Θέματα που αφορούν στη Βιολογία και γενικά τις Θετικές Επιστήμες στα σχολεία
In vitro > Διάφορα > Διαδραστικός πίνακας στο Γυμνάσιο Περάματος

Διαδραστικός πίνακας στο Γυμνάσιο Περάματος

Η κατασκευή του διαδραστικού πίνακα βασίστηκε σε μία ιδέα του Johnny Chung Lee, ο οποίος αξιοποίησε το wiimote της Nintendo - ένα χειριστήριο για ηλεκτρονικά παιχνίδια - για πιο ενδιαφέρουσες εφαρμογές. Μία από αυτές, είναι η κατασκευή διαδραστικού πίνακα.

Η φιλοσοφία της κατασκευής είναι η εξής:

Το wiimote μπορεί να ανιχνεύσει κάποια πηγή υπέρυθρης ακτινοβολίας και μάλιστα να διακρίνει τη θέση της (σε δύο διαστάσεις, δηλαδή δεξιά-αριστερά και πάνω-κάτω). Στη συνέχεια, μπορεί να μεταδώσει την πληροφορία της θέσης αυτής στην κονσόλα του παιχνιδιού (ας μην ξεχνάμε ότι το wiimote είναι χειριστήριο παιχνιδιών), μέσω bluetooth.

Ο Lee, λοιπόν, δημιούργησε ένα πρόγραμμα για υπολογιστή, το οποίο λειτουργεί ως εξομοιωτής ποντικιού (αναγνωρίζει το wiimote σαν ποντίκι). Έτσι, το σήμα που δέχεται το wiimote από μία πηγή υπέρυθρης ακτινοβολίας, αναγνωρίζεται από τον υπολογιστή σαν "κλικ" ενός ποντικιού.

Ας πάρουμε τα πράγματα με τη σειρά και ας δούμε αρχικά τι χρειάζεται κάποιος, που θέλει να κατασκευάσει ένα διαδραστικό πίνακα με τη συνταγή του Lee:

  1. Κατ' αρχήν, χρειαζόμαστε έναν υπολογιστή με bluetooth adapter (τα περισσότερα σύγχρονα laptop το έχουν ενσωματωμένο - αν όχι, υπάρχουν στην αγορά σε χαμηλή τιμή, τα οποία συνδέονται στον υπολογιστή μέσω μίας θύρας usb).
  2. Χρειαζόμαστε ένα προβολικό σύστημα (projector) και μία λευκή επιφάνεια, στην οποία θα προβάλλεται η εικόνα (στο Πέραμα, αξιοποίησα τον ασπροπίνακα της αίθουσας).
  3. Φυσικά, ένα χειριστήριο wiimote!
  4. Μία πηγή υπέρυθρης ακτινοβολίας.

Ας ξεκινήσουμε από το τελευταίο. Είναι το σημείο που χρειάζεται λίγη φαντασία, καθώς το ιδανικό θα ήταν, η πηγή αυτή να έχει τη μορφή ενός μαρκαδόρου, με ένα κουμπί, το οποίο μόλις το πατήσεις να στείλει σήμα στο wiimote. Την υπέρυθρη ακτινοβολία μπορεί να τη δώσει ένα λαμπάκι led υπέρυθρων. Τέτοια led υπάρχουν σε καταστήματα ηλεκτρονικών (ανταλλακτικά για τηλεχειριστήρια) και υπάρχουν κάποιοι που προσάρμοσαν ένα τέτοιο λαμπάκι στο κουφάρι ενός πραγματικού μαρκαδόρου, όπως δείχνουν οι πιο κάτω φωτογραφίες:

irpen1.jpg IRpen2.jpg

Αν δε θέλει κανείς να μπλεχτεί, υπάρχουν ήδη έτοιμα (infrared pens) στο εμπόριο.

Μία πολύ εύκολη λύση είναι να χρησιμοποιήσουμε ένα μικρό φακό led, όπως αυτό της φωτογραφίας, στο οποίο απλά αντικαθιστούμε το led με ένα υπέρυθρο. Εγώ χρησιμοποίησα λαμπάκι Vishay TSAL6400s, που είναι ο τύπος που προτείνει και ο Lee (χαρακτηριστικό μπλε χρώμα), αλλά το σύστημα λειτουργεί και με άλλα λαμπάκια του εμπορίου.

