Afin de permettre l’utilisation du stacking du smartphone sur l’écran de la tablette, il est nécessaire de détecter la position et l’orientation d’une des surfaces empilées du smartphone sur la surface capacitive de la tablette. Dans ce but nous avons conçu une coque conductrice spécifique pour le smartphone.
3.1. COQUE CONDUCTRICE
Différentes approches ont été proposées pour combiner interaction tangible et surface capacitive. Elles s'appuient soit sur la détection des doigts autour d'un objet non conducteur contraignant la position des doigts [61], soit sur l'utilisation d'effecteurs [187] ou de capteurs [84] spécifiques. Pour éviter l'ajout de contraintes de prise ou main ou de technologies trop complexes et potentiellement coûteuses dans une coque de smartphone, notre approche s'apparente plus à celles de CapStones, ZebraWidgets et CapTUI [29] : nous utilisons un motif de points conducteur assimilables à des touchers et reconnaissable par l’écran de la tablette.
Figure 63. Coque conductrice en cuivre (gauche). stacking de notre prototype sur l’écran de la tablette (droite).
Pour obtenir une coque conductrice adaptée au stacking, nous avons conçu plusieurs prototypes basés sur le même schéma : sur chaque arête du smartphone sont disposées trois fines bandes conductrices, des contacteurs. Lorsque le smartphone est placé en contact de l’écran de la tablette, ces contacteurs sont détectés par la surface capacitive de la tablette (Figure 63 – Droite). Afin d’identifier et de différencier chaque arête du smartphone, une répartition spécifique des trois contacteurs (en termes de distance relative entre eux) a été utilisée.
Le premier prototype conçu est basé sur une coque de smartphone classique en plastique que nous avons augmenté à l’aide d’un ruban adhésif épais (en mousse) et d’un ruban
146
adhésif cuivré. Le ruban adhésif en mousse permet d’aplanir la surface de contact de chaque arête, évitant ainsi toute fausse détection due aux bords arrondis de la coque en plastique. Sur celui-ci sont disposées trois fines bandes de cuivre. Ces bandes sont reliées à l’arrière du smartphone à l’aide d’une feuille de cuivre d’1mm d’épaisseur. Cette feuille a pour but de permettre à chaque contacteur d’être lié à une surface cuivrée suffisante pour déclencher sa détection sur la surface capacitive.
Le second prototype conçu est basé sur une coque de smartphone imprimée en 3D (Figure 63 – Gauche). Sur celle-ci les zones associées aux contacteurs sont bombées et de taille identique afin de faciliter la détection par la surface capacitive de la tablette. Des ouvertures dans la coque permettent de conserver l’utilisation des boutons du smartphone et permettent de le brancher (micro USB, jack, etc.). Quatre vis disposées sur chaque coin de la coque permettent de maintenir le smartphone à l’intérieur de la coque. Du ruban adhésif cuivré a été utilisé sur chaque contacteur de la coque de manière similaire au prototype précédent. Ceux-ci sont reliés à l’aide de ruban adhésif cuivré disposé tout autour de la face arrière de la coque du smartphone afin d’avoir une quantité de cuivre suffisante pour déclencher la détection.
Le troisième prototype conçu est basé sur une coque de smartphone usinée en aluminium (Figure 64). Cette coque possède une forme identique à celle du second prototype : les contacteurs sont légèrement bombés afin de faciliter leur détection. Dans ce prototype, aucun ajout de matériau conducteur n’est nécessaire puisque l’aluminium est directement utilisé comme contacteur. Cette coque a été réalisée au travers d’une collaboration avec le lycée professionnel Renée Bonnet, situé à Toulouse.
147
3.2. ALGORITHME DE DETECTION
Afin de détecter la position et l’orientation du smartphone lorsque celui-ci est placé sur l’écran de la tablette, nous avons développé un algorithme de détection. Tout d’abord, il est important de noter que nous avons choisi d’utiliser trois contacteurs par arête du smartphone afin d’éviter toute interférence avec les gestes classiques de l’interaction tactile (nécessitant un ou deux points de contact). D’autre part, l’utilisation de trois contacteurs permet d’obtenir l’orientation du smartphone sur l’écran de la tablette. Ainsi, si trois points de contact alignés sont détectés par la tablette, celle-ci considère qu’un geste de stack vient d’être effectué. La distance relative entre les points de contact permet de déterminer la face du smartphone mise en contact avec l’écran de la tablette. Enfin, l’orientation de la droite formée par les points de contact permet de déterminer l’orientation du smartphone. Lorsque ces points de contacts sont temporairement perdus, notamment dû à une détection erronée, notre algorithme simule la présence des points manquants jusqu’à leur prochaine détection à l’aide de leur distance relative connue. Lorsque le smartphone est soulevé, les trois points de contact disparaissent et la tablette peut ainsi reconnaître le geste d’unstack.
Une fois le geste de stack détecté, notre algorithme suit les points de contact et recalcule la nouvelle position/orientation du smartphone au cours du temps. Concernant les rotations d’arête/de coin et les inclinaisons, les données de la centrale inertielle du smartphone (accéléromètre, gyromètre, magnétomètre) sont transmises à la tablette afin de réaliser les calculs d’orientation. Les résultats de ces calculs peuvent ensuite être transmis au smartphone afin de déclencher des commandes ou actions spécifiques. Toutes les communications entre la tablette et le smartphone sont réalisées à l’aide d’un réseau Wi-Fi local ou du Bluetooth.
3.3. FAISABILITE INDUSTRIELLE
Ces travaux étant destinés aux utilisateurs des logiciels Berger-Levrault, la faisabilité industrielle de notre prototype représente un paramètre important. Nous avons donc recherché des solutions qui puissent être peu couteuses et facilement reproductibles à grande échelle.
Nos trois prototypes possèdent des coûts relativement faibles (inférieur à 2 €). Leur construction ne nécessitant aucun matériel rare ou complexe à assembler, la production
148
de ces coques à grande échelle est donc envisageable. Les second et troisième prototypes de coque (imprimée en 3D et usinée en aluminium) ont été fabriqués en collaboration avec le lycée professionnel Renée Bonnet [148].
La conception de ces coques permet la détection de l’ensemble des gestes confortables identifiés lors de l’étude préliminaire. Ainsi, la prochaine étape de notre travail consiste en l’évaluation de l’utilisabilité et des performances du stacking pour l’interaction avec des tableurs sur tablette.
149