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UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL
FACULTAD DE CIENCIAS MATEMATICAS Y FISICAS
CARRERA DE INGENIERÍA EN NETWORKING Y
TELECOMUNICACIONES
Implementación de un dispositivo inteligente de
movilidad usando IoT para personas con discapacidad
visual
PROYECTO DE TITULACIÓN
Previa a la obtención del Título de:
INGENIERO EN NETWORKING Y TELECOMUNICACIONES
AUTORES:
Pérez Freire Andrés Fernando
TUTOR: ING. Ximena Acaro Chacón
GUAYAQUIL – ECUADOR
2019
REPOSITORIO NACIONAL EN CIENCIAS Y TECNOLOGI A
FICHA DE REGISTRO DE TESIS
TITULO: “Implementación de un dispositivo inteligente de movilidad usando IoT para
personas con discapacidad visual.”
REVISORES:
INSTITUCIÓN: Universidad de
Guayaquil FACULTAD: Ciencias Matemáticas y Físicas.
CARRERA: Ingeniería en Networking y Telecomunicaciones
FECHA DE PUBLICACIÓN: N° DE PAGS:
AREA TEMÁTICA: Redes, Telecomunicaciones
PALABRA CLAVES: invidente, IoT, Arduino, sensores,
RESUMEN:
N° DE REGISTRO: N° DE CLASIFICACIÓN:
DIRECCIÓN URL:
ADJUNTO PDF: SI
𝒙
NO
CONTACTO CON AUTOR:
Teléfono: E- mail:
Teléfono: E- mail:
CONTACTO DE LA INSTITUCIÓN:
Nombre:
Director Carrera Ingeniería Networking y
Telecomunicaciones
Teléfono:
I
APROBACION DEL TUTOR
En mi calidad de Tutor del trabajo de titulación,
“Implementación de un dispositivo inteligente de movilidad usando IoT para
personas con discapacidad visual” elaborado por la Sr. PEREZ FREIRE ANDRES
FERNANDO, Alumno no titulado de la Carrera de Ingeniería en Networking y
Telecomunicaciones, Facultad de Ciencias Matemáticas y Físicas de la
Universidad de Guayaquil, previo a la obtención del Título de Ingeniero en
Networking y Telecomunicaciones, me permito declarar que luego de haber
orientado, estudiado y revisado, la Apruebo en todas sus partes.
Atentamente
___________________________________
ING. XIMENA ACARO CHACÓN
II
DEDICATORIA
A mis padres y hermanas, dado
que su apoyo ha sido de gran
necesidad y ayuda para la
culminación de este proyecto. A
mis compañeros de clases, pues
son pioneros de saber el
esfuerzo y trabajo que se
requiere para llegar a estas
etapas, que es solo un peldaño
en ascenso a un futuro de éxitos.
Atte. Andrés Pérez Freire
III
AGRADECIMIENTO
El agradecimiento de este
proyecto, en primera instancia
para Dios, ya que me brindo
sabiduría y voluntad para alcanzar
esta meta deseada. A Daysi Freire
y Felipe Pérez, por su infinito
apoyo y consideración en permitir
tomar mis propias decisiones para
lo cual se refleja en este
documento. A Katiuska Jibaja,
Jean Feraud, Aldo Tómala y
Carlos Carrera, Daniel Chávez,
Cristhian Tigrero, que de una
forma u otra me brindaron su
mano amiga para desempeñar no
solo este trabajo sino también
alcances profesionales y
amistosos. A mi tutora de tesis,
Ximena Acaro y revisor, Ing. Juan
Yturralde sin sus guías y
asesoramiento este proyecto no
tuviera el éxito que ha logrado
alcanzar.
Atte. Andrés Pérez Freire
IV
TRIBUNAL PROYECTO DE TITULACIÓN
___________________________
Ing. Fausto Carrera Montes, M.Sc.
DECANO DE LA FACULTAD
CIENCIAS MATEMATICAS Y
FISICAS.
___________________________
Ing. Abel Alarcón Salvatierra, Mgs
DIRECTOR DE LA CARRERA DE
INGENIERÍA EN NETWORKING
Y TELECOMUNICACIONES
___________________________
Ing. Juan Yturralde
PROFESOR REVISOR DEL ÁREA
TRIBUNAL
___________________________
Ing. Harry Luna Aveiga, M.Sc.
PROFESOR DE ÁREA
DESIGNADO EN EL TRIBUNAL
___________________________
Ing. Ximena Acaro Chacón
PROFESOR TUTOR DEL
PROYECTO DE TITULACION
___________________________
Ing. Miguel Molina
PROFESOR DE ÁREA
DESIGNADO EN EL TRIBUNAL
_______________________________
Ab. Juan Chávez Atocha, Esp.
SECRETARIO TITULAR
VII
DECLARACIÓN EXPRESA
“La responsabilidad del contenido de este Proyecto de Titulación, me
corresponden exclusivamente; y el patrimonio intelectual de la misma a la
UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL”
ANDRES FERNANDO PEREZ FREIRE
VIII
UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL
FACULTAD DE CIENCIAS MATEMÁTICAS Y FÍSICAS
CARRERA DE INGENIERIA EN NETWORKING Y TELECOMUNICACIONES
IMPLEMENTACIÓN DE UN DISPOSITIVO INTELIGENTE DE MOVILIDAD
USANDO IOT PARA PERSONAS CON DISCAPACIDAD VISUAL.
Que se presenta como requisito para optar por el título de INGENIERO EN
NETWORKING Y TELECOMUNICACIONES
Autor/a: PEREZ FREIRE ANDRES FERNANDO
C.I. 0950728592
Tutor: ING. XIMENA ACARO CHACÓN
Guayaquil, 30 de Septiembre de 2019
IX
CERTIFICADO DE ACEPTACIÓN DEL TUTOR
En mi calidad de Tutor del proyecto de titulación, nombrado por el Consejo
Directivo de la Facultad de Ciencias Matemáticas y Físicas de la Universidad de
Guayaquil.
CERTIFICO:
Que he analizado el proyecto de titulación presentado por el estudiante Pérez
Freire Andrés Fernando, como requisito previo para optar por el título de Ingeniero
en Networking y Telecomunicaciones cuyo tema es:
“Implementación de un dispositivo inteligente de movilidad usando IoT
para personas con discapacidad visual.”
Considero aprobado el trabajo en su totalidad.
Presentado por:
___________________________________
PEREZ FREIRE ANDRES FERNANDO
Cédula de ciudadanía N° 0950728592
___________________________________________________
Tutor: ING. XIMENA ACARO CHACÓN
Guayaquil, 30 de Septiembre de 2019
X
UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL
FACULTAD DE CIENCIAS MATEMÁTICAS Y FÍSICAS
CARRERA DE INGENIERIA EN NETWORKING Y TELECOMUNICACIONES
Autorización para Publicación de Proyecto de Titulación en Formato Digital
1. Identificación del Proyecto de Titulación
Nombre del Alumno: Pérez Freire Andrés Fernando
Dirección:
Teléfono: E-mail:
Facultad: De Ciencias Matemáticas y Físicas
Carrera: Ingeniería en Networking y Telecomunicaciones
Título al que opta: Ingeniero en Networking y Telecomunicaciones
Profesor tutor: Ing. Ximena Acaro Chacón
Título del Proyecto de titulación: Implementación de un dispositivo inteligente de
movilidad usando IoT para personas con discapacidad visual.
Tema del Proyecto de Titulación:
2. Autorización de Publicación de Versión Electrónica del Proyecto de
Titulación
A través de este medio autorizo a la Biblioteca de la Universidad de
Guayaquil y a la Facultad de Ciencias Matemáticas y Físicas a publicar la
versión electrónica de este proyecto de titulación.
Publicación electrónica:
Inmediata Después de 1 año
Firma Alumno:
3. Forma de envió:
XI
El texto del Proyecto de Titulación debe ser enviado en formato Word, como
archivo .Doc. O .RTF y .Puf para PC. Las imágenes que la acompañen pueden
ser: .gif, .jpg o .TIFF.
DVDROM CDROM
XII
INDICE GENERAL
APROBACION DEL TUTOR ................................................................................... I
DEDICATORIA ....................................................................................................... II
AGRADECIMIENTO .............................................................................................. III
TRIBUNAL PROYECTO DE TITULACIÓN .......................................................... IV
DECLARACIÓN EXPRESA ................................................................................. VII
CERTIFICADO DE ACEPTACIÓN DEL TUTOR ................................................. IX
INDICE GENERAL ............................................................................................... XII
ABREVIATURAS ...............................................................................................XVIII
SIMBOLOGÍA ......................................................................................................XIX
ÍNDICE DE CUADROS ......................................................................................... XX
ÍNDICE DE GRÁFICOS .....................................................................................XXIII
RESUMEN ........................................................................................................ XXIX
ABSTRACT ........................................................................................................ XXX
INTRODUCCIÓN .................................................................................................... 1
CAPITULO I ............................................................................................................ 3
EL PROBLEMA ...................................................................................................... 3
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ................................................................... 3
Situación Conflicto Nudos Críticos................................................................. 4
Causas y Consecuencias del Problema ......................................................... 4
Delimitación del Problema ............................................................................... 5
Formulación del Problema ............................................................................... 5
Evaluación del Problema .................................................................................. 5
Objetivos de la investigación........................................................................... 6
Objetivo General ............................................................................................ 6
Objetivo Específicos ..................................................................................... 6
Alcance ............................................................................................................... 7
Justificación ....................................................................................................... 7
Metodología del proyecto ................................................................................. 8
XIII
CAPITULO II ........................................................................................................... 9
MARCO TEÓRICO ................................................................................................. 9
Antecedentes del estudio ................................................................................. 9
Fundamentación teórica ................................................................................. 10
Instituciones públicas en apoyo de personas con discapacidades físicas
....................................................................................................................... 10
Instituto Nacional de Estadística y Censos .......................................... 10
Consejo Nacional Para La Igualdad de Discapacidades (CONADIS) 10
Instituciones encargadas para personas no videntes ............................ 11
Federación nacional de ciegos del ecuador (FENCE) ......................... 11
Asociación de Ciegos de Milagro .......................................................... 12
Asociación de ciegos de Esmeraldas ................................................... 12
Fundación campamento cristiano esperanza ...................................... 12
Conceptualización de causas de la discapacidad visual ....................... 13
Discapacidad visual ................................................................................. 13
Concepto de ceguera .............................................................................. 14
Concepto de baja visión ............................................................................. 15
Clasificación de baja visión .................................................................... 15
Causas de discapacidad visual ................................................................. 16
Personas con discapacidad visual ............................................................ 17
Orientación y Movilidad de las personas no videntes ............................ 17
Orientación ............................................................................................... 18
Mecanismos para movilidad de personas no videntes .......................... 19
Bastones ................................................................................................... 19
Perros Guías ............................................................................................. 19
Áreas informáticas con relación ................................................................... 21
XIV
IoT o Internet en las cosas ......................................................................... 21
Beneficios de internet de las cosas ....................................................... 22
Ventajas y desventajas de internet de las cosas ................................. 23
Casos de internet de las cosas .............................................................. 24
Dispositivos para personas con capacidad visual reducida
desarrollados de manera nacional o internacional ................................. 24
Gafas “inteligentes” para personas con discapacidad visual reducida
.................................................................................................................... 24
Bastón inteligente para personas no videntes .................................... 25
Cinturón y manillas vibradores para personas no videntes .............. 26
Componentes en comparación para el dispositivo inteligente ............. 27
Arduino Uno.............................................................................................. 27
Arduino Uno R2 ........................................................................................ 27
Arduino Uno R3 ........................................................................................ 29
Sensores ................................................................................................... 32
Infrarrojo ................................................................................................... 35
Módulo SIM900 ......................................................................................... 36
GSM ........................................................................................................... 37
GPRS ......................................................................................................... 37
Módulo GPS .............................................................................................. 39
L293D ......................................................................................................... 41
Motor de vibración de 3.3v ..................................................................... 43
Baterías ..................................................................................................... 44
Diseño estético del prototipo ..................................................................... 45
Material para la elaboración del diseño estético ................................. 45
ABS ............................................................................................................ 45
XV
Foamix EVA .............................................................................................. 45
Fundamentación legal .................................................................................... 46
Pregunta científica a contestarse .................................................................. 52
Definiciones conceptuales ............................................................................. 52
CAPITULO III ........................................................................................................ 54
PROPUESTA TECNOLOGICA ............................................................................ 54
Análisis de Factibilidad .................................................................................. 54
Factibilidad Operacional ............................................................................. 54
Población ...................................................................................................... 55
Procesamiento y Encuestas ....................................................................... 56
Factibilidad Legal ........................................................................................ 63
Factibilidad Técnica .................................................................................... 63
Diagrama de componentes de funcionamiento de los sensores
delanteros ................................................................................................. 65
Describir el funcionamiento total de circuito ....................................... 65
Diagrama de componentes de funcionamiento de los sensores de
espalda ...................................................................................................... 66
Diagrama de componentes de funcionamiento del botón de pánico ... 67
Diagrama de conexión de motor vibrador, puente H y baterías ............ 68
Diagrama de conexión del puente L293H ................................................. 68
Arduino Uno.............................................................................................. 70
Baterías ..................................................................................................... 71
Módulo SIM ............................................................................................... 71
Módulo GPS .............................................................................................. 71
Motores de Vibración .............................................................................. 71
Características a considerar para el diseño estético del dispositivo 72
Diseño en tercera dimensión .................................................................. 72
XVI
Diseño de chaleco.................................................................................... 73
Diseño Chaleco Elaboración .................................................................. 74
Medios de seguridad en Prototipo ......................................................... 77
Cinta o Lamina Reflectiva ................................................................... 77
Tornillos de Salvaguarda .................................................................... 78
Pruebas de funcionalidad del dispositivo inteligente ................................ 78
Prueba de motor vibración ......................................................................... 79
Análisis Prueba de motor vibrador interno .......................................... 80
Análisis de prueba de motor vibrador ................................................... 81
Prueba modulo SIM ..................................................................................... 81
Analisis del Modulo SIM .......................................................................... 83
Prueba de Baterias ...................................................................................... 84
Analisis de Duración de Baterias en ambinetes internos ................... 85
Analisis de Duración de Baterias en ambientes extenos ................... 86
Duración de Baterias sensor-arduino(recarga) .................................... 86
Duración de baterias para motores (recarga)....................................... 87
Estudio de medición de distancia de sensor ultrasonico ................... 89
Análisis de Medición elementos metal y amorfo ................................. 92
Detección para corregir error de medición de distancia de sensores
.................................................................................................................... 92
Análisis del error de medición sobre los objetos .................................... 94
Fórmulas para la factibilidad de uso de sensores ultrasónicos ............... 94
Fórmula para objetos de madera ............................................................... 94
Fórmula para objetos de concreto ............................................................ 95
Fórmula para objetos de metal .................................................................. 95
Fórmula para objetos de personas ........................................................... 95
XVII
Pruebas en ambientes externos ................................................................ 95
Analisis ......................................................................................................... 97
Factibilidad Económica .............................................................................. 97
CAPÍTULO IV........................................................................................................ 99
Criterios de aceptación del producto o servicio ............................................. 99
Analisis de motor vibrador ....................................................................... 100
Analisis sensores ...................................................................................... 100
Analisis duración de baterias arduino (uso y descargar) ................... 101
Analisis duración de batieras motores (carga y descarga).................. 102
Analisis duración de baterìas Modulo SIM (uso y recarga) .................. 102
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ................................................. 103
Conclusiones ............................................................................................. 103
Recomendaciones ..................................................................................... 104
Bibliografía......................................................................................................... 105
ANEXOS ............................................................................................................. 111
Anexo 1: Encuesta ........................................................................................ 111
Encuesta dirigida a las personas con discapacidad visual. ....................... 111
Anexo 2: Código de dispositivo inteligente ............................................... 112
Anexo 3: Elaboración .................................................................................... 119
Anexo 4: Evidencias ..................................................................................... 121
Anexo 5: Datasheet Sensores Ultrasónico Hc-sr04 .................................. 124
Anexo 6: Datasheet Módulo gsm ................................................................ 126
Anexo 7: Datasheet Arduino UNO R3 ......................................................... 127
Anexo 8: Datasheet L293D ........................................................................... 132
Anexo 9: Data Sheet del módulo GPS neo 6m versión 2 ......................... 137
Anexo 10: Facturas o comprobantes de los componentes ..................... 137
XVIII
ABREVIATURAS
SMS Servicio de mensajes cortos
IEEE Instituto de Ingeniería Eléctrica y Electrónica
PMI Project Management Institute
GSM Global System for Mobile
INECE Instituto nacional de estadísticas y censos
FENCE Federación nacional de ciegos del ecuador
ACIM Asociación de Ciegos de Milagro
TIC Tecnologías de la Información y la Comunicación
CONADIS Consejo Nacional Para La Igualdad de Discapacidades
INEC Instituto Nacional de Estadística y Censo
XIX
SIMBOLOGÍA
s Desviación estándar
e Error
E Espacio muestral
E(Y) Esperanza matemática de la v.a. y
s Estimador de la desviación estándar
e Exponencial
XX
ÍNDICE DE CUADROS
Pág.
CUADRO N. 1
Causas y consecuencias del problema ............................................................. 4
CUADRO N. 2
Causas de discapacidad visual reducida ........................................................ 16
CUADRO N. 3
Diferentes tipos de bastones ............................................................................. 19
CUADRO N. 4
Diversa funcionalidad en los campos de los canes guías............................. 20
CUADRO N. 5
Características Arduino Uno R2........................................................................ 28
CUADRO N. 6
Características de la placa Arduino Uno R3 .................................................... 29
CUADRO N. 7
Componentes de la placa Arduino Uno R3 ...................................................... 30
CUADRO N. 8
Componentes del sensor ultrasónico Hc-sr04 ................................................ 34
CUADRO N. 9
Detalle de los componentes del infrarrojo ....................................................... 36
CUADRO N. 10
Características Modulo GPS NEO - 6 M/V2 ...................................................... 39
CUADRO N. 11
Características Módulo GPS - I2C ..................................................................... 40
CUADRO N. 12
Detalle del componente L293d .......................................................................... 42
CUADRO N. 13
Características del mini 1020 ............................................................................ 43
XXI
CUADRO N. 14
Característica de baterías recargables ............................................................ 44
CUADRO N. 15
ABS ....................................................................................................................... 45
CUADRO N. 16
Resultado de la cantidad de accidentes, leves o graves, que enfrentan
debido a la capacidad visual reducida ............................................................. 56
CUADRO N. 17
Resultado sobre dispositivos que ayuden con la movilidad y seguridad de
personas con discapacidad visual ................................................................... 57
CUADRO N. 18
Resultado de comodidad del dispositivo para las personas no videntes ... 58
CUADRO N. 19
Resultado de dispositivo que cuenta con los elementos necesarios para
detectar obstáculos al ser usado para desplazarse ....................................... 59
CUADRO N. 20
Resultado de facilidad de uso del dispositivo ................................................ 60
CUADRO N. 21
Resultados de las funciones presentadas en el dispositivo mejorarían su
seguridad y movilidad ........................................................................................ 61
CUADRO N. 22
Resultados de los beneficios de alerta de sms y llamadas del dispositivo 62
CUADRO N. 23
Selección de hardware ....................................................................................... 64
CUADRO N. 24
Utilización de software ....................................................................................... 64
CUADRO N. 25
Potencia motor vibrador /Prueba interior ........................................................ 79
CUADRO N. 26
Potencia motor vibrador / Prueba exterior ...................................................... 80
XXII
CUADRO N. 27
Tiempo de uso de batería elementos ambiente interno ................................. 84
CUADRO N. 28
Duración de Batería en ambientes externos ................................................... 85
CUADRO N. 29
Tiempo de carga de batería micro controlador - sensores ........................... 86
CUADRO N. 30
Tiempo de carga de baterías motores .............................................................. 87
CUADRO N. 31
Tiempo de carga de batería módulo SIM ......................................................... 88
CUADRO N. 32
Mediación de distancia de elementos .............................................................. 89
CUADRO N. 33
Medición de distancia de elementos ................................................................ 90
CUADRO N. 34
Costos explícitos para el desarrollo del dispositivo ...................................... 97
CUADRO N. 35
Los programas se utilizaran el código abierto ................................................ 98
CUADRO N. 36
Gastos de administración .................................................................................. 98
CUADRO N. 37
Valoración de los criterios de diseño (cumplimiento y porcentaje de
cumplimiento) ...................................................................................................... 99
XXIII
ÍNDICE DE GRÁFICOS
Pág.
