Importation de Phoenix-M en France
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Les étudiants en sports-études
Le lycée Jean Bart de Dunkerque forme parmi ses étudiants, plusieurs sportifs de haut niveau, qui souscrivent à un « contrat » sports-études. Certains d'entre eux habitent loin de Dunkerque. Dans tous les cas, la spécificité du cursus sports-études les amène à faire les devoirs à des horaires décalés par rapport aux autres étudiants.
Pour l'année 2008, le lycée a fait en sorte de doter ces élèves de kits matériels pour leur permettre de suivre l'option « Mesures Physiques et Informatique » et formation à distance. Ces kits matériels contiennent un boîtier Phoenix-M, et du logiciel réparti entre une clé USB de 2 giga-octets et un CD-ROM.
Importation de 30 boîtiers Phoenix-M
En juin 2008, M Ajith Kumar a annoncé la sortie de la version USB du boîtier Phoenix-M, qui précédemment ne pouvait communiquer qu'à travers une interface RS232. L'avantage est que ce modèle peut s'adapter aux ordinateurs récents, qui sont souvent dépourvus de connecteur RS232, et éventuellement de bénéficier de la possibilité d'alimentation à travers le câble USB.
Le lycée a décidé d'importer 30 boîtiers, en se basant sur les prévisions de recrutement pour l'année scolaire à venir. Les services de l'intendance ont demandé à ce que l'opération d'importation soit prise en charge par une association ou un commerçant du voisinage, ce qui fut fait : une entreprise de services et de matériel informatique a proposé ses services à un prix acceptable.
Inventaire du matériel importé
- 30 boîtiers Phoenix-M
- 30 cordons USB
- 30 résistances de 100 Ω, soudées à des fiches de diamètre 2mm
- 30 résistances de 1000 Ω, soudées à des fiches de diamètre 2mm
- 30 accessoires « charge d'un condensateur » constitués d'une résistance de 1000 Ω, d'un condensateur de 1 µF, de câblage et de fiches de diamètre 2mm soudées
- 30 accessoires « caractéristique d'une diode » constitués d'une résistance de 1000 Ω, d'une DEL rouge, de câblage et de fiches de diamètre 2mm soudées
- 2 accessoires « microphone », constitués d'un microphone à electret, câblé à une résistance et un condensateur, plus des fiches de diamètre 2mm soudées
- 2 hauts parleurs miniatures d'impédance 8 Ω, en série avec des résistances de 1000 Ω, le tout soudé à deux fils électriques
- 2 accessoires « chute d'un aimant », constitués d'un bobinage torique isolé, au centre duquel on peut faire tomber un petit barreau aimanté
- 60 câbles équipés de fiches diamètre 2 mm, moitié d'entre eux jaunes, moitié verts.
- un CD-ROM contenant tous les programmes développés à ce jour pour le pilotage de Phoenix-M. C'est un CD-ROM vif (bootable) qui permet de démarrer les ordinateurs, même de configurations modestes, et de disposer d'un logiciel intégré pratique à utiliser pour la réalisation d'expérimentations scientifiques avec le boîtier Phoenix-M
Des valisettes pour les élèves
La commande chez Trinity Microsystems a été complétée par d'autres commandes, afin de fournir aux élèves un kit matériel facile à transporter et à utiliser : une valisette, une clé USB vive (bootable) de 2 Go, un CD-ROM vif destiné à permettre le démarrage dans le cas d'ordinateurs qui ne savent pas démarrer avec une clé USB (l'espace disponible sur ces CD-ROMs a été mis à profit pour placer une collection de logiciels libres pour Windows).
Le boîtier cristal du CD-ROM s'emboîte comme par magie exactement dans la valisette, de même que le boîtier Phoenix-M. Il reste une moitié de la valisette pour ranger le câble USB et les accessoires expérimentaux.
