緣起:

2006年9月14日,任天堂推出了Wii遊戲機,創新的遊戲方式吸引不少玩家。其中Wii控制器(Wii Remote)所帶來的控制方式更是讓遊戲體驗進展到一個全新境界,讓人們可以用貼近真實的方式,實地在遊戲裡揮棒、射擊、指揮音樂甚至揮劍砍殺。

任天堂Wii遊戲機與Wii控制器(資料來源:Wii .維基百科)


這創新的控制器一推出來,有眼光的高手玩家馬上就注意到它有很寬廣的應用,而不只限於玩遊戲。200年6月,美國卡內基美隆(Carnegi Mellon)大學博士班學生
Johnny Chung Lee 在網路上放出一段影片,展示了透過Wii遙控器與紅外線led發光筆來自製電子白板。

當時我也看到這段影片,當下只是覺得這人相當有創意,卻沒有意識到這項發明能帶給教學上多大的助益。


 

 

直到一年後在當時任職的外社國小開始應用電子白板,體驗到這項科技在教學上的便利性。但當時無論是實體電子白板,或是虛擬式電子白板價格將近六到十萬。即使是電子白板相對平價的現在,一套也要四萬元以上。只有少數獲得上級補助的學校或專科教室,可以購置電子白板進行教學。當每個班級都購置有單槍與電腦(班班有單槍,班班有電腦)之後,能夠有餘力購置班級電子白板的學校,恐怕是少之又少。


最近,在無意間看到南投草屯國小資訊組長林家賢老師的部落格http://media.ttes.ntct.edu.tw/blog/,上面有許多利用Wii遙控器架構自製電子白板系統的資料,電子科班出身、喜歡DIY的老婆大人也非常有興趣,於是兩人利用課餘與假日時間,共同研究、製作與改良出屬於自己的自製電子白板系統。


一、原理

自製電子白板示意圖

架設自製電子白板示意圖


Wii控制器前方有可捕捉紅外線光的CMOS感測器,可看做是快速捕捉紅外線位置的數位攝影機,捕捉紅外線LED發光的位置,將位置資訊透過無線藍牙介面傳送進電腦。再由電腦上的驅動程式與定位軟體進行定位,便可在電腦上模擬滑鼠或畫筆的各項功能。

Wii控制器(圖片來源:Wii Remote .維基百科)


二、紅外線led筆製作

(一)電路示意圖

紅外線led筆電路圖 

紅外線LED筆的電路構造非常簡單,應用的就是國民小學中年級自然與科技領域電路單元「斷路」與「通路」的概念。


(二)所需材料:

1.電池使用容易取得的1.5V三號電池一顆即可。

2.Led則必須使用波長940nm的IR LED,經實地測試結果,以美國TSAL6400 IR LED效果最佳。

http://www.vishay.com/ir-emitting-diodes/list/product-81011/

DSCF1337.JPG 


3.按壓式開關,電子材料行即可購得。

DSCF1247.JPG 


4.附電線的電池座

DSCF1246.JPG 

 

5. 2P雙頭杜邦線(含母座):雙頭的線可以對半剪開,製作兩組Led插座。

DSCF1248.JPG 


6.多色原子筆粗筆桿(多色原子筆可以於十元商店購得)

DSCF1325.JPG  

 

7.應用工具:烙鐵、銲錫、熱熔膠

DSCF1235.JPG 

 

(三)製作過程

1.將按壓式開關、2P雙頭杜邦線(含母座)、電池座按照上面電路示意圖焊接完成,電線塞入筆身。

DSCF1326.JPG 

焊接完成圖


 DSCF1328.JPG  

電池座將負極線與正極線一同由前端小孔穿出。


DSCF1329.JPG 

 開關焊接在正極線或負極線上形成斷路,電池另一極至Led插座要保持連接狀態。

 

DSCF1330.JPG 

電線焊接處可用絕緣膠帶或熱縮套管封起,以免焊接處互相接觸,造成短路。

 

DSCF1332.JPG 

Led接腳較長,可剪取適當長度插入杜邦線母插座。

(Led接腳具有方向性,若通電後不亮,反過來插就可)


2.將筆身、電池座、杜邦線母插頭組合好,用熱熔膠固定。

DSCF1267.JPG 

試做一號筆,長度比正常原子筆多出電池座的長度。

 

DSCF1336.JPG 

試做二號筆,用硬式塑膠水管加長,電線亦用焊接方式加長,可給小朋友或個子嬌小的老師使用。

 


3.通電測試:由於IR Led發出的紅外線為人類肉眼不可見光,必須要藉由數位相機觀看成功發光與否。

DSCF1258.JPG 


(四)商品化 IR Led筆:

1.玩家自製販售:250元

http://goods.ruten.com.tw/item/show?11090609193123


2.廠商開模製作:330元

http://store.pchome.com.tw/sungos/M04849837.htm

 

 

 

三、應用軟體


執行以下應用軟體,請先確定電腦裡已安裝「Microsoft .NET Framework 3.5」,若執行下列軟體有問題時,請先到下列網頁下載軟體並安裝完畢。(如果電腦裡的Windows XP以上版本的作業系統,有按時更新的話,應該會有Microsoft .NET Framework 3.5,不需另外安裝)


http://www.microsoft.com/downloads/details.aspx?displaylang=zh-tw&FamilyID=333325fd-ae52-4e35-b531-508d977d32a6

 

1.螢幕定位軟體 Wiimote Whiteboard v0.3

http://johnnylee.net/projects/wii/WiimoteWhiteboardv03.zip


2.螢幕畫筆軟體 Pointofix

官方網站:http://www.pointofix.de/

教學:http://edumeme.blogspot.com/2008/09/pointofix.html

 

