Educaacion Proyecto Final - Video Y TV Interactiva

El producto será un sistema multimedia interactivo, el cual se
desplegará a través de un medio audiovisual y contará con elementos software y hardware para su manipulación, teniendo en cuenta que su propósito es enseñar a los estudiantes mediante las formas de aprendizaje conceptual, metodológico y funcional, el proceso de captura de imagen, audio y video, explicando todas sus componentes. El sistema estará basado en características de videos interactivos de categoría Learning, por lo tanto, contará con mecánicas que evaluarán el aprendizaje que el usuario ha adquirido.

Materiales

- 1 Sensor RFID RC522

- 1 Potenciómetro

- 1 Ardunio Mega

El lector RFID y el potenciómetro son indispensables en este modelo prototipo funcional, ya que será el controlador que permitirá al usuario interactuar con el sistema. El lector tendrá como función leer las etiquetas para seleccionar la respuesta en cada pregunta y el potenciómetro será el encargado de navegar dentro las opciones.

Software

- Arduino IDE.

- Adobe Illustrator (Opcional)

- Processing

Step 1: Video Educativo

Inicialmente se identificaron los temas a tratar dentro del vídeo; en nuestro caso Captura (imagen, vídeo y sonido), extrayendo de diferentes fuentes confiables la información más importante acerca de estos temas, teniendo en cuenta la parte conceptual, metodológica y funcional de cada uno, ya que esta información sera el contenido de los vídeos.

Después de tener identificado los temas a tratar y la información que se desplegará en el vídeo educativo, procedimos a realizar las diferentes composiciones de vídeo, imagen, texto y audio, por medio de un software editor de vídeo, en nuestro caso Adobe Premiere, para así obtener un producto final el cual es el vídeo educativo que se le brindara al usuario al momento de interactuar con el modelo prototipo funcional.

Este vídeo educativo sera la primer interfaz del usuario, ya que gracias a este vídeo el usuario tendrá la información necesaria para responder a las diferentes preguntas; garantizando así el aprendizaje y evaluación, conceptual, metodológica y conceptual.

Step 2: Interfaz De Usuario

Por medio de un software de vectores, en nuestro caso Adobe Illustrator, se desarrolló todos los elementos que componían nuestra interfaz de usuario.

Se realizaron los fondos para cada interfaz de usuario del modelo prototipo funcional; además se diagramo todas las opciones necesarias con las cuales va a interactuar el usuario, principalmente las opciones de respuesta, las cuales se desarrolló un recuadro con cada opción y un color diferenciador a las demás.

Step 3: Conexión De Los Componentes.

Empezaremos realizando la conexión del RFID-RC522 , para lo cual se debe tener en cuenta la ubicación de los pines MOSI, MISO y SCK en el Arduino Mega. Los pines SDA y RST pueden ir ubicados a cualquier pin digital, pero deben ser especificados en el código posteriormente.

A continuación se mostrara las conexiones que se realizaron para el RFID:

• SDA = D9
• RST = D8
• MOSI = D51
• MISO = D50
• SCK = D52

El siguiente componente es el potenciometro, para cual te dejamos un enlace que explica como se realiza la conexión de uno de forma detallada. Luis Llamas Potenciometro

Step 4: Programación - Arduino

Ahora empezaremos con la programación. El código completo lo puedes descargar cuando quieras.

Inicialmente debemos añadir las librerías que vamos a usar:

#include <MFRC522.h>

Ahora para la lectura del RFID y del potenciomentro se configuran los parámetros y se utiliza un método que facilita la lectura del RFID:

#define RST_PIN  8  // RST 
#define SS_PIN  9   // SDA 
MFRC522 RFID(SS_PIN, RST_PIN);
//Variables globales
String ID = "";
boolean condicion = false;
const int analogPin = A0;
int value;      //variable que almacena la lectura analógica raw
int pos;</p><p>int cont = 0;</p><p>int caso;
int casoviejo = 0;
void setup() {
Serial.begin(9600);
  SPI.begin();
  RFID.PCD_Init();
}
//Metodo para comparar los tags del RFID</p><p>int CompararTags(String ID) {
 int caso = 0;
  if (ID.equals("43 27 97 10")) {
    caso = 1;
  }
  if (ID.equals("124 192 204 194")) {
    caso = 2;
  }
  if (ID.equals("30 44 244 229")) {
    caso = 3;
  }
 return caso;</p><p>}</p><p>byte ActualUID[4];
String leerRFID(MFRC522 rfid)
{
  String ID0;
  String ID1;
  String ID2;
  String ID3;
  String ID;
 // Enviamos serialemente su UID
  for (byte i = 0; i < rfid.uid.size; i++) {
    ActualUID[i] = rfid.uid.uidByte[i];
    if (i == 0) {
      ID0 = String(ActualUID[i]);
    }
    if (i == 1) {
      ID1 = String(ActualUID[i]);
    }
    if (i == 2) {
      ID2 = String(ActualUID[i]);
    }
    if (i == 3) {
      ID3 = String(ActualUID[i]);
    }
  }
  ID = ID0 + " " + ID1 + " " + ID2 + " " + ID3;
  return ID;
}

