funkcji, którą obecnie pełni dżojstik, nastąpiło w konstrukcjach lotniczych. Już w 1909 r. Louis Blériot zastosował w swoich samolotach drążek sterowy będący kawałkiem rurki przymocowanej ruchomo do podłoża kabiny między nogami pilota. Odpowiednie przechylanie drążka powodowało zmianę lotu statku powietrznego.
Dziś, ze względu na występujące duże siły, nie stosuje się już bezpośredniego połączenia mechanicznego między drążkiem sterowym a powierzchniami sterowymi. Wychylenia drążka lub wolantu sterują tylko wejściami odpowiednich wzmacniaczy elektrycznych lub elektromechanicznych. Coraz częściej stosuje się także układy sterowania znane jako fly-by-wire (dosł. latanie poprzez kable), gdzie pilot wydaje polecenia systemowi komputerowemu przy pomocy kontrolera (wolantu lub dżojstika podobnego do stosowanego przez graczy). System komputerowy interpretuje polecenia i wychyla za pośrednictwem układów siłowych powierzchnie sterowe, realizując przy tym optymalne dla danej sytuacji prawa sterowania. Takie rozwiązania zapewniają poprawne sterowanie z mniejszym subiektywnym wpływem pilota, zmniejszając jego psychiczne obciążenie, zwłaszcza w sytuacjach trudnych. Stosowane w Concorde, F-16 i innych nowszych tej klasy, obecnie też w pasażerskich samolotach firmy Airbus. Aby awaria komputera nie była tu równoznaczna z katastrofą, stosuje się systemy wielokrotnie nadmiarowe (z samoczynnie włączającymi się rezerwami i diagnozą błędów). Ich niezawodność jest większa od mechanicznych.
Przechylenie drążka do przodu (od siebie) powoduje obniżenie przedniej części statku powietrznego, czyli skierowanie samolotu ku ziemi (w locie normalnym, czyli nieplecowym). Ściągnięcie drążka do siebie w locie normalnym powoduje podniesienie przedniej części samolotu, przez co samolot zaczyna się wznosić. Wychylenie drążka w lewo powoduje przechylenie samolotu w lewo i wejście w zakręt. Analogicznie sytuacja wygląda przy wychyleniu drążka w prawo. Zwykle ruchy prawo-lewo wykonuje się w połączeniu z ruchami orczykiem, m.in. w celu zapewnienia prawidłowości skrętu.
Historia Tradycyjny cyfrowy dżojstik firmy Atari z lat 80. z jednym przyciskiem, przeznaczony do Atari 2600, podłączany był przez port DE9. Specyfikacja tego złącza była przez wiele lat uważana za standard dla dżojstików cyfrowych.
W obecnie tworzonych dżojstikach dostępna jest często dodatkowa funkcja określana jako sprzężenie zwrotne (ang. Force Feedback). Funkcja ta pozwala na odczuwanie przez osobę sterującą reakcji, jaką wywołuje otoczenie. Gdy lecąc np. samolotem wpadamy w turbulencję na skrzydłach występują dodatkowe siły, rejestrowane przez odpowiednie czujniki, a następnie komputer na podstawie sygnałów odebranych z czujnika próbuje przekazać na drążek dżojstika drgania pozwalające odczuć co dzieje się z powierzchniami sterowymi (tak jakby gracz leciał samolotem z II wojny światowej, z drążkiem bezpośrednio połączonym ze sterami); gdyby nie sprzężenie zwrotne nie czulibyśmy żadnej reakcji/oporu. Dżojstiki takie są przeważnie ok. pięć do dziesięciu razy droższe od tradycyjnych, ponieważ zawierają serwomechanizmy pełniące funkcje podobne do siłowników, które pozwalają komputerowi sterować ruchem drążka.
Typy Analogowy mały|Rys.1. Osie ruchu dżojstika Znany również pod nazwą dżojstik proporcjonalny, co obrazowo oddaje jego możliwości.
Dżojstik analogowy pozwala na wskazanie dowolnego azymutu (kierunku) w zakresie pełnych 360°, z dokładnością do kilkudziesięciu minut kątowych.