GRÁFICO 1
Esquema de discapacidad visual ..................................................................... 13
GRÁFICO 2
IoT o Internet en las cosas ................................................................................. 22
GRÁFICO 3
Gafas “inteligentes” para personas con discapacidad visual reducida ...... 25
GRÁFICO 4
Bastón inteligente para personas no videntes ............................................... 26
GRÁFICO 5
Cinturón y manillas vibradores para personas no videntes ......................... 27
GRÁFICO 6
Placa Arduino UNO R2 ....................................................................................... 28
GRÁFICO 7
Detalle de la placa Arduino uno R3 .................................................................. 30
GRÁFICO 8
Modulo Sensor Ultrasónico Hc-sr04 ................................................................. 34
GRÁFICO 9
Infrarrojo .............................................................................................................. 36
GRÁFICO 10
Detalle del módulo chip GPRS GSM900 ........................................................... 38
GRÁFICO 11
Módulo GPS NEO-6M/v2..................................................................................... 40
GRÁFICO 12
Módulo GPS - I2C ................................................................................................ 41
GRÁFICO 13
Módulo L293d ...................................................................................................... 42
XXIV
GRÁFICO 14
Motor de vibración .............................................................................................. 43
GRÁFICO 15
Baterías recargables ........................................................................................... 44
GRÁFICO 16
Resultado de la cantidad de accidentes, leves o graves, que enfrentan
debido a la capacidad visual reducida ............................................................. 56
GRÁFICO 17
Resultado sobre dispositivos que ayuden con la movilidad y seguridad de
personas con discapacidad visual ................................................................... 57
GRÁFICO 18
Resultado de comodidad del dispositivo para las personas no videntes ... 58
GRÁFICO 19
Resultado de dispositivo que cuenta con los elementos necesarios para
detectar obstáculos al ser usado para desplazarse ....................................... 59
GRÁFICO 20
Resultado de facilidad de uso del dispositivo ................................................ 60
GRÁFICO 21
Resultados de las funciones presentadas en el dispositivo mejorarían su
seguridad y movilidad ........................................................................................ 61
GRÁFICO 22
Resultados de los beneficios de alerta de sms y llamadas del dispositivo 62
GRÁFICO 23
Diagrama de conexión de los sensores de tirante brazos............................. 65
GRÁFICO 24
Diagrama de conexión de los sensores de espalda ....................................... 67
GRÁFICO 25
Diagrama de conexión del sistema de pánico................................................. 67
GRÁFICO 26
Diagrama de conexión de motor vibrador, puente H y baterías ................... 68
XXV
GRÁFICO 27
Diagrama de conexión del puente L293H ........................................................ 69
GRÁFICO 28
Esquema del dispositivo completo .................................................................. 70
GRÁFICO 29
Vista de pecho ..................................................................................................... 73
GRÁFICO 30
Vista lateral pecho y espalda ............................................................................. 73
GRÁFICO 31
Vista espalda ....................................................................................................... 74
GRÁFICO 32
Vista frontal / Diseño estético ........................................................................... 74
GRÁFICO 33
Compartición Batería/Modulo SIM .................................................................... 75
GRÁFICO 34
Segunda compartición / Arduino ...................................................................... 75
GRÁFICO 35
Vista posterior ..................................................................................................... 76
GRÁFICO 36
Vista frontal.......................................................................................................... 76
GRÁFICO 37
Cinta Reflectiva Autoadherible.......................................................................... 77
GRÁFICO 38
Tornillos de Salvaguarda ................................................................................... 78
GRÁFICO 39
Potencia motor vibrador / Prueba interior ....................................................... 80
GRÁFICO 40
Potencia motor vibrador / Prueba exterior ...................................................... 81
XXVI
GRÁFICO 41
Mensaje SMS de alerta ....................................................................................... 82
GRÁFICO 42
Alerta de llamada ................................................................................................ 82
GRÁFICO 43
Adquisición de datos GPS ................................................................................. 83
GRÁFICO 44
Tiempo de uso de baterías en ambientes internos ......................................... 84
GRÁFICO 45
Duración de Batería en ambientes externos ................................................... 85
GRÁFICO 46
Tiempo de carga de batería micro controlador-sensores.............................. 86
GRÁFICO 47
Tiempo de carga de batería motores ................................................................ 87
GRÁFICO 48
Tiempo de carga de batería módulo SIM ......................................................... 88
GRÁFICO 49
Medición de distancia: concreto ....................................................................... 89
GRÁFICO 50
Medición de distancia: concreto ....................................................................... 90
GRÁFICO 51
Medición de distancia sobre objeto metal ....................................................... 91
GRÁFICO 52
Medición de distancia sobre personas ............................................................ 91
GRÁFICO 53
Error en medición de objeto madera ................................................................ 92
GRÁFICO 54
Error en medición de objeto concreto.............................................................. 93
XXVII
GRÁFICO 55
Error en medición de objeto metal ................................................................... 93
GRÁFICO 56
Error en medición de objeto persona ............................................................... 94
GRÁFICO 57
Prueba del chaleco ............................................................................................. 95
GRÁFICO 58
Charla sobre el dispositivo inteligente............................................................. 96
GRÁFICO 59
Verificación/Botón de pánico ............................................................................ 96
GRÁFICO 60
Primer vistazo chaleco ..................................................................................... 119
GRÁFICO 61
Primer vistazo caja de circuito ........................................................................ 119
GRÁFICO 62
Vista de expansiones ....................................................................................... 120
GRÁFICO 63
Seguro de caja ................................................................................................... 120
GRÁFICO 64
Vista interna chaleco ........................................................................................ 121
GRÁFICO 65
Visita a Centro no vidente ................................................................................ 121
GRÁFICO 66
Uso del chaleco ................................................................................................. 122
GRÁFICO 67
Colaboración ..................................................................................................... 122
GRÁFICO 68
Pruebas del dispositivo .................................................................................... 123
XXVIII
GRÁFICO 69
Identificación del dispositivo por parte del no vidente ................................ 123
GRÁFICO 70
Data Sheet Neo - 6 m ........................................................................................ 137
GRÁFICO 71
Factura del prototipo arduino Shield .............................................................. 137
GRÁFICO 72
Factura del módulo GPRS GSM900 ................................................................ 138
GRÁFICO 73
Factura de la placa arduino uno R3 ................................................................ 138
XXIX
UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL
FACULTAD DE CIENCIAS MATEMATICAS Y FISICAS
CARRERA DE INGENIERIA EN NETWORKING Y TELECOMUNICACIONES
IMPLEMENTACIÓN DE UN DISPOSITIVO INTELIGENTE DE MOVILIDAD
USANDO IOT PARA PERSONAS CON DISCAPACIDAD VISUAL.
Autor: Pérez Freire Andrés Fernando
Tutor: ING. XIMENA ACARO CHACÓN
RESUMEN
Las personas con discapacidad visual para su movilización por lugares concurridos
hacen uso de su bastón para detectar objetos o personas en su trayectoria, este a su vez
cubre una altura no mayor al de su cintura. Para mejorar su desplazamiento se propone el
desarrollo de un dispositivo con sensores ultrasónicos que permita a las personas con
discapacidad visual, evitar obstáculos que se encuentren en su trayectoria cubriendo la
parte superior de su cuerpo. Además el dispositivo identifica y avisa al no vidente el tipo
de obstáculo ante el cual se encuentra (madera, metal, amorfo), por medio de motores que
emiten vibraciones y están colocados en la parte posterior del chaleco. El dispositivo
cuenta con un sistema de alertas enviando un SMS y/o una llamada a ciertos contactos
pre programados y almacenados en un chip, esto en función de un botón de pánico,
avisando a un familiar o conocido para que acuda al lugar de incidente.
Palabras claves: discapacidad visual, sensores, movilidad, IOT, GSM, geo
localización.
XXX
UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL
FACULTAD DE CIENCIAS MATEMATICAS Y FISICAS
CARRERA DE INGENIERIA EN NETWORKING Y TELECOMUNICACIONES
IMPLEMENTATION OF AN INTELLIGENT MOBILITY DEVICE USING IOT
FOR PEOPLE WITH VISUAL DISABILITIES.
Author:
Pérez Freire Andrés Fernando
Tutor: ING. XIMENA ACARO CHACÓN
ABSTRACT
People with visual disabilities to move around crowded places use their cane to
detect objects or people in their trajectory, which in turn covers a height not greater
than their waist. To improve its displacement, it is proposed to develop a device
with ultrasonic sensors that allows people with visual disabilities to avoid obstacles
that are in their trajectory covering the upper part of their body. In addition, the
device identifies and warns the blind the type of obstacle it faces (wood, metal,
amorphous), by means of motors that emit vibrations and are placed on the back
of the vest. The device has an alert system sending an SMS and / or a call to
certain contacts pre-programmed and stored on a chip, this depending on a panic
button, notifying a family member or acquaintance to go to the place of incident.
Keywords: visual impairment, sensors, mobility, IOT, GSM, geo location.
1
INTRODUCCIÓN
Una de las razones de integración para personas no videntes, es la falta de
conocimientos sobre su orientación e información para situar a personas con
discapacidad al entorno en el que conviven, desde el hogar, la calle o los sitios de
trabajo. Señaléticas, indicadores o medios de guía serían necesarios para brindar
seguridad a estas personas y alcanzar un buen vivir.
El INEC (Instituto Nacional de Estadísticas y Censo) (Censo de población y
vivienda , 2010) registra la cantidad de personas que adolecen de esta capacidad
visual reducida en el país, con un total de 42.602 personas aproximadamente.
Este tipo de discapacidad puede generarse por accidentes o enfermedades
congénitas, en muchos casos desde la concepción o gradualmente debido al
envejecimiento natural.
Las personas no videntes desarrollan sus demás sentidos, en especial su tacto
y oído, utilizando por lo general bastones, por su fácil manejo y sus precios bajos,
para localizar objetos que se encuentren frente a ellos y en ciertos casos, además
del bastón, usaban animales guías para un mejor manejo de orientación. En la
actualidad, se mantienen estos medios de ayuda.
No obstante, en las ciudades de Ecuador, no se tiene una total seguridad para
la movilización en el tránsito de las personas con capacidad visual reducida con
la finalidad de disminuir accidentes en espacios abiertos, afortunadamente la
tecnología permite la inserción de aplicativos informáticos y artefactos inteligentes
para lograr este beneficio y mejorar su inclusión en la sociedad.
Las TIC nos permite crear una unión entre dispositivos y humanos con
resultados excelentes y dentro del área informática se destaca la ingeniería
aplicada a través del uso de sensores, lo que es el nuevo paradigma conocido
como el Internet de las cosas o IoT (siglas en inglés para Internet of Thing), que
han permitido dar pasos agigantados hacia dispositivos electrónicos y eléctricos,
para facilitar la vida cotidiana.
En el presente proyecto se investigan los antecedentes y estado del arte en el
mundo respecto a los dispositivos inteligentes para no videntes que usan IoT,
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artefactos con tecnología GPS, artefactos que usan tecnología móvil y dispositivos
considerados como inteligentes ya que la implementación de un dispositivo que
facilite la movilidad, que sea seguro y de bajo costo para personas con capacidad
reducida visual o no vidente, son grandes desafíos de la ingeniería y de una
sociedad tecnológica.
Para el desarrollo de este proyecto, se ha divido el documento en 4 capítulos
los cuales cubren las siguientes temáticas
Capítulo 1.- En este capítulo se lleva a cabo el análisis de la problemática que
presentan las personas no videntes, la presentación de los objetivos, tanto el
general como los específicos y el alcance funcional del dispositivo a implementar;
las causas y consecuencias del problema; y el estudio de factibilidad sobre la
implementación del dispositivo en el universo de estudio.
Capítulo 2.- Este capítulo desarrolla el marco teórico en el que se fundamenta
el proyecto incluyendo una investigación cualitativa respecto a las entidades que
brindan ayuda a los no videntes en el sector privado y público, así como los
fundamentos teóricos que soportan algunos artefactos comerciales para los no
videntes; tales como gafas, bastones inteligentes entre otros.; se explican
conceptos referentes a ceguera y discapacidad y se detalla el funcionamiento de
los componentes electrónicos que sirven para la construcción del prototipo.
Capítulo 3.- En este capítulo se indican los componentes del dispositivo, los
materiales usados en su construcción, la interconexión de los mismos y sus
limitaciones, además de validar sus factibilidades operacionales, técnicas, legales
y económicas.
Capítulo 4.- Finalmente, se evalúan los resultados de las pruebas de campo
del dispositivo en ejecución, incluyendo las conclusiones y recomendaciones para
el mejor manejo del dispositivo.
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CAPITULO I
EL PROBLEMA
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
Ubicación del Problema en un Contexto
En el Ecuador durante el año 2010, el Instituto Nacional de Estadísticas y
Censos INEC presenta una población aproximada de 42.602 invidentes en la
provincia de Guayas y de 22.585 con capacidad visual reducida o ceguera total
en la provincia de Pichincha. (Censo de población y vivienda , 2010)
Nuestra sociedad, en particular en la ciudad de Guayaquil, a pesar de tener
mejoras en el manejo de la capacidad reducida visual, no se plantea las suficientes
políticas de apoyo, en su gran mayoría debido a falta de recursos económicos, por
desconocimiento o simplemente por no disponer mecanismos que mejoren la
calidad de vida de estas personas.
Incluso aún existen personas que, al encontrarse con un no vidente, tratan de
evitar el contacto directo debido a que desconoce cómo ayudarla, por pensar que
les van a solicitar una ayuda económica, o por no saber guiarlos de la mejor
manera hacia un sitio seguro
Parte de la problemática es la inexistencia de infraestructura arquitectónica, la
que apoyen y permitan una movilidad independiente a las personas con
discapacidad visual como ejemplo parterres, señaléticas, rampas, vías para no
videntes o semáforos con bocinas o advertencias sonoras y se limitan al uso de
medios que estén a su alcance. Estas personas sufren muchos percances en
zonas transitadas llegando a tener complicaciones en su caminar hacia algún
destino.
Para las personas con capacidad visual reducida o no videntes, al situarse en
entornos abiertos o cerrados, tienen dificultades para su orientación y al
encontrarse con obstáculos les pueden ocasionan golpes o accidentes en vías
transitadas; sin embargo, las personas no videntes debido a la pérdida parcial o
total del sentido de la vista, desarrollan otros sentidos; estas habilidades le
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permiten tolerar sensaciones auditivas, gustativas, olfativas y táctiles con un
mayor grado que el resto de personas por lo que mediante desarrollos
tecnológicos se puede mejorar el nivel de percepción táctil, para facilitar su
movilidad.
Situación Conflicto Nudos Críticos
A pesar de que la infraestructura moderna es incluyente con el discapacitado,
aún subsisten problemas en la movilidad y ayuda a las personas con
discapacidades físicas, en especial a los no videntes. Las personas que poseen
una pérdida total o parcial del sentido de la vista, se sienten inseguros y con
desconfianza en ambientes desconocidos, debido a la poca señalización en vías
transitadas por lo cual pueden sufrir accidentes. Por lo tanto, se necesitan medidas
que atiendan esta necesidad como parterres, semáforos con bocinas, señaléticas
sonoras, y en especial accesorios como el planteado en este proyecto, que
faciliten la movilidad del no vidente para llegar a su destino de forma segura.
Causas y Consecuencias del Problema
CUADRO N. 1
Causas y consecuencias del problema
Causas Consecuencias
Falta de señalética en las vías El desplazamiento de los no videntes
es limitado.
Falta de información respecto a
ayudar al no vidente
Evitar el contacto directo con estas
personas para una guía adecuada en
las calles
Inseguridad al andar por las calles Los accesorios como los bastones, no
aportan una mayor seguridad en la
movilidad con la cual podrían
provocar lecciones
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La falta de infraestructura
arquitectónica para no videntes
No permite el desplazamiento
adecuado en las vías para los no
videntes
Perros guías Su alimentación y cuidado
representan un factor monetario
adicional
Bastones Cubren el área de cintura para abajo
sin priorizar la parte superior.
Falta de orientación en ambientes
externos
El no vidente pierde referencias y no
permite su movilización adecuada
Elaboración: Pérez Andrés
Fuente: Pérez Andrés
Delimitación del Problema
Campo: Redes
Área: Telecomunicaciones
Aspecto: Dispositivo de sensores y motores vibradores en sistemas
embebidos con botón de alerta para ayuda a personas no videntes
Tema: Implementación de un dispositivo inteligente de movilidad usando IoT
para personas con discapacidad visual
Formulación del Problema
¿Qué beneficio brindará el uso de un dispositivo inteligente para el
desplazamiento y seguridad de una persona con discapacidad visual, en zonas de
mayor tránsito en la ciudad de Guayaquil?
Evaluación del Problema
Los aspectos generales de evaluación son:
Delimitado: La movilidad de no videntes en ambientes externos es muy
reducida debido a la inseguridad y desconfianza en el trayecto de un lugar a
otro.
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Claro: El dispositivo inteligente trabaja con sensores y vibraciones que
permiten a la persona no vidente detectar obstáculos y emitir alertas y geo
localización a contactos por medio de botón de pánico
Evidente: Este dispositivo es un sistema de apoyo para la movilidad de no
videntes en su desplazamiento.
Concreto: Sirve para ayudar a las personas que adolecen discapacidad visual
en vías transitadas como ayuda en su desplazamiento.
Relevante: El dispositivo inteligente funciona como apoyo en el
desplazamiento de los no videntes identificando objetos por medio de
ultrasonido como ayuda al bastón previniendo accidentes.
