Digitalización de aulas en la Universidad Rey Juan Carlos

Introducción y objetivo

Desde la pandemia del COVID-19 se está realizando un gran esfuerzo para la mejora y adaptación de las más de 500 aulas que existen en la URJC que simplifiquen su uso y abran su utilización a nuevos escenarios docentes. Así nació el proyecto de digitalización de las aulas el cual pretende acometer instalaciones de digitalización en más del 50% de estos espacios 3 de tres fases:

• FASE 1 en 2021
• FASE 2 en 2022
• FASE 3 en 2023

En este documento enumeramos los requerimientos mínimos del equipamiento audiovisual existente en cualquier aula docente digitalizada en la FASE 2. El equipamiento cumple las normativas europeas que les son de aplicación y tiene garantizando un buen servicio postventa y mantenimiento posterior.
El objetivo perseguido es que cualquier usuario que entre en el aula por primera vez, sea capaz de realizar las siguientes acciones, sin necesidad de intervención de personal técnico:

1. Impartir clase o conferencia utilizando el sistema de sonido del aula. Microfonía y megafonía.
2. Proyectar la señal de un PC y utilizar el dispositivo de anotación o monitor interactivo instalado en el aula.
3. Realizar una videoconferencia, prioritariamente mediante Microsoft Teams, utilizando y conectando el hardware de sala (cámara, sistema de sonido, y monitor interactivo) al PC fijo de sala, o bien, al portátil del profesor.
4. Realizar una grabación de todo lo que ocurra en el aula, ingestarla automáticamente al repositorio de video del profesor en la plataforma TVURJC (Galicaster Media Server) y su puesta a disposición para la publicación a través de aula virtual (Moodle). (SOLO FASE 1 y 2)

La instalación AV del aula docente cubre todas las necesidades de transmisión y distribución de señal de un modelo docente híbrido. Donde existen alumnos presenciales y remotos.
La instalación AV de aula docente, es una instalación de una cierta complejidad para personal no técnico, o no habituado al manejo de este tipo de elementos. Es por ello, que realizamos la incorporación de un sistema de control que simplifica y facilita las acciones que el profesor va a realizar. Por tanto, la instalación está totalmente automatizada y la interfaz de usuario es lo más simple e intuitiva posible, de manera que la única preocupación del docente es la de dar su clase.

Diseño de Instalaciones

Esquema general de la instalación AV de aula docente

La funcionalidad general de la instalación AV del aula docente contempla tanto los requerimientos generales, como los específicos detallados en los apartados posteriores. La instalación automatiza la conmutación, configuración y gestión de las siguientes fuentes y destinos:

4 fuentes de vídeo:

• entrada para PC fijo,
• entrada para PC portátil HDMI
• entrada para PC portátil USB-C con soporte para AV, datos y carga de batería de portátil en el mismo cable, y cable USBC con longitud suficiente sobre la mesa.
• entrada libre para futuras ampliaciones.

4 fuentes de USB:

• cámara,
• monitor interactivo,
• DSP de audio,
• Hub USB en mesa para teclado, ratón y memoria USB.

6 fuentes de audio:

• audio de la fuente de vídeo seleccionada,
• audio de conector miniJack 3.5mm de la mesa/atril,
• audio de micrófono de mesa/atril,
• audio de micrófono beamforming DANTE.

3 destinos de vídeo:

• proyector,
• monitor interactivo
• displays supletorios, en caso necesario.

2 destinos de audio:

• sistema de amplificación de sala.
• PC conectado por USB

3 destinos USB Host:

• PC fijo
• PC portátil USB.
• PC portátil USB-C

Esquema de aula digitalizada (FASE 2 año 2022)

Sistema de vídeo

El sistema de vídeo está dotado con una infraestructura y procesado de vídeo capaz de gestionar señales 4K UHD, desde todas las fuentes hasta todos los destinos, incluidos equipamientos de distribución, conmutación, y elementos auxiliares necesarios en la instalación, independientemente que algunas fuentes y/o destinos pudieran no llegar a soportar este tipo de resoluciones.

Captura de vídeo

Para la captura de vídeo de la zona de pizarra y tarima del profesor, se ha dotado la instalación de una cámara PTZ con sistema de detección y auto seguimiento del profesor. Los preset de cámara en cada aula, han sido configurados y ajustados de manera que el seguimiento automático del profesor y la captura de la pizarra son plenamente satisfactorios. Los requerimientos mínimos que cumplen las cámaras instaladas son:

• Resolución 4Kp30 como mínimo.
• Configuración de la salida de vídeo a distintas resoluciones, incluyendo entre otras 1080p50.
• Zoom óptico 12x mínimo.
• USB 3.0 compatible con USB2.0 y UVC1.1. Máxima resolución de vídeo USB 2160p.
• 3 modos de funcionamiento de auto tracking: Presentador/ Zonas/ Híbrido
• Streaming de vídeo como mínimo mediante protocolos RTMP y RTSP y compresión H.264.
• Salida de vídeo: HDMI, USB e IP
• Software de configuración de las zonas de seguimiento, así como un mínimo de 10 preset de cámara.
• Modelos más habitual: AVER PTC310H.

