Projet TBI-Wii - Combien ça coûte ?

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Voici un graphique qui permet de répondre à la plus grande Question que vous vous posez au sujet du projet TBI-Wii Kaméré :
«C'est bien beau tout ça, mais combien ça coûte ?... »

NB: Ce graphique est le résultat d'un travail d'analyse de documents comptables (devis et factures) et de saisie sous Excel réalisé par les élèves.

Publié le lundi 7 novembre 2011 Écrit par David Rouet

Projet TBI-Wii - Installation & Démonstration

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Simplifions nous la Wii...

Lorsqu'on souhaite utiliser une Wiimote "nomade" pour faire un TBI-WII, on se rend compte qu'il faut quand même quelques minutes avant de rendre le système opérationnel.

Nous avons donc décidé de rendre notre Wiimote "sédentaire" en la fixant dans notre installation et nous avons ainsi gagné quelques précieuses secondes à chaque début de séance.
Notre Wiimote a été installée à 2,8m de hauteur. A cette hauteur, changer des piles et appuyer sur des boutons pour lancer la synchronisation, ça devient un peu trop acrobatique...

 

Avantage : Notre installation permet de simplifier, d'accélérer et de faciliter la mise en fonction du TBI-WII. Elle permet aussi d'abandonner l'utilisation de piles pour l'alimentation de la Wiimote. Moins de contrainte, moins de déchets et mise en fonction plus rapide...

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Description de l'installation dans la salle de technologie C4

Jacques et Robert (nos supers agents de maintenance) ont fabriqué un tableau blanc de 1,80m de largeur par 1,35m de hauteur avec une plaque de contreplaqué de 20mm ensuite recouverte de formica blanc brillant.

Ils ont ensuite installé le tableau blanc en la centrant par rapport à la focale du vidéoprojecteur et en tenant compte du fait que M.ROUET le professeur de techno n'est pas très grand et qu'il doit pouvoir quand même atteindre le haut du tableau avec sa main. (Merci Coquin)

Avantage de la surface choisie pour le tableau : on peut utiliser ce tableau aussi bien avec des feutres pour tableau blanc qu'avec le stylet infrarouge.
Autre avantage : la taille de l'image projetée au format 4/3 (de 1,60m par 1,20m) offre un bon confort visuel même pour les élèves au fond de la salle.

Le vidéoprojecteur a été fixé au plafond par un prestataire externe. La distance entre le vidéoprojecteur et le mur du tableau blanc est de 3m.
Un câble VGA (vidéo) de 15m relie le PC du professeur au vidéoprojecteur.

Le PC est équipé de deux sorties vidéos, une sortie DVI pour un moniteur 19" au format 4/3 et une sortie VGA pour le vidéoprojecteur.

Jacques et Robert (les supers agents de maintenance)

La question du maintien en position de la Wiimote s'est ensuite posée... Au début les élèves se sont essayés à faire des croquis sur papier pour trouver des solutions.

Ensuite, ils ont utilisé Sketchup 8 pour modéliser le support de la Wiimote avec les contraintes suivantes :

  • respecter les dimensions de la Wiimote
  • pouvoir effectuer le réglage de l'orientation de la Wiimote à l'horizontal et à la verticale. La solution de créer 3 éléments avec deux axes de rotation a été retenue par le groupe.

La Wiimote a initialement été installée à 20 cm de l'axe de projection du vidéoprojecteur et à environ 2,6m du tableau blanc (distance expliquée ici). 
Nous avons finalement rapproché la Wiimote à 2,10m du tableau blanc pour optimiser la surface couverte... 

Pourquoi avons nous rapproché la wiimote ???
Car nous utilisons des batteries 1,2V dans les stylets, ce qui diminue considérablement la puissance émise par la diode infrarouge par rapport à une utilisation avec des piles 1,5V.
Voir les détails de cette explication dans l'article sur la fabrication des stylets infrarouges. 

On s'est assuré avant de fixer définitivement la Wiimote que la surface vue après calibrage (calibration en anglais) était couverte de façon optimale avec le logiciel Wiimote_Smoothboard. Notre image projetée représente 75% de la surface vue par la Wiimote.


support de la Wiimote

Avantages de ce positionnement :

  • Si on peut voir l'ombre de la diode infrarouge produite par le vidéoprojecteur, c'est que la diode peut aussi être vue par la Wiimote.
    Ce positionnement permet de résoudre les problèmes de compréhension de masque entre la diode et la Wiimote.
  • Le système peut aussi bien être utilisé par un droitier que par un gaucher.


