Puntero infrarrojo para la PDI de bajo coste con el mando de la Wii

Cómo construir un puntero infrarrojo

Para obtener una Pizarra Digital Interactiva (PDI) de bajo coste usando el mando de la Wii, es necesario disponer de un puntero infrarrojo para interactuar con la imagen proyectada. Esto es debido a que el wiimando tiene una cámara que percibe la luz infrarroja que emite nuestro puntero al hacer clic, dibujar o arrastrar objetos del ordenador.

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Dicho puntero consta básicamente de una fuente de luz infrarroja, que es invisible para nuestros ojos, un pulsador para encender y apagar fácilmente esta luz y una fuente de energía (pilas botón, AA, etc). Dependiendo del modelo también puede haber una resistencia para limitar la intensidad de la corriente.
En la imagen se aprecia un puntero infrarrojo hecho a partir de un bolígrafo al que se le ha reemplazado el LED de luz visible por un LED de tipo infrarrojo.
En tiendas especializadas es posible adquirir punteros de luz visible o de tipo láser. El problema es que éstos no sirven para ser detectados por el wiimando en condiciones normales. Ya que, hasta la fecha actual, no se venden modelos de punteros infrarrojos, tendremos que construirnos uno haciendo un poco de bricolaje tecnológico básico.
Existe una alternativa al uso del puntero infrarrojo que consiste en desmontar el Wiimando y quitarle el filtro de infrarrojos para poder utilizar cualquier fuente de luz normal o incluso de tipo láser. Para ello es necesario agenciarse un destornillador de estrella especial , de tres puntas ( TriWing) difícil de encontrar en tiendas normales pero que se puede adquirir más fácilmente en tiendas virtuales.En este vídeo se puede apreciar claramente que utilizan un puntero de luz normal y otro láser.
En este artículo se muestran varias posibles implementaciones de punteros infrarrojos, presentados por orden de menor a mayor dificultad, si bien ninguna de ellas presenta una complicación excesiva y puede llevarse a cabo con un poco de tiempo y ganas.
Si, a pesar de todo, preferís dejarlo para personas más “manitas”, podéis pedir a otros profesores o maestros de vuestro centro que os ayuden a hacerlo. Un buen punto de partida seguramente será el Departamento de Tecnología del instituto o cualquier docente motivado a colaborar en la obtención de una PDI para el centro. Incluso es posible contar con la colaboración de algún alumno interesado. Precisamente uno de mis alumnos se hizo un puntero por iniciativa propia para utilizar con la PDI de bajo coste en vez de los que había construido yo.


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Otra opción puede ser organizar una actividad en alguna asignatura como Tecnología o Física para que los propios alumnos construyan su propio puntero infrarrojo y alguno más para el centro. Posteriormente se puede enlazar con alguna actividad con la PDI relacionada con la asignatura y cada alumno utiliza su puntero. Como actividad lúdica podrían probar el programa WiMultiPointGrid de Johnny Chung Lee que permite usar a la vez hasta cuatro punteros infrarrojos.

1. Consideraciones previas

Hay dos factores que influyen notablemente en la calidad de nuestra PDI de bajo coste:
1. La posición del wiimando respecto la imagen proyectada: ni muy cerca (no abarca toda la superficie), ni muy lejos (pierde resolución de seguimiento). Tal como se explica en este artículo podremos obtener la posición óptima utilizando la función “Visible IR dots” de la aplicación

WiimoteWhiteboard v0.2
de Johnny Chung Lee.
2. La calidad de la luz infrarroja emitida por el puntero: del mismo modo que hay bombillas de 40 o 100 vatios y emiten más o menos luz, podemos utilizar un LED infrarrojo más o menos potente. Como es de esperar, cuánto más brillante sea el haz de luz infrarrojo, mejor será captado por el wiimando y se obtendrán resultados más satisfactorios.
Este segundo aspecto significa que cuando vayamos a una tienda de componentes electrónicos a comprar uno o más LEDs infrarrojos, tendremos en cuenta algunas de sus características como:

Potencia de radiación (mW)
Entre dos modelos de LED, nos quedaremos con el que tenga mayor potencia.
Ángulo del haz de luz infrarroja (°)
Del mismo modo, optaremos por un LED con un ángulo mayor y así será más visible para el wiimando.
Tensión máxima (V)
Al montar el puntero, evitaremos usar un voltaje mayor al indicado
Corriente máxima (mA)
Igualmente, evitaremos que el LED reciba una intensidad superior a la indicada
Lo más recomendable es comprar varias unidades de LED infrarrojo y, si es posible, más de un modelo distinto.
Johnny Chung Lee, el artífice del proyecto PDI con el wiimando, utiliza como LED infrarrojo el Vishay TSAL6400s y por lo que se ve en su vídeo de demostración, le da unos resultados bastante buenos.
Otra consideración a tener en cuenta es que usaremos una cámara digital para comprobar si el LED infrarrojo se enciende o no. A nosotros nos resulta imposible ver la luz infrarroja pero las cámaras digitales de fotos, de vídeo o del móvil son sensibles a este tipo de luz y la muestran visible por pantalla.