Original: Se implementa un dispositivo de sensores, vibradores y placa micro
controlador que identifica los objetos de diferente material, de bajo costo y
ligero, se puede adicionar un módulo inalámbrico para mayor alcance de los
sensores mejorando el rango de visión.
Contextual: Hace uso de tecnologías modernas para el desarrollo de la
sociedad y mejoramiento de la calidad de vida de las personas.
Factible: El dispositivo es económico y está al alcance de cualquier estrato
social, su manejo, instalación y mantenimiento es fácil y se pueden adaptar
otros tipos de componentes.
Objetivos de la investigación
Objetivo General
Diseñar e implementar un dispositivo inteligente usando IoT para mejorar la
movilidad de personas con discapacidad visual incluyendo un sistema con
mensajería de alerta en caso de presentar algún accidente en su
desplazamiento.
Objetivo Específicos
Determinar las necesidades correspondientes a movilidad u orientación de
personas con discapacidad visual.
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Evaluar los componentes de hardware y software, sus características para
ser implementado en el prototipo de movilización para no videntes.
Diseñar e implementar un dispositivo inteligente con micro-controladores,
para personas con discapacidad visual.
Realizar pruebas de funcionamiento del dispositivo inteligente.
Alcance
Diseñar e implementar un dispositivo para personas no videntes con sensores
ultrasónicos para determinar las cercanías de objetos sólidos y amorfos y alertar
por medio de vibradores ubicados en diferentes áreas de un mini chaleco de
elaboración manual para soportar el circuito inteligente y manejar la estética del
mismo, el sistema cuenta con sensores los cuales están programados a una
distancia de detección de máximo 1 metro; las vibraciones se inician en el rango
de cercanía prudente (20cm distancia mínima con obstáculos); todos los
componentes se alimentan de fuentes independientes incluidas en la caja
posterior y con un botón de pánico unido al módulo GSM. La contingencia en
casos de accidentes de las personas no videntes, enviando de un mensaje SMS
o una llamada de auxilio a contactos pre-programados.
Justificación
Conveniencia
El sistema permitirá tanto a personas con capacidad visual reducida y a sus
familiares, tener un dispositivo que permita un mejor desplazamiento en áreas con
mucho tránsito.
Relevancia Social
Sus beneficios están reflejados en la detección de objetos que estén en el
camino de una persona no vidente y evitar contactos involuntarios o que puedan
causarles accidentes.
Implicaciones Prácticas
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Resuelven la deficiencia de movilidad de las personas con discapacidad visual
que no cuenten con acompañantes al andar por vías transitadas, evitando
obstáculos que encuentren en su camino, sirviendo como apoyo al bastón
tradicional.
Utilidad
Será una herramienta tecnológica que funciona como dispositivo tipo IoT que
sirve de apoyo en la movilidad a personas con capacidad visual reducida,
detectando obstáculos que se encuentren en el camino mejorando su calidad de
vida emitiendo alertas en casos de accidentes que se puedan presentar.
Metodología del proyecto
Para la elaboración del proyecto se siguió la metodología PMI, dividida en sus
respectivas etapas para la ejecución. Las etapas consideradas son:
Inicio: En esta fase se definen los objetivos y los alcances de acuerdo a las
necesidades económicas y recursos investigativos en campo tales como
autorizaciones y permisos. En esta fase del proceso se definen todos los
parámetros que se encuentren involucrados a lo largo del proyecto.
Fase 1: Se plantean las problemáticas a considerar en el desarrollo del
dispositivo, realizando un análisis de los diversos elementos del mercado con lo
cual se efectúa un criterio económico para conocer la factibilidad de la aplicación
del proyecto como tal.
Fase 2: El desarrollo contará con los elementos electrónicos, ya seleccionados
de la primera fase, y determinar su eficiencia en un campo interno como en un
ambiente externo, esto por medio de pruebas con personas directamente
involucradas con el tema expuesto.
Fase 3: Se analizarán las preguntas para conocer las opiniones de quienes
estarán interesados en la utilización del dispositivo inteligente llevando al caso de
proyecto factible y económico en el ámbito laboral y comercial. Sus ventajas y
desventajas como tal se mostraran en la etapa de conclusión y recomendación
anexando las proximidades reales del proyecto.
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CAPITULO II
MARCO TEÓRICO
Antecedentes del estudio
En el mercado existen prototipos mecánicos diseñados para las personas con
discapacidad visual, algunos de ellos se pueden ver en proyectos similares
realizados en otras escuelas o instituciones o en equipos y accesorios que se
venden para dar una mejor calidad de vida a estas personas; con el uso de las
TICs, el desarrollo de la tecnología nos permite en la actualidad, tener dispositivos
que convierten a los objetos mecánicos en entidades inteligentes por medio de la
implementación de inteligencia artificial como el caso de vehículos con sistemas
inteligentes capaces de detener su marcha al presenciar un objeto amorfo
(persona) en su camino, por medio del análisis de las señales provenientes de
sensores de algún tipo.
En el Ecuador también se dio inicio a desarrollar este tipo de tecnología de
detección de objetos con el fin de ayudar a las personas no videntes, como por
ejemplo la “Escuela superior politécnica de Chimborazo en la cual sus alumnos
realizaron un diseño de un bastón electrónico para personas no videntes”
(Santillan & Nuñez , 2010), demostrando que es posible acoplar la tecnología a
las personas con discapacidad como ayuda para facilitar sus actividades diarias.
De la misma manera, a nivel internacional se han desarrollado aparatos que
sirven de ayuda a los no videntes, como por ejemplo “los bastones inteligentes”
(TENDENCIAS TECNOLÓGICAS, 2016). Estos bastones están enfocados en
alertar a los usuarios por medio de vibraciones, de la proximidad de un objeto que
se encuentra en su camino, así las personas con discapacidad visual podrán
evitarlo y continuar su trayectoria, estos bastones resultaron un gran apoyo para
los usuarios no videntes por medio del uso de micro controladores.
Con el dispositivo propuesto, las personas no videntes podrán tener mejor
movilidad y seguridad ya que usa múltiples sensores interconectados hacia un
micro controlador Arduino para detectar objetos en varios ambientes y direcciones
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y avisar en caso de accidentes usando la ubicación geográfica del no vidente a
personas de confianza.
Fundamentación teórica
Instituciones públicas en apoyo de personas con discapacidades físicas
Instituto Nacional de Estadística y Censos
El INEC “es una entidad pública que se ejerce como ente para gestionar
estadísticas nacionales con el fin de generar datos avalados de estadística para
el Ecuador y su toma de decisiones públicas” (INEC, 2018).
Esta institución fue creada en la fecha de “7 de mayo de 1976” (Historia del
INEC , 2018). Estableciendo la fusión de Instituto Nacional de Estadística, la
Oficina de Censos y el Centro de Análisis Demográfico.
La presencia del INEC para conocer la cantidad de personas que adolecen
discapacidades físicas siendo estos datos usados para diversos proyectos. La
cantidad dada por la institución en el aspecto de personas con capacidad visual
reducida o ceguera total es de: Para la provincia del Guayas un aproximado de
42.602 y en la provincia de Pichincha aproximadamente 22.585.
“El censo realizado para el año 2010 tomando la segmentación del REDATAM
por parte el INEC, la cantidad de personas con discapacidad visual en el Area
0901 o ciudad de Guayaquil, alcanza la cifra de 43.596 para este Cantón” (Censo
de población y vivienda , 2010).
Consejo Nacional Para La Igualdad de Discapacidades (CONADIS)
El CONADIS es una entidad pública con la finalidad de generar técnicas,
observaciones, también seguimiento, puede ser transversal y rectifica la
evaluación de políticas públicas respecto a las discapacidades que surgen en el
país Ecuador. “Brinda información que sea necesaria para canalizar la
discapacidad en las personas y sus familiares, en la aplicación de medidas de
acción con resultados afirmativos” (Consejo Nacional para la igualdad de
Discapacidades, 2018).
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“Con las asociaciones asociadas al CONADIS, se crean mecanismos
adaptables para las múltiples discapacidades existentes sean estas; Auditiva,
Física, intelectual, psicosocial y visual, que se puede manifestar de muchas
maneras y de grados diferentes” (Ministerio de salud pública , 2018).
Misión
“Formular, transversalidad, observar, realizar el seguimiento y la evaluación de
las políticas públicas en materia de discapacidades, en todo el territorio nacional,
en todos los niveles de gobiernos y en los ámbitos público y privado; con el fin de
asegurar la plena vigencia y el ejercicio de los derechos de las personas con
discapacidad y sus familias; promoviendo, impulsando, protegiendo y
garantizando el respeto al derecho de igualdad y no discriminación” (Consejo
nacional para la igualdad de discapacidades , s.f.).
El CONADIS manifiesta una base de datos respecto a las personas con
discapacidad física, “en especial para las personas no videntes efectuadas con
fecha 02 de Diciembre del 2018, con un total de 7936 personas registradas con
capacidad visual reducida, se puede observar las estadísticas en los anexos de
este documento” (Consejo nacional para la igualdad de discapacidades , 2018).
Instituciones encargadas para personas no videntes
Ecuador cuenta con aproximadamente 20 fundaciones para persona no
videntes, de las cuales se mencionarán algunas de las ellas:
Federación nacional de ciegos del ecuador (FENCE)
Es una fundación sin fines de lucros, fundada para brindar ayuda a las personas
no videntes, “fue fundada el 12 de abril de 1985, según Acuerdo Ministerial No.
801 del 16 de Junio de 1987, con Reforma Estatutaria No.00294 del 24 de
diciembre del 2010” (Federación nacional de ciegos del ecuador, 2017).
Uno de los principales propósitos de la fundación es poder ver el crecimiento o
progreso, que se va manejando durante el tratamiento, y a su vez poder cuidar su
mejoramiento educativo, cultural, económico y social, para las personas no
videntes.
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Misión:
“Somos una organización sin fines de lucro, que impulsa el desarrollo y la
integración social, cultural, educacional y económica de las personas con
discapacidad visual, a través de sus filiales, proyectos y programas que buscan
mejorar la calidad de vida de un conglomerado vulnerable de la sociedad a nivel
nacional; apoyada por instituciones públicas y privadas, nacionales e
internacionales, lo que nos permite brindar productos y servicios de calidad”
(Federación nacional de ciegos del ecuador, 2017).
Asociación de Ciegos de Milagro
El principal objetivo de la fundación es poder ayudar a las personas no videntes
con su desempeño educativo, la cual se dan charlas o reuniones con los
representantes de la asociación de ciegos y su directora del área municipal de
acción social, con la finalidad de lograr cambios positivos.
Asociación de ciegos de Esmeraldas
Es una organización que ofrece ayuda a las personas con discapacidad visual
donde ofrece ciertos servicios como: orientación, aprendizaje del sistema braile,
movilidad, entre otras.
Fundación campamento cristiano esperanza
Es una organización sin fines de lucros, la cual contribuye con el desarrollo
integral de adolescentes, niños/as, y adultos con discapacidad moderadas, se
integra a los familiares y a la comunidad durante el proceso.
Misión:
“Proveer con excelencia y amor cristiano servicios de salud, habilitación,
rehabilitación, educación especial, recreación, trabajo y discipulado espiritual para
niños, adolescentes y jóvenes con discapacidad severa de escasos recursos
económicos, huérfanos y abandonados a fin de que logren independencia e
integración en la sociedad” (Fundacion campamentocristiano esperanza , 2018).
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Conceptualización de causas de la discapacidad visual
“La discapacidad no te define; te define cómo haces frente a los desafíos que
la discapacidad te presenta”. -Jim Abbott.
La capacidad visual reducida o total, se presenta por acontecimientos físicos
congénitos o por su deterioro en el pasar de los años en las personas, para lo cual
se establece a través de definiciones detalladas a continuación:
Discapacidad visual
La discapacidad visual es una dificultad de los ojos, la cual trae como resultados
una visión algo fuera de lo normal. Los ojos empiezan a captar un juego de
sombras o luces, el cual activarán zonas del cerebro que emitirán respuestas
motrices.
“Según estudios realizados, hasta los doce años la mayoría de las nociones
aprendidas se captan a través de las vías visuales, en una proporción del 83%,
frente a los estímulos captados por los otros sentidos, que se reparten entre el
17% de los restantes” (A & V., 2017, pág. 3)
Consta de dos parámetros con respecto a definición visual:
Ángulo visual, como se muestra en el Gráfico 1, va ser el ángulo el cual el ojo
ve.
Gráfico 1
Esquema de discapacidad visual
Elaboración: Amires
Fuente: (Amires, 2018)
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Agudeza visual es decir puede distinguir los objetos a cierta distancia.
Tomando “como referencia que una persona con agudeza visual plena tiene
un 100% de visión, según los parámetros de la OMS, la discapacidad visual
moderada, grave o ceguera se daría para aquel grupo de personas que su
agudeza visual se encuentra entre 0 y el 30% de visión” (Amires, 2018).
Para muchas personas la palabra ciego, hace énfasis a una persona que no
ve, sin embargo, esta discapacidad visual tiene varias definiciones como:
Amaurosis o ceguera total, en otras palabras, quiere decir que es respuesta visual.
“Ceguera Legal, 1/10 de agudeza visual en el ojo de mayor visión, con
correctivos y/o 20 grados de campo visual. Disminución o limitación visual (visión
parcial), 3/10 de agudeza visual en el ojo de más visión, con corrección y/o 20
grados de campo visual total” (Maciel , 2018).
Concepto de ceguera
La ceguera se define a limitaciones demasiado fuertes a la función visual. Es
decir, son personas que no ven absolutamente nada o tienen muy poca captación
de luz, son capaces de poder distinguir entre oscuridad y luz, pero no la forma del
objeto. Son personas que con una mejor corrección podrían distinguir algo,
aunque sería dificultoso para ellos ya que algunas cosas tendrían que verlas de
cerca.
“La ausencia de percepción de luz no se debe confundir con sensaciones de
deslumbramiento que son sensaciones producidas cuando la luminosidad externa
es muy exagerada es decir muy fuerte o por destellos luminosos debido a la
actividad eléctrica retiniana o cortical” (Deisy Del Carmen, 2015, pág. 17)
La agudeza visual básicamente es la capacidad visual para ver de forma
detalladas los elementos, es decir va poder diferencia dos estímulos visuales y
poder percibir en un determinado ángulo. Además de que depende del estado de
corteza visual y vía óptica, ya que la visión es el procedimiento el cual está
compuesta por información recibida por el sistema óptico, procedimiento el cual
va a influir con el factor neuronal. “La ceguera relacionada con la edad y la debida
a la diabetes no controlada están aumentando en todo el mundo, mientras que la
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ceguera de causa infecciosa está disminuyendo gracias a las medidas de salud
pública” (Organización mundial de la salud , 2018).
Concepto de baja visión
Básicamente la baja visión, es cuando hay pérdida de una cierta cantidad de la
vista, la cual dificulta la realización ciertas actividades. “Provoca una disminución
de la agudeza visual (inferior a 0,3), que es la capacidad de percibir, detectar e
identificar objetos; y también una reducción del campo visual (inferior a 30 grados
de amplitud), que es el ángulo del espacio que el ojo puede captar” (Medical Optica
, 2017). Además de que su funcionamiento no mejora con ninguna cirugía o
mediación.
Sus manifestaciones de la baja visión son:
1. Reducción de sensibilidad.
2. Reducción visual menor a 20 sobre 60 en el mejor ojo (Medical Optica , 2017).
3. Campo visual reducido.
Clasificación de baja visión
La clasificación de baja visión nos va a permitir trabajar en educación:
Baja visión severa o grave: Las personas con poca visión perciben la luz, es
necesario que aprendan braille para poder escribir y leer.
Baja visión moderada: Estas personas son capaces de diferenciar elementos
tanto medianos y grandes en movimiento.
Baja visión leve o no discapacidad visual: Las personas son capaces de
poder percibir símbolos y objetos pequeños.
Se consideran ciertas recomendaciones respecto a estas clasificaciones que
están sujetas a relatividades y variaciones.
“Sin embargo, la baja visión no es un defecto visual en sí mismo, sino que
engloba diversos problemas visuales con orígenes o causas muy diversas pero
que generan efectos similares, ya que afecta a nuestra agudeza o campo visual.
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Algunos de estos causantes pueden ser cataratas, degeneración macular,
glaucoma, retinosis pigmentaria, etc” (Medical Optica , 2017).
Causas de discapacidad visual
Es importante tener conocimiento de sus causas y de donde se origina esta
discapacidad visual, es muy importante conocer su motivo, ya que, se puede
establecer medidas de prevención, se podrá evitar situaciones degenerativas que
van a disminuir su función visual y su limitación de orientación, movilidad e incluso
su independencia, en las actividades que realizan durante el día a día.
“Según datos de la Organización Mundial de la Salud (OMS) se estima que el
80% de la discapacidad visual es prevenible o curable con el tratamiento,
incluyendo aquellas provocadas por cataratas, infecciones, glaucoma, errores de
refracción no corregidos, ciertos casos de ceguera infantil, etc” (Psicologia y mente
, 2018).
“Esta discapacidad se presenta en varios factores, tales como: la parte del
funcionamiento del proceso u órgano de su visión que se verá afectado, aunque
normalmente, la más común es la que afectan al globo ocular” (Ribón , 2015, pág.
20).
CUADRO N. 2
Causas de discapacidad visual reducida
Descripción Detalle
Congénitas
Microftalmia se debe al escaso aumento de
globo ocular.
Atrofia del nervio óptico es por la
degeneración nerviosa.
Toxoplasmosis es la infección vírica.
Cataratas congénitas trata de cristalino
opaco.
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Hereditarias
Miopía degenerativa
Retinitis pigmentaria
Albinismo
Glaucoma congénito
Atrofia del nervio óptico
Adquiridas /accidentes
Cataratas traumáticas
Hidrocefalia
Infecciones diversas del sistema circulatorio
Estasis papilar
Diabetes
Víricas/toxicas /tumorales
Neuritis óptica
Histoplasmosis
Meningitis
Rubeola
Elaboración: Universidad de San Buenaventura Seccional Cartagena
Fuente: (Ribón , 2015, pág. 20)
Personas con discapacidad visual
Una ventaja en la mayoría de las personas e incluso para los profesionales, el
bastón es un objeto robusto con el cual, las personas con discapacidad visual se
identifican y les sirve para poder detectar los objetos que se encuentre en un radio
de cercanía.
Orientación y Movilidad de las personas no videntes
El aspecto, de orientación y movilidad, es muy importante dentro de la
rehabilitación funcional de las personas con limitación visual. La preparación
ayudara a las personas no videntes a saber dónde se encuentra ubicado y hacia
donde desear ir. Además, ayudara a la persona a tener un mayor movimiento en
ambientes externos y de fluidez vial.
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Deben aprender a tener los siguientes enfoques:
Las técnicas de protección propia.
Tener concientización de sus sentidos.
Técnicas de enseñanzas del correcto uso del bastón.
Capacidad del sentido de orientación de las cosas y lugares de forma eficaz.
Tener conciencia de los objetos que existen en el paso.
