Wii, mais c'est bien sûr !

Auteurs : Tiffany Elsass(plus d'infos)
Résumé :
Fonctionnement de la console Wii et petites expériences amusantes...
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Fonctionnement de la Console Nintendo Wii

Vous êtes-vous déjà demandé comment fonctionnait la console Wii ? Vous savez, cette console où il suffit de bouger les manettes pour que le mouvement soit répercuté sur l'écran...
Eh bien, étudions les différentes parties qui la composent :

Tout d'abord, la sensor bar :

C'est la petite barrette que vous mettez devant votre écran et que vous visez avec la manette. La console fonctionne-t-elle sans ? Ou autre question : Est-ce un émetteur ou un récepteur ?
Pour le découvrir, débranchez-la et remplacez-la par deux bougies chauffe-plat écartées de la longueur de la sensor bar. Que se passe-t-il ?

On observe que la console fonctionne aussi bien avec deux bougies qu'avec la sensor bar...

Curieux...

eh bien non, car la sensor bar n'est qu'un émetteur d'infrarouge ! Si l'on regarde la sensor bar à travers un appareil photographique ou une caméra, on aperçoit 5 diodes de chaque côté. Mais à l'oeil nu, rien ! En effet, les capteurs de ces appareils sont sensibles à des
longueurs d'onde que notre oeil ne peut détecter. Faites la même chose avec une télécommande de tv : on ne perçoit rien mais la caméra voit une diode s'allumer lorsque l'on presse un des boutons.

Observation à l'oeil nu Observation grâce à une caméra

Ensuite, la Wiimote :

D'après le paragraphe précédent, la manette est un détecteur. On peut l'imaginer comme une caméra qui va filmer les 10 diodes infrarouge de la sensor bar (5 de chaque côté). Ce qu'il faut observer, ce sont les positions de ces diodes et leurs tailles relatives... Imaginons que
nous nous trouvions proche de la barre et au centre : les deux séries de diodes apparaîtront assez grandes et de taille identique. Si maintenant on s'éloigne de la barre, les deux séries de diode apparaîtront plus petites que précédemment mais seront toujours de taille identique.
Cela permet à la console de gérer les positions près-loin. On va maintenant se décaler vers la gauche. Nous serons un peu plus près des diodes de gauche que de celles de droite, par conséquent, les diodes de gauche nous apparaîtront plus grandes que celles de droite. Et inversement ! La console peut donc dire avec précision notre position devant la barre ! c'est-à-dire devant la tv...

Mais ce n'est pas uniquement la position dont nous allons avoir besoin ! En effet, dans la plupart des jeux de la Wii, il va s'agir plutôt de se déplacer : golf, tennis, baseball etc... Le mouvement réalisé peut être pensé comme une accélération de la manette. De l'état de repos
(à l'arrêt), nous passons à un état en mouvement (accélération). Cette accélération peut être mesurée avec ce que l'on appelle un accéléromètre. Pour bien comprendre comment cela fonctionne, prenons un accéléromètre assez simple, nous ! Enfin, notre corps plus
précisément. Lorsque l'on rentre dans un ascenseur, celui-ci est au repos. S'il monte, nous allons avoir l'impression d'être plus lourd. De la même façon, s'il descend, nous aurons l'impression d'être plus léger ! Notre corps prend acte de l'accélération et est plus lent que
l'ascenseur à se mettre en mouvement. Dans la Wii, l'accéléromètre fonctionne grâce à des peignes de condensateurs. Un condensateur est composé de deux plaques métalliques se faisant face. Lorsqu'un courant électrique est appliqué à ces bornes, les électrons vont essayer de sauter d'une plaque à l'autre. Mais les électrons n'aime pas circuler dans l'air, car celui-ci est un isolant... C'est comme s'ils se trouvaient au bord du grand canyon ! Alors ils ne vont sauter d'une plaque à l'autre que lorsque les deux plaques sont proches (et que la crevasse à franchir est étroite) : le courant électrique sera alors élevé. Lorsque l'on va éloigner les deux plaques, le courant électrique va diminuer car le nombre d'électrons voulant faire le « grand saut » va diminuer.
Si maintenant on construit un peigne de condensateur fixe et un autre mobile s'imbriquant l'un dans l'autre, comme représenté ci-dessous, et que l'on injecte des électrons dans le peigne fixe...
Lorsque l'on déplace la manette vers la gauche, le peigne mobile va se déplacer vers la droite comme sur la figure ci-dessous à gauche. Le courant est nul lorsque les deux peignes ne se touchent pas (le circuit est ouvert). Le courant va augmenter lorsque les deux plaques
se rapprochent jusqu'à devenir maximal lorsque les deux plaques sont en contact (le circuit est fermé). Inversement, lorsque l'on se déplace vers la droite, le peigne va se déplacer vers la gauche (comme sur la figure de droite) et le courant va passer lorsque les deux plaques
sont en contact. La console peut donc analyser la provenance du courant et gérer ainsi les mouvements effectués avec la manette. Mais ce peigne ne gère qu'une des trois directions de l'espace ! Il est nécessaire d'en insérer trois, captant les mouvements des trois directions de l'espace, afin de gérer le mouvement d'une façon précise. Il est à préciser que ces accéléromètres ont une dimension de l'ordre du micromètre, soit du millième de millimètre.
La manette communique avec la console grâce à du Bluetooth, rayonnement de lumière non-visible, de longueur d'onde proche des microondes. Exactement la même que celle de votre microonde ! Ou celle de votre téléphone portable, de votre boîtier Wi-Fi etc...
Astuce : si vous approchez votre console trop près de votre microonde, votre Wii ne fonctionnera pas ! Bien que fortement isolé (on parle de cage de Faraday), votre microonde va laisser sortir une partie de ces ondes (partie moins puissante que les ondes émises par un
téléphone portable) qui vont interférer avec celles émises par la console empêchant celle-ci de fonctionner.

Enfin, la Balance board !

La balance board est la planche sur laquelle vous pouvez monter pour faire du sport. Elle fonctionne essentiellement sur le même principe qu'un pèse-personne. Mais comment fonctionne une balance électronique ? Les balances traditionnelles fonctionnaient grâce à un ressort qui se comprimait lorsque nous montions sur celles-ci. Plus on était lourd, plus le ressort se comprimait. Dans les balances électroniques, ce n'est plus un ressort que l'on presse mais une pierre aux propriétés surprenantes... Lorsqu'on la compresse, elle émet un courant électrique ! L'exemple le plus courant est celui des allumegaz : on presse un bouton et une étincelle apparaît... en réalité, ce n'est pas un bouton que l'on presse mais une pierre présente dans l'allume-gaz, que l'on nomme piézoélectrique. Elle fournit un courant électrique (d'où l'étincelle) sous la pression. Le courant électrique fourni sera d'autant plus important que la pression est forte !
Dans la balance board, le principe est le même, mais au lieu d'avoir une seule pierre, il y en a quatre, présentes au quatre coins de la planche ! Lorsque l'on va vers l'avant, les deux pierres vers l'avant vont délivrer un courant supérieur aux deux pierres de l'arrière de la
planche et inversement. On peut ainsi déterminer avec précision où se trouve le centre de gravité d'une personne. Et lorsque l'on se pèse, les quatre pierres vont donner un courant électrique que l'on va moyenner pour obtenir le poids !
Vidéo explicatives

Pour visualiser les expériences, allez voir le professeur Nimbus !

Console Wii : http://www.tsr.ch/tsr/index.html?siteSect=500000#tab=search;vid=11202549

Microonde : http://www.tsr.ch/tsr/index.html?siteSect=500000#tab=search;vid=11119860

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