Como se desea enviar un dato según el TAG que se pase por el sensor, se realiza un método que los compara

Finalmente, debemos enviar los datos por el serial a Processing, para lo cual armamos un String que tienen toda la información separado cada uno por una ",", ya que en Processing realizaremos un Split() que permitirá separar los datos y utilizarlos según la conveniencia. Ademas debemos recibir un valor de Processing con la finalidad de reiniciar los valores que se envían.

<p>void loop() {
   value = analogRead(analogPin);          // realizar la lectura analógica raw
   pos = map(value, 0, 1023, 0, 100);
   //se escribe write para enviar INTs
   //Serial.write(pos);
//recibe los datos de Processing
   if (Serial.available()) 
   { // If data is available to read,
int     val = Serial.read();
     caso = val; 
    }
  if (RFID.PICC_IsNewCardPresent())
  {
    //Seleccionamos una tarjeta
    if (RFID.PICC_ReadCardSerial())
    {
      ID = leerRFID(RFID);
      //Serial.println(ID);
      caso = CompararTags(ID);
      // si el caso que se lee es igual al anterior que se leyo, no va a imprimir.
      if (!(casoviejo == caso)) {
        switch (caso) {
          case 1:
            //Serial.println(caso);
            casoviejo = caso;
            break;
          case 2:
            //Serial.println(caso);
            casoviejo = caso;
            break;
          case 3:
            //Serial.println(caso);
            casoviejo = caso;
            break;
        }
      }
    }
  }</p><p>String potenciometro = (String)pos;
String casoRFID = (String)caso;
String todo = potenciometro+","+casoRFID+","+"00";
Serial.println(todo);
delay(500);
}

Step 5: Programación - Processing

Debido a que el código es extenso, se explicara los puntos mas importantes a tener en cuenta en la elaboración del sistema. Sin embargo podrás descargar el código completo cuando quieras.

Primero se importan las librerías a usar:

import processing.serial.*;
import processing.video.*;

Después se deben crear las imágenes y los vídeos, para que estos puedan ser visualizados.

Movie myMovie[];
PImage fondo_IMAGEN;
PImage concept1, concept2, concept3, concept4, muestra;
PImage opcion1, opcion2, opcion3; 
PImage opcmet1, opcmet2, opcmet3;
PImage opc1_1, opc1_2, opc2_1, opc2_2, opc3_1, opc3_2;
PImage funcional1, funcional2, funcional3;

en el setup() debemos especificar los nombres de los archivos, los cuales deben estar dentro de una carpeta llamada "data ubicada en la misma carpeta del proyecto. Ademas especificamos el tipo de letra a usar y el puerto serial por el cual recibirá los datos que envié el Arduino.

myMovie = new Movie[2];
  size(640, 360);
  frameRate(60);
  f = createFont("Arial", 18, true);
  String portName = "COM4"; //change the 0 to a 1 or 2 etc. to match your port
  myPort = new Serial(this, portName, 9600);
  myMovie[0] = new Movie(this, "video2.mp4");
  fondo_IMAGEN = loadImage("Interfaces_2_Fondo_Imagen.png");
 concept1 = loadImage("Interfaces_2_1° - B.png");
  concept2 = loadImage("Interfaces_2_1° - G.png");
  concept3 = loadImage("Interfaces_2_1° - R.png");
 muestra = loadImage("Interfaces_2_1° - RGB.png");
 opcion1 = loadImage("img_Imagen-Metodología-05.png");
  opcion2 = loadImage("img_Imagen-Metodología-06.png");
  opcion3 = loadImage("img_Imagen-Metodología-07.png");
 opc1_1 = loadImage("img_Imagen-Funcional-08.png");
  opc1_2= loadImage("img_Imagen-Funcional-09.png"); 
  opc2_1 = loadImage("img_Imagen-Funcional-10.png");
  opc2_2= loadImage("img_Imagen-Funcional-11.png");
  opc3_1= loadImage("img_Imagen-Funcional-13.png");
  opc3_2= loadImage("img_Imagen-Funcional-15.png");
  funcional1 =loadImage("funcional1.png");
  funcional2 = loadImage("funcional2.png");
  funcional3 = loadImage("funcional3.png");
  
 myMovie[0].play();

Las siguientes lineas de código están dentro del método Draw().