El movimiento independiente de las personas.
La preparación en movilidad y orientación se debe llevar a cabo mediante el
aprendizaje y así adquirir manipular las destrezas físicas y las habilidades que
conlleven dicha preparación. Las personas no videntes, deberán realizar ejercicios
continuos y repetitivos para así tener una mayor seguridad y movilidad.
Orientación
Trata de un procedimiento el cual la persona no vidente usa los demás sentidos
restantes para poder fijar su posición en relación a los objetos que se encuentra a
su paso. En este proceso aprenderá de forma intelectual, mental y a ser
perceptivo.
De manera que la persona con poca visión deberá ser preparada, para que
sepa orientarse y así mediante esfuerzos, la persona podrá interactuar con un
grupo social, de manera satisfactoria o segura.
Se debe tomar en cuenta que las personas con poca visión reconocen la
mayoría de los objetos por medio del tacto. Para poder orientar a las personas no
videntes debemos tomar en cuenta algunas recomendaciones:
Se debe practicar en un ambiente que conozca la persona no vidente, como,
por ejemplo, su casa.
Relacionarse los objetos conocidos con los puntos cardinales, como, por
ejemplo, al norte se encuentra tu cama, etc.
Tener una refencia a la orientación de donde se encuentra ubicado su cuerpo,
como, por ejemplo, si a la izquierda se encuentra la cocina, ventana, etc.
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Con la ayuda del sol puede orientarse, ya que, al momento de conocer la hora
y los puntos cardinales, puede distinguir como por ejemplo, si el sol le da en
toda la cara es porque se encuentre frente al oriente.
Mecanismos para movilidad de personas no videntes
Bastones
Son varas ligeras usadas por personas con discapacidad visual para el
desplazamiento y su orientación en las calles, permitiendo la detección de objetos
y así poder esquivarlos. Esta idea de pintar los bastones surgió por el inglés,
James Biggs, usando un bastón de color blanco para ser notorio entre la multitud
y dar a conocer su discapacidad visual.
Existen diversos tipos de bastones para identificar a personas no videntes e
informar a otras personas de su condición actual, debido a ello, los bastones
pueden presentarse por sus colores, detallado a continuación;
CUADRO N. 3
Diferentes tipos de bastones
Color de bastón Usado por
Blanco Personas con ceguera total
Rojo y blanco Personas sordo-ceguera
Verde Personas con Baja Visión (“determinado por la
Ley en el País de Argentina en 2002” (Ministerio
de justicia y derechos humanos , s.f.))
Amarillo Personas con Baja Visión (Otros países de
Latino América)
Elaboración: Workd federation Of The Deafblind
Fuente:(WFDB, 2019)
Perros Guías
Sin duda el mejor amigo del hombre y además, pueden ser un complemento
de ayuda psicológico y físico de mayor apoyo para personas no videntes. Estos
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cachorros, brindan su energía para niños como para adultos controlando la zona
perimetral de la persona que ellos guían.
“El municipio de Quito en la Ordenanza Municipal N° 048, en conjunto con la
Ley de Orgánica de Discapacitados determina el uso de perros guías en medios
de transporte, sitios públicos y privados” (Quito alcaldia, 2017).
Se ha diversificado los campos de uso a los canes guías, para lo cual, la
siguiente tabla muestra aspectos generalizados;
CUADRO N. 4
Diversa funcionalidad en los campos de los canes guías
Tipos de perros guías Función
Perro de asistencia Son canes de compañía de por vida
para las personas con discapacidad.
Perro terapéutico Son canes especializados para asistir
en compañía de programas
terapéuticos
Elaboración: Perros guias
Fuente: (Quito alcaldia, 2017).
Ventajas
Estos amigos son identificados por las demás personas por el arnés en sus
cuerpos y sus múltiples reconocimientos, tales como;
Responsabilidad de guiar a la persona que acompañan,
No mantiene agresividad,
Son precavidos con su entorno
No realizan sus necesidades biológicas en cualquier lugar.
Desventajas
Aun a pesar de adquirir un can guía para contribuir con una noble causa a
personas que adolecen discapacidades, representan condiciones a ser
consideradas;
21
Su alimentación, en ciertos casos, es más especializada para un mayor
rendimiento.
Su cuidado de salud es más estricto y de mayor prioridad.
Muchas instituciones rescatan a perros y los entrenan para una interacción
con personas como canes guía, y adicionan esta acción a la sociedad sin fines
de lucro.
Áreas informáticas con relación
Esta sección se presenta para el conocimiento de aspectos informáticos
involucrados en el proyecto, estas áreas pueden ser;
IoT o Internet en las cosas
IoT trata de “un sistema de dispositivos de computación interrelacionados,
máquinas mecánicas y digitales, animales, objetos” (TechTarget, 2018) o
individuos que consta con identificadores exclusivo, se puede notar en el Grafico
2 una interacción de los servicios de IoT. El IoT evalúa y relaciona datos de
elementos en personas u artefactos para determinar su utilización.
Llevar un control y monitoreo de personas que constan con implante de monitor
de corazón o sensores incorporados en el automóvil para alertar a las personas
que la presión de sus neumáticos es demasiado baja, ya sea para cualquier objeto
tanto como natural o artificial (como, por ejemplo, cuando se le asigna una
dirección Ip y para poder darle la capacidad de poder transferir los datos a través
de la red).
22
Gráfico 2
Iot o internet en las cosas
Elaboración: Prometeus
Fuente: (Prometeus, 2018)
El internet de las cosas ha evolucionado desde las tecnologías inalámbricas,
micro servicios e internet, el sistema micro-electromecánicos, ente otros. Han
permitido que los datos no estructurados creados por las maquinas sean
examinados con el objetivo de mantener cierto tipo de información en específico
para impulsar mejoras, esto por medio de su convergencia, la cual ayudo a destruir
las paredes de silos entre la tecnología de la información y la tecnología operativa.
Beneficios de internet de las cosas
Eficiencia operativa: Los mayores beneficios que ofrece IoT es su eficiencia,
la cual muchas de las empresas la utilizan mediante un procedimiento para los
procesos de fabricación y negocios, y así controlar de forma remota todas las
operaciones y adquirir optimizaciones necesarias para sus cadenas de los
suministros y conservación de sus recursos.
Nuevos modelos de ingresos o negocios: IoT está dando oportunidades a las
empresas de generar nuevos servicios para sus bases de información y para
los datos sensoriales en tiempo real.
23
Experiencias de cliente mejoradas: IoT nos ofrece crear muchas experiencias
agradables para el cliente en ámbitos del mundo físico, como la parte digital.
Productividad de la fuerza laboral: La IoT impulsa la productividad laboral
siendo más satisfactoria en muchos de los aspectos, ayudando así a los
empleados a obtener la mejor toma de decisiones para que el cumplimiento
ciertas tareas sea reducido.
Ventajas y desventajas de internet de las cosas:
Ventajas
Dinero y productividad: Esta es una de las mayores ventajas que cuenta IoT.
Esta tecnología suplantara en la mayoría de las actividades a las personas e
incluso puede realizar un mejor monitoreo y/o dar el mantenimiento adecuado
respectivo.
Facilidad de seguimiento: Permite realizar un seguimiento de cantidad, como
de calidad de los productos.
Velocidad de análisis de datos: Todos son beneficiados con la capacidad de
extraer y manipular información de datos generados.
Rastreo: Al contar con un sistema de rastreo, se analiza con que tipos de
productos cuentan, como por ejemplo el día de su caducidad, etc. Les facilita
a las personas su labor social en su entorno laborable.
Desventajas
Con el avance de estas macro-conexiones con los dispositivos inteligentes, nos
conlleva a ocasionan varios percances, las cuales se presentarán a continuación:
Compatibilidad: No cuenta con un estándar para saber su etiquetado y
monitoreo con sensores.
Complejidad: Hay muchos problemas respecto al mal funcionamiento de
sistemas muy complejos.
Privacidad: IoT tiene un gran problema con respeto a la privacidad, toda la
información debería ser cifrada para poder proteger la situación financiera o
de salud.
24
Seguridad: Esta es una de las mayores desventajas que cuenta IoT, la cual
hay información que no va cifrada y los métodos de seguridad son demasiados
débiles.
Casos de internet de las cosas
IoT tiene un gran impacto en varias industrias y sus líneas de negocios. Estos
sectores son los que lideran el camino:
Fabricación: IoT va avanzando y cambiando muchas cosas en el mercado.
Los fabricantes que utilizan IoT y su comunicación M2M para poder desarrollar
su automatización industrial y así prevenir las fallas que se presenten en los
equipos.
Transporte: Estos sistemas de transporten inteligentes facilitan la translación
de individuos y los bienes en todas partes del mundo. También se utilizan miles
de los sensores IoT en los aviones, buques, vehículos, etc, para así optimizar
todo el sistema.
Industria automotriz: Las empresas de automóviles utilizan IoT, para ayudar
a los conductores de automóviles inteligentes a poder evitar accidentes, poder
prever ciertos problemas al momento del mantenimiento y más.
Dispositivos para personas con capacidad visual reducida desarrollados
de manera nacional o internacional
Los artefactos que se han desarrollado para el mejoramiento del bienestar de
personas no videntes en el mundo se tienen como resultado varios destacados en
el medio para esta finalidad, tales como;
Gafas “inteligentes” para personas con discapacidad visual reducida
Hay gran cantidad de persona no videntes, para ello se llevó acabo unas gafas
inteligentes como está presente en el gráfico 3, desarrollada por la “Universidad
de Oxford aprovechan esa visión residual de los ciegos para permitirles orientarse
y navegar a través de entornos desconocidos” (Openmind, 2015). Consta de un
sistema de software y de cámaras para poder detectar las advertencias, al
encontrar un elemento cerca de la persona no vidente.
25
Gráfico 3
Gafas “inteligentes” para personas con discapacidad visual reducida
Elaboración: El heraldo
Fuente: (El heraldo, 2016)
Bastón inteligente para personas no videntes
“El bastón inteligente, le permitirá a la persona no vidente detectar un objeto
que amenace la vida de la persona, a través de un innovador sistema de vibración
colocado en la muñeca” (Tendencia Tecnológicas , 2015). Una de las claves de
este sistema es poder ajustar ciertas características para cada una de las
personas ya sea en altura, anchura de hombros, etc. La detección de estos objetos
se va realizando a través de un conjunto de sensores.
Se llevó a cabo este proyecto por la “Cátedra de Investigación en Retinosis
Pigmentaria Bidons Egara y el grupo de Neuroingeniería Biomédica de la
Universidad Miguel Hernández (UMH) de Elche, coordinados por el profesor
Eduardo Fernández, la cual se llevó a cabo este bastón inteligente para ayudar
con la movilidad para las personas no videntes” (Tendencia Tecnológicas , 2015).
Este bastón tiene incorporado un micro controlador que permitirá detectar a
distancia a la persona, en funciones a las características físicas, densidad de
ocupación y velocidad de movimiento, le permitirá adaptarse en zonas con gran
dificultad, espacios cerrados, etc. Como se muestra en el gráfico 4. Además de
que su batería es recargable con una alta capacidad.
26
Gráfico 4
Bastón inteligente para personas no videntes
Elaboración: Tendencias tecnológicas
Fuente: (Tendencia Tecnológicas , 2015).
Cinturón y manillas vibradores para personas no videntes
El cinturón le va a permitir a las personas no videntes, mediantes sensores de
acercamiento el detectar cierta distancia a media altura en 3 dimensiones:
izquierda, derecha y al frente, para mayor precaución o movilidad de las personas.
Uno de los objetivos es que ofrece seguridad al momento de que pueda
movilizarse el no vidente, pudiendo así disminuir las limitaciones con su entorno.
Cada uno de los elementos cuenta con un sistema de alimentación propia, y a su
vez un tono de encendido y apagado.
“El dispositivo tiene dos manillas la cual cada uno tiene sensor ultrasónico, que
detectara los elementos que se encuentren al andar en ambientes exterior a sus
hogares. Además, trabaja con pro micro y para el procesador central de la manilla,
se utiliza PIC 18F2550 para verificar la carga de la batería y una chicharra para
notificarle a la persona su carga completa de la batería de 3.7 voltios”
(Rivadeneira, 2016). (Grafico 5).
27
Las pruebas del funcionamiento se realizan en un ambiente abierto o cerrado,
sin luz y con luz.
Gráfico 5
Cinturón y manillas vibradores para personas no videntes
Elaboración: Universidad Técnica del Norte.
Fuente: (Rivadeneira, 2016)
Componentes en comparación para el dispositivo inteligente
Arduino Uno
Arduino Uno está compuesto de un hardware y software para el diseño de
dispositivos electrónicos programados, gracias a su facilidad de configuración y
bajo precio. Es una de las plataformas agradables para los profesionales.
Arduino Uno R2
La placa arduino uno R2 consta de las siguientes características:
28
Gráfico 6
Placa Arduino UNO R2
Elaboración: Aprendiendo a manejar Arduino
Fuente: (Aprendiendo Arduino, 2016)
CUADRO N. 5
Características Arduino Uno R2
Componentes Descripción
Voltaje de entrada 7V – 12V
Memoria flash 32 KB (de los cuales 0.5KB son de
arranque)
Pines analógicos de entrada 6
Pines pwm i/o 6
Voltaje de entrada(max) 6V – 20V
Microprocesador Atmega328P
Corriente dc para i/o 40mA
Corriente dc para pin 3.3v 50mA
1 eeprom 1KB
Pines digitales 14
Elaboración: NKC Electronics
Fuente: (NKC Electronics, 2018)
29
Arduino Uno R3
El arduino Uno R3 es una placa electrónica incorporando un microcontrolador
ATMEGA328. Consta de 14 pines digitales de salida y entrada, para la cual, 6
pines usados para salidas PWM y 6 pines de entrada analógica. La placa tiene un
puerto serial, mediante el cual se puede configurar su funcionamiento. Es
recomendable que la fuente de alimentación de la placa sea de 7v a 12v
(Sparktun/Start something, 2017).
CUADRO N. 6
Características de la placa Arduino Uno R3
Características técnicas
Componentes Descripción
Digital i/o pins 14 (de los cuales 6 son salida PWM)
Voltaje 5V
Microcontrolador ATmega328
Voltaje de entrada (limites) 6-20V
Voltaje de entrada
(recomendado)
7-12V
Entradas analógicas 6
Eeprom 1 KB (ATmega328)
Clock Speed 16MHz
Sram 2 KB (ATmega328)
Flash memory 32 KB (ATmega328) de los cuales 0.5 KB
son utilizados para el arranque.
Elaboración: Sparktun
Fuente: (Sparktun/Start something, 2017)
30
Gráfico 7
Detalle de la placa Arduino uno R3
Elaboración: Aprendiendo a manejar Arduino
Fuente: (Aprendiendo Arduino, 2016)
Descripción de cada uno de los componentes de la placa Arduino Uno
CUADRO N. 7
Componentes de la placa Arduino Uno R3
Componentes Descripción
AREF Representa la refencia analógica, la mayoría de las
veces se puede dejar este pin solo. A veces se usa
para establecer un voltaje de referencia externo (entre
0 y 5 voltios) como el límite superior para los pines de
entrada analógica.
Led - carga Este LED debe encenderse siempre que se conecte el
arduino a una fuente de alimentación.
Botón reset Al presionarlo se conectará temporalmente el pin de
reinicio a tierra y reiniciará cualquier código que este
cargado en el arduino.
31
Tx rx led Tx es corto para transmitir, RX es corto para recibir
(estos led nos darán indicaciones visuales cada vez
que nuestro arduino esté recibiendo o transmitiendo
datos.
Gnd Abreviatura de “Tierra”. Hay varios pines GND en el
arduino, cualquiera de los cuales puede ser utilizada
para conectar a tierra el circuito.
14 terminales digitales
de e/s (6 terminales
pwm) – (5v, 40ma)
Están situadas en la parte de arriba de la placa, van del
0 hasta el 13, este último pin lleva una resistencia
interna incluida. La señal digital puede estar encendida
o apagada (LOW o HIGH). Los pines cero y uno se
pueden utilizar para cargar el programa en la placa.
Como por ejemplo, se puede utilizar para parpadear un
Led o como entrada de un pulsador. PWM estos pines
actúan como pines digitales normales (3, 5, 6, 9,10 y
11), pero también se pueden ser usados para algo
llamado modulación de ancho de pulso.
Atmel atmega328p
(microcontroller)
Es un escudo bien configurado, puede leer el voltaje
del pin instrucción IOREF y seleccione la fuente de
alimentación adecuada o habilitar traductores de
voltaje en las salidas para trabajar con el 5V 3.3. V.
Led – alimentación Este LED debe encenderse siempre que se conecte el
arduino a una fuente de alimentación.
6 entras analógicas
(0-5 v 10-bit adc)
Son los pines A0, A1, A2, A3, A4 y A5, la cual se
utilizan para una señal de entrada de un sensor
analógico, tipo un sensor de temperatura, que da un
valor variable. También se pueden utilizar como pines
digitales.
Voltaje entrada 9v Pin de fuente regulada de 9v.
Voltaje salida 3.3 – 5v Por este pin suministra 3.3 – 5V
32
Elaboración: Sparktun
Fuente: (Sparktun/Start something, 2017)
Ventajas y desventajas de la placa arduino uno R3
Ventajas
Bajo costo.
Multi-plataforma.
Su procesador trabaja con micro controlador.
Entorno de programación directo y simple.
Código abierto y software ampliable.
Desventajas
La programación no realiza ensamble.
Le quita la flexibilidad a proyectos ya que viene ensamblada.
Sensores
Sensores ultrasónicos
Los sensores ultrasónicos se caracterizan por su excepcional versatilidad y
fiabilidad. Se usan para desarrollar ciertas tareas complejas vinculadas con la
medición de nivel o detección de objetos. Estos equipos son demasiado
resistentes, la cual es ideal para las condiciones mucho más difíciles. Solo se
limpia la superficie mediante las vibraciones.
Se usan con mayor frecuencia de manera para detección directa. “Se utiliza un
único transductor ultrasónico como emisor y como receptor, y suele encontrarse
Regulador de voltaje Sirve para controlar la cantidad de voltaje que se deja
entrar a la placa arduino.
Usb 5v Sirve para cargar la programación y también de fuente
de alimentación para la placa.
Adaptador dc (7 – 12v) Sirve como fuente de alimentación para la placa y es
recomendable que el adaptador tenga entre 7v a 12 v.
33
alojado en la misma carcasa que el sistema electrónico de evaluación” (Pepperl ,
2018). Los ultrasónicos miden distancias por el uso de las ondas ultrasónicas.
Además de ser detectores de a proximidad que van trabajando
independientemente de roces mecánicos y poder detectar objetos a grandes
distancias o poco centímetro. Lo que va a realizar el sensor es poder emitir el
sonido y a su vez medir el tiempo que se va a tardar la señal en poder regresar.
Características de los ultrasonidos
“La frecuencia del sonido que está por encima del límite audible humano se
conoce con el nombre de ultrasonido. El límite más bajo esta aproximadamente
en los20kHz” (Montes , 2012, pág. 3).