Nous avons demandé au prestataire externe de tirer également un câble téléphonique 4 paires entre l'emplacement du vidéoprojecteur et celui du PC pour le professeur.
Ce câble permet de raccorder la Wiimote au boîtier AS-USB décrit ci-dessous. (Nous n'utilisons que 2 paires soit 4 fils dans le montage...)

 


Réalisation du boîtier AS-USB

Le boîtier AS-USB est installé à coté du PC professeur.

Il permet d'Alimenter la Wiimote à distance en utilisant un port USB du PC professeur comme source d'alimentation.
Le bouton "RESET" de la Wiimote sert à passer la Wiimote en mode "Synchronisation Bluetooth". Un autre bouton RESET placé dans le boîtier AS-USB remplace celui de la Wiimote.

Pour l'alimentation...

  • Le port USB peut fournir une tension de 5V (avec un courant max de 100mA)

  • La Wiimote fonctionne sous une tension d'alimentation de 3V (normalement 2 piles AA de 1,5V en série). Le courant consommé est faible (à peine quelques mA)

Il faut donc faire chuter la tension de 5V à 3V... Confronté à ce problème, un élève (qui bricole à la maison) propose d'utiliser une diode... Nous avons des diodes 1N4001 sous la main...
La polarité des diodes a été vue en sciences-physiques, les élèves s'en souviennent.
En faisant le test, on se rend compte que la tension chute de 0,5V environ par diode... La solution d'utiliser 4 diodes en série (4 x 0,5 = 2V) est proposée par le groupe.

Nous réalisons cette expérience et nous nous rendons compte que la Wiimote refuse de se mettre en fonction.
Le professeur explique que le fils électriques du câble téléphonique qui relie le boîtier AS-USB à la Wiimote ont une résistivité qui leur est propre. Cette résistivité fait également chuter la tension.
Nous décidons au final de faire le montage avec 3 diodes en série... La Wiimote se met en fonction (on mesure environ 3,3V sur la Wiimote).

Dans une autre salle, il a fallu laisser uniquement 2 diodes en série car la tension chutait trop avec 3 diodes. Le câble téléphonique devait-être un peu plus long.

Pour la synchronisation bluetooth à distance, il suffit juste de déporter le contact du bouton "RESET" de la Wiimote sur un autre bouton poussoir plus adapté au montage dans un boitier d'inclusion.

Au final, nous obtenons un boîtier AS-USB avec :

  • 2 fils du câbles USB qui relient le PC au boîtier AS-USB (le fil noir 0V et le fil rouge +5V) (entrée USB sur la photo ci-contre).
  • 4 fils du câble téléphonique qui relie le boîtier AS-USB à la Wiimote (sortie Wiimote sur la photo ci-contre).
    • 2 fils pour l'alimentation en 3V de la Wiimote
    • 2 fils pour remplacer le contact du bouton "RESET"

Boîtier AS-USB

Schéma électronique AS-USB

 

Composants utilisés pour cette fabrication (Fournisseur Radiospare) :

Qté Référence Fabricant Description Réf. Radiospare
3 1N4001-E3 Vishay DIODE REDRESSEMENT 1N4001-E3 628-8931
1 R13112AAAB Arcolectric Interrupteur à bascule rond blanc 1NO 533-2970
1 RX2009 RS Boîtier d'inclusion ABS noir, 64x43x25mm 314-5213
1 CUBAMUBAM28020100UM-10E RS CORDON USB A/A 3M 287-9533
1 MSP101C KNITTER-SWITCH Interrupteur à bouton poussoir rouge 1NO 133-6473
1 TLUR4401 Vishay LED Uni-Color Red 640nm T-1 708-2807
1 Carbon Resistor, 0.25W ,5%, 2k2 RS Resistance 2,2k 0,25W 707-7690 

Les élèves de 3ème ont fabriqué 8 boîtiers AS-USB en se servant du prototype comme modèle.


Adaptation de la Wiimote

Pour démonter les 4 vis de la Wiimote il faut utiliser un tournevis Tri-Wing 2mm (voir photo 1) (voir tutoriel sur le démontage de la Wiimote). Ce tournevis est difficile à trouver en Nouvelle-Calédonie, contacter M.ROUET si besoin. NB : On peut utiliser une vieille carte de crédit ou un médiator pour guitare (voir photo 2) à la place du cutter conseillé dans le tutoriel. Cela diminue le risque de se faire mal et on évite aussi d'abîmer la Wiimote.

