Principe de fonctionnement des switchs adaptées

Les interfaces adaptées, plus communément appelées switch, existent dans toutes les couleurs, formes et tailles. Elles permettent aux personnes ayant des enjeux au niveau de leur mobilité d’accéder à une multitude d’activités sans égard à leur situation de handicap, que ce soit des jouets adaptés, de la communication, des jeux vidéos ou l’interaction avec un ordinateur. Malgré leur grande variété, elles fonctionnent pratiquement toutes selon des principes similaires. Cela permet aux inventeurs de faire preuve de créativité étant donné que les principes derrières ces appareils peuvent se généraliser à divers pièces électroniques et ainsi être adaptés de manière précise aux besoins des utilisateurs.

La switch permet de capturer le mouvement de l’utilisateur et de le transformer en signal. Elle agit comme une courroie de transmission entre l’intention de la personne et les appareils adaptés de son environnement. Ainsi, qu’une personne puisse bouger seulement les pieds, quelques doigts, souffler et aspirer ou cligner des yeux, il existe en théorie un moyen d’organiser un accès adapté à ses capacités. Comprendre les principes derrière le fonctionnement de ces appareils permet d’envisager de les concevoir, les réparer et aussi de faire des choix éclairés quand vient le temps de s’en procurer.

Il est possible de séparer les switchs adaptées en deux principales catégories qui ont chacune un mode de fonctionnement ainsi que des avantages et inconvénients qui sont distincts.

Appareil mécanique

La grande majorité des switchs utilisées, à tout le moins dans le domaine de l’éducation, sont mécaniques. Celles-ci sont activées par le mouvement de l’utilisateur; elles ne requièrent pas d’électricité ou de batteries pour fonctionner. Elles ont comme avantage d’être peu coûteuses, faciles à utiliser et simples à concevoir. Le modèle le plus simple et répandu consiste en un simple bouton, typiquement assez grand et coloré. Au niveau commercial, ce sont par exemple les jelly beans , spec switchs et micro light switch. Il est aussi possible que la switch mécanique prenne une autre forme, comme un levier, un joystick ou un petit coussin.

Leur fonctionnement est plutôt simple. Prenons l’exemple d’un jouet adapté avec une prise de 3.5mm. Dans ce scénario, la switch permet de remplacer un bouton qui active celui-ci. Voici un schéma qui illustre ce concept. Dans la première illustration, la section bleue du schéma représente la switch. Elle offre un chemin alternatif pour la complétion du circuit, contournant ainsi le trajet habituel du signal électrique (indiqué en rouge dans le schéma) dans un jouet non adapté. Lorsque l’utilisateur appuie sur le bouton, le circuit se ferme, permettant ainsi au signal de circuler dans l’appareil et de l’activer (en vert dans la deuxième image). Ce principe de fonctionnement s’étend à tous les types d’appareils adaptés, qu’ils relèvent du domaine informatique ou des communications. L’utilisateur active le circuit en déclenchant une composante mécanique par le biais de ses mouvements, permettant ainsi au signal de circuler. Pour concevoir un tel dispositif, des compétences de base en soudure et en utilisation d’imprimante 3D sont nécessaires. En ce qui concerne les coûts, les matériaux pour un appareil de ce type sont généralement estimés entre 5 et 10 dollars.

Appareil numérique ou digital

Les switchs numériques constituent la deuxième grande catégorie de dispositifs permettant d'utiliser du matériel adapté. Celles-ci se distinguent par leur coût plus élevé, leur complexité de conception et leur besoin accru de soutien pour être manipulées efficacement par les utilisateurs. Parmi les modèles de cette catégorie, on retrouve des dispositifs tels que les détecteurs de mouvement, les capteurs capacitifs, les dispositifs "sip and puff", les électromyogrammes ou encore les senseurs d'inclinaison (gyroscope). En théorie, tout capteur capable de détecter un changement dans l'environnement provoqué par un être humain pourrait être utilisé pour concevoir une switch de ce type, même s'il s'agit d'un mouvement presque imperceptible à l'oeil nu. Une recherche google avec des termes tels que arduino sensors ou electronics sensors démontre la grande variété de possibilités.

La conception de ce type d’appareil nécessite cependant davantage de composantes; le minimum nécessaire est un senseur, une source d’électricité (typiquement des batteries), un microcontrôleur et un relais électrique. Le senseur, tel que mentionné ci-haut, permet de capturer l’intention de la personne avec des besoins différents. Le microcontrôleur interprète les données qui sont fournies par le senseur et les transforme en un signal simple que l’on pourrait comparer aux deux états d’un bouton (activé ou inactif). Ce signal est ensuite envoyé au relais qui fait le pont de manière sécuritaire avec l’appareil adapté. Le senseur, le microcontrôleur et le relais sont connectés à la batterie qui permet au tout de fonctionner. Sur la base de cette recette, il est possible de substituer un senseur à un autre ou d’utiliser différents types de microcontrôleurs, en fonction du budget et des besoins de l’utilisateur. À noter qu’il est possible de modifier davantage cette liste de composantes, par exemple en remplaçant le relais par une série de transistors, mais cela rajoute à la complexité sans permettre d’économies significatives. Un dispositif de ce type peut coûter entre 15 et 50 dollars à créer, selon les composantes. La conception va aussi nécessiter des habiletés en soudure et en imprimante 3D plus poussées que pour réaliser un modèle mécanique, ainsi que des connaissances en programmation plus ou moins avancées, dépendamment du type de microcontrôleur et de senseur utilisé.

Le diagramme représenté ci-contre illustre comment ces composantes peuvent interagir afin de créer une switch digitale. Dans cet exemple, un capteur de proximité est employé avec un nombre minimal de composantes et de connexions pour concevoir cet appareil. À noter que le microcontrôleur est un raspberry pico, qui est un modèle qui offre baucoup de possibilités à un prix relativement bas. Ici, le senseur est en jaune, le microcontrôleur en vert, la batterie en rouge et le relais en bleu. Dans ce cas, si l’utilisateur bloque le senseur avec un mouvement, celui-ci envoie un signal au microcontrôleur, qui envoie un signal au relais, qui active l’appareil. Cela pourrait permettre à une personne qui a une force réduite et qui peut avoir de la difficulté à activer un bouton d’utiliser ses appareils adaptés.

Conclusion

Les switchs adaptées, qu’elles soient mécaniques ou numériques, jouent un rôle crucial dans l’augmentation de l’autonomie des personnes ayant des difficultés de mobilité. Leur fonctionnement permet de convertir les mouvements de l’utilisateur en signaux exploitables, ouvrant ainsi un monde d’opportunités dans divers domaines tels que les jeux, la communication et l’interaction avec les technologies. Que ce soit par des solutions simples et abordables ou par des dispositifs plus complexes et sophistiqués, les switchs adaptées offrent une voie vers une participation sociale accrue pour tous.