Conmutación y distribución de vídeo

Como equipo central del sistema de vídeo la instalación incorpora una matriz de vídeo y elementos auxiliares necesarios para conmutar todas las fuentes de vídeo y enviarlas a los destinos. El sistema instalado incluye todos los elementos necesarios como distribuidores, conversores, extensores de señal, y demás elementos imprescindibles para que todos los destinos reciban las señales de vídeo de las fuentes sin pérdida de calidad. Se han instalado adaptadores DisplayPort a HDMI y emuladores de EDID capaces de capturar y emular el EDID del monitor interactivo (tipo sonero x-AVT105) para los PCs de sala.

Las especificaciones mínimas que soportan son las siguientes:

• Soporte de señales 4K UHD 30Hz RGB 4:4:4 en todas las entradas y salidas.
• Entradas de vídeo:
  • 2 HDMI
  • 2 USB C con soporte de audio, vídeo, device y host USB, y carga hasta 60W.
• Salidas de vídeo:
  • 2 HDMI
• Soporte de especificaciones HDCP 1.4 y HDMI 2.0.
• Conectividad USB-C para señales 4K vídeo, audio, usb, alimentación y ethernet.
• Sistema de conmutación automática en sus dos salidas para las señales de vídeo y audio de entrada.
• Sistema de conmutación USB automática separada del vídeo y audio de entrada.
• 6 puertos GPIO
• Desembebido de audio.
• Gestión avanzada de EDID y/o escalado de señales.
• Modelo más habitual: Lightware TAURUS UCX-4×2-HC30

Este equipo tiene cableado USB-C de 5m Ligthware o similar, que asegura la correcta transmisión y negociación de señales de vídeo, audio, alimentación de hasta 60W, y datos USB incluyendo versiones anteriores de USB, entre la matriz instalada en el rack y el portátil en la mesa del profesor. De manera que todos los dispositivos USB funcionan adecuadamente tanto en el PC de sala, como en el portátil del profesor. Esta solución tiene una tasa de error menor del 1% en la mayoría de los casos. En los casos en que se ha detectado que la tasa de error es mayor al 1% la matriz ha sido instalada bajo la mesa del profesor con un cable USB-C de 3m Ligthware o similar.

Visualización

El aula docente cuenta con los siguientes elementos de visualización:

Proyector y pantalla de proyección

Para que los alumnos presenciales puedan ver la señal de la fuente de vídeo seleccionada.

Las especificaciones mínimas del proyector son las siguientes:

• Tecnología 3LCD
• Emisión de luz en color 4000 Lumen
• Emisión de luz en blanco 4000 Lumen
• Resolución nativa WUXGA 1920×1200
• Soporte de modo de color: simulación DICOM
• Nivel de ruido en modo normal <40dB
• Consumo máximo en standby 2W
• Horas de lámpara 5000 horas
• Puerto y API de control: AMX, CRESTRON, EXTRON, …
• Modelo habitual: EPSON EB-2250U o modelo similar o superior vigente en mercado

Las especificaciones mínimas que cumplen las pantallas de proyección son las siguientes:

• Pantalla motorizada que deberá ser controlada por el sistema de control ofertado
• Formato 16:10
• Dimensiones: 3m de base. Las dimensiones de las pantallas de proyección podrán ser ajustadas a 2,40m de base en función de necesidad arquitectónicas del aula.
• Finales de carrera para su ajuste.
• Ganancia mínima 1.
• Angulo de visión mínimo 160º
• Ruido < 55dB

Display TV de apoyo supletorio

En aquellas aulas donde existe algún pupitre demasiado alejado de la pantalla de proyección se han añadido a la instalación una o varias pantallas de visionado (display) supletorias, y los distribuidores/extensores necesarios para mejorar el visionado de las presentaciones docentes desde todos los pupitres del aula.

Las especificaciones aproximadas de los TV son las siguientes:

• Tamaño mínimo de pantalla 60”. El tamaño de pantalla podría variar a tamaños inferiores en caso de necesidad de algún aula.
• Resolución de la pantalla mínima: 4K
• Entradas de HDMI.
• HDMI CEC o puerto de control RS232 y driver para sistema de control con el fin de poder apagar, encender, seleccionar fuente, y mostrar imagen congelada del display, todo de manera automatizada desde el sistema de control.
• Potencia consumida: < 190W, en modo stand by <0.6W
• Certificación CE y EMC

Monitor interactivo

Para que los profesores puedan realizar anotaciones sobre sus power point, pdfs, etc… y permita escribir en una pizarra digital que se pueda grabar y transmitir por videoconferencia con calidad, se han integrado en el sistema un monitor interactivo.

• Las especificaciones mínimas que cumple este monitor son las siguientes:
• Debe permitir escribir sobre sitios web, en archivos PDF y archivos de Microsoft Office®.
• Resolución 1920 x 1080
• Salida de vídeo con misma resolución.
• Lápiz inalámbrico sin batería
• Dimensiones 22” o más.
• Modelo habitual Wacom Cintiq 22 DTK-2260 o superior

Sistema de audio

La instalación AV del aula docente incluye un sistema de audio capaz de facilitar el modelo de docencia híbrida, con alumnos presenciales y alumnos remotos. El sistema de audio del aula facilita un sonido nítido, inteligible y sin artefactos molestos como acoples, ecos, etc… para que tanto los alumnos presenciales, como los alumnos remotos por videoconferencia puedan seguir
las clases en condiciones similares con un sonido de calidad.