Nous avons récupéré un connecteur 4 points et ses fils dans un vieux PC (voir photo 4). (Nous rappelons que 2 de ces fils servent pour l'alimentation de la Wiimote et que les 2 autres servent pour la synchronisation bluetooth).

Nous avons percé deux trous de 5mm de diamètre sur le capot des piles situé à l'arrière de la Wiimote  (voir photo 3):

  • 1 au milieu pour faire passer la vis qui servira à fixer le support de la Wiimote
  • 1 sur le coté pour faire sortir les fils du connecteur 4 points

Le trou du bouton "RESET" dans la coque (voir photo 4) nous a servi à faire passer les 4 fils du connecteur.

Nous avons ensuite dessoudé le bouton poussoir "RESET" rouge  (voir photo 5)

Le professeur a réalisé une opération délicate : souder les 4 fils sur le circuit imprimé de la Wiimote (voir photo 6) :

  • 1 fil sur la borne + (3V) du support de pile de la Wiimote
  • 1 fil sur la borne - (0V) du support de pile de la Wiimote
  • 2 fils sur à la place du bouton "RESET" qui a été dessoudé

La Wiimote a enfin été remontée puis installée sur son support.

Les 4 fils du câble téléphonique reliés au boîtier AS-USB ont plus tard été enfichés dans le connecteur 4 points.

Nous avons rencontré quelques problèmes de faux contacts à ce niveau. Aussi, pour les prochaines installations nous utiliserons probablement un domino...

Modifications apportées à la Wiimote
Modifications apportées à la Wiimote


Logiciels : 

  • WiimoteConnect-0.6 (Gratuit) : Remplace Bluesoleil. Facilite et accélère la synchronisation bluetooth entre la Wiimote et le PC en activant automatiquement le service HID
  • Wiimote_Smoothboard_0-4-6 (Gratuit) : Permet de calibrer la détection de la diode infrarouge et fournit la position de la souris au système
  • Workspace (8.91) eInstruction (Payant) : Permet de créer du contenu pédagogique adapté au TNI + outils de présentation

Tous les articles sur ce site en rapport avec le projet TBI-WII

Publié le dimanche 2 octobre 2011 Écrit par David Rouet

Projet TBI-Wii - Fabrication des stylets infrarouges

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Les stylets infrarouges sont fabriqués... Merci aux élèves de troisième de M.Rouet.

La LED IR de ce stylet astucieux émet de la lumière infrarouge lorsque le stylet rentre en contact avec le tableau. 

Cliquer ici pour tout savoir sur les secrets de fabrication du stylet infrarouge "Kaméré" (PDF 405 Ko)


Cool

Incontournable : démonstration vidéo du fonctionnement dans l'article " Projet TBI-Wii - Installation & Démonstration "

Cliquer ici pour afficher tous les articles sur ce site en rapport avec le projet TBI-WII... (installation & démonstration, combien ça coûte ? )


Information complémentaire :

Le stylet fonctionne très bien avec des piles salines ou alcalines 1,5V. Il faut éviter les batteries NiCd Nimh car leur tension (1,2V) n'est pas suffisante pour la diode IR TSAL6400.  

Initialement, nous avions utilisé une pile AA 1,5V dans le stylet infrarouge. Nous avons ensuite utilisé une batterie rechargeable (1,2V 2300mAH), comme cela avait été prévu pour des raisons économiques et écologiques. Lors de ce changement, des bugs sont apparus dans le fonctionnement de notre système (lenteur de réaction, traits dessinés moins précis...)

Le diagnostique de l'origine du problème n'a pas été évident au départ mais en voici l'explication...

Si on regarde le datasheet de la diode IR TSAL6400, on constate que sous une tension d'alimentation de 1,5V la puissance d'émission en lumière infrarouge de cette diode est de 80mW par stéradian. Sous une tension de 1,2V cette puissance chute à 8 mW/sr. Ainsi, la lumière infrarouge émise par le stylet est dix fois moins puissante avec des batteries 1,2V !