Primero se reciben los datos del serial y realizamos el Split() que permite separar cada uno de los datos que se reciben.

if(myMovie[0].time()==myMovie[0].duration()){  video = true;
  }else{
  video = false; 
  }
  while (myPort.available() > 0) 
  {   
    String val = myPort.readString();
    String valor = val;
    //separa los valores que recoje el serial. 
    int[] nums = int(split(valor, ','));
    pote = nums[0];
    caso = nums[1];
    println(pote+","+caso);
  }

Se tiene un switch case, para cada escena del sistema, por lo tanto se reproducirá un método en el momento en el momento en que la variable "cambioEscena" cambie.

if(!video){
  image(myMovie[0], 0, 0, 640, 360);
  } 
  else{
  background(255);
switch (cambioEscena) {
  case 0:
    break;
  case 1:
    escena1();
    break;
  case 2:
    escena2();
    break;
  case 3:
    escena3();
    break;
  }

Los cambios de escenas se realizan en función a cuando el mouse es presionado, por lo tanto se utiliza el método mousePressed() para realizar este cambio. También se utiliza este método para almacenar las respuestas que el usuario da al sistema y posteriormente verificarlas y guardarlas en un documento Txt.

<p>void mousePressed() {
 //dimenciones del boton siguente escena 1
  if (cambioEscena == 1) {
    if (mouseX > Sx && mouseX < Sx+Sw && mouseY > Sy && mouseY < Sy+Sh) {
      //switch para el siguiente 
      switch (seleccion) {
      case 1: 
        println("incorreacto");
        //image(siguiente2, 0, 0, 640, 360);
        respuesta_1 = 1;
        break;
      case 2:
        println("Correcto");
        //image(siguiente2, 0, 0, 640, 360);
        respuesta_1 = 2;
        break;
      case 3:
        println("incorreacto");
        //image(siguiente2, 0, 0, 640, 360);
        respuesta_1 = 3;
        break;
      }
      //cambia la escena cuando se precione siguiente
      cambioEscena = 2;
    }
  }
 if (cambioEscena == 2) {
    if (mouseX > Sx2 && mouseX < Sx2+Sw2 && mouseY > Sy2 && mouseY < Sy2+Sh2) { 
    //respuesta correcta o incorrecta de la segunda escena !!!!      
      myPort.write(0); 
      cambioEscena = 3;
    }  
    //println("escena 2");  
    if (mouseX > xx && mouseX < xx+w && mouseY > yy && mouseY < yy+h) {
      println("deshacer");
      myPort.write(0);
      caso =4;
    }
  } 
 if (cambioEscena == 3) {
    myPort.write(0);
  //cambiar el parametro...
    if (mouseX > 450 && mouseX < 450+90 && mouseY > 100 && mouseY < 100+30) { 
  //ALMACENA LA RESPUESTA DEL PARAMETRO ! 
      if (parametroOpc1==1) {
        respuesta_1_3 = 1;
      }
      if (parametroOpc1==2) {
        respuesta_1_3 = 2;
      }
      if (parametroOpc2==1) {
        respuesta_2_3 = 1;
      }
      if (parametroOpc2==2) {
        respuesta_2_3 = 2;
      }
      if (parametroOpc3==1) {
        respuesta_3_3 = 1;
      }
      if (parametroOpc3==2) {
        respuesta_3_3 = 2;
      }
      myPort.write(0);
      println(respuesta_1_3+","+respuesta_2_3+","+respuesta_3_3);
    }</p><p>    if (mouseX > xx && mouseX < xx+w && mouseY > yy && mouseY < yy+h) {
      println("deshacer");
      myPort.write(0);
      caso =4;
    }
if (mouseX > finx && mouseX < finx+Sw2 && mouseY > finy&& mouseY < finy+Sh2) {
guardarRespuestas();
exit();
}
}  
}

El método utilizado para almacenar respuestas es el siguiente:

<p>void guardarRespuestas(){
String ResConceptual= "Incorrecto";
String ResMetodlo= "Incorrecto";
String ResFuncio = "Incorrecto";
if(respuesta_1 == 2){
ResConceptual = "Correcto";
}
if(y==210 && y2==140 && y3==70){
  ResMetodlo= "Correcto";
}
if( escena2y == 140 &&  escena2y2 == 210  && escena2y3 ==70 && respuesta_1_3==1 && respuesta_2_3==2&& respuesta_3_3 == 2){
ResFuncio= "Correcto";
}
String Respuestas = "Respuesta conceptual:"+ ResConceptual+"Respuesta metodologica: "+ResMetodlo+"Respuesta funcional: "+ResFuncio ;
String[] list = split(Respuestas, ' ');
// Writes the strings to a file, each on a separate line
saveStrings("RESPUESTAS.txt", list);

}

Step 6: Ejecución

Finalmente cuando se ejecuta el programa iniciara con un vídeo explicativo. Después se utilizara el potencimetro para variar las respuestas que se desean dar y los tags y el sensor RFID para seleccionar los pasos en la interfaz de la segunda y tercera pregunta.