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En la imagen se aprecia que el LED infrarrojo, conectado a unas pilas de tipo botón (que no se ven porque están detrás del mismo), se enciende al apretar el pulsador.

2. Un poco de bricolaje tecnológico

Con un presupuesto aproximado de entre 1 y 3 euros podremos obtener nuestro preciado puntero infrarrojo. Como se ha citado anteriormente, deberemos ir a comprar los elementos necesarios en alguna tienda de componentes electrónicos.
A continuación se detallan distintas maneras de hacerse un puntero de este tipo. En cada una de ellas se enumera al principio los componentes necesarios y su precio aproximado.
Las primeras implementaciones son más sencillas pues no requieren soldar en ningún momento ningún componente, cosa que facilita bastante más la labor. En la parte final del artículo se muestran un par de formas de hacerlo que sí requieren uso de un soldador y algo de estaño, para los lectores más avezados.

2.1 Partiendo de un bolígrafo con luz LED

Esta es, sin duda, la forma más rápida y sencilla de construirse un puntero infrarrojo. Tan solo se necesitan los siguientes elementos:
LED infrarrojo
0,25 €
Bolígrafo con luz LED
1,00 €
Para facilitar la labor es conveniente disponer también de unas pinzas pequeñas y unas tijeras.
La idea básica consiste en reemplazar el LED de luz visible por un LED de luz infrarroja. No hay que soldar nada, simplemente observar cómo está montada la estructura para luego dejarla igual pero con el nuevo LED.
Esto será posible siempre y cuando el bolígrafo con luz LED tenga una carcasa de plástico, que contiene varias pilas botón, donde se coloca el LED de la siguiente forma:
  • La pata del LED positiva (la más larga) hace contacto con la parte positiva de las pilas
  • La pata del LED negativa (la más corta) justo debajo del pulsador


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Podéis ver el vídeo que hice con todo el proceso explicado al detalle.
Cómo veis, esta es una forma muy fácil de lograr nuestro puntero. El inconveniente principal seguramente sea la dificultad de encontrar un bolígrafo con luz LED con la estructura comentada. El modelo que yo encontré es de la marca XINBOSHI y lo adquirí en un bazar de regalos chino (ver imágenes). Es posible que otros modelos similares, incluso de otras marcas, os sirvan igualmente para lograr vuestro objetivo.

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2.2 Partiendo de un mechero con luz LED

La carcasa de plástico citada con las pilas botón y un LED de luz visible, está presente en otros artículos cotidianos como por ejemplo un mechero con luz. En este caso tampoco será necesario soldar nada pero habrá que desmontar primero el mechero para sacarle la estructura comentada.
Necesitaréis:
LED infrarrojo
0,25 €
Mechero con luz LED (adquirido en un bazar de regalos)
0,85 €
Además de unas tijeras, es muy probable que necesitéis un pequeño destornillador para poder desmontar el mechero. Por último, se requiere también un tapón de cualquier rotulador lo suficientemente grande para albergar la estructura de plástico con el LED y las pilas. Esta idea la descubrí en el vídeo realizado por David Comuñas explicando de forma didáctica cómo conseguir una pantalla táctil con el WiimoteWhiteboard.
En resumen, se trata de:
1. Desmontar el mechero, para obtener la estructura con el LED.
2. Cambiar el LED de luz visible por uno de luz infrarroja (como se ha explicado en el apartado anterior).
3. Montar la nueva estructura dentro de un tapón de rotulador, al que le habremos hecho un pequeño agujero para poder presionar sobre el pulsador.
En la siguiente imagen se ve un ejemplo de puntero con tapón de rotulador. Las pilas botón y el pulsador están dentro del mismo.

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Si no encontráis un bolígrafo con luz LED podéis optar por esta opción ya que seguramente resulte más fácil encontrar un mechero con luz. Como pequeña contrapartida, deberéis dedicar un poco más de tiempo y de maña para desmontar el mechero y encontrar un tapón adecuado así como para practicarle un agujero. Otro inconveniente es que el LED infrarrojo queda algo expuesto y desprotegido y hay que ir con cuidado para no romperlo cuando se hace un uso reiterado del mismo.

2.3 Partiendo de linternita con luz LED

Existen pequeñas linternas de luz LED que normalmente se utilizan como llavero y pueden ser muy útiles en casos de apagones inesperados. Hay gran variedad de modelos y dependerá de cómo es exactamente el que adquiráis para convertirlo con mayor o menor facilidad a un puntero infrarrojo.