Todos los elementos que componen el sistema de audio son de fabricantes de reconocido prestigio dentro del mercado audiovisual. Para ello la configuración y puesta en marcha ha sido realizada por un técnico especialista profesional de audio con las siguientes certificaciones:

• AVIXA – CTS
• Sennheiser TeamConnect Ceiling 2
• Dante Certification Level 3
• Extron PRODSP Especialist

El técnico ha realizado las mediciones y la ecualización de cada una de las aulas insitu y ha entregado al servicio de AV IT, por cada aula, la curva de respuesta de la sala generada con ruido rosa y curva RT60 realizada.

La empresa adjudicataria incluirá en la oferta las certificaciones y comprobantes de software solicitados. No se aceptarán ofertas que no incluyan dicha documentación.

Todo el sistema de audio está correctamente configurado y ajustado con una estructura de ganancia adecuada que proporciona el mejor rendimiento del conjunto.

El aula se define en 3 zonas de captación:

• Mesa de profesor.
• Zona de profesor (tarima o pizarra en su defecto).
• Zona de alumnos.

Y dos zonas de amplificación y reproducción:

• Zona de profesor
• Zona de alumnos

En el aula se ha reforzado la voz del profesor desde las zonas de mesa y tarima, únicamente en la zona de alumnos. La voz de los alumnos presenciales no está reforzada en aula. La voz de los alumnos remotos se reproduce por ambas zonas: de profesor y de alumnos. Y los alumnos remotos reciben la voz tanto del profesor como de los alumnos presenciales, priorizando siempre la voz del profesor sobre la de los alumnos.

Este sistema incluye los siguientes elementos:

Sistema de microfonía

El sistema de microfonía es capaz de registrar nítidamente la voz del profesor, así como la de los alumnos presenciales en el aula. Es un sistema libre de ajustes, configuración y mantenimiento como baterías, encendido/apagado, etc…, de manera que el profesor puede despreocuparse completamente.

Las dimensiones y plano de un aula tipo es la siguiente:

• Ocupación 120 alumnos
• Ancho de aula: 12,5m x Largo de aula: 13,8m x Altura de aula (al techo técnico): 3m.
• Zona de Pizarra: Ancho: 10m x Largo: 2m

El sistema de microfonía está compuesto por:

• una microfonía de techo capaz de captar con nitidez, la zona de pizarra por donde podrá moverse libremente el profesor, y la zona de alumnos por si hay preguntas. De manera que los alumnos remotos por videoconferencia pueden recibir el mismo sonido que los alumnos presenciales. Las dimensiones de aula varían entre las más grandes (capacidad para unos 140 alumnos) y las más pequeñas (capacidad para unos 40 alumnos).

La instalación consta de:

• Microfonía de techo
  • microfonía beamforming.
  • color Blanco
  • Sennheiser Ceiling 2 o similar.

• Un micrófono de conferencia tipo flexo en la mesa del profesor, como apoyo para personas con dificultades en la voz.
  Modelo habitual: Sennheiser MEG 14-40 con soporte de mesa MZS31.

Sistema de procesado. Mezclador y DSP.

El sistema de audio cuenta con un mezclador digital de audio y DSP con AEC, filtros, etc… Los requerimientos mínimos que cumple este elemento son:

• 6 entradas de micro/línea con alimentación phantom de 48V
• 4 salidas de línea
• 6 canales AEC
• Dante/AES67 Seleccionable por software. 32 canales Rx y 16 canales Tx.
• Interfaz de audio USB (integrado o mediante conversor sin pérdida)
• Procesamiento de audio en las cuatro salidas analógicas, incluyendo filtros (paso alto,paso bajo, graves, agudos y ecualización paramétrica), AEC (cancelador de eco acústico), procesamiento de dinámica (AGC, compresor, limitador, puerta de ruido), procesamiento de retardo, procesador de loudness, procesador de ducking, y múltiples etapas de ganancia.
• Medición en tiempo real de los niveles de los bloques de procesamiento de ganancia de entrada, AEC, AGC, compresor, mezclador automático y volumen de salida.
• Puerto de expansión para futuras ampliaciones.
• Software de configuración gráfico e intuitivo, que permite la creación de presets.
• Puerto de control remoto y API para integrar con sistemas control (CRESTRON, EXTRON, etc…).
• Modelo habitual: Extron DMP64 PLUS C AT

Amplificación y altavoces

El sistema de audio del aula docente cuenta con dos zonas de amplificación y altavoz con un procesamiento completo para cada zona: zona de profesor y zona de alumnos. De manera que la zona de alumnos reproducirá el audio de la fuente seleccionada (PC o portátil) así como el refuerzo de voz del profesor. Y la zona de profesor únicamente reproducirá el audio de la fuente
seleccionada. Las especificaciones mínimas que cumplen elementos son:

• Amplificación:
  • Mínima 2 x 60W a 8 ohms.
  • Sensibilidad mínima 84dB 1W/1m.
  • Certificado Energy Start.
• Altavoces:
  • 2 altavoces para zona de profesor
  • 4 altavoces para zona de alumnos
  • Color Blanco.
  • 8 ohms.
  • Mínima Potencia RMS 30W
  • Mínima Potencia Max. 60W
  • Mínima respuesta en frecuencia: 100Hz – 16 kHz +/-3dB con variaciones no
  • superiores a +/-9dB dentro de dicho rango.

