Projet TBI-Wii - Installation & Démonstration

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...



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)

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.

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) :
QtéRéférenceFabricantDescriptionRéf. Radiospare
31N4001-E3VishayDIODE REDRESSEMENT 1N4001-E3628-8931
1R13112AAABArcolectricInterrupteur à bascule rond blanc 1NO533-2970
1RX2009RSBoîtier d'inclusion ABS noir, 64x43x25mm314-5213
1CUBAMUBAM28020100UM-10ERSCORDON USB A/A 3M287-9533
1MSP101CKNITTER-SWITCHInterrupteur à bouton poussoir rouge 1NO133-6473
1TLUR4401VishayLED Uni-Color Red 640nm T-1708-2807
1Carbon Resistor, 0.25W ,5%, 2k2RSResistance 2,2k 0,25W707-7690 
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 installations suivantes nous avons utilisé un domino...

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
  • WiimoteConnect-0.6 x64 (Gratuit) pour windows 7 64 bits (Important : il faut utiliser la version 64 bits si vous utilisez une version 64 bits de Windows )
  • Wiimote_Smoothboard_0-4-6 (Gratuit) : Permet de calibrer la détection de la diode infrarouge et fournit la position de la souris au système
Autres logiciels installés :
  • OpenSankore (Libre et Gratuit) : Permet de créer du contenu pédagogique adapté au TNI + outils de présentation
  • Pointofix + pack langue français (Gratuit) : outils de présentation
  • Workspace eInstruction (Payant) : Permet de créer du contenu pédagogique adapté au TNI + outils de présentation
  • ActiveInspire promethean (Payant) : Permet de créer du contenu pédagogique adapté au TNI + outils de présentation

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