Liceo Ricci Curbastro -Lugo

Sperimentazioni con Wiimote al posto del mouse per il controllo del PC

Il Wiimote Nintendo contiene una camera IR (a 1024x768 punti interpolati) e tre accelerometri, e in rete ci sono dei programmi per collegarlo al computer utilizzando la connessione radio Bluetooth, quindi lo si può utilizzare per controllare da remoto un PC, oltre ad essere utilizzabile per esperimenti di fisica che mi ripropongo di mettere a punto. 

Il sito di Johnny Chung Lee e il suo video (il secondo in particolare che si trova qui su YouTube) in cui mostra come si può utilizzare il Wiimote, mette in evidenza le grandi possibilità di utilizzo per realizzare una lavagna multimediale interattiva a basso costo.

In rete si trovano vari software gratuiti che permettono di ottenere degli ottimi risultati al costo di 70/90 € (€ 39 per Wii più Bluetooth, penna e barra IR), quindi direi che vale la pena provare.

Per iniziare serve un telecomando Wiimote della Nintendo, e un ricevitore Bluetooth USB compatibile con il Wiimote. In generale tutti i Bluetooth che sono compatibili con i driver Microsoft XP o Vista, quasi tutti.

Io ho provato 4 Bluetooth diversi, sono risultati tutti compatibili con i driver Microsoft:

1) Cellular Line BTDONGLEMICRO (vedi le Foto) (10 €)

2) Trust BT2400P (vedi foto) (10€)

3) EDR2.0 (vedi foto) (4 €)

4) Bluetooth USB Dongle (??) (vedi foto) (4 €)

Due sono le modalità di utilizzo del Wiimote per creare una lavagna interattiva:

1- Chiamata "Whiteboard" (lavagna bianca) richiede l'uso del Wiimote fisso vicino al videoproiettore e di una penna a raggi infrarossi (IR). Il sistema funziona in questo modo: vicino al videoproiettore si pone il Wiimote su un supporto e lo si dispone in modo che la sua telecamerina inquadri lo schermo, e, dopo la calibrazione iniziale che definisce l'area della telecamera che inquadra lo schermo, quando si accende la penna vicino allo schermo il puntatore del mouse viene portato in quel punto ed è come se il pulsante sinistro del mouse rimanesse premuto per il tempo che la penna è accesa, questo permette di fare molte operazioni, ma altre si possono fare attribuendo un comando alle aree circostanti lo schermo (altri 12 comandi). Normalmente in questa modalità il Wii viene alimentato con apposito alimentatore (vedi sul sito http://www.proteons.com) e i pulsanti 1 e 2 sono tenuti permanentemente premuti (se il telecomando Wii si trova su un videoproiettore a soffitto) per attivare il software di collegamento e gestione.

Il limite maggiore è la dimensione limitata dello schermo che deve essere raggiungibile con la mano, e la necessità di stare vicini allo schermo.

2 - La seconda modalità viene chiamata "Presenter" e si usa tenendo in mano il Wiimote e ponendo sotto lo schermo o di lato una barretta a raggi infrarossi (IR) che serve al Wiimote per informare il computer di come esso (Wii) è diretto rispetto alla sorgente IR.
Il vantaggio principale di questa modalità è nel poter usare uno schermo grande a piacere e nell'essere liberi di girare per l'aula avendo comunque il completo controllo del computer attraverso tutti i pulsanti (12) del Wiimote, il limite di questa modalità è che è difficile fare dei disegni precisi, ma c'è qualche accorgimento che rende più preciso il puntamento.

Uso del Wiimote in modalità Presenter

Questa seconda modalità è quella su cui ho sperimentato maggiormente perchè mancavano istruzioni in proposito in rete.

In questa modalità Wiimote si usa, puntandolo in direzione della barra IR (da qualsiasi punto dell'aula), per muovere il cursore del mouse e per dare dei comandi (pulsante sinistro, destro, Invio, ESC, F5, PagSU, PagGiù, ecc) al PC usando i pulsanti.