Sistema de conmutación y comunicación USB

Para facilitar la labor docente con alumnos conectados por videoconferencia, la instalación AV del aula docente automatiza la conexión y comunicación entre los dispositivos AV del aula, y el PC de la sala o el portátil del profesor mediante USB.

Todos los dispositivos USB del aula (cámara, monitor táctil, DSP audio, teclado, ratón y memoria flash) se conmutan de manera automática al host USB siguiendo la entrada vídeo seleccionada en cada momento. De manera que, si estamos mostrando el PC portátil en el proyector, todos los dispositivos USB estarán enrutados y conectados a la entrada de PC portátil seleccionada (HDMI o USB-C). Por lo que sería muy recomendable que el mismo equipo conmute ambas señales: vídeo y USB.

Las especificaciones mínimas que cumple todo el sistema de comunicación USB, tanto conmutación, distribuidores, así como posibles extensores de señal necesarios para interconectar todas las fuentes con todos los destinos, son las siguientes:

• 4 USB device (cámara, monitor táctil, DSP mixer audio, Hub USB con teclado y ratón)
• 4 USB Host (PC fijo y PC portátil)
• USB 3.1 que permita una velocidad de datos de 5Gbps.
• Controlable y conmutación automática siguiendo a la fuente de vídeo seleccionada.
• Modelo habitual: Lightware TAURUS UCX-4×2-HC30

Sistema de control y elementos auxiliares

El sistema de control es el cerebro del sistema. Capaz de configurar mediante presets todos los elementos que componen la instalación AV de aula docente, facilitando así su manejo a los profesores y demás usuarios de la misma. Especial énfasis merece la interfaz de usuario, que se ha programado para su uso en un panel táctil situado en la mesa del profesor y cuyo diseño y
funcionalidad se describen en un apartado específico más adelante. La dimensión del panel táctil del sistema de control es de 7” como mínimo y con una resolución de 1280×800 mínimo, para que la visualización y el manejo de la interfaz de usuario sea adecuada.

El sistema de control instalado es capaz de controlar, configurar y modificar todos los parámetros necesarios de cada uno de los elementos, y sistemas que componen la instalación, además permite visualizar el feedback del estado real de los dispositivos de la sala y enviar los datos de uso de la misma a los sistemas de monitorización y métricas instalados en la universidad. Las especificaciones mínimas del mismo son las siguientes:

• Los switches ethernet instalados para conectar los elementos de cada aula,
  soportan las siguientes especificaciones mínimas:
  • Gigabit Ethernet
  • IGMP Snooping v1, v2 and v3
  • VLANs
  • QoS
  • Soporte Jumbo Frame
  • Port Trunking
  • Port Mirroring.
  • Tipo: Familia NETGEAR Business.
• Capacidad de control con los sistemas de iluminación, IoT, métricas y monitorización de la URJC.
• Modelo habitual instalado: CUE touchCUE 7. CS0451.

Sistema de grabación y Streaming

Algunas de las instalaciones AV de las aulas cuentan con un sistema de grabación automatizada compatible con la plataforma de vídeo y servicio implantado en la universidad, dicha plataforma es Galicaster Media Server.
Este sistema de grabación esta basado en una solución de PC con el software GalicasterPRO instalado.
Cuenta con las siguientes especificaciones y hardware homologado:

• Estación de trabajo Small Form Factor tipo: DELL Precision 3431 o similar.
• Procesador: i7
• Memoria: 16GB
• Disco: 500GB SSD M.2 NMVe
• Capturadora HDMI: Magewell Pro Capture Dual HDMI
• Licencia Software: Galicaster PRO
• Certificación EnergyStar.

Sistema de iluminación

Se controla el encendido/apagado del circuito eléctrico de las luminarias que afectan directamente a la pantalla de proyección.

Control e interfaz de usuario

La interfaz de usuario está programada para su uso en un panel táctil. Este panel táctil está alojado sobre la mesa del profesor para facilitar su utilización durante la clase.

Filosofía de trabajo

La programación del sistema de control, y su interfaz, está basada en el uso de una serie de escenas preprogramadas. Cada una de estas escenas incluye la configuración específica de todos los equipos y conmutaciones necesarias a realizar, para que la sala funcione acorde a la escena seleccionada.

Con la programación de estas escenas se cubre la mayor parte de los casos de uso de la sala.

El objetivo es conseguir que un profesor pueda, por ejemplo, impartir una clase por Teams, conectando la cámara y la microfonía de la sala a su ordenador, proyectando la señal de la videoconferencia, utilizando el dispositivo de anotación. Todo ello, sin realizar más de 2 o 3 pulsaciones en el panel táctil.

Escenas

Primero definiremos las escenas preconfiguradas en el sistema de control a las que se hará referencia posteriormente en la descripción de la interfaz de usuario.

En estado de reposo o modo apagado de sala, el panel tiene una pantalla con logo y botón de inicio, pero si no detecta presencia, el panel permanece apagado. Al detectar presencia, el panel se activa y muestra la página principal que da la bienvenida y pregunta al usuario que desea hacer:

Para la respuesta se ofrecen 4 botones:

• Utilizar sólo audio.
• Proyectar.
• Videoconferencia.
• O bien, utilizar el Asistente de configuración pulsando el botón Ayuda.