Generalmente estos sensores disponen de forma de reflexión directa, donde
tanto el emisor, como el receptor se ubican en un mismo cuerpo. Además,
disponen de las barreras ultrasónicas, que contiene el receptor y el emisor en
elementos separados.
Funcionamiento de ultrasonidos
Este sensor se puede dividir en tres módulos, la unidad de evaluación,
transductor ultrasónico y la etapa de salida. “El transmisor ultrasónico emite ondas
sónicas en el rango inaudible a cualquier frecuencia, generalmente entre 30 y 300
kHz” (Montes , 2012, pág. 3).
Ultrasónicos hc - sr04
El sensor nos va a brindar mediciones a distancias entre los 2cm-450cm.
Consta con un ángulo menor a 15° grados y para una precisión aproximadamente
de +-3mm. (Grafico 8 anexado).
Tiene una alta frecuencia, la cual las personas no pueden percibirlo, su
frecuencia es aproximadamente de 40 KHz. Además de que cuenta con dos
partes: el primero detectara el eco y un transductor que va a crear un sonido
ultrasónico.
34
Gráfico 8
Modulo Sensor Ultrasónico Hc-sr04
Elaboración: Mgsystem
Fuente: (Mgsystem, Mercado libre , 2018)
Característica Modulo Sensor Ultrasónico Hc-sr04
CUADRO N. 8
Componentes del sensor ultrasónico Hc-sr04
Componentes Descripción
Conexiones Vcc, Trigger, Echo, GND
Voltaje de operación 5v
Rango de medición 2cm-400cm
Precisión ±3mm
Corriente de alimentación 15mA
Frecuencia de pulso 40 Khz
Angulo efectivo de medición <15º
Señal de disparo 10uS
Dimensiones del módulo 45mm/20mm/15mm (largo/ancho/alto)
Elaboración: Mgsystem
Fuente: (Mgsystem, Mercado libre , 2018)
35
Ventaja y desventaja de los sensores ultrasónico
Las ventajas de los sensores ultrasónicos son los siguientes:
Detección de los elementos muy independientemente del color o material.
La detección del rango es parcialmente amplia.
Fácil detección de elementos transparentes.
Parcialmente insensible al polvo y a la suciedad.
Disponibilidad de versión programable.
División a voluntad, en la zona de detección.
Detección sin algún contacto con los puntos de conmutación para el
requerimiento de variable.
Las desventajas de los sensores ultrasónicos son los siguientes:
El sensor de proximidad reacciona de forma lenta, su frecuencia de
conmutación máximo es de 1 y 125 Hz.
Si se usa los sensores ultrasónicos para su superficie de forma inclinada, el
sonido se va desviando. “Es importante que la superficie del objeto a reflejar
esté dispuesta perpendicularmente al eje de propagación del sonido, o bien,
que se utilicen barreras ultrasónicas” (Montes , 2012, pág. 5)
Los costos de los sensores de proximidad ultrasónicos son mucho más caros.
Infrarrojo
Este componente o driver, funciona en manera de envío y recepción por medio
de la reflexión de luz al chocar con un objeto, determinado en infrarrojo para poder
ser visible a la vista humana. Al trabajar este infrarrojo, puede cambiar su estado
lógico ente 1 y/o 0 en un pin de salida.
Se constituyen de un led y un fotodiodo, el cual es emisor de la luz infrarrojo y
el otro que recibe, respectivamente al encontrar un objeto en algún punto de
impacto en distancias entre 2 a 60cm. Se presenta en el grafico 9.
36
Gráfico 9
Infrarrojo
Elaboración: Mgsystem
Fuente: (Mgsystem, s.f.)
Además, están los pines VCC, GND y OUT. Estos alimentados por medio de
VCC con 5V, GND y el OUT hacia el Arduino a usar.
Características detalladas del componente del Infrarrojo
CUADRO N. 9
Detalle de los componentes del infrarrojo
Componentes Descripción
Obstáculos Se encenderá un led verde
Distancia(max) 60cm
Dimensiones 3.1 x 1.5cm
Voltaje a trabajar 3.3V – 5V
Angulo a detectar 35 °
Elaboración: Techshop
Fuente: (Techshop , s.f.)
Módulo SIM900
“Módulo ultra compacto e inalámbrico presentado por SimCOM trabajando con
tecnologías como GSM / GPRS potenciado por un solo chip y de bajo rendimiento
37
de energía eléctrica. Condicionado por la dimensión de tamaño con menor espacio
físico, delgada y compacta” (SIMCOM, 2017)
Cuenta con protocolos TCP/IP permitiendo su conexión más estable a través
de la internet gracias a sus comandos AT y el manejo de tarjeta SIM por medio del
zócalo incluido en su diseño. Gráfico 10 muestra su estructura.
GSM
El GSM (Global System for Móvil Communications) es el sistema de
comunicación de segunda generación que se usa en celulares móviles. Su
funcionamiento es de transmisión de voz, a su vez también permite la transmisión
de datos (SMS, MMS).
Ventajas y desventajas GSM
Cobertura extensa: GSM es generalizado en toda la tierra, además opera en
sus diferentes bandas de frecuencia.
Gran cantidad y variedad de celulares, ya que la mayoría de los teléfonos
operan en GSM.
No hay cargos por roaming en llamadas internacionales.
Ancho de banda lento, es decir que al momento que haya suficientes personas
puede haber interferencias.
Causa interferencia electrónica, puede haber interferencia con los elementos
electrónicos, como audífonos y marcapasos.
GPRS
La tecnología de conectividad GPRS (General Packet Radio Service) se
establece como una mejora para al GSM debido al soporte de mensajería de texto
(SMS), de multimedia (MMS) y trabaja con correo.
“Es una extensión mejorada del GSM basada en la transmisión por paquetes
que, ofreciendo una mayor eficiencia para las comunicaciones de datos,
especialmente en el campo de accesibilidad a Internet” (Prometec, 2018).
38
El Módulo Chip GPRS GSM900 integra:
Micrófono
Status LED
Software serial
Hardware serial
Conector de antena
Selector de alimentación
Selector de puerto serial
Net light
Pulsador de encendido
Adaptador DC
Terminales de aceptación a arduino
Uart de sim900
Parlante
Terminales GPIO (Entrada/Salida de Propósito General), PWM (Pulse Width
Modulation) y ADC (convertidores analógicos a digitales).
Gráfico 10
Detalle del módulo chip GPRS GSM900
Elaboración: Módulo SIM900
Fuente: (Modulo Gsm Shield, s.f.)
39
Módulo GPS
Módulo GPS (Sistema de posicionamiento global), “este sistema está
conformado por muchos satélites que se encuentran a kilómetros fuera de la
atmosfera terrestre y que continuamente están enviando señales a la Tierra por
medio de radiofrecuencias” (Tech make electronics , 2019). GPS se lo utiliza más
en dispositivos móviles, y por ende obtiene una buena señal de GPS que en un
sistema GPS por sí solo. Gráfico 11 muestra su estructura.
Módulo GPS Neo - 6m/ v2
Módulo GPS, está basado en un receptor de marca Ublox modelo NEO-6M, el
cual incluye una antena de cerámica para ponerla directamente encima PCB, por
el cual ya viene totalmente listo para utilizarla sin pedir más accesorios
adicionales.
CUADRO N. 10
Características Modulo GPS NEO - 6 M/V2
Características Descripción
Voltaje de alimentación 3.0 a 5.0 Volts
Voltaje en pines de comunicación 3.3 Volts
Antena Cerámica activa incluida
Interfaz UART /Comunicación asíncrona
Led Indicador de señal
Compatibilidad Mayorías de las librerías para GPS
Tamaño de antena 22x22mm
Tamaño de modulo 23x30mm
Baudrate 9600
Sistema de coordenadas WGS-84
Sensibilidad de captura -148 dBm
Sensibilidad de rastreo -161 dBm
Máxima velocidad 515 m / Seg
Máxima altura medible 18000
Exactitud 1 micro segundo
40
Frecuencia receptora L1 (1575.42 Mhz)
Tiempo de inicio primera vez 38s en promedio
Tiempo de inicio 35s en promedio
Elaboración: Electronilab
Fuente: (Electronilab, 2019)
Gráfico 11
Modulo GPS NEO-6M/v2
Elaboración: Electronilab
Fuente: (Electronilab, 2019)
Módulo GPS - I2c
Modulo GPS - I2C es un tablero de adaptación de GPS para su controlador
de vuelo 328P MWC. El gráfico 12 muestra el componente.
CUADRO N. 11
Características Módulo GPS - I2C
Características Descripción
Microcontrolador ATMEGA 328P
Puerto FC2 para ISP y FTDI
Dimensión 26X20X5mm
Peso 2.4 g/ 6.3 g
2 molex 1.25 mm toma / 4 Pines para
receptor GPS
41
Diámetro del agujero
3.1 mm El paquete incluye:
1x Módulo NAV
1x Cable UART 4Pin (a GPS) 200
mm
1x Cable I2C 4Pin (a FC) 100mm
Elaboración: GPS – I2C
Fuente: (I2C-GPS, s.f.)
Gráfico 12
Modulo GPS - I2C
Elaboración: GPS – I2C
Fuente: (I2C-GPS, s.f.)
L293D
“Este es un componente que maneja 4 canales con lo cual se proporciona una
salida de corriente por los 600mA dado por cada canal. Alcanza picos de 1.2 A.
controlados por una señal de TTL habilitando una señal que se dispondrá en los
pares de canales ya sea, para conectarse o desconectar salidas” (Jesus, 2017).
42
Gráfico 13
Módulo L293d
Elaboración: Electronics.
Fuente: (Electronics, 2018)
Debido a su existencia en el mercado electrónico, para circuitos lógicos y en
general con el micro controlador. Una de sus funciones principales radica en
entregar corrientes las cuales logran ser bidireccionales y para este trabajo
presente, su resultado de manejo de motores es lo más esencial manejando la
velocidad de los mismos.
Características del módulo L293d
CUADRO N. 12
Detalle del componente L293d
Componentes Descripción
Encapsulado 16 pines
Corriente de salida x canal 600mA
Alimentación 45 a 36 VDC
Voltaje de entrada(max) 7 V
Voltaje de salida(max) -3V a VCC2 +3V
Temperatura 150 C
Pico de corriente de salida ± 1,2 A
Elaboración: Motores de CC con L293D
Fuente: (Jesus, 2017)
43
Motor de vibración de 3.3v
Este mini motor de vibración se trata de un indicador no audible. Gráfico 14
muestra el componente.
Gráfico 14
Motor de vibración
Elaboración: Tecnología robótica
Fuente: (Robotica, 2018)
Características del mini 1020
CUADRO N. 13
Características del mini 1020
Componente Descripción
Voltaje nominal 5.0V DC
Velocidad nominal de rotación Min 900 RPM
Diámetro del motor 10 mm
Espesor del motor 2 mm
Longitud del cable 10 mm
Voltaje de arranque DC 3.7 v
Resistencia de aislamiento 10mohm
Compatibilidad Arduino Uno/ R3/ Arduino mega 2560
Corriente nominal Max. 60 mA
Corriente de arranque Max. 90 mA
Proyectos ideal Arduino DIY
Elaboración: Tecnología robótica
Fuente: (Robotica, 2018)
44
Baterías
La batería recargable tiene vida útil extra para cualquier dispositivo. Para ello se
presentan las características más notorias de este elemento. Gráfico 15
demuestra uno de los componentes del mercado.
Característica de baterías recargables de 3.7v
CUADRO N. 14
Característica de baterías recargables
Componente Descripción
Capacidad 5000 MA
Voltaje 3.7 V
Química Li-ion
Tamaño del articulo 33X15 mm
Peso 20g
Elaboración: Tecnología robótica
Fuente: (Robotica, 2018)
Gráfico 15
Baterías recargables
Elaboración: Tecnología robótica
Fuente: (Robotica, 2018)
45
Diseño estético del prototipo
Material para la elaboración del diseño estético
El mercado está lleno de componentes que ofrecen buenas características para
realizar el diseño adecuado para este prototipo. Se presentan algunas opciones a
considerar:
Impresiones 3D
ABS
Este material permite moldear los diseños tridimensionales en cuanto a su
resistencia incluyendo una mejor facilidad de combinación.
Usado en muchos campos de ingeniería por sus propiedades de conservar o
acondicionarse a la temperatura en base al calor y su tensión en resistencia.
Este tipo de material se representa de ciertas propiedades que otorgan su
presencia en proyectos, tales como:
CUADRO N. 15
ABS
Butadieno Estireno
Resiste impactos Fluidez de procesos
Bajas temperaturas Mantiene brillo
Permite fusiones Gran rigidez
Elaboración: Pérez Andrés
Fuente: Pérez Andrés
Foamix EVA
Este material es aplicado en moldes flexibles y de fácil confección debido a su
termoplástico (moldeable con altas temperaturas de calor) y su persistencia en el
46
mercado de manualidades permite ser beneficioso en los proyectos de accesorios
ligeros de vestimenta y su bajo costo de distribución.
Ventajas
Se presentan ventajas sobre la goma EVA;
Es impermeable
Fácil de lavar, se necesitara tan solo de un paño húmedo para su limpieza
Resisten altas temperaturas de calor, permitiendo adoptar muchas formas.
De bajo costo, las planchas son rentables para confeccionar grandes
proyectos.
No es toxico
Es material de reciclaje
Fundamentación legal
Constitución Política del Ecuador
Capítulo segundo
Derechos del buen vivir
Sección tercera
Comunicación e Información
Art. 16.- Todas las personas, en forma individual o colectiva, tienen derecho a:
1. Una comunicación libre, intercultural, incluyente, diversa y participativa, en
todos los ámbitos de la interacción social, por cualquier medio y forma, en su
propia lengua y con sus propios símbolos.
2. El acceso universal a las tecnologías de información y comunicación.
3. La creación de medios de comunicación social, y al acceso en igualdad de
condiciones al uso de las frecuencias del espectro radioeléctrico para la gestión
de estaciones de radio y televisión públicas, privadas y comunitarias, y a bandas
libres para la explotación de redes inalámbricas.
47
4. El acceso y uso de todas las formas de comunicación visual, auditiva, sensorial
y a otras que permitan la inclusión de personas con discapacidad.
5. Integrar los espacios de participación previstos en la Constitución en el campo
de la comunicación.
Art. 17.- EI Estado fomentará la pluralidad y la diversidad en la comunicación, y
al efecto:
1. Garantizará la asignación, a través de métodos transparentes y en igualdad de
condiciones, de las frecuencias del espectro radioeléctrico, para la gestión de
estaciones de radio y televisión públicas, privadas y comunitarias, así como el
acceso a bandas libres para la explotación de redes inalámbricas, y precautelará
que en su utilización prevalezca el interés colectivo.
2. Facilitará la creación y el fortalecimiento de medios de comunicación públicos,
privados y comunitarios, así como el acceso universal a las tecnologías de
información y comunicación en especial para las 26 personas y colectividades
que carezcan de dicho acceso o lo tengan de forma limitada.
Sección sexta
Personas con discapacidad
Art. 47.- El Estado garantizará políticas de prevención de las discapacidades y, de
manera conjunta con la sociedad y la familia, procurará la equiparación de
oportunidades para las personas con discapacidad y su integración social. Se
reconoce a las personas con discapacidad, los derechos a:
1. La atención especializada en las entidades públicas y privadas que presten
servicios de salud para sus necesidades específicas, que incluirá la provisión de
medicamentos de forma gratuita, en particular para aquellas personas que
requieran tratamiento de por vida.
2. La rehabilitación integral y la asistencia permanente, que incluirán las
correspondientes ayudas técnicas.
3. Rebajas en los servicios públicos y en servicios privados de transporte y
espectáculos.
48
4. Exenciones en el régimen tributarlo.
5. El trabajo en condiciones de igualdad de oportunidades, que fomente sus
capacidades y potencialidades, a través de políticas que permitan su
incorporación en entidades públicas y privadas.
6. Una vivienda adecuada, con facilidades de acceso y condiciones necesarias
para atender su discapacidad y para procurar el mayor grado de autonomía en su
vida cotidiana. Las personas con discapacidad que no puedan ser atendidas por
sus familiares durante el día, o que no tengan donde residir de forma permanente,
dispondrán de centros de acogida para su albergue.
7. Una educación que desarrolle sus potencialidades y habilidades para su
integración y participación en igualdad de condiciones. Se garantizará su
educación dentro de la educación regular. Los planteles regulares incorporarán
trato diferenciado y los de atención especial la educación especializada. Los
establecimientos educativos cumplirán normas de accesibilidad para personas
con discapacidad e implementarán un sistema de becas que responda a las
condiciones económicas de este grupo.
8. La educación especializada para las personas con discapacidad intelectual y el
fomento de sus capacidades mediante la creación de centros educativos y
programas de enseñanza específicos.
9. La atención psicológica gratuita para las personas con discapacidad y sus
familias, en particular en caso de discapacidad intelectual.
10. El acceso de manera adecuada a todos los bienes y servicios. Se eliminarán
las barreras arquitectónicas.
11. El acceso a mecanismos, medios y formas alternativas de comunicación, entre
ellos el lenguaje de señas para personas sordas, el oralismo y el sistema braille.
Ley orgánica de telecomunicaciones
Título II
Redes y prestación de servicios de telecomunicaciones
49
Capítulo I
Establecimiento y explotación de redes
Artículo 9.- Redes de telecomunicaciones. Se entiende por redes de
telecomunicaciones a los sistemas y demás recursos que permiten la transmisión,
emisión y recepción de voz, vídeo, datos o cualquier tipo de señales, mediante
medios físicos o inalámbricos, con independencia del contenido o información
cursada. El establecimiento o despliegue de una red comprende la construcción,
instalación e integración de los elementos activos y pasivos y todas las actividades
hasta que la misma se vuelva operativa. En el despliegue de redes e
infraestructura de telecomunicaciones, incluyendo audio y vídeo por suscripción y
similares, los prestadores de servicios de telecomunicaciones darán estricto
cumplimiento a las normas técnicas y políticas nacionales, que se emitan para el
efecto. En el caso de redes físicas el despliegue y tendido se hará a través de
ductos subterráneos y cámaras de acuerdo con la política de ordenamiento y
soterramiento de redes que emita el Ministerio rector de las Telecomunicaciones
y de la Sociedad de la Información. El gobierno central o los gobiernos autónomos
descentralizados podrán ejecutar las obras necesarias para que las redes e
infraestructura de telecomunicaciones sean desplegadas de forma ordenada y
soterrada, para lo cual el Ministerio rector de las Telecomunicaciones y de la
Sociedad de la Información establecerá la política y normativa técnica nacional
para la fijación de tasas o contraprestaciones a ser pagadas por los prestadores
de servicios por el uso de dicha infraestructura. Para el caso de redes inalámbricas
se deberán cumplir las políticas y normas de precaución o prevención, así como
las de mimetización y reducción de contaminación visual. Los gobiernos
autónomos descentralizados, en su normativa local observarán y darán
cumplimiento a las normas técnicas que emita la Agencia de Regulación y Control
de las Telecomunicaciones, así como a las políticas que emita el Ministerio rector
de las Telecomunicaciones y de la Sociedad de la Información, favoreciendo el
despliegue de las redes. De acuerdo con su utilización las redes de
telecomunicaciones se clasifican en:
a) Redes Públicas de Telecomunicaciones
50
b) Redes Privadas de Telecomunicaciones
TÍTULO XI
RECURSOS ESCASOS Y OCUPACIÓN DE BIENES
CAPÍTULO I
Asignación del espectro radioeléctrico
Artículo 96.- Utilización. El uso del espectro radioeléctrico, técnicamente
distinguirá las siguientes aplicaciones:
1. Espectro de uso libre: Son aquellas bandas de frecuencias que pueden ser
utilizadas por el público en general, con sujeción a lo que establezca el
ordenamiento jurídico vigente y sin necesidad de título habilitante, ni registro.