Come nell'altra modalità, una volta installati i vari software, ad ogni avvio dell'uso di Wii, prima si connette il Wiimote al PC premendo i pulsanti 1 e 2 contemporaneamente (i led blu iniziano a lampeggiare per 20 secondi) e scegliendo l'opzione connetti sul dispositivo Nintendo che compare nella finestra del software Bluetooth (le procedure sono un po' diverse per ogni software utilizzato), poi si fa partire Smoothboard (vedi link sotto). Questa parte è aggiornata come segue:

Dal sito http://www.proteons.com/download.html scaricare il software LD.msi e il relativo manuale, disinstallare Blusoleil o qualsiasi altro programma (eventualmente già installato) che gestisce il dispositivo Bluetooth ed installare LD.msi. In questo modo si semplifica molto l'avvio della connesssione tra Bluetooth e Wii e si avvia anche Smoothboard, basta premere 1 e 2 e aspettare qualche attimo e tutto parte da solo, in qualche caso occorre ripetere la pressione dei tasti 1 e 2.

Se LD non riesce a configurare correttamente il dispositivo Bluetooth occorre scaricare “BluetoothDriverInstaller.exe” dal sito http://bluetoothinstaller.com/, avviare da “Pannello di controllo”, “Sistema” e andare nella scheda “Hardware” selezionare “Gestione periferiche”, cliccare sul + posto vicino a Bluetooth poi cliccare, col pulsante destro, sulla voce “XXX Bluetooth XXX adapter”, o qualcosa del genere, e selezionare “Disintsalla”, anche l’enumeratore bluetooth Microsoft dovrebbe scomparire e anche l’icona Bluetooth.

Estrarre la chiavetta USB Bluetooth, riavviare il PC e poi reinserirla e scegliere “Annulla” quando compare la finestra “Installazione guidata nuovo software”.

Avviare “BluetoothDriverInstaller.exe”, selezionare “Accept the terms and...”, premere “Next” fino alla fine della procedura. Poi proseguire con la finestra “Installazione guidata nuovo software (Enumeratore bluetooth Microsoft)” fino alla fine dell’installazione.

A questo punto la reinstallazione di LD.msi dovrebbe andare a buon fine e tra l'altrro permette di usare molti tipi di Bluetooth diversi (forse tutti).

Una volta finito di usare Wii premere il pulsante Power su Wii per disconnetterlo e spegnerlo. Nella modalità Presenter è comodo usare il kit con le pile ricaricabili e tenere Wii sul caricatore quando non si usa. [fine modifica]

Nella finestra di Smoothboard occorre scegliere "Mode" Presenter anzichè Whiteboard, e sarebbe meglio modificare la lista di default (se si scarica il software dal sito originale) dei comandi attribuiti ai pulsanti, perchè i comandi di default sono poco funzionali : per es. due pulsanti disattivano il sensore IR, e questo trae in inganno quando si fanno le prime prove, mentre se si scarica la mia versione è  impostato, come indicato sotto e parte già in modalità "Presenter".

Io ho modificato come segue i comandi attribuiti ai pulsanti, e la modifica è molto semplice da fare, si tratta di aprire il menù a tendina davanti al nome di ogni pulsante e scegliere tra i 60 comandi possibili preimpostati, inoltre si possono attivare anche gli accelerometri che potrebbero per esempio comandare il volume ruotando a destra o a sinistra il Wii o controllare i brani in esecuzione alzando o abbassando il davanti di Wii.