Al seleccionar uno de los botones, se ejecuta la macro de configuración de sala correspondiente a la escena seleccionada.

Solo Audio

Esta escena enciende todos los equipos AV activando el relé de corriente de la regleta de enchufes controlada situada en el rack AV. Y, únicamente, en el caso que la llamada a esta escena venga de un modo con proyector encendido, apaga el proyector y recoge la pantalla, mostrando el aviso correspondiente.
Lama al preset que correspondiente en el DSP, que configura el sistema para que los alumnos tengan un refuerzo de audio del profesor, y, si éste conecta un dispositivo de reproducción de audio, pueda reproducir el sonido automáticamente. Se desactivará la microfonía de la zona de alumnos.

Llama al preset de cámara que posiciona la cámara enfocando al techo, para que el profesor tenga la seguridad de que nadie está grabando o viendo la clase.

La matriz Lightware se configura con el EDID del monitor interactivo. La fuente de audio podrá ser, bien HDMI, USB de PC fijo o portátil, o bien USB-C, que se mezcla con microfonía y minijack. Al conectar a la instalación AV un dispositivo como el PC fijo, portátil, o cualquier otro con salida USB o USB-C, se conmutan todas las señales (video, audio y USB), siguiendo al USB, de manera automatizada para seleccionar dicha fuente. Al detectar una nueva señal USB o USB-C, cambia seleccionando la última conectada y al desconectar una señal conmuta de nuevo a la señal anterior.

En este modo, si se detecta que el usuario conecta el cable HDMI sin conectar el USB a la matriz Lightware, se mostrará una ventana popup, con texto e imágenes, que informará al usuario que para reproducir audio debe conectar el cable USB.

Proyectar

Esta escena enciende todos los equipos AV activando el relé de corriente de la regleta de enchufes controlada situada en el rack AV.

Al activar la escena de proyección, si no está ya encendido el proyector, se baja la pantalla de proyección y se enciende el proyector. Durante el tiempo de bajada/subida de pantalla mostrará un mensaje y bloquea el panel para evitar realizar otra acción.

Se llama al preset de audio del DSP correspondiente, el cual inicialmente se configura igual que el preset de la escena de solo audio.
Llama al preset de cámara que posiciona la cámara enfocando al techo, para que el profesor tenga la seguridad de que nadie está grabando o viendo la clase.

La fuente de audio puede ser, bien HDMI, USB de PC fijo o portátil, o bien USBC. La matriz se configura con el EDID del monitor interactivo y sin audio en las entradas HDMI.

Al conectar a la instalación AV un dispositivo como el PC fijo, portátil, o cualquier otro con salida HDMI o USB-C, se conmutan todas las señales (video, audio y USB), de manera automatizada siguiendo a la fuente de video. Al detectar una nueva señal de video, conmuta seleccionando la última conectada y al desconectar una señal cambia a la señal anterior.

Si se detecta que el usuario conecta el cable HDMI sin conectar el USB a la matriz, se muestra una ventana popup informativa, que informa al usuario que para reproducir audio debe conectar el cable USB al igual que en la escena Solo audio.

Videoconferencia

Esta escena encenderá todos los equipos AV activando el relé de corriente de la regleta de enchufes controlada situada en el rack AV al igual que las anteriores.

Al activar la escena de videoconferencia, si no está ya encendido el proyector, se baja la pantalla de proyección y se enciende el proyector.

Se llama a un preset del DSP que configure el audio de la sala para realizar una videoconferencia, activando toda la microfonía, activando la cancelación de ECO, filtros, mezclas automáticas, y realizando todos los ajustes necesarios para que, tanto el sonido de la sala, como el audio que llega al puesto remoto de videoconferencia, así como el audio de la grabación, en caso de que exista, sean todos de calidad, perfectamente inteligibles, y no haya artefactos que dificulten el seguimiento de una clase desde cualquier lugar.

Se llama al preset de cámara que enfoca a la mesa del profesor, y se seleccionará el modo auto tracking (seguimiento automático).

La fuente de audio podrá ser, bien USB de PC fijo o portátil, o bien USB-C. La matriz se configurará con un EDID del monitor interactivo y sin audio en las entradas HDMI.

Al conectar al sistema un dispositivo como el PC fijo, portátil, o cualquier otro con salida HDMI o USBC, se conmuta todas las señales (video, audio y USB) siguiendo a la fuente de video de manera automatizada. Al detectar una nueva señal, se conmuta seleccionando esta última y al desconectar una señal cambia de nuevo a la señal anterior.

Al igual que en las anteriores escenas, si se detecta que el usuario conecta el cable HDMI sin conectar el USB a la matriz, se mostrará la ventana popup, que informa al usuario que para reproducir audio debe conectar el cable USB.

Este es el modo de uso más completo y más adelante mostraremos todos los controles que estarán al alcance del usuario en el apartado Detalle de interface de usuario

Asistente

Este modo es el mismo que el modo videoconferencia, salvo que inicialmente, se hacen unas preguntas previas al usuario para preconfigurar y facilitar el correcto uso de sala. Inicio.

Al salir del sistema, después de confirmar, se llama a la escena de inicialización de sala, que se encarga de deshabilitar, mutear y apagar correctamente todos los equipos de la sala, así como recoger la pantalla de proyección si estuviera bajada. Por último, el panel táctil pasaría al mensaje de bienvenida.