2. Espectro para uso determinado en bandas libres: Son aquellas bandas de
frecuencias denominadas libres que pueden ser utilizadas para los servicios
atribuidos por la Agencia de Regulación y Control y tan sólo requieren de un
registro.
3. Espectro para usos determinados: Son aquellos establecidos por la Agencia de
Regulación y Control; dentro de este grupo pueden existir asignaciones de uso
privativo o compartido.
4. Espectro para usos experimentales: Son aquellas bandas de frecuencias
destinadas a la investigación científica o para pruebas temporales de equipo.
5. Espectro reservado: Son aquellas bandas de frecuencias destinadas a la
seguridad pública y del Estado.
Título XIV
Institucionalidad para la regulación y control
Capítulo II
Agencia de Regulación y Control de las Telecomunicaciones
Artículo 142.- Creación y naturaleza. Créase la Agencia de Regulación y Control
de las Telecomunicaciones (ARCOTEL) como persona jurídica de derecho
51
público, con autonomía 37 administrativa, técnica, económica, financiera y
patrimonio propio, adscrita al Ministerio rector de las Telecomunicaciones y de la
Sociedad de la Información. La Agencia de Regulación y Control de las
Telecomunicaciones es la entidad encargada de la administración, regulación y
control de las telecomunicaciones y del espectro radioeléctrico y sugestión, así
como de los aspectos técnicos de la gestión de medios de comunicación social
que usen frecuencias del espectro radioeléctrico o que instalen y operen redes.
REGLAMENTO PARA EL SERVICIO DE TELEFONIA MOVIL CELULAR
CAPITULO I
GENERALIDADES
Art. 2.- Régimen Legal.- La prestación del servicio de telefonía móvil celular se
regirá por la Ley Especial de Telecomunicaciones, por la Ley Reformatoria a la
Ley Especial de Telecomunicaciones, por el Reglamento General a la Ley
Especial de Telecomunicaciones Reformada, por este Reglamento, por el
Reglamento de Tarifas por el Uso de Frecuencias, por el Reglamento de
Interconexión y Conexión entre Redes y Sistemas de Telecomunicaciones por
las Normas y Regulaciones Expedidas por el CONATEL. Lo no previsto en estos
instrumentos se regirá por las disposiciones del derecho común.
REGLAMENTO A LA LEY ORGANICA DE DISCAPACIDADES
CAPITULO I
DE LAS DEFINICIONES
Art. 1.- De la persona con discapacidad.- Para efectos de este Reglamento y en
concordancia con lo establecido en la Ley, se entenderá por persona con
discapacidad a aquella que, como consecuencia de una o más deficiencias
físicas, mentales, intelectuales o sensoriales, con independencia de la causa que
la hubiera originado, ve restringida permanentemente su capacidad biológica,
psicológica y asociativa para ejercer una o más actividades esenciales de la vida
diaria, en una proporción equivalente al treinta por ciento (30%) de discapacidad,
debidamente calificada por la autoridad sanitaria nacional.
52
Pregunta científica a contestarse
¿Cómo beneficia a las personas con discapacidad visual un dispositivo en
IoT para la movilidad?
Los antecedentes nos permiten considera que el uso del dispositivo para los no
videntes aportaran con mayor seguridad y confianza para la movilidad de estas
personas en las vías públicas. Aparatos en lugares del mundo demuestran el
apoyo de la tecnología en búsqueda del beneficio del usuario final, para la cual, el
futuro proyecto brinda mejoras en el andar de los no videntes, con mayor
seguridad y confianza.
Definiciones conceptuales
Ceguera: Ausencia de captación de luz.
Arduino: Es una placa que toma toda la información necesaria, a través de
los pines de entradas de toda su gama de sensores.
Electrónica: Es la rama que va estudiando los fenómenos basándose en
influencias de campos electromagnéticos sobre los movimientos de electrones
o en semiconductores.
Dispositivo: Realizan funciones específicas.
Invidente: Persona con poca visión.
Movilidad: Capacidad de poder moverse.
Ultrasonido: Se trata del sonido cuya frecuencia de las vibraciones, la cual es
superior a su límite de la perceptibilidad al odio humano.
Sensor: Dispositivo para poder detectar variación en la magnitud física y lo va
convirtiendo en señales útiles para su sistema de control.
GPS: Sistema de posicionamiento global
Transmisión: Es un conjunto de mecanismos que van a comunicar su
movimiento del cuerpo a otro, aumentando su velocidad, su forma o sentido.
53
Contactores: Trata de componentes electromecánico es decir establecerá o
interrumpirá su paso de la corriente.
54
CAPITULO III
PROPUESTA TECNOLOGICA
Las personas con discapacidad visual están al margen de tropezar con algún
objeto al estar en un ambiente externo, desafiando con destreza el desplazarse
por una vía transitada. Debido a esto se implementa un dispositivo inteligente que
les permita detectar los obstáculos en su camino con el objetivo de encontrar un
mejor bienestar para su vida cotidiana.
Por el problema de identificar objetos por encima de su cintura, se crea la
propuesta plantea en el documento presente, con la ayuda de componentes
tecnológicos. Un aviso por medio de vibraciones generadas por el pulso de
sensores de proximidad en puntos adecuados dentro del diseño estético de este
dispositivo. Será óptimo para conocer la cercanía que tengan con las cosas a su
alrededor, controlado por un micro controlador y este manteniendo un sistema de
contingencia en caso que se presente un accidente en su diario caminar, alertando
a su familiares o contactos almacenados en el dispositivo, se considera un
accesorio de apoyo para el no vidente.
Análisis de Factibilidad
Por los resultados establecidos por las entrevistas en entidades para no
videntes, se hizo la visita y las encuestas en la institución “Centro de Atención de
Discapacidad Visual Núcleo Duran”, se atiende a la necesidad de brindar un
accesorio de movilidad estable y la identificar de objetos con un diseño compacto,
siendo viable su aplicación.
Personas con discapacidad visual son los beneficiados, esto adecuado a las
preguntas dictadas para ellos y conocer sus respuestas.
Factibilidad Operacional
Este segmento lo presentamos en una justificación implementando el diseño
de dispositivo inteligente brindando a las personas no videntes ser alertados en
evitar los objetos en su caminar, esto adicionando su mecanismo de socorrer al
no vidente al pulsar un botón de pánico emitiendo una alerta de auxilio.
55
El control y manejo de los sensores establecido por la placa arduino hace al
dispositivo una factibilidad de uso, como medio de seguridad en la movilidad del
no vidente.
Población
La muestra está basada en la selección la entidad que prestas servicios para
las personas no videntes. Con un total de 17 personas en dicha institución los
cuales fueron encuestados para dar a conocer el dispositivo y su factibilidad.
Fórmula para determinar la muestra
n =m
e2(m − 1) + 1
Cálculo del tamaño de la muestra:
M= Tamaño de la población (180)
E= Error de estimación (0.06)
N= Tamaño de la muestra (109)
Resolución del tamaño de la muestra:
n =17
(0,06)2(17 − 1) + 1
n =17
(0,0036)(16) + 1
n =17
(0,0576) + 1
n =17
1,0576
n = 16.074
n = 16
La muestra propuesta es considerada como guía para la realización de la
encuesta, debido a su resultado de valoración, se opta en reconocer y dirigir las
preguntas a las personas no videntes de la entidad.
56
Procesamiento y Encuestas
Esta sección mostrara las preguntas evaluativas respecto al dispositivo
inteligente y la aplicación con las personas con discapacidad visual. Obteniendo
sus criterios de uso en las pruebas de campo, las encuestas se presentan a
continuación.
1) ¿Conoce la cantidad de accidentes, leves o graves, que enfrentan
debido a la capacidad visual reducida?
CUADRO N. 16
Resultado de la cantidad de accidentes, leves o graves, que enfrentan
debido a la capacidad visual reducida
Opciones Encuestados Porcentaje
Si 11 65
No 6 35
Elaboración: Pérez Andrés
Fuente: Pérez Andrés
Gráfico 16
Resultado de la cantidad de accidentes, leves o graves, que enfrentan
debido a la capacidad visual reducida
Elaboración: Pérez Andrés
Fuente: Pérez Andrés
65%
35%
1) ¿Conoce la cantidad de accidentes, leves o graves, que enfrentan debido a la capacidad
visual reducida?
Si
No
57
Análisis Pregunta 1: Se determina el conocimiento que manejan las personas
con discapacidad visual respecto a incidentes suscitados en las vías transitadas
en la ciudad de Duran y Guayaquil. Con un total de 65% que si conocen los
incidentes contra un 35% de su desconocimiento ya que no mantienen acceso a
medios de comunicación de forma cotidiana. Gráfico 16 hace referencia a la
pregunta y su estadística.
2) ¿Conoce sobre dispositivos que ayuden con la movilidad y seguridad
de personas con discapacidad visual?
CUADRO N. 17
Resultado sobre dispositivos que ayuden con la movilidad y seguridad de
personas con discapacidad visual
Opciones Encuestados Porcentaje
Si 8 47
No 9 53
Elaboración: Pérez Andrés
Fuente: Pérez Andrés
Gráfico 17
Resultado sobre dispositivos que ayuden con la movilidad y seguridad de
personas con discapacidad visual
Elaboración: Pérez Andrés
Fuente: Pérez Andrés
47%53%
2) ¿Conoce sobre dispositivos que ayuden con la movilidad y seguridad de personas con
discapacidad visual?
Si
No
58
Análisis Pregunta 2: El análisis para esta pregunta es muy favorable, con un
53% que no los conocen y un 47% que ya han mantenido contacto con estos
dispositivos. Se denota lo favorable ya que permiten la interpretación inicial del
dispositivo propuesto y con ello recaudar mejores observaciones del mismo.
Muchos de los dispositivos expuestos fueron gafas y medios gps para su
movilidad.
3) ¿Considera que el dispositivo es cómodo al momento de su
desplazamiento?
CUADRO N. 18
Resultado de comodidad del dispositivo para las personas no videntes
Opciones Encuestados Porcentaje
Si 14 82
No 3 18
Elaboración: Pérez Andrés
Fuente: Pérez Andrés
Gráfico 18
Resultado de comodidad del dispositivo para las personas no videntes
Elaboración: Pérez Andrés
Fuente: Pérez Andrés
82%
18%
3) ¿Considera que el dispositivo es cómodo al momento de su desplazamiento?
Si
No
59
Análisis Pregunta 3: Con un 82% de Si y un 18% para No, permite la
adecuación de un modelo estético para el uso del dispositivo, en este proyecto,
un chaleco. Ágil para su postura sobre el cuerpo y teniendo en consideración el
acceso a la caja para poder retiraren casos de incidentes hacia un nuevo modelo
estético del dispositivo.
4) ¿Considera que el dispositivo cuenta con los elementos necesarios
para detectar obstáculos al ser usado para desplazarse?
CUADRO N. 19
Resultado de dispositivo que cuenta con los elementos necesarios para
detectar obstáculos al ser usado para desplazarse
Opciones Encuestados Porcentaje
Si 14 82
No 3 18
Elaboración: Pérez Andrés
Fuente: Pérez Andrés
Gráfico 19
Resultado de dispositivo que cuenta con los elementos necesarios para
detectar obstáculos al ser usado para desplazarse
Elaboración: Pérez Andrés
Fuente: Pérez Andrés
82%
18%
4) ¿Considera que el dispositivo cuenta con los elementos necesarios para detectar obstáculos al ser
usado para desplazarse?
Si
No
60
Análisis Pregunta 4: Los mecánicos con los que cuenta el dispositivo, el dijeron
su ventaja factible, con un 82% de Si y un 18% de No. Muestra en base a las
pruebas que el dispositivo detectara obstáculos de gran tamaño en las vías
transitadas. La contra de las personas que optaron por la opción No es debido a
la circunstancia de detectar objetos como varillas de construcción o pequeñas
tuberías en las calles. Ese ajuste se ve sujeto a mover el sensor hacia el punto
adecuado para detectar dichos elementos y la cercanía con los mismos.
5) ¿Se le facilito el uso del dispositivo?
CUADRO N. 20
Resultado de facilidad de uso del dispositivo
Opciones Encuestados Porcentaje
Si 17 100
No 0 0
Elaboración: Pérez Andrés
Fuente: Pérez Andrés
Gráfico 20
Resultado de facilidad de uso del dispositivo
Elaboración: Pérez Andrés
Fuente: Pérez Andrés
100%
0%
5) ¿Se le facilito el uso del dispositivo?
Si
No
61
Análisis Pregunta 5: la respuesta para la opción de Si, fue un total del 100%
sobre el total de la muestra. Esto debido a la comodidad del diseño estético,
presentado en una pregunta anterior, y su forma ligera del material con el que se
elaboró. Su alternativa de sistema de contingencia les resulto muy útil y de mejor
acceso en el pecho del prototipo, esto de fácil manejo.
6) ¿Las funciones presentadas en el dispositivo mejorarían su seguridad
y movilidad?
CUADRO N. 21
Resultados de las funciones presentadas en el dispositivo mejorarían su
seguridad y movilidad
Opciones Encuestados Porcentaje
Si 15 88
No 2 12
Elaboración: Pérez Andrés
Fuente: Pérez Andrés
Gráfico 21
Resultados de las funciones presentadas en el dispositivo mejorarían su
seguridad y movilidad
Elaboración: Pérez Andrés
Fuente: Pérez Andrés
88%
12%
6) ¿Las funciones presentadas en el dispositivo mejorarían su seguridad y movilidad?
SiNo
62
Análisis Pregunta 6: la evaluación para esta pregunta y su resultado fue un 88%
para el Si y 12% para el No. Como un dispositivo de movilidad para personas no
videntes, los encuestados lo consideran una gran mejora al desplazamiento y la
evasión de los obstáculos exceptuando los objetos diminutos acotando expandir
el alcance de los sensores a 1 metro, sobre las medidas previstas en la
codificación de esos elementos (20cm).
7) ¿Considera beneficiosas las alertas de sms y llamadas del
dispositivo?
CUADRO N. 22
Resultados de los beneficios de alerta de sms y llamadas del dispositivo
Opciones Encuestados Porcentaje
Si 17 100
No 0 0
Elaboración: Pérez Andrés
Fuente: Pérez Andrés
Gráfico 22
Resultados de los beneficios de alerta de sms y llamadas del dispositivo
Elaboración: Pérez Andrés
Fuente: Pérez Andrés
100%
0%
7) ¿Considera beneficiosas las alertas de sms y llamadas del dispositivo?
Si
No
63
Análisis Pregunta 7: El apoyo por los encuestados para la sección de sistema
de alerta o contingencia, al hacer uso de sms y llamadas para alertar a sus
familiares sobre algún accidente que sufran en el transcurso a su destino, es
notorio. El análisis determina un 100% del Si en beneficio de la implementación
del módulo.
Factibilidad Legal
El presente proyecto, de acuerdo las regulaciones indicadas en el marco
teórico, no se infringe ninguna ley ni existe impedimento para su implementación
y desarrollo por lo que el proyecto es factible.
Factibilidad Técnica
Para el dispositivo se usarán los elementos detallados en el marco teórico para
censar y controlar las diferentes partes, para cumplir con los objetivos planteados
el dispositivo debe ser capaz de cumplir con los siguientes requerimientos:
Criterios de Diseño:
Debe ser capaz de censar obstáculos de diferente material a una distancia
máxima de 1m.
Debe ser capaz de emitir una alerta de proximidad a partir de 20cm de
proximidad.
Debe ser capaz de aumentar el aviso de alerta al disminuir la distancia con el
obstáculo.
Debe ser capaz de enviar un SMS y llamada a través de la red celular cuando
se apriete un botón de pánico.
Debe tener una autonomía de 6 horas.
Para cumplir con estos objetivos se escogió el siguiente hardware:
64
CUADRO N. 23
Selección de hardware
Hardware Tipo Modelo
Sensores Ultrasónico HC-04
Motor Vibrador Mini 1020
Baterías Litio. Ultrafire
4800mAh
Porta pilas
AAA
Plástico. Básico
Placa Micro controlador. UNO r3 Arduino
Módulo SIM Red Móvil SIM 900
Botón Pulsador
Modulo
GPS
Red Geo
localización
Neo 6M V2
Elaboración: Pérez Andrés
Fuente: Pérez Andrés
Para la programación del dispositivo se usó el siguiente software:
CUADRO N. 24
Utilización de software
Software Funciones
IDE Arduino Parte programable
del componente
arduino para
representar las
funciones del mismo.
Elaboración: Pérez Andrés
Fuente: Pérez Andrés
65
Diagrama de componentes de funcionamiento de los sensores delanteros
En el gráfico 23 se detalla la interconexión de los elementos del sistema sensor
Gráfico 23
Diagrama de conexión de los sensores de tirante brazos
Elaboración: Pérez Andrés
Fuente: Pérez Andrés
Como se observa en el gráfico 23, se encuentran los elementos que estarán
ubicados en dispositivo en la parte frontal, para la detección de objetos y a su vez
para el procesamiento de la información enviada y recibida. Este diagrama se
compone de los siguientes elementos; sensores hc-sr04, arduino UNO r3, motores
vibradores y un driver L293D, baterías y su respectivo porta pilas.
Describir el funcionamiento total de circuito
El detalle de interconexión se encuentra descrito en el anexo 5
Sensor ultrasónico hc-sr04
De este sensor serán usados los cuatros pines que posee, estos son:
VCC, pin usado para la alimentación del sensor.
GND, pin de fuente de alimentación negativa o puesto a tierra
66
Echo, pin emisor del pulso del sensor.
Trig, pin receptor del pulso del sensor
Motor Vibrador
Diminutos componentes de forma plana y gracias a sus dimensiones tiene un
ahorro favorable para los brazaletes.
Dichos motores estarán ubicados en los brazaletes del lado opuesto interior o
parte interna del brazo con los cual mejorara la alerta para el usuario.
Diagrama de componentes de funcionamiento de los sensores de espalda
Este gráfico 24 representa la unión de los componentes que conformaran los
sensores y muestra la interconexión física del mismo, el detalle de la conexión se
encuentra en el anexo 6.
