Le téléphone portable devient un laboratoire scientifique

Le téléphone mobile dispose d’une variété de capteurs qui lui permettent de devenir un laboratoire scientifique expérimental de poche. Depuis plusieurs années, Google permet au téléphone mobile de mesurer des stimuli physiques tels que la lumière, le son, la force et la température à l’aide de ses capteurs intégrés pour la détection, la mesure et les observations analytiques. L’application mobile permettant de telles expérimentations est le Google Science Journal. L’application a été utilisée par des éducateurs, des fabricants et des apprenants de la maternelle à la 12e année pour explorer le monde physique en utilisant leur téléphone portable comme instrument scientifique. À ce jour, Google a transféré l’interface de programmation d’applications (API) et le code source du Science Journal vers Arduino. Arduino a annoncé cette offre de produits d’applications mobiles l’été dernier sur son site Web.

Le téléphone mobile est doté d’une variété de capteurs qui permettent à ce produit électronique grand public de devenir un laboratoire scientifique expérimental de poche. À l’aide des capteurs intégrés du téléphone, une variété d’activités et de projets en sciences, technologie, ingénierie, arts et mathématiques (STEAM) peuvent être développés pour des environnements d’apprentissage technique ou technique. En outre, l’application Science Journal de Google fournit des dispositions pour inclure une passerelle de capteurs externes utilisant les communications Bluetooth. De plus, les mesures peuvent être enregistrées, sauvegardées et importées dans une feuille de calcul Excel pour une analyse et des observations ultérieures. Les notes et les images des configurations de test et de mesure physiques peuvent être documentées à l’aide de l’application Arduino Science Journal.

Transfert d’application transparent

Le Google Science Journal a été transféré de manière transparente vers Arduino sur la base de la collaboration du kit Arduino science Physics Lab. Le kit de laboratoire de physique scientifique Arduino a été développé en tant que plate-forme technologique éducative pour présenter les concepts STEAM aux apprenants du collège. Le kit scientifique comprenait tous les composants ainsi qu’une carte Arduino MKR Wi-Fi 1010 pour assembler et mener des expériences de physique sans fil. En outre, le kit fournit une gamme de capteurs électroniques pour mesurer la lumière, la température, le mouvement et les champs magnétiques pour mesurer les stimuli du monde physique. Avec l’Arduino Science Journal, l’application mobile peut être améliorée en utilisant des cartes Arduino Nano 33 BLE Sense ou IoT comme capteurs externes.

Commencer

La configuration de l’Arduino Science Journal nécessite initialement de télécharger l’application sur un téléphone mobile Android ou iOS. L’Arduino Science Journal peut être obtenu sur le Play Store de Google ou l’App Store d’Apple. Après avoir installé l’application sur un téléphone mobile Android ou iOS, une nouvelle expérience peut être créée. Pour démarrer l’expérience, le capteur du téléphone mobile approprié est sélectionné à partir d’une carte de capteur. Les capteurs du téléphone portable comme un magnétomètre, une lumière ou un accéléromètre sont accessibles à l’aide de la carte de capteur.

Une fois le capteur sélectionné, les mesures du téléphone mobile seront affichées sur son écran. De plus, les mesures seront affichées en temps réel au moyen d’un tracé de défilement affiché. En outre, les capteurs internes du téléphone mobile peuvent être activés par sélection dans les paramètres de l’application. Dans le répertoire des paramètres, le capteur du téléphone mobile sera affiché pour être inclus dans la carte en cochant la case.

Capteur externe

Outre l’utilisation des capteurs de téléphone portable intégrés avec l’application Arduino Science Journal, des capteurs externes peuvent être appliqués aux activités de mesure du monde physique. L’Arduino Nano 33 BLE Sense est doté d’une puce Bluetooth Low Energy (BLE) intégrée qui permet à l’application mobile d’accéder à ses capteurs électroniques intégrés. La première étape pour accéder à ces capteurs avec l’application mobile est l’installation de la bibliothèque Arduino Science Journal. Après avoir installé la bibliothèque dans l’environnement de développement intégré (IDE) d’Arduino, le code du journal scientifique (esquisse) peut être téléchargé sur la carte Nano 33 BLE Sense.

Avec le code de Science Journal chargé avec succès sur la carte de détection Arduino Nano 33 BLE, il est possible d’établir une connexion sans fil avec un téléphone mobile. À titre d’illustration, la densité de flux magnétique mesurée en Tesla (T) peut être détectée et observée à l’aide de l’application Arduino Science Journal. L’appareil testé (DUT) est un tournevis de poche ordinaire avec une fonction de fixation à pointe magnétique. Pour établir une connexion Bluetooth sans fil, il faut sélectionner la carte capteur appropriée : dans cet exemple un magnétomètre.

Le capteur du magnétomètre est accessible via les paramètres. Avec le code du journal scientifique exécuté sur une carte Nano 33 BLE Sense, le magnétomètre est coché. Une mesure de base initiale du magnétomètre est effectuée sans la présence du tournevis de poche. Une fois la mesure de la ligne de base effectuée, le tournevis de poche est positionné à quelques millimètres de la carte Nano 33 BLE Sense. La densité de flux magnétique de l’embout du tournevis mesurée en micro Tesla (µT) sera affichée sur la carte du capteur de l’application pour téléphone portable. En plus de cette simple démonstration, l’application permet d’exécuter une variété d’investigations d’ingénierie comme l’analyse de la qualité sonore et des vibrations des machines industrielles et des systèmes d’automatisation. Des informations supplémentaires sur l’Arduino Science Journal peuvent être trouvées sur leur site Web.