Inicio

Al salir del sistema, después de confirmar, se llama a la escena de inicialización de sala, que se encarga de deshabilitar, mutear y apagar correctamente todos los equipos de la sala, así como recoger la pantalla de proyección si estuviera bajada. Por último, el panel táctil pasaría al mensaje de bienvenida.

Si transcurridos 20 segundos el controlador no detecta presencia, se apaga el panel manteniéndose en el mismo estado a la espera de detectar presencia.

Apagado

Todos los días a las 22:00h, y, además, cuando se dé la siguiente circunstancia durante 3 horas seguidas: el controlador no detecta presencia y en la matriz no se detecta señal HDMI y no se detecta señal USB, se llama automáticamente a la escena/estado de Apagado y se corta corriente del relé de control que apaga todos los equipos AV salvo el controlador, el proyector, y algún dispositivo necesario, que estan siempre alimentados en la regleta no controlada.

Detalle de interface de usuario

Vamos a ver los distintos controles que aparecen en el modo de videoconferencia, el cual muestra todos los controles disponibles de la sala. El resto de las escenas simplifican dicha vista ocultando los controles que corresponden.

Controles del modo de videoconferencia

Este es el modo de uso más completo. Permite al usuario interactuar con todos los controles disponibles en el aula:

• Zona de información de estado, ayuda y salir.
• Control de proyector.
• Control de grabación y cámara.
• Control de volumen de sala.
• Zona de cambio de modo/escena.

Zona de información de estado, ayuda y salir

Esta es una barra en la zona superior de la pantalla que está presente en todas las pantallas de la UI, salvo en las pantallas de asistente del modo guiado. En esta zona se muestra el modo de uso seleccionado e integra los botones de manual de uso y salir.

Al pulsar el botón de manual de uso abrirá una ventana popup en la que se mostrará una pantalla informativa. Cada escena tendrá su popup de ayuda referida a la escena seleccionada.

Al pulsar el botón de salir, la UI (Interfaz de usuario) muestra un mensaje advirtiendo que se van a apagar todos los elementos de la sala y pide confirmación. Al pulsar el botón “SI” para la grabación si está activa, desconecta USBs, recoge pantalla de proyección y todos los elementos de la sala se apagan, apagando la regleta de corriente controlada en último lugar.

Todos los controles que provocan la acción de recoger la pantalla de proyección solicitan la confirmación al usuario ya que la UI permanecerá bloqueada el tiempo que dura el despliegue y recogida de las pantallas de proyección.

Control de proyector

Este control permite realizar las siguientes acciones:

• ON / OFF proyector. Al apagar pide confirmación y en caso afirmativo, implica recoger la pantalla de proyección.
• Freeze. Congelado de la imagen del proyector y display/s supletorio/s en caso de que estén presentes en la instalación.
• Source. Permite conmutar la matriz manualmente a la entrada seleccionada:

PC armario, USB-C o HDMI+USB. Además, este control muestra el feedback real de la fuente seleccionada.

Control de grabación y cámara

Este control, únicamente aparece en las aulas que disponen de grabador galicaster, en el resto aulas permanece oculto, permite realizar las siguientes acciones:

• REC ON. Comenzar la grabación. Al pulsar este botón se muestra una ventana popup, que recuerda al usuario que, para asociar la grabación a su repositorio de video personal, debe mostrar en el proyector, durante al menos 3 segundos, el QR obtenido del repositorio TVURJC en aula virtual.

• REC OFF. Detener la grabación. Mientras se detiene la grabación, el feedback muestra el estado real del galicaster.

• Cámara. Este control muestra una ventana popup que permite realizar las siguientes acciones de control de cámara:
  • Seguimiento ON/OFF. Permite activar y/o desactivar el seguimiento automático.
  • Preset. Permite la selección de 6 preset de cámara: General, mesa, Pizarra Izda, Pizarra Dcha, User1 y User2. Los preset User1 y User2 son ajustables por parte del usuario manteniendo pulsado el botón durante 5 segundos. Al pulsar durante 5seg. muestra durante un segundo un popup de preset grabado.
  • Movimiento cámara. Permite el movimiento de la cámara UP, DOWN, LEFT, RIGHT y ZOOM + y ZOOM -.
  • Cámara ON/OFF. Al apagar cámara llama a un preset de cámara que la enfoca al techo y apaga el USB al que esté conectado la cámara. Al volver a encender la cámara, se enciende el USB al que estaba conectada la cámara, llama al preset de mesa, y activa el auto-seguimiento de la cámara.

Control de volumen

• Este control permite realizar las siguientes acciones:
  • VOLUMEN UP. Sube el volumen general de la sala.
  • VOLUMEN DOWN. Baja el volumen general de la sala.
  • MUTE ON/OFF. Desactiva o activa el audio de la sala.

Zona de cambio de modo de uso

Esta es una zona que está en la parte superior de la pantalla en la que se le da la opción al usuario para cambiar el modo de uso directamente, sin necesidad de salir del sistema. En esta zona se muestran los tres modos de uso: solo audio, proyección, y videoconferencia. Está presente en todas las pantallas de la UI, salvo en las pantallas de asistente del modo guiado.