Sensor Ultrasónico Hc-sr04
Se conectara los 4 pines del sensor al igual que los elementos de los brazos;
VCC, pin usado para la alimentación de los sensores, conectado en el pin 5V
del micro controlador.
GND, pin de fuente de alimentación negativa o puesto a tierra, de ambos
sensores, conectado por el pin GND del arduino.
Echo, pin emisor del pulso de los sensores, de pecho en A1 y de espalda de
A2 del arduino.
Trig, pines receptores de los pulsadores para cada sensor, A0 para frente y A3
para la espalda.
67
Gráfico 24
Diagrama de conexión de los sensores de espalda
Elaboración: Pérez Andrés
Fuente: Pérez Andrés
Diagrama de componentes de funcionamiento del botón de pánico
Dicho módulo estará situado en la parte posterior, en la caja, para mayor
comodidad para andar. La parte de programación del módulo se encuentra en
anexos 7.
Gráfico 25
Diagrama de conexión del sistema de pánico
Elaboración: Pérez Andrés
Fuente: Pérez Andrés
68
El gráfico 25 nos muestra la conectividad de los componentes para el sistema
de pánico para la persona con discapacidad visual al sufrir algún tipo de accidente,
entre los módulos SIM, modulo GPS, arduino Uno R3 y un botón o switch.
Diagrama de conexión de motor vibrador, puente H y baterías
El gráfico 26 nos permite conocer interpretar la conexión de los componentes
que funcionan como alerta de detección de los obstáculos.
Gráfico 26
Diagrama de conexión de motor vibrador, puente H y baterías
Elaboración: Pérez Andrés
Fuente: Pérez Andrés
Diagrama de conexión del puente L293H
El gráfico 27 nos muestra la representación gráfico de los pines del driver
L293D a ser usado en este proyecto. La tabla de interconexión se la puede
visualizar en los anexos 8.
69
Gráfico 27
Diagrama de conexión del puente L293H
Elaboración: Pérez Andrés
Fuente: Pérez Andrés
El diagrama determina como están conectados los componentes al usar los pines
del L293D:
Pin 1 Enable
Pin 11 / 14 / 3 / 6 para motor vibrador(salida)
Pin 12 a GND
Pin 16 a +3V (Batería)
Pin 4 a Tierra (Batería)
Pin 2 / 7 / 10 / 15 motor vibrador (entrada)
Diagrama del diseño completo
70
Gráfico 28
Esquema del dispositivo completo
Elaboración: Pérez Andrés
Fuente: Pérez Andrés
El gráfico 28 nos muestra una mejor visualización a la conectividad de cada
uno de los elementos con los cuales se ha trabajado paso a paso para el proyecto
en base a realizar el dispositivo inteligente para las personas con discapacidad
visual reducida.
Arduino Uno
Placa que se ubicara en la parte posterior del chaleco a usarse, debido a que
este sector cuenta con un espacio más cómoda y de mayor manejo de los demás
componentes. Esta placa de micro-controladora manejara la recepción de la señal
analógica que emite el sensor ultrasónico, el cual será transformado en un valor
calculado en metros y de por medio, el motor de vibración que determinara una
distancia de aproximación. Adiciona la gestión de la activación del módulo
SIM900. La codificación para esta placa se refleja en anexos 2.
71
Baterías
Las baterías para este proyecto son recargables de voltaje de 3.7V haciendo
que no se efectué un mal gasto en precio o adquisición de más pilas.
Estarán ubicadas en la parte baja de la caja posterior del chaleco dado una
sección para comodidad del usuario.
Módulo SIM
Este módulo estará en función con la placa Arduino interconectadas o sobre
montada para ahorrar espacio. Hay una detección de señal enviada por un botón
de pánico, con lo cual el modulo emitirá un mensaje de texto, una llamada de voz
y su geo localización, hacia determinados contactos almacenados en la SIM para
alertar la incidencia de las personas que usen el prototipo.
Módulo GPS
Este módulo nos permitía conocer las coordenadas de localización física de la
persona no vidente al presentar algún tipo de incidente o accidente en ambiente
abierto como en ambiente cerrado. Estas coordenadas se envían junto con la
alerta de SMS enviada por el modulo SIM al presiona el botón de pánico en el
dispositivo inteligente.
El módulo está situada en la primera tapa dentro de la caja que soporta todos
los elementos del presente proyecto.
Motores de Vibración
Estos dispositivos contemplan un mecanismo de aviso por vibraciones, al
recibir la señal transformada y emitida por la placa arduino por parte de los
sensores ultrasónicos. Su tamaño proporciona comodidad al diseño y al usuario
para su desplazamiento. La ubicación de estos motores se establece, gracias a
las encuestas realizadas, una posición factible para detectar el lado que se
encuentra el obstáculo.
72
Características a considerar para el diseño estético del dispositivo
En este proyecto se considera la incorporación de un diseño estético para el
uso del dispositivo. Con los datos sobre las medidas de los componentes de las
placas y demás mecanismos, se adiciona de siguiente manera:
Tirantes de los sensores
Dimensiones
Altura: 9cm
Ancho: 9cm
Profundidad: 7,5cm
Contenedor-caja para componente
Dimensiones
Altura: 9cm
Ancho: 9cm
Profundidad: 7,5cm
Soporte de Chaleco
Dimensiones del pecho:
Altura: 15cm
Abertura Cuello: 25cm
Abertura Brazos: 22cm
Dimensiones de espalda:
Altura: 35cm
Ancho: 32cm
Abertura Brazos: 22cm
Dimensiones de la Caja:
Altura: 17cm
Ancho: 17cm
Profundidad: 8,5cm
Diseño en tercera dimensión
73
Diseño de chaleco
Gráfico 29
Vista de pecho
Elaboración: Pérez Andrés
Fuente: Pérez Andrés
Gráfico 29 muestra el diseño estético del chaleco para el dispositivo con vista
frontal.
Gráfico 30
Vista lateral pecho y espalda
Elaboración: Pérez Andrés
Fuente: Pérez Andrés
Gráfico 30 muestra el diseño estético para el chaleco que se usara en el
dispositivo con vista lateral.
74
Gráfico 31
Vista espalda
Elaboración: Pérez Andrés
Fuente: Pérez Andrés
Diseño Chaleco Elaboración
Gráfico 32
Vista frontal / Diseño estético
Elaboración: Pérez Andrés
Fuente: Pérez Andrés
75
El gráfico 32 muestra la elaboración del chaleco que contendrá el dispositivo
inteligente.
Gráfico 33
Compartición Batería/Modulo SIM
Elaboración: Pérez Andrés
Fuente: Pérez Andrés
El gráfico 33 permite observar la superficie 1 de la caja contenedora del
dispositivo, se presenta el modulo SIM y las baterías.
Gráfico 34
Segunda compartición / Arduino
Elaboración: Pérez Andrés
Fuente: Pérez Andrés
El gráfico 34 presenta la parte superficie 2 de la caja, notamos la placa
Arduino, el driver H y modulo GPS.
76
Gráfico 35
Vista posterior
Elaboración: Pérez Andrés
Fuente: Pérez Andrés
Gráfico 35 presenta el botón de encendido del dispositivo ubicado en la parte
baja de la caja contenedora.
Gráfico 36
Vista frontal
Elaboración: Pérez Andrés
Fuente: Pérez Andrés
77
Medios de seguridad en Prototipo
Cinta o Lamina Reflectiva
Considerado como un elemento de seguridad de transporte y en algunos casos,
de forma vial, permite advertir a transeúntes o medios de transporte de forma
anticipada la cercanía con un objeto móvil de cualquier tamaño. Para este
proyecto es un punto vital para los usuarios con discapacidad visual para ser
identificados en zonas de poca iluminación mientras realizan su desplazamiento.
Gráfico 37 muestra la cinta más cotidiana en el mercado.
Permite a transeúntes y vehículos visualizar a la persona no vidente en
zonas de poca luz.
De fácil aplicación.
Bajo costo.
En base a color, permite conocer el grado de advertencia.
Gráfico 37
Cinta Reflectiva Autoadherible
Elaboración: SHOP
Fuente: (SHOP, 2018)
78
Tornillos de Salvaguarda
Este prototipo presenta como un medio de seguridad y de confianza a usuarios,
los tornillos, anillos y tuercas. Para el acople de la caja a la parte posterior del
chaleco. Su tuerca, estilo mariposa, es de fácil manejo para quitar o desmontar la
caja y con ello trasladar todo el mecanismo del circuito a otro modelo de chaleco.
Con esta seguridad se obtiene:
Mayor comodidad de posición de la caja de elementos del dispositivo
Seguridad para la movilidad.
Evita la mala maniobra del dispositivo interno.
La extracción de la caja del chaleco por terceros sin permisos.
Gráfico 38
Tornillos de Salvaguarda
Elaboración: Pérez Andrés
Fuente: Pérez Andrés
Pruebas de funcionalidad del dispositivo inteligente
Esta etapa es parte del proceso para conocer las pruebas necesarias para
conocer el funcionamiento del dispositivo, esperando descubrir limitaciones del
mismo dispositivo y posibles errores para ser tratados.
79
Prueba de motor vibración
Este componente del dispositivo se medira en diversas distancias con lo cual
se activara en base a un objeto o persona según se lo requiera trabajando en
conjunto con el sensor ultasonico. Los niveles de estos motores vibradores sera
gestionado por la potencia que ellos emitan al encontrarse con un objeto (metal,
madera o persona) detectado por los sensores analizado por la placa arduino,
como se mostrara en las siguientes pruebas.
La calibración de los motores dependera de la cercania que mantena el objeto
con el sensor y estos valores seran ponderados con cifras del 1 al 5, donde 5 es
la distancia minima con el obstaculo, dado lo siguiente:
Si el objeto detectado esta en un distancia de 15 cm el motor generara un
vibracion de mayor fuerza..
Si dicho objeto se encuentra desde los 16 cm a 50 cm, el motor enviara una
vibracion menos frecuente o con menos fuerza.
Por ultimo, si el objeto esta a una distancia mayor de 51cm el motor vibrador
genera una diminuta vibracion casi intersistible.
CUADRO N. 25
Potencia motor vibrador /Prueba interior
Potencia motor vibrador / prueba interior
Distancia 10cm 25cm 50cm 75cm 100cm
Brazo derecho 5 5 5 4,5 4
Brazo izquierdo
5 5 5 4,5 4
Posterior 5 4 4 3 3
Elaboración: Pérez Andrés
Fuente: Pérez Andrés
80
Gráfico 39
Potencia motor vibrador / Prueba interior
Elaboración: Pérez Andrés
Fuente: Pérez Andrés
Análisis Prueba de motor vibrador interno
Las pruebas determinan una mejor eficiencia de los motores en consideración
de la señal recibida por la placa arduino para ambientes internos. Estas pruebas
las podemos observar en el cuadro 26. El motor posterior recae debido a la
detección de objetos a los 100cm debido a la prolongación de nuevos elementos
en dicha distancia.
CUADRO N. 26
Potencia motor vibrador / Prueba exterior
Potencia motor vibrador / prueba exterior
Distancia 10cm 25cm 50cm 75cm 100cm
Brazo derecho 5 5 4,5 4 3
Brazo izquierdo 5 5 4,5 4 3
Posterior 5 4 4 3 3
Elaboración: Pérez Andrés
Fuente: Pérez Andrés
0
1
2
3
4
5
6
10cm 25cm 50cm 75cm 100cm
Po
nd
erac
ion
Distancia
brazo derecho
brazo izquierdo
posterior
Potencia motor vibrador / prueba interior
81
Gráfico 40
Potencia motor vibrador / Prueba exterior
Elaboración: Pérez Andrés
Fuente: Pérez Andrés
Análisis de prueba de motor vibrador
La potencia de los motores de dispositivo mantiene una variacion respecto a la
cercania de los obstaculos que se encuentren en el ambiente externo, esto se
observa con la ponderacion en centimetros presentes en el gráfico 40.
Prueba modulo SIM
Se analiza el comportamiento del modulo sim, el cual actua como transmisor
de mensajes de alerta cuando es pulsado un boton. Este modulo estara en una
comparticion del diseño, ubicado en la parte posterior para mayor comodidad para
la movilidad del no vidente. Tras pulsar el boton de panico, se crea un delay para
evitar la posible pulsacion erronea del boton en caso de juntarse a algun tipo de
objeto solido.
Se realizan pruebas, tales como:
Envio de SMS
0
1
2
3
4
5
6
10cm 25cm 50cm 75cm 100cm
Po
nd
erac
ion
Distancia
brazo derecho
brazo izquierdo
posterior
Potencia motor vibrador / prueba
82
Realizacion de llamadas de voz
Envio de coordenadas GPS, por medio de la paqueteria de datos,
GPRS.
Gráfico 41
Mensaje SMS de alerta
Elaboración: Pérez Andrés
Fuente: Pérez Andrés
Gráfico 42
Alerta de llamada
Elaboración: Pérez Andrés
Fuente: Pérez Andrés
83
Gráfico 43
Adquisición de datos GPS
Elaboración: Pérez Andrés
Fuente: Pérez Andrés
Analisis del Modulo SIM
Estas prueba determina la eficiencia del modulo en el proyecto como tal. La
pulsacion del boton funciona de manera apropiada perimitiendo que las personas
que atiendan el incidente que se sucite en algunos casos, pueda alertar a los
contactos pre programados en la SIM del modulo 900.
Se obtiene con esta prueba:
El mensaje de texto con la leyenda: “Alerta, Incidente Presente”.
La llamada telefonica, expresado en la pantalla del celular remitente, el
numero de la tarjeta SIM del dispositivo inteligente.
Su posición local, esto gracias a la antena GPS incorporada en el
dispositivo.
84
Prueba de Baterias
Estas pruebas seran atadas a las cargas que mantengan las diferentes baterias
en concordancia con el sector del dispositivo a trabajar y una verificacion para
conocer su tiempo de recarga. Estas baterias seran las que se encuentran
conectadas a lo sensores ultrasonicos y motor de vibracion de los brazos, pecho
y espalda, asi como tambien al micro controlador, el modulo sim y el boton de
panico. Se indicaran las pruebas respectivas con los componentes a continuacion:
Duración de Bateria en ambientes internos
CUADRO N. 27
Tiempo de uso de batería elementos ambiente interno
Duración de batería en ambientes internos
Tiempo en minutos
Motores Micro controlador
Módulo gsm
Prueba 1 300 320 400
Prueba 2 330 320 380
Prueba 3 320 355 400
Prueba 4 330 310 420
Elaboración: Pérez Andrés
Fuente: Pérez Andrés
Gráfico 44
Tiempo de uso de baterías en ambientes internos
Elaboración: Pérez Andrés
Fuente: Pérez Andrés
0
500
prueba 1 prueba 2 prueba 3 prueba 4
Tíem
po
en
Min
uto
s
Título del eje
Duración de Bateria en interiores
motores micro controlador modulo gsm/boton
85
Analisis de Duración de Baterias en ambinetes internos
El gráfico 45 nos permite evaluar la duración de las baterías anexadas para el
dispositivo inteligente, esto para cada elemento del mismo. Se deduce que en un
ambiente cerrado la duración es menos constate debido a que el dispositivo censa
los objetos alrededor. Muebles, puertas y familiares como tal, son estudiados en
cada momento por los sensores y por ello la energía de las baterías se desgasta
en periodos más cortos.
Duración de Bateria en ambientes externos
CUADRO N. 28
Duración de Batería en ambientes externos
Batería duración en exterior
Tiempo en minutos
motores micro controlador
módulo gsm
Prueba 1 355 360 420
Prueba 2 330 320 400
Prueba 3 300 355 415
Prueba 4 360 340 420
Elaboración: Pérez Andrés
Fuente: Pérez Andrés
Gráfico 45
Duración de Batería en ambientes externos
Elaboración: Pérez Andrés
Fuente: Pérez Andrés
0
200
400
600
prueba 1 prueba 2 prueba 3 prueba 4
Tiem
po
en
Min
uto
s
Título del eje
Bateria duración en exterior
motores micro controlador modulo gsm/boton
86
Analisis de Duración de Baterias en ambientes extenos
El estudio esta basado en las pruebas de campo por parte de las personas no
videntes y por colaboracion de familiares, adicionado el juicio del estudiante a
cargo del proyecto. Con un tiempo mas prolongado en comparacion de la prueba
de ambinets internos, el analisis determina una autonia de incluso con 6 horas de
duracion(las baterias totalmente cargadas) con un rendimiento mas optimo para
la movilidad. Se debe considerar las recomendación para la mejor adaptacion de
las baterias, dichos puntos estan en la zona del capitulo 4 del presente documento.
Duración de Baterias sensor-arduino(recarga)
CUADRO N. 29
Tiempo de carga de batería micro controlador - sensores
Elaboración: Pérez Andrés
Fuente: Pérez Andrés
Gráfico 46
Tiempo de carga de batería micro controlador-sensores
Elaboración: Pérez Andrés
Fuente: Pérez Andrés
708090
prueba 1 prueba 2 prueba 3 prueba 4
Tiem
po
en
min
uto
s
Cantidad de pruebas
Tiempo de carga de bateria micro controlador-sensores
Series1
Tiempo de carga de batería micro controlador - sensores
Prueba 1 83
Prueba 2 85
Prueba 3 80
Prueba 4 80
87
Duración de baterias para motores (recarga)
Las pruebas nos permiten agregar las evaluaciones correspondientes, tales
como;
Al igual que las demas baterias, estas se pueden desmontar del diseño para su
recara de energia.
Por su uso en medio externos, debido a la deteccion de objetos, su carga decae
en comparacion a un espacio interno.
CUADRO N. 30
Tiempo de carga de baterías motores
Tiempo de carga de batería motores
Prueba 1 80
Prueba 2 83
Prueba 3 70
Prueba 4 79
Elaboración: Pérez Andrés
Fuente: Pérez Andrés
Gráfico 47
Tiempo de carga de batería motor
Elaboración: Pérez Andrés
Fuente: Pérez Andrés
60
70
80
90
prueba 1 prueba 2 prueba 3 prueba 4
Tiem
po
en
min
uto
s
Cantidad de pruebas
Tiempo de carga de batería motores
Series1
88
Duracion de baterias modulo SIM (recarga)
Con la debida prueba de su uso, nos otorga puntos a tratar;
CUADRO N. 31
Tiempo de carga de batería módulo SIM
Tiempo de carga de batería módulo SIM
Prueba 1 90
Prueba 2 85
Prueba 3 85
Prueba 4 80
Elaboración: Pérez Andrés
Fuente: Pérez Andrés
Gráfico 48
Tiempo de carga de batería módulo SIM
Elaboración: Pérez Andrés
Fuente: Pérez Andrés
75
80
85
90
95
prueba 1 prueba 2 prueba 3 prueba 4
Tie
mp
o e
n m
inu
tos
Cantidad de Pruebas
Tiempo de carga de bateria modulo SIM
Series1
89
Estudio de medición de distancia de sensor ultrasonico
Analisis de variación de la medición de la distancia
El presente segmento permite conocer las variaciones que presentan los
sensores ultrasonicos al establecer contacto con un objeto en el envio y recepcion
de su pulso. La prueba se realizó en objetos de : madera, concreto, metal y
personas.
