Interface ExpEYES… Your Lab@home - Phychim

GEP SPCFA VERSAILLES
juin 2011
Interface ExpEYES… Your Lab@home
A l’occasion de la manifestation InterTICE logiciels libres organisée au CRDP de Marly-leRoi le 1er juin 2011, Georges KHAZNADAR, professeur de physique-chimie au lycée Jean
BART de Dunkerque, est venu présenter une interface d’acquisition “low cost” issue d’un
projet Indien Open Source.
Cette interface économique répond à la plupart des usages expérimentaux de
l’enseignement de la physique-chimie au collège et au lycée. On peut donc raisonnablement
envisager d’en équiper chaque élève d’un classe afin de favoriser la pratique de la démarche
expérimentale dans un établissement scolaire ou à la maison.
1. Une interface développée en Inde par l’IUAC
L’interface ExpEYES (ExpEriments for Young Engineers and Scientists) fait partie intégrante
du projet PHOENIX développé par l’IUAC (Inter University Accelerator Centre) à New Dehli
en Inde. Le père fondateur du projet est le physicien Ajith KUMAR.
Elle se compose d'un microcontrôleur ATmega32, 12 bits et CNA (Convertisseur Numérique
Analogique) CAN (Convertisseur Analogique Numérique), plusieurs oscillateurs et
amplificateurs. Les tensions analogiques (gamme + / - 5 volts) sont mesurées avec une
résolution de 12 bits (environ 1,25 millivolts) avec des intervalles de temps d’une
microseconde. Elle se connecte au PC via un port USB.
Ce projet est basé sur les logiciels libres et Open Source, la plupart écrits en langage de
programmation Python. La conception du matériel est également ouverte.
2. Un environnement de travail Open Source dédié aux sciences
L'interface est pilotée par un logiciel installé sur une clé USB "vive" embarquant un système
d’exploitation (OS) OpenSource GNU/LINUX basé sur la distribution Knoppix, robuste et
simple d’utilisation. Lors du démarrage du PC il suffit de « booter » sur la clé USB pour
lancer l’OS et son environnement spécialement dédié aux sciences sans installation. Les
élèves bénéficient ainsi du même environnement informatique à la maison ou au collège /
lycée sans modifier le système d'exploitation existant sur la machine employée. Aucune
connaissance particulière de LINUX n’est requise.
La clé vive utilisée, Freeduc-USB, est celle développée par notre collègue de physique
Georges KHAZNADAR* du lycée Jean Bart de Dunkerque. On trouve sur celle-ci les logiciels
suivants :
GEP SPCFA VERSAILLES
Logiciel
Bureautique
Libreoffice-kde
Okular
Lyx
Texmaker
Scribus-ng
Développement
Qt4 devs
Eric 4
Mathématiques
Maxima
Cantor
Kig
Kmplot
Kalgebra
Freemat
Rkward
Mathomatic
Octave
QtOctave
Zhu3d
Sciences
Step
Qucs
Xyscan
Spyder
Pyacidobasic
Avogadro
OpenHantec
Kalzium
ConvertAll
Stellarium
Pymecavieo
Kstars
Oastrocam-g2
Qtiplot
Scidavis
Qelectrotech
Librecad
Arduino-Core
Fritzing
SpeedCrunch
Okteta
Cutecom
Graphisme
Karbon 14
Krita
Gwenview
Ksnapshot
Multimédia
Avidemux-gt
Version
Description
3.3.2
4.6.2
2.0.0
3.0.2
1.4.0
suite bureautique
afficheur de document
éditeur Latex
éditeur Latex
PAO
4.7.2
4.4.12
développement qt4
IDE Python
5.24
4.6.2
4.6.2
4.6.2
4.6.2
4.0
0.5.5
15.5.2
3.2
0.10.1
4.2.2
calcul algébrique
gui pour maxima
géométrie interactive
fonctions
algèbre / graphiques
environnement matlab
gui pour R (stats)
cas
calcul numérique
gui pour octave
fonctions / surfaces 3D
4.6.2
0.0.15
3.3.0
2.0.11
1.0
1.0.3
0.2.0
4.6.2
0.5.0
0.10.5
5.5
4.6.2
4.5
0.9.8.4
0.2.4
0.22
1.0.0
0.22
0.4.4
0.10.2
4.6.2
0.22
simulateur physique
simulateur de circuit
scan de graphiques
éditeur python scientifique
simulateur de dosages
éditeur de molécules 3D
interface oscillo DSO-2090
tableau périodique
convertisseur d’unités
planétarium
analyse de mouvement
carte du ciel
acquisition webcam
tableur scientifique
tableur scientifique
schémas électrotechnique
dessin technique
développement arduino
EDA pour arduino
calculatrice scinetifique
éditeur binaire / hexa
terminal liaison série
2.3.3
2.3.3
4.6.2
4.6.2
éditeur svg
dessin
afficheur / éditeur d’images
copies d’écran
2.5.4
éditeur / convertisseur vidéo
juin 2011
GEP SPCFA VERSAILLES
K3b
Kafffeine
Kwave
VLC
Videocut
Kdenlive
Education
Python-whiteboard
2.0.2
1.2.2
0.8.5
1.1.9.
0.8.5
0.8.5
gravure cd
lecture acquisition video
montage vidéo
lecteur multimédia
capture images de vidéos
montage vidéo
0.9.6
Tni avec wiimote
juin 2011
* Georges KHAZNADAR est membre d’OFSET, association internationale pour la promotion
du logiciel libre dans l’enseignement et la formation, et de l’association WIMSEDU.
3. Mise en place d’une expérimentation au sein d’une classe « test »
Avec ExpEYES, interface « low cost », un laboratoire de sciences à la maison devient une
idée abordable et possible.
La première phase consistera à faciliter l'importation de l'interface en France en mettant en
relation l'équipe du projet PHOENIX en Inde et une société spécialisée dans la vente de
solutions OpenSource sur notre territoire.
Durant la deuxième phase, le GEP de physique-chimie de l’académie de Versailles mènera
une expérimentation durant l’année scolaire 2011-2012 sur une classe test dans laquelle, à
l'instar des manuels scolaires, chaque élève disposera en prêt d’un kit comprenant l'interface
ExpEYES afin de pouvoir réaliser des expériences au lycée ou à la maison (le champ
d'investigation est très vaste : acoustique, mécanique, électromagnétisme, électronique...).
L’un des objectifs sera de faire élaborer par les élèves des expériences intéressantes et
innovantes. Des pages web sous la forme d’un WikiTICE leur serviront à rendre compte de
ces expériences astucieuses. Quand elles seront bien structurées, il sera même possible de
les utiliser pour publier directement, automatiquement, des fiches dans le manuel de
l'utilisateur d'ExpEYES.
Cette approche innovante s’inscrit dans le cadre du concept des expériences “à quat’sous”
(E4S) qui sont des expériences simples que l’on peut faire comme des devoirs à la maison.
Un retour d’expérimentation des usages pédagogiques et des plus-values possibles sera
réalisé et publié sur notre site disciplinaire.
Pour toutes informations complémentaires, veuilles contacter le GEP de physique-chimie de
l’académie de Versailles