Ecco la finestra Triggers coi somandi attribuiti ai tasti (il tasto B è quello sotto):

A: Pulsante destro del mouse

B: Pulsante sinistro del mouse

Pulsante a croce: Le quattro frecce Su Giù Sin Destra

- : Tasto ESC

Home: Tasto F5

+ : Tasto ENTER

1: PagSU

2: PagGIU'

Mentre la finestra IRCursorControl coi comandi per il sensore IR deve avere Enable IR attivato e Screen 1 attivato con l'indicazione della risoluzione dello schermo in uso

In questa finestra si può anche aumentare l'attenuazione delle vibrazioni del puntatore aumentando da 8 ad un valore più elevato (12 o 14) di punti, cambiando il valore mostrato nella parte in basso a destra della finestra, però, per un errore interno del programma, non è possibile salvare questa nuova impostazione.

 

Da questo LINK si può scaricare il programma Smoothboard 1.0 in formato compresso e pronto per essere eseguito dalla cartella estratta senza necessità di installarlo, già configurato come indicato sopra. Il software originale si trova in questo link http://www.boonjin.com/wp/, la registrazione costa poco e per le scuole è gratuito.

Attenzione che per usare Smoothboard è necessario che sul computer sia installato Microsoft Net Framework che si scarica gratuitamente da qui: http://www.microsoft.com/downloads/details.aspx?displayla... altrimenti compare un messaggio di errore nella configurazione dell'inizializzazione.

A questo punto se la barra dei led IR è accesa, girando il Wiimote verso lo schermo dove ci sono i led il cursore del mouse si sposta e il controllo è completo. I pulsanti funzionano anche se sono girato da un'altra parte, per esempio se devo avanzare in una presentazione Power Point posso premere il pulsante B (equivale al pulsante sinistro del mouse) o il tasto 2 (equivale a PagGiù) con il Wii girato da qualsiasi parte.

Per quanto riguarda il controllo del mouse riesco a spostare il puntatore da un estremo all'altro dello schermo con uno spostamento in senso orizzontale di circa 42°  e verticale di circa 30°, quindi non molto ampio, perciò è difficile puntare in una direzione molto precisa e tenerlo fermo in quel punto. Per migliorare la precisione di puntamento si può fissare con 2 elastici sotto al Wiimote una bacchetta di 40/50 cm di lunghezza, tenendo l'altra estremità sotto il braccio. Questo aiuta nei primi tempi ad essere più precisi.

I software per annotare sullo schermo esistono anche in versione gratuita, sono "Easy whiteboard", "Point to fix" e "Linkitivity Presenter" che sono messi a confronto in questo sito pubblico del Progetto Marconi http://www.usp.scuole.bo.it/moodle/mod/resource/view.php?... , mentre molti altri software gratuiti sono disponibili per tutte le materie e i livelli di scuola.

 

La barretta ad infrarossi

Si trova in commercio la Barra IR per la Wii già costruita con alimentazione a pila od esterna, ma la si può anche facilmente autocostruire seguendo queste istruzioni.

Ho creato diverse barre,  una barra IR, con tre LED IR l'ho fissata sotto lo schermo (vedi foto1 (click per ingrandire) coi Led attaccati sotto l'asta dello schermo orientati orizzontalmente a ventaglio in modo da essere visti da qualsiasi parte si trovi il Wiimote , e foto2 (click per ingrandire) con i Led indicati dalla freccia e il filo di alimentazione che penzola per permettere di tirare su e giù lo schermo).

I Led IR (infrarossi tipo telecomando o meglio TSAL6400 se il videoproiettore è molto luminoso) possono andare bene anche sopra o di lato allo schermo, ma si punta in modo più naturale il Wii se sono sotto; essi  sono collegati ad un alimentatore CC qualsiasi con una resistenza in serie in modo da limitare la corrente a circa 30/60 mA, oppure 100 mA col TSAL6400.

La resistenza deve avere il valore in Ohm di R=V/i=V/0,030A, dove V si ricava, considerando che i tre Led sono in serie e V= Valimentatore-3*1,3V=Valim-3,9V, dove 1,3V è la caduta di tensione ai capi di ogni Led IR.

Perciò prelevando l'alimentazione da una connessione USB (5V) V=5-3,9=1,1V  e  R=1,1V/0,030A= 33 ohm (30 mA) oppure 18 ohm (60 mA)  12 ohm (100mA) con videoproiettore molto luminoso (3000 ansilumen).