IR-ready.jpg Vishay-TSAL6400.jpg

Το επόμενο θέμα που θέλει σκέψη, είναι η τοποθέτηση του wiimote. Όπως βλέπουμε και στην εικόνα, σκοπός είναι το wiimote να μπορεί να "βλέπει" την επιφάνεια προβολής.

wiimote_whiteboard.jpg(φωτογραφία από τον ιστότοπο του Francisco Cardoso Lima)

Επομένως, θα πρέπει να είναι τοποθετημένο σε κατάλληλο σημείο, αλλά το σημείο θα πρέπει να είναι σταθερό. Τα προβλήματα είναι τα εξής:

  1. Αν υπάρχει εύκολη πρόσβαση στο wiimote, υπάρχει ο φόβος να "κουνηθεί" (ακούσια ή εκούσια), οπότε θα χρειάζεται ξανά βαθμονόμηση για να διαβάζει σωστά τις συντεταγμένες (βλέπε πιο κάτω).
  2. Αν υπάρχει δύσκολη πρόσβαση, υπάρχει η δυσκολία αλλαγής μπαταρίας (η μπαταρία του wiimote αποφορτίζεται πολύ γρήγορα)!

Το πρόβλημα το παρέκαμψα ως εξής:

Κατ' αρχήν, στερέωσα το wiimote στο ταβάνι, σε θέση τέτοια, ώστε να "βλέπει" με άνεση τον πίνακα, και σχετικά κοντά στο σημείο που είχα στερεώσει τον προβολέα. Χρησιμοποίησα το πιο κάτω κιτ με επαναφορτιζόμενες μπαταρίες, το οποίο τροφοδοτείται με ρεύμα μέσω usb (μπορεί κανείς να το αγοράσει εύκολα από το διαδίκτυο, σε πολύ χαμηλή τιμή).

wii-ceiling.jpg wiimote_battery.jpg

Το  wiimote είναι κοντά στο σημείο στερέωσης του προβολέα, άρα κοντά στο σημείο τροφοδοσίας ρεύματος. Το καλώδιο τροφοδοσίας του wiimote είναι μόνιμα συνδεδεμένο πάνω στην μπαταρία και τροφοδοτείται συνεχώς από την πρίζα, οπότε το wiimote μπορεί να είναι μόνιμα ενεργοποιημένο, χωρίς πρόβλημα.

projector-right.jpg projector-left.jpg

Το υπόλοιπο της διαδικασίας γίνεται στον υπολογιστή. Χρειαζόμαστε ένα πρόγραμμα, που να "βλέπει" το wiimote σαν ποντίκι, όπως αυτό που έφτιαξε  ο Lee (Wiimote Whiteboard). Εγώ προτίμησα το smoothboard του Goh Boon Jin, το οποίο δεν είναι δωρεάν, αλλά είναι σε προσιτή τιμή και έχει περισσότερες χρήσιμες δυνατότητες (υπάρχει demo version, για να δοκιμάσουμε τις δυνατότητές του).

Αφού εγκατασταθούν όλα (υλικό και προγράμματα), η σειρά των ενεργειών που πρέπει να κάνουμε, είναι η εξής:

  1. Ενεργοποιούμε τον υπολογιστη και το μηχάνημα προβολής.
  2. Ενεργοποιούμε το wiimote και τον bluetooth adapter του υπολογιστή. Αναζητούμε το wiimote, μέσω του προγράμματος που διαχειρίζεται τις συνδέσεις bluetooth του υπολογιστή (συνήθως είναι ένα πρόγραμμα που συνοδεύει τον bluetooth adapter - στην περίπτωσή μου ήταν το BlueSoleil της IVT).
  3. Αφού γίνει η ζεύξη, ανοίγουμε το πρόγραμμα smoothboard και επιλέγουμε τη "γρήγορη βαθμονόμηση". Εμφανίζεται μία λευκή οθόνη με τέσσερα σημεία στα άκρα της οθόνης, πάνω στα οποία κάνουμε "κλικ" με τον υπέρυθρο μαρκαδόρο. Με αυτή τη διαδικασία δίνουμε στο wiimote τις σωστές συντεταγμένες, ώστε να καταλαβαίνει σωστά τη θέση του σήματος που διαβάζει στην επιφάνεια προβολής.
  4. Ο διαδραστικός πίνακας είναι έτοιμος για χρήση.

complete.jpg