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Dans le cadre de ses recherches au sein du laboratoire Information Ecology du MIT Media Lab, Rob Hemsley explore la façon dont nous pouvons construire des interactions plus intuitives entre des objets non numériques et des applications en réseau. C’est ainsi qu’en août 2012, il détourne le stylo Crayola ColorStudio HD afin d’ouvrir son utilisation à toute application de dessin fonctionnant sur une tablette tactile sous Android.

Le Crayola ColorStudio HD est un dispositif associant un stylo et une application personnalisée utilisable uniquement sur iPad. Le Crayola ColorStudio HD permet ainsi de dessiner directement sur son iPad avec un stylo de la taille d’un marqueur.

Conçu par Griffin Technology, le stylo peut être acheté pour environ 30 $ - en ligne ou auprès d’un revendeur Apple - et l’application associée est téléchargeable gratuitement sur l’Apple Store.

Ayant déjà réalisé des circuits imprimés personnalisés pour un système capacitif, Rob Hemsley a ainsi reconnu le bruit familier d’un relais Reed lors de l’activation et la désactivation du stylo. Sachant dès lors que le dispositif contenait un relais, il lui devenait clair qu’en soumettant cette composante électromagnétique à une fréquence constante, ce qui était détecté par la tablette comme une série de touches était distingué par ce biais d’un toucher de doigt standard.
Prenant alors comme point de départ cette même technique, Rob Hemsley a ainsi reprogrammé le stylo Crayola ColorStudio HD afin qu’il soit en mesure de transmettre des données à une surface tactile sous Android. La vidéo ci-contre montre comment le stylo reprogrammé peut être utilisé avec une application de dessin. Le stylo affiche la couleur de l’encre choisie à travers une LED, l’écran décode la zone de contact, puis la couleur de l’encre numérique utilisée est définie.

Dans son article Crayola ColorStudio HD Pen - Hack, Rob Hemsley explique ainsi étape par étape comment reprogrammer le Crayola ColorStudio HD et l’ouvrir ainsi à des applications de dessin sous Android.

Liste du matériel nécessaire

- 1 x Crayola ColorStudio HD Pen
- 1 x Attiny 44
- 1 x Android Tablet (Capacitive Touch Screen)
- 1 x TinyISP
- 1 x pince de test 3M
- 1 x pile 5V

Code source

Les codes sources complets du Crayola ColorStudio HD Pen - Hack, Android et stylo, peuvent être trouvés dans le référentiel GitHub. Il s’agit là des codes issus du concept de base, ils n’ont donc pas été testés sur tous types d’appareils et sont ainsi susceptibles d’avoir des résultats mitigés selon les appareils mobiles utilisés.

Étapes de détournement

La première étape consiste à retirer du stylo le microcontrôleur existant afin de le remplacer. Il vous suffit pour cela de retirer la visse du compartiment de la batterie et de déclipser les différents connecteurs qui maintiennent le circuit imprimé en place.

Le stylo d’origine est élaboré avec un microcontrôleur PIC 16F505, que vous pouvez voir au centre de l’image ci-contre. Afin de faciliter le développement en cours, le composant a été remplacer par un microcontrôleur Attiny 44 dont la disposition des broches est identique. Une fois le microcontrôleur PIC 16F505 retiré, reste donc à souder l’Attiny 44 en veillant à ce que l’orientation du microcontrôleur soit bien respectée.
Afin de programmer le nouveau microcontrôleur, Rob Hemsley propose de se munir d’une pince de test 3M connecté à un TinyISP. Afin de faciliter le développement, la librairie Arduino Attiny a été utilisée. Vous pouvez télécharger le code utilisé en suivant ce lien.
Le réglage de la puissance électrique d’origine n’étant pas très clair, un hack rapide reste donc à faire : souder deux fils aux broches correspondantes du microcontrôleur et les relier à une source externe de 5V.
Une fois reprogrammé et alimenté, le stylo doit clignoter aléatoirement en passant par le rouge, le vert et le bleu toutes les 10 secondes.
Pour tester le stylo, installer l’application en lien sur une tablette ou un appareil à écran tactile capacitif sous Android. Cette application est assez basique. Elle permet de sélectionner différentes couleurs et d’utiliser le stylo pour dessiner à main levée.

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