Un mode d'emploi simplifié
Un livret de 20 pages a été réalisé et imprimé en couleur au lycée Jean Bart. Celui-ci récapitule les fonctions principales de Phoenix-M, donne des recommandations de sécurité électrique, et fournit quelques rudiments pour l'utilisation du langage Python, afin de pouvoir réaliser des mesures élémentaires juste après avoir connecté le boîtier Phoenix-M à l'ordinateur.
Le logiciel de pilotage de Phoenix-M est loin de se réduire aux quelques primitives de ce mode d'emploi. La bibliothèque Python qui permet de piloter Phoenix-M est documentée plus complètement dans le livre prog_manual-fr.pdf, qui est une traduction dela documentation originale écrite par Ajith Kumar.
D'autre part, la clé USB vive contient entre autres logiciels, le très pratique guideme.py, qui permet d'explorer toutes les possibilités de Phoenix-M sans écrire une seule ligne de programme, et propose quelques activités expérimentales simples totalement intégrées : la photo du montage à réaliser apparaît, il suffit de câbler selon la photo et de quelques clics pour disposer rapidement des données mesurées, prêtes pour une exploitation numérique ou une modélisation.
Le logiciel d'accompagnement
Les valisettes contiennent une clé USB de capacité 2 Go, qui ont été configurées à l'aide des outils suivants :
- le créateur de clés USB vives de Chao-Kuei Hung, 洪朝貴, qu'il a décrit dans son blog. La mini-distribution Linux mise en place par le script mk-boot-usb a été remplacée par ...
- une distribution Artouste 2. Cette distribution repose sur la distribution KNOPPIX. Prise isolément, cette distribution fournit un bon environnement interactif, avec des la bureautique (OpenOffice), des outils web, et plusieurs outils de configuration, une bonne reconnaissance du matériel. Cette distribution gère de façon rationnelle la possibilité d'ajout de données et de programmes personnalisés, grâce à un mécanisme d'images. Les images peuvent être réalisées à façon, et c'est donc ...
- une image fournissant le pilotage de Phoenix-M et sa documentation, l'intégration dans le système informatique du lycée Jean Bart (il fallait ajouter l'utilitaire identd et un utilitaire de connexion au serveur de fichiers où les élèves ont leurs données), plus divers outils scientifiques et mathématiques.
- dans certains cas, les ordinateurs ne savent pas démarrer à partir d'une clé USB vive. Il suffit alors souvent d'insérer le CD-ROM d'accompagnement, qui possède un secteur de boot approprié, afin de provoquer laprise en charge de l'ordinateur par la clé USB. Le CD-ROM peut être retiré dès la première minute, ce qui laisse le lecteur disponible. Accessoirement, ce CD-ROM comporte quelques 300 méga-octets de logiciels libres pour Windows.
Démarrer avec le logiciel d'accompagnement
Choix du support de démarrage
Démarrer un ordinateur à l'aide d'une clé USB vive est facile avec la plupart des ordinateurs construits depuis 2005. On peut faire des réglages spécifiques en personnalisant le BIOS, mais souvent le plus simple consiste à appuyer au moment où on allume (ou au moment où on redémarre) l'ordinateur sur une touche de choix : le plus souvent la touche F8. Au cas où cette touche ne permettrait pas le choix du démarrage (boot choice) pour l'ordinateur, on peut consulter le manuel de l'ordinateur, ou scruter les informations qui peuvent être affichées en bas de l'écran pendant la procédure de démarrage. Pour certains modèles, c'est plutôt la touche d'échappement, ou encore une touche de fonction différente qui a pour fonction de permettre le choix du support de démarrage.
Où trouver la clé USB parmi les supports de démarrage
Si vous n'arrivez pas à activer le choix des supports de démarrage, vous pouvez chercher à modifier des paramètres du BIOS tels que :
- prise en compte de l'interface USB précocement,
- choix de l'ordre des disques durs (si la clé USB a été remarquée par le BIOS, elle apparaît souvent comme un disque dur particulier), il suffit de dire que la clé USB doit être scrutée avant le disque dur interne de l'ordinateur.
Si tout cela échoue, passez tout de suite à la section suivante.
