La physique en jeux : muonsento

Des étudiants de création numérique et d’illustration scientifique de l’Ecole Estienne ont créé ensemble cinq jeux en ligne. Leur seule contrainte : partir chaque fois d’un article scientifique récent.

Magnétisme, métamatériaux, quantique, chimie moléculaire, physique des particules, tout y est passé ! Et voilà les 5 jeux, qu’on vous invite à tester vous même.

– installez phyphox sur votre smartphone

– depuis le smartphone, cliquez sur ce lien

– sur phyphox, scrollez le menu jusqu’à “Tuto Cadenas 3 axes” puis cliquez et testez. Trouverez-vous le code secret ?

– un autre test à tester en suivant la même démarche, lié cette fois à la lumière (ne fonctionne pas sur iphone)

– vous pouvez aussi directement scanner ces 2 QR codes :

La création du cadenas utilise l’application libre et gratuite Phyphox. Cette application permet d’accéder aux mesures des différents capteurs présents dans un smartphone ; elle n’a pas été conçue pour faire des cadenas, mais elle est hautement modulable et peut être détournée de son usage premier. Pour cela, il vous suffira de suivre 2 étapes : d’abord la modification d’un petit programme, puis la transmission de ce programme sur phyphox.

Nous proposons ci-dessus deux exemples de programmes à modifier pour les adapter à vos usages. Les commentaires indiquent ce qui peut être changé pour les personnaliser.

Le premier exemple permet de créer un cadenas utilisant des capteurs à 3 axes : accélération, accélération sans prendre en compte la gravité, vitesse de rotation ou champ magnétique.

Le second exemple utilise les capteurs à 1 axe : pression, lumière (Attention, certains téléphones, notamment les iPhone, n’autorisent pas l’accès à ce dernier capteur, et seuls les smartphones haut de gamme possèderont tous ces capteurs).

Dans ces exemples, on lance d’abord l’expérience avec le bouton triangulaire en haut à droite, et on débloque le code secret en tenant le smartphone 2 secondes verticalement (1er code) ou en l’éclairant fortement à plus de 300 lux pendant 2 secondes (2eme code). Voir vidéo.

Modifiez les fichiers dans un éditeur de texte (comme le bloc-notes de Windows ou un éditeur de programme). Il est possible de régler la durée de la manipulation à effectuer, la direction et le sens dans le cas d’un capteur 3 axes et les seuils (éclairement supérieur à 1000 lux ou inférieur à 200 lux par exemple), le code secret révélé par l’application, etc.

Ces programmes d’exemple ne permettent que des manipulations simples. Il n’est pas possible d’enchaîner deux épreuves (téléphone à la verticale pendant 1s puis à l’horizontale pendant 1s) et il n’est pas possible de combiner des conditions (téléphone à la verticale et lumière éteinte). Des bases de programmation en XML et la lecture de la documentation de Phyphox le permettront aux plus motivés.

Pour transférer le programme aux smartphones des joueurs, la solution la plus simple est de posséder un compte Dropbox ou Google Drive. On pourra aussi déposer le programme sur un autre serveur du moment qu’on peut récupérer un lien web correspondant.

Transfert via mail

• Envoyez le fichier en pièce attachée d’un mail. Le joueur doit ouvrir le message depuis son smartphone, phyphox étant déjà installé puis cliquer sur le lien qui ouvrira alors le programme dans Phyphox.

Transfert via Dropbox

• Déposez votre fichier dans la dropbox puis récupérer le lien de partage, de la forme https://www.dropbox.com/s/xxxxxxxxx/tuto_cadenas_1axe.phyphox?dl=0
• Créez un lien en ramplaçant le “dl=0” final par “dl=1”
• Quand l’utilisateur final cliquera sur ce lien sur son smartphone (déjà équipé de phyphox), le cadenas s’installera dans le menu de phyphox.
• Vous pouvez aussi créer un QR code associé au lien via https://www.qrcode-monkey.com/ L’utilisateur final pourra le scanner directement depuis phyphox via le gros bouton “+” sur le menu.
• Le joueur peut ensuite choisir d’enregistrer ou non le cadenas sur son téléphone. S’il l’enregistre, il doit retrouver l’expérience dans la liste. Il lui reste à appuyer sur le bouton “Play” en haut à droite et à effectuer la manipulation correcte.