3.Wii控制器藍牙自動配對軟體  WiimoteAutoConnect

http://mail.lsps.tp.edu.tw/~gsyan/works/index.html#w9
 

 

以上三樣軟體都是免費軟體,我把它們整合成一個壓縮檔,請到以下網址按照指示下載,解壓縮完就可以直接使用,不用經過安裝程序。

http://webhd.xuite.net/_oops/iamchuck/de5

 

 


四、實際架設

 

1.在教室中參考「架設自製電子白板示意圖」架設。

架設示意圖 

用三腳架固定Wii控制器,或用麥克風支架代替三腳架。

 

2.教室電腦一般是無內建藍牙的桌上型電腦,需購買USB介面藍牙傳輸器接上電腦USB插孔,Windows XP 以上作業系統已內建藍牙驅動程式,安裝好硬體即可自動安裝驅動程式,再與Wii控制器配對連線。

 

DSCF1338.JPG 

小巧的USB介面藍牙傳輸器


藍牙圖示 

(1)電腦插上藍牙連接器,系統列右下角出現藍牙圖示。

 

 bluetooth02.jpg 

(2)打開「電子白板」資料夾裡的「藍牙配對」資料夾

 

bluetooth03.jpg 

(3)打開WiimoteAutoConnect.exe執行檔

 

bluetooth04.jpg 

(4)開啟後,將自動執行打ⅴ,點選「瀏覽」按鍵

 

bluetooth05.jpg 

(5)選取WiimoteAutoConnect.exe後,按下「開啟」

 

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(6)按下「儲存設定值」,下次軟體配對連線後,便自動開啟螢幕定位程式WiimoteAutoConnect.exe。

 

bluetooth07.jpg 

(7)先同時按下Wii控制器的①鍵+②鍵,
再點擊「搜尋並連線」。

 

bluetooth08.jpg 

(8)連線成功,會出現裝置名稱,並啟動WiimoteWhiteboard 螢幕定位程式。,若不成功,則增加搜尋藍芽裝置的時間為5~6秒,先同時按下Wii控制器的①鍵+②鍵,再次點擊「搜尋並連線」,重新配對一次。 


3.教室電腦若是已內建藍牙的筆記型電腦,則直接開啟藍牙功能,再進行上面(2)~(9)的步驟,將Wii控制器與電腦配對成功。


4.啟動電子白版定位程式WiimoteWhiteboard,在螢幕四角落定位點利用Led筆進行定位。

 

bluetooth09.jpg 

(1)點擊「Calibrate Location」按鍵,進行定位。


bluetooth10.jpg 

(2)使用紅外線Led筆,在螢幕上四個定位點依序定位。


5.定位完成,參考定位程式顯示之追蹤率,找出擺放Wii控制器的最佳位置。

bluetooth09.jpg

「Tracking Utilization」即為Wii控制器捕捉IR Led所發出紅外線,得到的追蹤率。追蹤率越高,書寫越順暢。建議將Wii控制器多擺幾個位置反覆定位,找出最佳的擺放位置。


6.可啟動pointfix螢幕畫線軟體操作電子白板,或搭配書商所提供之電子白版光碟進行教學。

bluetooth11.jpg 

(1)打開「電子白板」資料夾裡的「螢幕畫筆」資料夾

 

bluetooth12.jpg 

(3)打開Pointofix.exe執行檔

 

bluetooth13.jpg 

(4)螢幕畫面上會有個寫有「開始」兩字的小視窗,點擊「開始」,會發現原本螢幕上會多出電子白板工具列。

 

bluetooth14.jpg 

(5)Pointofix軟體可在任何螢幕畫面上作畫、或寫字加以評註。

詳細教學請參訪連結:http://edumeme.blogspot.com/2008/09/pointofix.html





五、成果演示

 

 

製作完成,在家演示電子白板。

 

 

 

在校上國語課片段

 

 

 

小朋友使用螢幕畫筆軟體 Pointofix,在螢幕上寫字。



  

六、參考資料:

 

1. Johnny Chung Lee.美國卡內基美隆(Carnegi Mellon)大學博士班的學生


http://johnnylee.net/projects/wii/

 

2.林家賢.南投國小資訊組長

http://media.ttes.ntct.edu.tw/blog/?p=524


3.珍珠盒子部落格

http://blog.xuite.net/pearlmin/moon/15424517

4.阿岡老師的異想世界(最簡單,不動用焊槍的led筆製作方法)

http://kentxchang.blogspot.com/2009/11/wiimote.html

 


七、附加方案

 

1.實物投影機平價替代方案

 

實物投影機動輒10000~40000

http://shopping.pchome.com.tw/?mod=store&func=style_show&SR_NO=AHAD0N

IPEVO P2V USB視訊攝影機  價格:1990

(百萬畫素,自動對焦,很多實物投影機甚至要手動對焦)

廠商官方部落格:

http://www.ipevo.com.tw/blog/?p=857

 

購買網頁:

http://shopping.pchome.com.tw/?mod=item&func=exhibit&IT_NO=DSAD00-A44263533&c=A05#sp

 

 

2、DIY  IRS即時反饋系統(俗稱按按按)

 

IRS即時反饋系統:參考網奕資訊

http://www.habook.com.tw/Software/Detail_soft.asp?BookNo=ME010200&B_key=e流互動教室&CatalogID=12


自製IRS按按按系統(研究資料中)

 

1.翁崇銘教學素材網

http://blog.xuite.net/charms/collect/25546069

 

2.成州國小三年九班

http://blog.xuite.net/charms/300/27793648

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