Usando un vecchio alimentetore da cellulare che dia 9 Vcc serve una resistenza da 180 Ohm 0,5 W mentre per un alimentatore da 12 Vcc serve una resistenza da 220 ohm 0,5W (per 35 mA). Controllare sempre la tensione realmente presente in uscita, perchè a volte è molto superiore al valore stampato sopra.

Lo schema che ho seguito è quello della figura a lato, in cui compare anche un led colorato (non necessario) per segnalare l'accensione della barra

Servono 3 Led IR (infrarossi) del costo di 0,30-0,50 € ciascuno, essi hanno un piedino lungo che va collegato al polo positivo e un piedino corto che va collegato al polo negativo dell'alimentazione. Il polo da collegare al negativo nei Led è indicato anche da un piccolo smusso nella base del cilindretto di plastica (vedi nelle foto dei Led ancora da saldare), se l'alimentazione è invertita non ci sarà emissione di luce Questi 3 led vanno collegati in serie cioè il piedino corto del primo col piedino lungo del secondo e il piedino corto del secondo col piedino lungo del terzo, poi ad una delle due estremità si salda un'estremità della resistenza e l'altra estremità si collega a uno dei due fili di alimentazione, mentre l'altro flio di alimentazione si collega all'altra estremità dei led. Per un elettronico è un gioco da ragazzi. Il valore della resistenza sarà quello indicato sopra (33 ohm per 5 V di alimentazione).

Il piedino lungo va al positivo e il corto al negativo dell'alimentazione. Per accorciarli senza invertirli li taglio mantenedone uno corto più dell'altro. Attenzione a non surriscaldare a lungo i Led, smettono di fare luce,  occorre quindi essere veloci a fare le saldature (meglio tagliare dopo aver fatto la saldatura l'eccesso di lunghezza dei piedini) e raffreddare subito soffiandoci sopra o tenendo i piedini con pinzettine e cotone bagnato nella zona tra la saldatura e il supporto di plastica.

I tre led li ho attaccati, in questo caso, ad una piastrina bianca di plastica da fissare al muro con un chiodino, prima di incollarli alla piastrina li ho saldati tra loro, alla resistenza e ai fili (bianchi perchè fossero poco visibili sul muro che uso come schermo).

Poi con colla a caldo li ho fissati alla piastrina, come si vede sono tra loro un poco aperti a ventaglio perchè siano visibili da ogni lato della stanza, e sono perpendicolari alla piastrina in modo che quando la piastrina è appesa i led siano orizzontali.

I cavi di alimentazione sono collegati ai cavi rosso (+) e nero (-) di un cavetto USB tagliato  Esistono anche i connettori USB da saldare, e le connessioni da utilizzare sono le due più esterne con i collegamenti positivo e negativo posizionati come in figura..

Per verificare se i led emettono luce occorre usare una fotocamera digitale o quella del cellulare, in questo modo possiamo controllare che l'emissione avvenga nella direzione giusta quando la piastrina è montata.

Le penne IR

In internet si trovano siti  come http://www.proteons.com/ e http://www.irpens.co.uk/, che vendono le penne IR per Wiimote a pochi euro.

Il kit completo

Sul sito http://www.proteons.com/ si trova il kit completo per l'uso nella modalità Whiteboard

Siti di interesse per l'uso di Wiimote per creare lavagne interattive:

Progetto Marconi "Wiidea" http://usp.scuole.bo.it/marconi/wiidea/Wiidea-Marconi.htm

Sito con molte informazioni hardware e software http://wyxs.net/web/wiimote/digital_whiteboard.html

Sito con filmati ed altri link http://sites.google.com/site/wiiattie/Home

Sito del Liceo "G. Ricci Curbastro" di Lugo: http://www.racine.ra.it/curba/

Enzo Cortesi - mail