O que é?

Um Joystick é um dispositivo apontador, utilizado principalmente em videogames, apesar de ser também utilizado para o manuseio de máquinas tais como elevadores e guindastes.
Ele é fundamentalmente composto por uma base, comandos direcionais e comandos de ação. Estes periféricos podem ser classificados em três grupos:

Joystick básico
Apresenta uma base de apoio e uma haste que funciona como comando direcional (o mais tradicional)
Gamepad
Permite que o utilizador segure diretamente a base nas mãos (o mais comum atualmente)
Volantes
Utilizado em jogos de corrida, principalmente

Funcionamento básico

Quando o Joystick se encontra na posição neutra, ou seja, nenhuma ação está ocorrendo, todos os circuitos ficam interrompidos, não havendo a condução de eletricidade. Nestes locais onde as seções encontram-se interrompidas, existe um pequeno botão de plástico que contém um condutor metálico.
Assim, quando uma ação é executada (haste para a esquerda, direita, botão disparado etc.), a chave é fechada, permitindo a condução de eletricidade até o computador. Este, por sua vez, fará a sua interpretação sobre qual comando foi acionado conforme o impulso elétrico recebido. Em seguida, executará a ação desejada.
Por exemplo: empurrando o manche para frente, fecha-se o "interruptor para a frente," empurrando-o para a esquerda fecha-se o "interruptor de esquerda", e assim por diante. O computador também pode reconhecer uma posição diagonal quando o bastão fecha duas chaves.


Analógico convencional e conversor analógico-digital

Nos joysticks que utilizam um analógico convencional, a posição é determinada por dois potenciômetros, um para cada calha. Estes potenciômetros contém uma resistência com uma curvatura por onde passa um braço que se move por ação da respectiva calha e resistência. Em seu funcionamento, o computador fornece uma energia para o circuito, que passa pela resistência. Assim, conforme a intensidade da corrente que volta à porta do computador, este identificará a resistência do circuito e, por consequência, identificará também a distância percorrida pelo braço do Joystick.
Para que o computador interprete a corrente (sinal analógico) é necessário que o sinal analógico recebido seja convertido em um sinal digital. Este processo é feito por meio de um condensador de corrente. No entanto, esse processo de conversão de sinal analógico-digital é relativamente demorado.
Fabricantes de joystick têm abordado este problema de maneiras diferentes. Uma solução consiste em adicionar um sensível chip conversor analógico-digital de uma placa de adaptador especializado jogo ou no próprio joystick. Neste sistema, o conversor despeja a informação digital diretamente para o computador, o que melhora a precisão da vara e reduz a carga de trabalho do processador hospedeiro. Estes novos modelos de joystick geralmente podem se conectar a portas USB , o que também melhora a velocidade e confiabilidade.


Force Feedback

Este mecanismo permite uma interação entre jogo e usuário, ou seja, existem certos acontecimentos durantes o jogo (disparo de uma arma, derrapada numa pista etc.) que provocam certas reações físicas no Joystick. O intuito de tal tecnologia é tornar mais real a participação do jogador.
Para tal aplicação é necessário um microprocessador, motores elétricos e um mecanismo que permita condicionar o movimento das calhas que são movimentadas pela haste do Joystick. Assim, depois de transmitidas as mensagens do jogo para o microprocessador, este controla os motores que vão condicionar o movimento das calhas através mecanismo, muitas vezes composto por um sistema de rodas que fazem a interligação entre estas e os motores. Dentre os efeitos provocados pelo Force Feedback, estão a prisão dos movimentos da haste e a vibração deste.



Bibliografia

http://pt.wikipedia.org/wiki/Joystick
http://electronics.howstuffworks.com/joystick7.htm
http://www.epanorama.net/documents/joystick/