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El modelo que yo compré me costó poco menos de tres euros. Su parte exterior es de plástico y hay que presionar sobre uno de sus lados para encender el LED (ver imagen).
De nuevo, tendremos que desmontarlo para quitarle el LED de luz visible y cambiarlo por el infrarrojo. En mi caso tuve que echar mano de un soldador y algo de estaño para realizar estas tareas. Es posible que encontréis un modelo donde no haya ningún elemento soldado y os resulte tan sencillo como los dos apartados anteriores.
El principal inconveniente del modelo comentado es que el pulsador va muy duro y no resulta muy práctico como puntero. Además, el LED queda bastante cubierto y por tanto el haz de luz infrarroja es menor.
En caso que utilicéis un soldador, tomad las precauciones necesarias para evitar quemaduras.

2.4 Construyendo un puntero desde cero

Hasta ahora se ha explicado cómo adaptar objetos que emiten luz visible para que lo hagan con luz infrarroja. En este apartado se explica cómo montar un puntero infrarrojo desde cero. Para ello es necesario disponer de:
LED infrarrojo
0,25 €
Pulsador
0,30 €
Cable eléctrico
0,50 €
Resistencia
0,05 €
Pilas (AA o botón)
1,50 €
Estuche para 2 pilas AA (si no usamos pilas botón, opcional)
0,60 €
También usaremos cualquier bolígrafo o rotulador que tengamos a mano, cinta aislante, un soldador y un poco de estaño, aunque estos dos últimos elementos no son estrictamente necesarios dependiendo de cómo montemos el puntero.
Tendremos que buscar un bolígrafo o rotulador adecuado para ponerle el LED en la punta, los cables y la resistencia por dentro y el pulsador a un lado (habrá que agujerear). La fuente de energía puede provenir de:
· Pilas AA. Será recomendable utilizar un estuche especial si usamos dos (3V) aunque el resultado final será un poco aparatoso. Otra opción puede ser incluir solamente una (1,5 V) y ubicarla dentro del mismo puntero (necesitaremos un rotulador bastante grueso).
· Pilas botón. En ese caso es probable que quepan dentro del mismo cuerpo del bolígrafo o rotulador. Es probable que no se necesite ninguna resistencia con este tipo de pilas ya que generan una intensidad menor que las de tipo AA.
· Puerto USB. Podemos utilizar un cable USB al que le cortamos uno de sus extremos y conectamos los cables rojo y negro con los cables de nuestro puntero. El otro extremo del cable irá conectado al puerto USB de cualquier ordenador que esté encendido (5V) y así le suministrará la corriente necesaria. Lógicamente, el cable deberá ser lo suficientemente largo para poder desplazarnos hasta la imagen proyectada de la PDI.
En la siguiente figura se muestra el esquema de un puntero infrarrojo indicando qué tipo de resistencia es necesario para cada caso. Esta figura es la traducción al castellano de la que hizo el mismo Johnny Chung Lee y puso en su página de proyectos con el Wiimando.

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Las indicaciones respecto el valor de la resistencia a utilizar vienen determinadas por la famosa Ley de Ohm, que relaciona el Voltaje (V), la Intensidad (I) y la Resistencia (R)de un circuito eléctrico:
V = R · I
O lo que es lo mismo,
R = V / I
Y es así como podremos calcular la resistencia más adecuada dependiendo del voltaje suministrado y de la corriente máxima soportada por el LED. En la siguiente imagen se puede apreciar cómo se ha concretado dicha Ley de Ohm con datos específicos, utilizando una hoja de cálculo:

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Aspectos a tener en cuenta durante el montaje del puntero:
1. Usaremos el cable rojo para el polo positivo (pata larga del LED) y cables negros para el negativo (pata corta, pulsador y resistencia).
2. El cable rojo irá entonces al polo positivo de las pilas y el cable negro al negativo.
3. Pelaremos los extremos de los cables y los trenzaremos alrededor de las patas del LED, del pulsador o la resistencia, cubriéndolo posteriormente con cinta aislante.
4. Haremos un agujero en un lado del bolígrafo o rotulador para encajar el pulsador y lo fijaremos con cola de impacto si hace falta.
5. Comprobaremos periódicamente que el LED se va encendiendo con la ayuda de una cámara digital.
6. Podemos cubrir todo el puntero con cinta aislante para tapar los desperfectos (agujero, pegamento).
En la siguiente fotografía aparecen todos los punteros infrarrojos que me he hecho hasta el momento:

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· El número 4 corresponde al del primer apartado (“Partiendo de un bolígrafo con luz LED”).
· El número 2 corresponde al del segundo apartado (“Partiendo de un mechero con luz LED”).
· El número 1 corresponde al del tercer apartado (“Partiendo de linternita con luz LED”).
· El número 6 corresponde al del último apartado (“Construyendo un puntero desde cero”).
Para más información sobre los punteros 3 y 5, visitad el artículo que escribí al respecto.
Espero que os divirtáis tanto como yo lo hice al investigar y construirme mis punteros.