Au cas où vous vous trouvez devant l'écran de sélection du support de démarrage, vous voyez probablement une liste, probablement en langue anglaise. Celle ci peut comporter des références à divers items : disquette (floppy), disque dur (hard disk), réseau (LAN ou alors nom de la carte réseau), éventuellement une mention pour un support USB.
- Le plus souvent, il faut déplier l'option disque dur (hard disk), et alors on reconnaît dans la liste des disques durs la désignation (la marque) de la clé USB qui est branchée. Dans ce cas, on la sélectionne et le démarrage s'ensuit.
- Quelquefois on a plus de succès en sélectionnant le support USB anonyme qui peut apparaître dans le menu.
Si le démarrage a lieu par la clé USB, le mot "GRUB" apparaît brièvement en haut et à gauche de l'écran, puis quelques lignes de texte. Si cette phase réussit, on a un écran d'accueil avec un petit pingouin accompagné d'un gnou stylisés. Appuyer sur la touche Entrée.
Cinq secondes plus tard, un pingouin se dessine à l'écran et on entre dans la phase de reconnaissance du matériel propre à la distribution KNOPPIX. Cette phase a une durée de 3 à 5 minutes environ. Quand elle se termine, vous arrivez dans l'interface normale pour les utilisateurs, qui est illustrée ci-dessus.
Échec possibles au démarrage par la clé USB
- si l'ordinateur ne sait pas démarrer avec une clé USB vive,
- s'il y a un échec pendant la phase "GRUB" et qu'on n'obtient pasl'écran avec le pingouin et le gnou,
passez à l'étape Démarrage par le CD-ROM.
Démarrage par le CD-ROM
Mettez le CD-ROM en place dans le lecteur dans les secondes qui suivant le démarrage, ou alors redémarrez l'ordinateur alors que le CD-ROM est dans le lecteur.
Si l'ordinateur sait démarrer avec un CD-ROM, une page apparaît, qui contient les logos de diverses association et organisations, dont le logo d'Artouste 2.
La clé USB doit être branchée à l'ordinateur par avance. Appuyez sur Entrée. Quand le pingouin apparaît en haut à gauche de l'écran, le CD-ROM peut être retiré, il a passé le contrôle en totalité à la clé USB et on se retrouve dans le même cas de figure que ce qui était décrit plus haut.
Où se procurer le logiciel d'accompagnement
Commandez la clé USB et le CD-ROM, livraison sous une semaine
La possibilité d'acheter la clé USB et le CD-ROM déjà préchargés en logiciels sera ouverte pour les membres d'OFSET. Voyez les annonces, ou faites vos remarques sur les listes de diffusion de l'association.
Il est aussi possible de faire fonctionner Phoenix-M sous Windows XP. pour cela on télécharge cette archive, et on suit les instructions du fichier Readme.txt
Par téléchargement depuis le site web d'OFSET
Voici des adresses où on peut télécharger la version du 7 octobre 2008 (cliquer sur les liens) :
- l'image à graver sur une clé USB de 2 Go (attention : la taille de la clé est impérative; le téléchargement est long, typiquement une heure avec une bonne connexion ADSL.)
- l'image à graver sur un CD-ROM, dont quelques 300 méga-octets de logiciels libres pour Windows (téléchargement moins long).
Gravure de la clé USB de 2 Go
Le fichier de la première image est nommé artouste2g. On le grave ainsi sur une clé USB :
- brancher une clé USB de la bonne taille à l'ordinateur.
- si l'ordinateur la "monte" automatiquement, il faut la "démonter", c'est à dire faire en sorte que son système de fichiers ne soit pas pris en compte (démonter le volume), mais en aucun cas débrancher la clé.
- peu après le moment du branchement, taper dans un terminal la commande "dmesg" : on voit défile plusieurs lignes, et avec un peu de chance on voit la mention du code sous lequel la clé est identifiée, comme dans les mots
sda, sdb, sdc ou sdd, etc. Supposons que la clé soit connue comme sdc pour la suite ...