Urządzenie to najczęściej jest wyposażone w dwie niezależne osie obrotu (X i Y). Spotyka się również konstrukcje z trzema osiami obrotu (X, Y + Z) – oprócz możliwości przechylania na boki oraz od i do siebie można przekręcać drążek w prawo lub w lewo wokół jego osi, co odpowiada ruchowi orczyka, który steruje wychyleniem steru kierunku w rzeczywistym samolocie.
mały|lewo|100px|Dżojstik analogowy (XYZ)
Dżojstik analogowy, oprócz wskazywania kierunku, umożliwia określenie „intensywności” pchnięcia przez rejestrowanie kąta wychylenia drążka – pomiar ciągłej zmiany rezystancji za pomocą potencjometru. Obrót potencjometru, przez odchylenie drążka wzdłuż danej osi o pewien kąt, powoduje zmianę aktualnej wartości rezystancji potencjometru, co jest przeliczane na odpowiedni kąt wychylenia.
Dżojstik analogowy należy skalibrować przed użyciem poprzez wskazanie programowi kalibrującemu maksymalnej i minimalnej wartości rezystancji, co odpowiada maksymalnym kątom wychylenia „+” i „-” od położenia neutralnego i podanie wartości środkowej, przez ustawienie drążka w pozycji neutralnej (prostopadle do podłoża). Kalibrację przeprowadza się dla każdej z osi obrotu drążka.
Budowa wewnętrzna dżojstika analogowego mały|100px|położenie neutralne osi X i Y mały|100px|wychylony w tył (oś Y) mały|100px|wychylony w prawo (oś X) mały|100px|wychylony w prawo i w tył (osie X i Y) mały|100px|widok na potencjometr przepustnicy mały|100px|drążek: przycisk Fire i potencjometr osi Z mały|100px|potencjometr osi Z (pod nim sprężyna powodująca powrót do pozycji neutralnej), przyciski i kapturek (dżojstik cyfrowy)
Cyfrowy mały|lewo|100px|Dżojstik cyfrowy QuickJoy II Turbo mały|100px|Dżojstik cyfrowy Sigma Dżojstik cyfrowy/dyskretny pozwala wybrać tylko cztery podstawowe kierunki i cztery pośrednie, ponieważ jest on najczęściej zbudowany z czterech włączników stykowych (załączających obwód jedynie, gdy znajdują się w pozycji „włączony”). Przechylenie drążka w jednym z kierunków głównych (np. „S”, patrz osiem dostępnych kierunków, poniżej) powoduje wciśnięcie jednego z czterech włączników (w naszym przykładzie dolnego włącznika: „S”). Przechylenie drążka w dowolnym kierunku pośrednim (np. „NW”) między dwoma sąsiadującymi kierunkami głównymi (w przykładzie „W” i „N”) powoduje wciśnięcie dwóch włączników (górnego: „N” i lewego: „W”) odpowiadających obu kierunkom, pomiędzy którymi jest wybrany kierunek pośredni („NW”).
W dżojstiku cyfrowym jest dostępne osiem kierunków:
100px
Sygnał nie jest zatem zależny od stopnia wychylenia drążka, jak w dżojstiku analogowym, a sterowany obiekt nie reaguje na zwiększony wysiłek użytkownika („pchanie na siłę” drążka w danym kierunku).
Dżojstiki cyfrowe były szeroko stosowane przez graczy na platformach ośmio- i szesnastobitowych, takich jak Commodore 64, Atari 800 czy ST, ZX Spectrum itp. W przypadku platformy PC stosowane są dżojstiki analogowe.