Transfert via Google Drive

• Déposez votre fichier sur le drive puis copiez le lien de partage. Il devrait avoir cette forme : https://drive.google.com/file/d/xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx/view?usp=sharing.
• Transformez ce lien en copiant la partie entre d/ et /view sous cette forme : https://drive.google.com/uc?export=download&id=xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx.
• Quand l’utilisateur final cliquera sur ce lien sur son smartphone (déjà équipé de phyphox), le cadenas s’installera dans le menu de phyphox.
• Vous pouvez aussi créer un QR code associé au lien via https://www.qrcode-monkey.com/ L’utilisateur final pourra le scanner directement depuis phyphox via le gros bouton “+” sur le menu.
• Le joueur peut ensuite choisir d’enregistrer ou non le cadenas sur son téléphone. S’il l’enregistre, il doit retrouver l’expérience dans la liste. Il lui reste à appuyer sur le bouton “Play” en haut à droite et à effectuer la manipulation correcte.

Via un site web

• Déposer votre fichier *.phyphox sur le site.
• Créer un lien qui pointe vers ce fichier, en remplaçant le préfixe de l’adresse “https://” par “phyphox://”
• Vous pouvez aussi créer un QR code associé à ce lien.

Ce site web décalé est notre façon à nous de raconter le confinement de notre équipe “La Physique Autrement” et de nos collaborateurs.trices de l’équipe du COMPAS. C’est avec eux tous que nous avons passé ces étranges deux mois confinés à concevoir des tas de projets et échanger sur notre expérience collective.

A vous de le découvrir et tout ce qui s’y cache, notamment les projets créés pendant le confinement.

Chaque année, le grand public et les scolaires viennent visiter la Faculté des Sciences d’Orsay. Mais en 2020, suite à la crise sanitaire, les visites sont annulées. On décide alors de concevoir un jeu de piste immersif et… à distance pour le remplacer ! Une nouvelle forme d’événement qui pourrait se décliner dans bien d’autres contextes…

Ajouter des capteurs à votre smartphone pour mesurer une accélération, une vitesse de rotation, une température, l’intensité lumineuse, le champ magnétique, ou une tension électrique ? C’est possible pour moins de 40 euros !

La carte Arduino Nano 33 BLE Sense possède tous ces capteurs, et peut facilement envoyer sur votre smartphone par Bluetooth ses mesures, en communiquant avec l’application phyphox. Nous avons simplifié au maximum les démarches : vous téléversez notre programme sur votre carte nano, vous ajoutez les expériences phyphox sur votre smartphone avec notre QR code, et c’est tout : vous pouvez commencer vos mesures…

On peut alors faire des mesures sans mettre en danger le smartphone (une chute libre par exemple), mais aussi compenser l’absence de capteurs sur certains smartphones. Cette petite carte de quelques centimètres devient un outil particulièrement utile pour des enseignants de physique désireux d’utiliser les smartphones en travaux pratiques, mais également pour tous les curieux intéressés par un outil de mesure physique dans leur poche.

La carte Arduino Nano 33 BLE Sense se trouve facilement dans le commerce à un prix très accessible; nous distribuons librement tous les programmes permettant d’accéder aux capteurs, ainsi qu’une liste de matériel. Nous distribuons également le plan pour imprimante 3D d’une boîte compacte et solide qui protège la carte pendant son utilisation. Nous avons également un programme adapté à la carte Arduino Nano 33 BLE Sense REV2, qui a des propriétés très similaires.

Voici un tutoriel pas-à-pas pour configurer smartphone et Arduino nano :

Pour aller plus loin, voici les documents sources et une synthèse du tutoriel. Si vous avez l’habitude de coder, les programmes sont facilement modifiables et adaptables.

Une nouvelle version des expériences phyphox a été proposée par Sebastian J. Spicker, de l’ astro-lab team de l’Université de Cologne, et mis en place avec notre équipe. Cette nouvelle version 1.2 ajoute une traduction en Allemand des expériences et un aspect plus proche de l’application phyphox. C’est cette version qui sera installée si vous suivez les tutoriels ci-dessus.

Un tutoriel complet rédigé en Allemand sur l’installation et l’utilisation de l’Arduino nano est disponible sur le site Astro-lab.

Des versions pdf en allemand des guides :

• Installation détaillée ;
• Installation (version courte) ;
• Connexion et protection.

La version précédente de ces expériences peut se retrouver ici, pour archivage.