- prendre les privilèges de l'utilisateur root. Si vous ignorez ce que ça signifie, vous devrez demander à une personne compétente au sujet des systèmes linux.
- taper la commande suivante :
dd if=artouste2g of=/dev/sdc
Évidemment, si la clé est connue comme sdb, il faut modifier la fin de la commande pour que la bonne désignation apparaisse. L'opération de copie dure plusieurs minutes. À la fin, un petit compte-rendu apparaît. La clé est prête à servir tout de suite après. Ne pas oublier de débrancher-rebrancher la clé USB si on veut accéder à son contenu (le nouveau système de fichiers sera pris en compte)
Clonage « à la chaîne »
Vous pouvez aussi prendre contact avec Georges Khaznadar <georgesk@ofset.org>, il dispose d'un script simple pour cloner une clé USB vers plusieurs, avec quelques garde-fous évitant les fausses manœuvres. La liste des clés USB connectées à l'ordinateur est spécifiée, et on peut choisir les destinations en connaissance de cause. Un empaquetage des scripts utilisés est en cours.
Attention en branchant les clés USB : il faut compter environ 5 secondes entre chaque branchement de nouvelle clé. On attend en général un bref clignotement de la clé précédente, qui indique que la clé a été identifiée et a échangé quelques informations avec l'ordinateur. Si on branche les clés trop vite, on risque de ne pas graver certaines d'entre elles, comme elles n'auront pas été recensées.
Durant le clonage, chaque clé USB est associée à une petite fenêtre indiquant l'avancement de la copie. Tant que la fenêtre d'une clé n'est pas refermée, c'est qu'il reste des données à y synchroniser. Quand la barre d'avancement disparaît, il faut en général encore attendre quelques secondes avant de débrancher la clé ; le clignotement de celle-ci va cesser et sa fenêtre de contrôle va se refermer.
Gravure du CD-ROM
Le fichier jb-libre-1.0.iso doit être considéré comme l'image du CDROM à produire. Attention : il ne s'agit pas de créer un CDROM qui contiendra ce fichier dans son système de fichiers : le fichier jb-libre-1.0.iso est lui-même le système de fichier à plaquer sur le CD-ROM.
Utilisez tout bon logiciel de gravure pour créer le CD-ROM, à partir de l'image iso fournie. En cas de doute, lisez les nombreuses informations relatives à la façon de graver un CD-ROM KNOPPIX, ou parlez-en sur les listes de l'association OFSET.
Dernières nouvelles
Compte-rendu de l'utilisation avec trente élèves : septembre à décembre 2008
Les malettes de matériel ont été distribuées lors de la sixième séance de travail en « présenciel » aux élèves qui remplissaient les critères pour participer à l'opération de formation à distance (faire partie des pôles sportifs qui ont financé l'opération).
La première session de travail à distance impliquant les mallettes a eu lieu après les vacances de Toussaint.
En décembre et janvier, plusieurs élèves sont revenus pour faire réparer des dysfonctionnements de leurs clés USB, très probablement dûes à des débranchements à chaud (les élèves débranchent ou bousculent la clé USB pendant alors que le système d'exploitation est censé la considérer comme un disque inamovible). Les réparations sont relativement simple, et les données personnelles ne sont pas touchées.
Protocole de réparation des clés USB
Les clés USB sont partitionnées en trois :
- une première partition, formatée en FAT, est lisible dans tous les cas (système Windows, Mac, ou après démarrage de la clé) : c'est là que les élèves mettent leurs travaux personnels. Cette partie n'a jamais été endommagée.
- la deuxième partition contient une « image comprimée », 700 méga-octets équivalant à 2 giga-octets après décompression. Cette image fournit les fonctionnalités de base de l'environnement. Cette partie n'a jamais été endommagée.