Budowa wewnętrzna dżojstika cyfrowego mały|100px|Dżojstik cyfrowy QuickJoy – drążek mały|100px|Dżojstik cyfrowy QuickJoy – wnętrze mały|100px|Dżojstik cyfrowy QuickJoy – wnętrze. Włączniki mają postać zapadki połączonej ze sprężyną, ucisk na sprężynę powoduje opadnięcie zapadki na styk mały|100px|Dżojstik cyfrowy Sigma – drążek mały|100px|Dżojstik cyfrowy Sigma – wnętrze mały|100px|Dżojstik cyfrowy Sigma – wnętrze. Jeden gumowy kapturek styku (dolny) zdjęty w celu ukazania zasady działania zastosowanego rozwiązania
Budowa mały|251px|Rys.2. Elementy dżojstika
Budowa zewnętrzna
Drążek – podstawowy element dżojstika; trzymając go jedną ręką wykonuje się nim ruchy przechylne (patrz rys.1. – strzałki X i Y), w niektórych modelach także skrętne (patrz. rys.1.- strzałki Z) wokół jego osi pionowej. Na drążku osadzone są dodatkowe przełączniki i minimanipulatory. Podstawka – element stanowiący punkt mocowania drążka; zawiera główny moduł elektroniki dżojstika. W podstawce montowana jest także dodatkowa oś (obrotowa lub szyna z potencjometrem podłużnym) – przepustnica. Dodatkowo umieszcza się tu także inne elementy, jak np. przyciski. Przycisk Fire (ang. ogień/strzał) – przycisk wyzwalający pewną akcję; w szczególności przycisk znajdujący się pod palcem wskazującym (z przodu drążka). Przyciski dodatkowe – dodatkowe przyciski wyzwalające; najczęściej istnieje możliwość przyporządkowania konkretnej akcji danemu przyciskowi. AutoFire – specjalny przełącznik pozwalający na symulację ciągłego naciskania i puszczania wybranego przycisku (najczęściej przycisku Fire). Przepustnica – element analogowy, rezystancyjny, pozwalający na płynną zmianę wartości. Wykorzystywany w symulatorach lotu do sterowania dopływem mieszanki paliwowej do silnika; można przypisać także inną funkcję (gdzie wymagana jest ciągła zmiana wartości). Przepustnica jest często realizowana w postaci osobnego urządzenia z dźwignią pozwalającą na ruch tylko wzdłuż osi Y (patrz rys.1. – białe strzałki)(tak jak w prawdziwych odrzutowcach). Kapturek (ang. Hat Switch) – potocznie „grzybek”, dodatkowy mały dżojstik cyfrowy, manipulator; znajduje się na górnej części drążka; obsługiwany za pomocą kciuka. W symulatorach lotu pozwala na spoglądanie oczyma pilota na różne strony lub na sterowanie pociskami. Mocowanie – pozwala na przytwierdzenie podstawy dżojstika do podłoża w celu uniemożliwienia ślizgania się urządzenia. Najczęściej stosuje się gumowe przyssawki lub gumowe paski antypoślizgowe. W niektórych modelach podstawa dżojstika jest tak ciężka, że nie ma potrzeby specjalnego mocowania urządzenia do podłoża. Ster – pozwala na obroty skrętne drążkiem wokół osi pionowej (patrz rys.1. – strzałki Z); pełni funkcję orczyka z rzeczywistych samolotów. Orczyk jest to element przypominający pedały samochodowe; przez pchanie orczyka lewą nogą (lewy pedał) uzyskuje się wychylenie steru kierunku w lewo, analogicznie dla sytuacji pchania orczyka prawą nogą (prawy pedał). Funkcję tę można uzyskać stosując osobne pedały, dostępne często z niektórymi kierownicami do gier.
Budowa wewnętrzna Sprężyny – używane do utrzymania drążka w położeniu neutralnym. Potencjometry (rezystory) – elementy odpowiedzialne za pomiar wychylenia drążka i innych osi obrotowych. Serwomechanizm – elementy służące do poruszania drążkiem, wykorzystywane w dżojstikach z siłowym sprzężeniem zwrotnym - ang. Force Feedback. Styki – cztery włączniki stykowe w dżojstikach cyfrowych służące do wykrywania kierunku, ale nie natężenia, przechylenia drążka. Przełączniki – przyciski montowane pod przyciskami; służą do wyzwalania zaprogramowanych akcji.
Porty prawo|350px
DE-9 Standard DE-9 (błędnie określany jako DB-9) wprowadzony w latach 80. i na początku lat 90. w przyłączaniu dżojstików cyfrowych do ówczesnych platform ośmio- i szesnastobitowych.
Port ten jest opisany jako port manipulatora w komputerze Elwro 800 Junior, gdyż obsługuje różne manipulatory – np. pióro świetlne czy myszkę.
Joysticki o tym przyłączeniu (najczęściej zgodne z portem Atari, czasem zwanym także Kempston) są nadal produkowane, m.in. w Polsce.