Controles del modo sólo audio

Este modo únicamente muestra el control de volumen de sala descrito anteriormente.

Controles del modo proyección

Este modo de uso muestra el control de volumen de sala y el control de proyector descritos anteriormente. En este modo, el USB de la cámara permanece apagado.

Resolución de Incidencias

Para poder resolver correctamente y a la mayor brevedad posible las incidencias que puedan surgir en este tipo de aulas hay que conocer muy bien la composición y funcionamiento de estas. Resaltemos que, gracias al tipo de instalación, la mayoría de las incidencias que aparecían en las aulas no digitalizadas, tales como roturas de cableado y conectores, así como el mal uso y configuración de los elementos audiovisuales del aula prácticamente han desaparecido. Tomando la FASE 2 como ejemplo de nuevo detectamos una seríe de incidencias como las más frecuentes.

En este tipo de aulas las incidencias más habituales encontradas, sobre todo durante el proceso de instalación, se centran en 3 factores, los USB, los problemas de comunicación y el EDID.

Todas estas incidencias han podido ser resueltas satisfactoriamente por el departamento de Infraestructuras audiovisuales con la colaboración del Servicio de Infraestructura Tecnológica y el Servicio de Microinformática y Atención a Usuarios.

USB

La mayoría de los problemas que hemos podido detectar en los USB de basan en 3 conceptos, la longitud y calidad del cableado, la trasformación de una tipología a otra de USB mediante adaptadores y sobre todo en la acumulación de hubs en cascada.

Los dos primeros casos son más fáciles de comprender y corregir, sustituyendo los elementos que fallan por otros de mejor calidad, por lo que nos centraremos en el tercer caso.

Límite de hubs en cascada

Es importante calcular el número total de hubs cuando se construye un sistema de extensión o distribución USB. Se debe revisar cuidadosamente el sistema entero para asegurar que el bus USB soportará todos los periféricos que están conectados al bus y que este no excede el límite de cinco hubs en cascada. Para determinar el número total de hubs en cascada en una topología USB, se cuentan todos los hubs entre el controlador host y el periférico más lejano. Esto incluye todos los hubs situados dentro de cualquier ordenador conectado al bus, más todos los hubs acoplados con los dispositivos compuestos USB. El documento USB Hub Usage lista los hubs utilizados dentro de productos USB de Extron.

Un controlador host USB de un ordenador tiene un hub de raíz como parte del controlador host, pero muchos ordenadores que tienen puertos USB en la parte delantera y trasera de la unidad incluyen otro hub dentro del ordenador que está conectado al hub de raíz. Además, si un ordenador tiene un hub integrado y un periférico USB compuesto (por ejemplo, un dispositivo de visualización de pantalla plana), dos de los cinco hubs límite en cascada ya están en uso. En este caso, solo tres hubs más pueden conectarse en cadena a este sistema antes de alcanzarse el límite de cinco hubs en cascada.

Extensores

Los extensores USB son cada vez más comunes y permiten que las señales USB puedan extenderse de punto a punto a través de cableado de par trenzado a cientos de metros o con cableado CAT o fibra óptica a través de redes a miles de metros.Las primeras versiones funcionan utilizando un temporizador en la especificación USB que requiere un periférico USB para responder a una solicitud del host dentro de un periodo de tiempo definido.Cuando un periférico está demasiado ocupado, puede enviar una NACK (confirmación negativa) y el controlador host volverá a enviar la misma solicitud un milisegundo más tarde.Utilizando NACK, el extensor puede “retrasar” la solicitud desde el controlador host hasta que la respuesta pueda ser devuelta desde el periférico a través del conjunto de transmisor/receptor del extensor.

Los extensores actuales utilizan las mismas técnicas, pero además añaden tecnología patentada para manipular la sincronización de la señal de datos USB y proporcionar tiempo a los transmisores y receptores del extensor para intercambiar información a través de Ethernet, u otro protocolo de alta velocidad, y puentear el transmisor y receptor del extensor. Los extensores requieren normalmente que al menos uno o dos hubs del límite en cascada de cinco pueda utilizarse dentro del transmisor para emular y “mantener” funciones; para los receptores que contienen un hub USB con múltiples puertos, se utilizará otro hub en el receptor. Estos hubs deben contarse en el recuento total de hubs para asegurar que el límite de cinco no es excedido por los periféricos del punto de destino remoto del extensor.

Problemas de comunicación

Es habitual que los controladores, nos avisen de perdida de conexión. La mayor parte de las veces es un micro corte y se soluciona solo a los pocos segundos. Lo comprobaremos realizando un ping a la IP al controlador.

Si el controlador no responde lo más importante es comprobar que sí está funcionando en local, que en el aula todo funciona correctamente. Si no funciona, Hay que comprobar los elementos que están fallando y su cableado. En caso de que detectemos que es el controlador el que falla lo sustituiremos por otro configurándolo previamente y cargando la programación de ese mismo aula.

Si funciona correctamente y el problema es solo en remoto, hay que comprobar junto con los compañeros de Comunicación IT que el puerto está bien y que el controlador ha negociado correctamente. Para que esta comprobación sea lo más ágil posible le facilitaremos a los compañeros de Comunicación IT los siguientes datos:

• Ubicación de la botonera: Campus, edificio, planta, aula.

• La IP del controlador.