- la troisième partition contient un fichier que l'on monte en boucle et qui contient toutes les personnalisations apportées à la clé USB. Entre autres, dans la version initialement distribuée aux élèves, cette partie contient tous les logiciels nécessaires à la mesure physique. Cette partie est fragile, et le fichier qui contient ce système a été corrompu suite à des débranchements intempestifs de la clé.
Les partitions numéro 2 et 3 ne sont pas visibles depuis un système Windows ou Mac sans y ajouter d'autre logiciel. La partition 1 est la seule qui reste visible dans tous les cas.
Méthode de réparation : il a suffi dans chacun des cas de remettre en place le fichier-système de la troisième partition. Il s'agit de 700 méga-octets, qui sont copiés vers la clé USB en quinze minutes environ (N.B. : on pourrait dans le même temps environ traiter cinq clés à la fois).
Suggestion pour de nouvelles versions : mettre moins de logiciels dans la troisième partition (variable) et plus dans la partition numéro deux (invariable), et placer un système de restauration optionnel sur le CD-ROM distribué aux élèves. Actuellement cd CD-ROM contient une amorce destinée à donner le contrôle à la clé USB, il sert pour les ordinateurs incapables de démarrer par une clé USB. L'essentiel de la place du CD-ROM est occupé par des logiciels libres pour Windows, mais si le fichier-système à restaurer éventuellement contenait peu de données au départ, il prendrait peu de place sur le CD-ROM si on l'y comprime.
Les problèmes avec la connexion WIFI au réseau
Plusieurs élèves ont perdu beaucoup de leur temps et de leur confiance dans le système qui leur avait été distribué, parce que leurs parents disposaient d'ordinateurs récents, communiquant par WIFI avec une « box » située plus loin à la maison. La plupart des pilotes des cartes WIFI étant propriétaires, ils ont échoué à faire communiquer leur ordinateur avec le réseau après démarrage par la clé USB.
Deux solutions ont été proposées :
- Relier l'ordinateur à la box par un câble ethernet ; ceci aurait réglé facilement tous les problèmes, mais les parents d'élèves rechignent à acheter cet accessoire qui n'était pas fourni ;
- Découper la séance de travail en deux parties. Une partie faite avec le système intégré à l'ordinateur et utilisant les pilotes propriétaires, pour accéder aux consignes de travail, recevoir des fichiers et en revoyer d'autres, poser des questions au professeur, lire des réponses, et faire les recherches documentaires, commencer la rédaction du compte-rendu. À la fin de cette première partie, la consigne de travail au format PDF doit être enregistrée sur la clé USB, ainsi que le compte-rendu commencé. Puis on redémarre avec la clé USB, et on traite la partie occasionnant des mesures physiques, on termine la rédaction du compte-rendu.
Nous reconnaissons bien là que nous vivons dans un pays riche, et que les pratiques de vente liée orientent l'opinion : les élèves à qui ce problème de connexion wifi s'est posé ont systématiquement dévalorisé la mallette dont ils disposaient. La perte de confiance a résulté en des retards pédagogiques.
Janvier à mars 2009
À l'usage, le parti-pris de donner du matériel encore moins sophistiqué a porté ses fruits : un élève qui sait cambrer un bout de « fil téléphone » pour faire un bon contact dans une douille de diamètre 2 mm arrive à faire fonctionner sans peine les accessoires mis à disposition. Le « fil téléphone » ne casse pas, ou s'il casse, il est très facile à dénuder à nouveau et sa longueur initiale permet de l'utiliser longtemps.
Perspective de développements prochains : micro-serveurs web
Le concept est à peu près neuf : il s'agit que les élèves utilisant le kit logiciel venant avec Phoenix-M soient en mesure de rendre leur travail public, en invitant d'autres à le visiter par internet : un autre élève, ou le professeur, doit pouvoir se connecter à la machine de l'étudiant-exposant, pendant un créneau horaire précis, et y mener une expérience à distance, sur le matériel que l'élève a mis en place et configuré en dispositif expérimental.
Les premières lignes à ce sujet sont rédigées en anglais, dans la page Scientific Micro Experimental Web Servers (Sci-MEWS)