  • 14 octobre 2011 : Pour compenser cette baisse de puissance, nous avons rapproché la Wiimote de quelques décimètres et le problème a été résolu. En théorie, l'autonomie de la batterie du stylet devrait être largement supérieure car le courant consommé passe de 180 mA sous 1,5V à 20 mA sous 1,2V. Nous devrions recharger la batterie du stylet une fois par mois environ. Nous avons distribué deux batteries par salle équipée pour que la rotation puisse se faire.
  • 23 octobre 2011 : En pratique, nous devons recharger les batteries 1,2V Nimh beaucoup plus souvent que nous l'avions prévu... Après deux jours d'utilisation, la puissance émise par la diode IR n'est plus suffisante, nous devons recharger la batterie. Pour résoudre ce problème :
Publié le mercredi 28 septembre 2011 Écrit par David Rouet

Projet TBI-Wii

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Projet d'établissement "équipement TICE du pôle science"

Cette année, le collège s'est lancé dans le projet d'équiper en matériel informatique les 7 salles du pôle science du collège (Physique-Chimie, SVT et Technologie).
Le projet a démarré par les salles du pôle science car ces dernières, à proximité des salles informatiques, sont plus faciles à raccorder au réseau que les autres salles du collège.

Il convient de préciser que ce projet est avant tout un projet humain qui se concrétise surtout grâce à la grande motivation des professeurs de l'équipe du pôle science et à la volonté d'une direction sensible aux enjeux du numérique pour les élèves de Kaméré. Il pourrait ensuite être étendu aux autres salles de classe de l'établissement en fonction de la volonté des membres de l'équipe éducative et des budgets mobilisables.

Les salles concernées, seront équipées à terme:

  • d'un ordinateur (avec le logiciel de vie scolaire Pronote et d'un logiciel pour le TBI)
  • d'un Tableau Blanc Interactif Wii (avec un vidéoprojecteur)
  • d'une liaison au réseau pédagogique de l'établissement

A partir du tableau, les professeurs concernés pourront saisir l'appel et remplir le cahier de texte numérique directement dans Pronote et proposer de nouvelles activités interactives sur tableau blanc à leurs élèves.
La classe pourra également, toujours depuis le tableau, accéder collectivement aux innombrables ressources pédagogiques disponibles sur Internet.

Parents, si vous souhaitez disposer d'un accès à Pronote sur le site web du collège, pensez à demander votre identifiant et votre mot de passe à l'administration du collège.
Cet accès vous permettra de suivre la vie scolaire de votre enfant (notes, bulletins, retards, absences, cahier de texte, repas à la cantine...).

Les élèves de 3ème de M.Rouet participent à la réalisation du projet "équipement TICE du pôle science"...


Projet TBI-Wii (3ème)

Le "projet TBI-Wii (3ème)" consiste pour les élèves de 3ème à comprendre le principe de fonctionnement et à fabriquer certaines parties du Tableau Blanc Interactif Wii:

  • des stylos infrarouges (qui émettront de la lumière infrarouge sur le TBI à l'endroit où l'on souhaite placer le curseur de la souris)
  • des boîtiers à raccorder au port USB du PC (qui permettront d'alimenter et de démarrer les manettes de Wii à distance)
  • des supports de manettes de Wii (qui permettront de maintenir l'orientation vers le tableau de la caméra infrarouge intégrée à la manette de Wii)

Cette partie du projet permet d'obtenir un TBI pour moins de 10.000 cfp par classe (hors coût du vidéoprojecteur et de l'ordinateur).

Les élèves ont commencé par étudier le principe de fonctionnement d'un Tableau Blanc Interactif utilisant une manette de jeu Wii.
En regardant la vidéo de Johnny Chung Lee (en anglais, sous-titrée en français), ils ont construit une carte mentale (carte heuristique) qui leur a permis ensuite de compléter un diagramme FAST*.

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Exemple de carte mentale qui résume cette vidéo (réalisée avec X-Mind):

Exemple de diagramme FAST :

*FAST : outil de communication normalisé entre techniciens qui permet, au moyen de graphiques adaptés :

  • de décrire le fonctionnement du produit, par ses fonctions techniques
  • d’indiquer les solutions techniques associées aux fonctions techniques réalisées

Les étapes du projet pour les élèves :

  • préparer les plans et les gammes de fabrication (à partir de documents donnés par le professeur et de prototypes mis à disposition)
  • vérifier les commandes de matériels
  • planifier la fabrication et fabriquer
  • tester le fonctionnement des objets fabriqués
  • concevoir une présentation multimédia (site Web ou diaporama) qui expliquera le travail effectué pour les autres établissements intéressés.

Tous les articles sur ce site en rapport avec le projet TBI-WII

Publié le dimanche 1 mai 2011 Écrit par David Rouet
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