Los compañeros de Comunicación ya conocen este error y saben que en algunas ocasiones tienen que forzar la negociación de la botonera a 100M.

Si no se soluciona entonces es un problema físico, de roseta o cableado. La roseta y el cableado será revisado por los compañeros de la USI del campus correspondiente para lo que les crearemos una petición a través del CAU.

Problemas de EDID

Este problema lo detectamos en las aulas previamente a la digitalización y hemos hecho mucho hincapié para que no suceda en las nuevas instalaciones.
En las instalaciones no digitalizadas habitualmente, los PC’s de las aulas docentes han estado configurados a una resolución de 1024×768. Esta resolución es la que se adopta por defecto, tanto por las BIOS como por el sistema operativo, cuando la tarjeta gráfica no consigue negociar el EDID con el display.

El problema que detectamos es que la imagen proyectada recorta la imagen original del PC, o no sincroniza correctamente.
La causa de este problema es debido a varios factores:

• La mayor parte de las instalaciones de VGA (tirada de cable del rack al proyector) no tienen cableadas las señales que intervienen en la comunicación del EDID: HPD (detección de conexión en caliente), SDA (línea de datos serie) y SLC (línea de reloj serie).
• Imagen que contiene captura de pantalla
• Descripción generada automáticamente

A esto se suma que, los selectores DIGITUS que son los más extendidos en las aulas, no permiten el paso de estas señales. Esto provoca que sean muy pocas las aulas, con VGA, donde se negocie correctamente el EDID.

En el peor de los casos, el EDID se negocia con el monitor, lo que provoca más problemas y confusión si cabe. En este sentido, recomendamos, por defecto, conectar el cable del proyector siempre a la salida 1 de los distribuidores de VGA, que es la salida con la que permiten negociar el EDID.

El arranque de un PC, desde el punto de vista de comunicación entre éste y el display, es el siguiente:

• Arranca el BIOS (normalmente con resolución 1024×768).
• Arranca el sistema sin iniciar sesión (a la resolución por defecto, que si no ha sido cambiada, normalmente es 1024×768)
• Se inicia sesión (cambiando a la resolución configurada, por ejemplo, 1280×720).

Este proceso de cambios de resolución durante el arranque del PC, sin provocar el corte completo de la señal, sumado a que no hay comunicación EDID entre PC y displays, puede provocar que el display no ajuste bien las frecuencias y sincronización de la señal, lo que se manifiesta con cortes y/o ruidos en la señal de video visualizada. Este problema puede ocurrir, igualmente, si conmutamos dos señales de PC, con distinta resolución o frecuencias, sin provocar que el display realice un autoajuste de señal.

Existen varias soluciones:

• Asegurar la comunicación EDID entre PC y displays. Esto se está llevando a cabo en las nuevas instalaciones AV de aulas con señales digitales mediante un generador de EDID.
• Asegurar que el cambio de resolución en el arranque se realice reinicializando la señal y provocando un autoajuste de los displays:
• Actualizar el driver de la tarjeta gráfica.
• Asegurar la resolución por defecto (1024×768) durante el proceso de arranque del PC y hasta que se inicie sesión en el sistema operativo. Para ello tenemos que eliminar toda la información de EDID que almacena el Windows 10. Esto se consigue eliminando tres ramas de claves del registro del sistema y reiniciando el PC.

Estas ramas son:

• Equipo\HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Control\GraphicsDrivers\Configuration
• Equipo\HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Control\GraphicsDrivers\Connectivity
• Equipo\HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Control\GraphicsDrivers\ScaleFactors

Tal y como se muestra en la siguiente imagen:

C:\Users\usuario\AppData\Local\Microsoft\Windows\INetCache\Content.Word\GraphicsDrivers_Regedit.PNG

En el inicio de sesión, por parte de cada uno de los usuarios, tendríamos que realizar un cambio de resolución a la resolución óptima definida para cada sala, nuestra recomendación hasta que todas las pantallas de proyección sean 16:9, por defecto:

• Proyector EB-2247: 1280×720, 1920×1080
• Resto de proyectores: 1024×768, 1280×960

Este cambio de resolución debe provocar un corte de señal que genere un autoajuste en los displays. Para ello, hemos visto dos alternativas, ambas deben ser realizadas con permisos de administrador de las máquinas para que sean aplicadas a todos los usuarios:

Realizar un script en powershell que realice el cambio de resolución de pantalla provocando el autoajuste del display. Y aplicar política.

Copiar la utilidad QRES [QRes.zip] en el PC de sala y crear una política para que se ejecute el comando que corresponda al inicio de sesión de todos los usuarios:

• c:\qres.exe /x 1280 /y 960
• c:\qres.exe /x 1280 /y 720
• c:\qres.exe /x 1920 /y 1080

La solución con la utilidad QRES ha sido testeada en laboratorio y en aula (de manera manual) en instalaciones con:

• PC: HP Z2, Dell 7010
• Proyector: EPSON EB-X39, EB-2247U

Entendemos que la solución planteada debería funcionar con otros proyectores y otros PCs. Pero en caso de encontrar algún equipo que no responda como indicamos, por favor, hacédnoslo saber a través del CAU.

Bibliografía

https://www.extron.es/article/understandingusbwp?tab=tools
https://www.extron.es/article/edidgdewp?tab=tools