CUADRO N. 32
Mediación de distancia de elementos
Medición de distancia de elementos
Madera Concreto
Distancia real (CM)
Distancia Medida
(CM)
Error (CM) Distancia Real (CM)
Distancia Medida
(CM)
Error (CM)
10 10 0 10 10,3 0,3
25 25,3 0,3 25 25,6 0,6
50 52 2 50 52 2
75 72 2 75 72,5 2,5
100 103,2 3,2 100 102,4 2,4
Elaboración: Pérez Andrés
Fuente: Pérez Andrés
Gráfico 49
Medición de distancia: concreto
Elaboración: Pérez Andrés
Fuente: Pérez Andrés
0,00
2,00
4,00
0,00 20,00 40,00 60,00 80,00 100,00 120,00
Dsi
tan
cia
en
cen
tim
etro
s
Dsitancia en centimetros
Medición de distancia: madera
90
Gráfico 50
Medición de distancia: concreto
Elaboración: Pérez Andrés
Fuente: Pérez Andrés
Análisis de Medición con elementos Madera y Concreto
Las gráficas permiten visualizar una fluctuación respecto al sensor y su función
en el manejo de elementos cotidianos en vías transitadas, como es el caso:
madera y concreto. Evaluamos las distancias reales con una variación que
presentan los sensores y se presentan en el gráfico 49 para materiales hechos de
madera y el gráfico 50 para los materiales construidos con concreto.
CUADRO N. 33
Medición de distancia de elementos
Medición de distancia de elementos Metal Amorfo
Distancia real(CM)
Distancia Medida
(CM)
Error(CM) Distancia Real(CM)
Distancia Medida
(CM)
Error(CM)
10 10 0 10 10,7 0,7 25 26 1 25 24,4 -0,6 50 51,5 1,5 50 51,3 1,3 75 76,5 1,5 75 77 2
100 101,8 1,8 100 102,3 2,3
Elaboración: Pérez Andrés
Fuente: Pérez Andrés
0
1
2
3
0 20 40 60 80 100 120
Dsi
tan
cia
en c
enti
met
ros
Distancia en Centimetros
Medición de distancia: concreto
91
Elaboración: Pérez Andrés
Fuente: Pérez Andrés
Gráfico 52
Medición de distancia sobre personas
Elaboración: Pérez Andrés
Fuente: Pérez Andrés
-1
-0,5
0
0,5
1
1,5
2
2,5
0 20 40 60 80 100 120
Dis
tan
cia
en C
enti
met
ros
Distancia en Centimetros
Medición de distancia: persona
0
0,5
1
1,5
2
0 20 40 60 80 100 120
Dis
tan
cia
en C
enti
met
ros
Distancia en Centimetros
Medición de distancia: metal
Gráfico 51
Medición de distancia sobre objeto metal
92
Análisis de Medición elementos metal y amorfo
El análisis permite conocer la variación de la función de los sensores respecto
a otros materiales de uso común. En este caso el gráfico 51 representa a
elementos solidos de metal y, a su vez, el gráfico 52 muestra una mayor variación
para el elemento amorfo, termino dado para personas o seres vivientes, y como
los sensores actúan ante los mismos.
Detección para corregir error de medición de distancia de sensores
Las condiciones que representan los siguientes datos, permiten evaluar
metodos para corrección de detección de distancia dado por el sensor ultrasonico
y la distancia real de los mismos.
Gráfico 53
Error en medición de objeto madera
Elaboración: Pérez Andrés
Fuente: Pérez Andrés
-0,5
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
0 20 40 60 80 100 120
Dis
tan
cia
en C
enti
met
ros
Distancia en Centimetros
Error de medición: madera
93
Gráfico 54
Error en medición de objeto concreto
Elaboración: Pérez Andrés
Fuente: Pérez Andrés
Gráfico 55
Error en medición de objeto metal
Elaboración: Pérez Andrés
Fuente: Pérez Andrés
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
0 20 40 60 80 100 120
Dis
tan
cia
en C
enti
met
ros
Distancia en Centimetros
Error de medición: concreto
0
0,5
1
1,5
2
0 20 40 60 80 100 120Dis
tan
cia
en C
enti
met
ros
Distancia en Centimetros
Error de medición:metal
94
Gráfico 56
Error en medición de objeto persona
Elaboración: Pérez Andrés
Fuente: Pérez Andrés
Análisis del error de medición sobre los objetos
Los gráficos presentes en el punto anterior, demuestran la variación que tiene
el sensor al hacer contacto con un objeto en particular. Se puede obtener;
Estudio para encontrar algoritmo que efectué el buen manejo de distancia de
los sensores.
Evaluar diversos objetos permite destacar un trabajo seguro con los sensores
en el ámbito de detección de objetos de múltiples tamaños y densidad química.
Fórmulas para la factibilidad de uso de sensores ultrasónicos
Fórmula para objetos de madera
y = 8E-07x4 - 0,0002x3 + 0,0111x2 - 0,2277x + 1,3248
R² = 1
-1
-0,5
0
0,5
1
1,5
2
2,5
0 20 40 60 80 100 120Dis
tan
cia
en C
enti
met
ros
Distancia en Centimetros
Error de medición: persona
95
Fórmula para objetos de concreto
y = 3E-07x4 - 7E-05x3 + 0,0056x2 - 0,1121x + 0,9295
R² = 1
Fórmula para objetos de metal
y = -4E-08x4 + 2E-05x3 - 0,0025x2 + 0,137x - 1,1397
R² = 1
Fórmula para objetos de personas
y = 1E-06x4 - 0,0002x3 + 0,0186x2 - 0,5387x + 4,4444
R² = 1
Pruebas en ambientes externos
Estas pruebas se veran forzadas a ser en ambientes abiertos como calles
viales, barrio, centros urbanos incluyendo la universidad. Se hace un estudio para
conocer que objetos puede detectar el sensor ultrasonico y asi prevenir los
obstaculos que se puedan al realizar el desplazamineto a su destino.
Gráfico 57
Prueba del chaleco
Elaboración: Pérez Andrés
Fuente: Pérez Andrés
96
Gráfico 58
Charla sobre el dispositivo inteligente
Elaboración: Pérez Andrés
Fuente: Pérez Andrés
Gráfico 59
Verificación/Botón de pánico
Elaboración: Pérez Andrés
Fuente: Pérez Andrés
97
Analisis
Las pruebas de campo que se desarrollaron en un ambiente exterior para
conocer el comportamiento de los sensores ultrasónicos incluyendo el motor de
vibración, con esto los resultados adquiridos son:
El dispositivo funciona sin mayor problema en este tipo de ambiente
permitiendo la movilidad de la persona con discapacidad visual reducida.
Los sensores ultrasónicos, son más eficientes con objetos de mayor tamaño
como; autos, pilares de concreto, postes de luz, etc.
Los motores cumplen su función acorde a la cercanía que tenga el sensor con
el objeto.
Factibilidad Económica
Se presentan los costos explícitos para el desarrollo del dispositivo, tales como;
hardware, el software e incluso la parte administrativa.
CUADRO N. 34
Costos explícitos para el desarrollo del dispositivo
Cantidad Hardware Descripción
Valor unitario Valor total
4 Sensor Ultrasónico 3 12
1 Arduino Uno R3 10,71 10,71
1 Módulo GSM 33,929 33,929
2 L293D 3 6
1 Botón 0,75 0,75
1 Eva 6mm 8,3 8,3
4 Motor Vibrador 3 12
3 Porta Pilas 2,5 6
6 Baterías 2 12
1 Switch 0,3 0,3
Total 101,989
Elaboración: Pérez Andrés
Fuente: Pérez Andrés
98
En la tabla siguiente, respecto a los programas se utilizara el código abierto,
mencionado a continuación:
CUADRO N. 35
Los programas que se utilizarán el código abierto
SOFTWARE
Cantidad Descripción Valor Unitario Valor total
1 ARDUINO IDE
0 0
TOTAL 0
Elaboración: Pérez Andrés
Fuente: Pérez Andrés
Se detallan los gastos de administración para la realización de este dispositivo.
CUADRO N. 36
Gastos de administración
ADMINISTRATIVOS
Cantidad Concepto Valor Tiempo(MESES) Valor total
1 Transporte 5 4 20
1 Alimentación 20 4 80
1 Otros recursos 13 4 52
TOTAL 152
Elaboración: Pérez Andrés
Fuente: Pérez Andrés
99
CAPÍTULO IV
Criterios de aceptación del producto o servicio
Brindar una mejor seguridad en la movilidad de las personas no videntes por
medio de un prototipo de dispositivo inteligente en base a los criterios de
aceptación del mismo, es considerado como objetivo para el control de evadir los
objetos en el camino.
Los datos de validación del dispositivo se presentan detallados en el siguiente
recuadro:
CUADRO N. 37
Valoración de los criterios de diseño (cumplimiento y porcentaje de
cumplimiento)
Tipo de prueba Ejecución Rendimiento
Prueba de motores
vibradores
Variacion de vibracion
con obstaculos
Fucionamiento optimo
para diversos ambientes
Determinar distancias
con objetos
100%
Prueba de sensores Variacion en ambietes
internos y externos
Funcionamiento de los
sensores
Distancias medibles
100%
Modulo SIM Envio de alertas sms
Funcionamiento optimo
del componente.
Envio de alerta de
llamadas de voz
100%
Baterias Su carga en uso
100
Conocer el tiempo de
recarga
Funcionamiento optimo
100%
Diseño estetico De facil uso
Comodo para la
movilizacion
Retencion de varios
componentes a la vez
Caracteristicas del
material de elaboracion
100%
Modulo GPS Funcionamiento optimo
del componente.
Envio de cordenadas de
GPS
100%
Elaboración: Pérez Andrés
Fuente: Pérez Andrés
Analisis de motor vibrador
Culminadas las debidas pruebas, para los motores vibradores y estos, en dos
aspectos; ambientes exterior y ambiente interior. Ademas de esos ambientes, se
toman en consideracion las direcciones y distancias fijas. Se resuelve:
Los motores determinan su vibracion al respecto del objeto con el que se
encuentren en su linea de vista.
Los motores determinan su vibracion al respecto del objeto con el que se
encuentren en su linea de vista.
Debido a su pequeño
Analisis sensores
Culminadas las debidas pruebas, de los sensores en ambiente exterior,
ambiente interior, considerando el angulo de apertura, las direcciones y distancias
fijas. Se resuelve:
101
Los sensores encuentran los objetos sin percance alguno tanto para
ambientes exteriores como los ambientes interiores. En los ambientes
externos se toma una variación respecto al cruce de los obstáculos por los
diferentes puntos de los sensores.
La calibración de los sensores en base a la formulación presentada en la
programación logra representar un mejor resultado de funcionamiento para los
sensores, en especial del frontal. El sensor frontal esta con variación para
trabajar con metal, por lo cual la prueba es optima.
El sensor de espalda maneja una variación diferente debido a sus parametros
establecidos para detectar a personas (objeto amorfo) con un resultado
positivo para la misma deteccion.
La duración en receptar la vibración del motor en base a la señal recibida por
los sensores, es inmediata, en cualquiera de los sensores y en ambos
ambientes de prueba.
Analisis duración de baterías Arduino (uso y descargar)
Una vez se realizarón las debidas pruebas para conocer el tiempo de uso y el
tiempo de cargar las baterias, se analiza lo siguiente;
Tanto para ambientes exterior o ambiente interior, la duracion de dichas
baterias esta anexada a la movilidad que genere la persona de capacidad
reducida visual.
La duración de la batería en el micro controlador es más prolongada, para
ambientes internos, debido a que la detección de los sensores es menos
consistente al contrario de un ambiente externo o abierto.
Se notan diferencias en relacion al tiempo de duración de las baterias
considerando los voltajes con los que trabajan cada uno de los elementos del
dispositivo inteligente.
La duración de uso de las baterias tiene una diferencia poniendo en
comparación el lugar de donde sea ubicado el dispositivo, en ambientes
exteriores la carga es menor.
102
La duración de las baterias para el módulo arduino y la administración de
energía para los sensores, al ser compartida, se descarga de forma más
prolongadas que el resto de elementos del dispositivo.
Una vez extraídas las baterías y conectadas al cargador o portapilas. Su
tiempo de carga promedio es de 83 minutos y podemos verificar este dato en
el grafico 43 .
Análisis duración de baterias motores (carga y descarga)
Con la pruebas efectuadas sobre los motores vibradores, nos permite detectar;
Las baterías necesitan una tensión de 3,3V para trabajar por (6) horas,
permitiendo al usuarios su desplazamiento sin inconvenientes.
Su tamaño es de gran comodidad, pues no requiere de un gran espacio
permitiendo ser adicionados en el chaleco de formas mas compacta.
La duración de carga puede ser corto, para que el usuario retorne su camino
de forma mas breve.
Una vez agotada la energía de las baterías, estas se pueden recargar por
medio del portapilas del dispositivo y su respectivo cargador.
Analisis duración de baterìas Modulo SIM (uso y recarga)
Estas baterías tendra un tiempo mucho más prolongado que los demás
elementos, dado su poco manejo de voltaje para su alimentación.
El análisis permite conocer el tiempo que tomara el módulo en recargarse con
un portapilas o un soporte de carga de baterías.
Su tiempo de recarga es muy breve, ya que no requiere de mayor uso de
voltaje para alimentar al módulo SIM.
103
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Conclusiones
Para el diseño del prototipo se consideró dispositivos electrónicos ligeros,
económicos y su disponibilidad en el mercado.
El diseño estético del dispositivo permitirá una mayor movilidad al usuario
gracias al acople de los elementos brindando mayor comodidad.
Los sensores anticiparán los obstáculos en su rango determinado, una
distancia de 1 metro como máximo y un minino de 20 centímetros en ambientes
internos o externos cubriendo un área sobre la cintura y espalda de la persona no
vidente.
El diseño estético puede variar en consideración del usuario. El material con el
que se elaboro es flexible y de bajo costo, facilitando su cambio de estética de
varias maneras, buscando siempre la zona de comodidad de quien use el
dispositivo.
La duración de las baterías para motores vibradores, de la placa arduino y del
módulo GSM son: 6 horas, 6 horas y 7 horas, respectivamente y cumplen con los
estándares deseados para la implementación del proyecto.
La variación del motor vibrador ubicado en la espalda del diseño mantiene una
variación diferente al resto de motores, debido a la caracterización del sensor para
la detección de objetos amorfos. Esto se acondiciona por el manejo de la
programación y los parámetros establecidos en el estudio.
Los sms, llamada y coordenadas que se generan al ser presionado el botón de
pánico, se efectúa sin mayor percance al ser usado el dispositivo en un ambiente
exterior.
104
Recomendaciones
Para ser más versátil el diseño del dispositivo, se recomienda una placa
embebida con mayores pines, esto reducirá el número de cables existentes.
El uso favorable del módulo GSM y el botón de pánico se ven forzados a
trabajar con saldo monetario guardado en la tarjeta SIM, como recomendación,
consultar el saldo en periodos de tiempo que no excedan los dos meses.
Es recomendable no movilizar el dispositivo en tiempo de recarga de las
baterías, pues se podrían averiar por un pico de voltaje mayor al necesario.
Se recomienda no desprender los diversos elementos o componentes del
diseño estético debido a su forma compacta, ya que si tienen una mala maniobra
puede dejar de funcionar. La compartición de las baterías está diseñadas para la
extracción de las mismas desde la caja para ser llevadas a recargar.
En climas lluviosos o con mayor humedad, se recomienda no ser usado el
dispositivo, su diseño estético permite una protección para estos ambientes
aunque los sensores no trabajan de forma adecuada.
El análisis de campo determina y recomienda la modificación en la
programación para expandir la distancia de los sensores, desde 2 metros de censo
y la vibración depende de los obstáculos a una distancia no menor a 1 metro.
105
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111
ANEXOS
Anexo 1: Encuesta
Encuesta dirigida a las personas con discapacidad visual.
Universidad de Guayaquil Facultad de Ciencias Matemáticas y Físicas
Carrera de Ingeniería en Networking y Telecomunicaciones
1) ¿Conoce la cantidad de accidentes, leves o graves, que enfrentan debido a la capacidad visual reducida?
Si
No
2) ¿Conoce sobre dispositivos que ayuden con la movilidad y seguridad de personas con discapacidad visual?
Si
No
3) ¿Considera que el dispositivo es cómodo al momento de su desplazamiento?
Si
No
4) ¿Considera que el dispositivo cuenta con los elementos necesarios para detectar obstáculos al ser usado para desplazarse?
Si
No
5) ¿Se le facilito el uso del dispositivo?
Si
No
6) ¿Las funciones presentadas en el dispositivo mejorarían su seguridad y movilidad?
Si
No
7) ¿Considera beneficiosas las alertas de sms y llamadas del dispositivo?
Si
No
112
Anexo 2: Código de dispositivo inteligente
#include <TinyGPS++.h>//incluimos TinyGPS
#include <NewPing.h>
#include <SoftwareSerial.h>
#include <String.h>
SoftwareSerial SIM900(7, 8);
SoftwareSerial serialgps(5, 3);//Declaramos el pin 4 Tx y 3 Rx
TinyGPSPlus gps;//Declaramos el objeto gps
char incoming_char = 0; //Variable que guarda los caracteres que envia el SIM808
float Latitud, Longitud;
//Primer sensor
#define TRIGGER_PIN1 13 //Pin triger del sensor conectado al pin 11 de Arduino
#define ECHO_PIN1 12 //Pin Echo del sensor conectado al pin 10 de Arduino
//Segundo sensor
#define TRIGGER_PIN2 15 //Pin triger del sensor conectado al pin 13 de Arduino
#define ECHO_PIN2 14 //Pin Echo del sensor conectado al pin 12 de Arduino
//Tercer sensor
#define TRIGGER_PIN3 17 //Pin triger del sensor conectado al pin A1 de Arduino
#define ECHO_PIN3 16 //Pin Echo del sensor conectado al pin A0 de Arduino
//Cuarto sensor
//#define TRIGGER_PIN4 17 //Pin triger del sensor conectado al pin A3 de
Arduino
//#define ECHO_PIN4 16 //Pin Echo del sensor conectado al pin A2 de Arduino
#define MAX_DISTANCEa 100 // Distancia máxima
#define MAX_DISTANCEb 100 // Distancia máxima
#define MAX_DISTANCEc 100 // Distancia máxima
//#define MAX_DISTANCEd 100 // Distancia máxima
113
NewPing sonar1(TRIGGER_PIN1, ECHO_PIN1, MAX_DISTANCEa); // Objeto
NewPing indicando los pines a usar y la máxima distancia permitida
NewPing sonar2(TRIGGER_PIN2, ECHO_PIN2, MAX_DISTANCEb); // Objeto
NewPing indicando los pines a usar y la máxima distancia permitida
NewPing sonar3(TRIGGER_PIN3, ECHO_PIN3, MAX_DISTANCEc); // Objeto
NewPing indicando los pines a usar y la máxima distancia permitida
//NewPing sonar4(TRIGGER_PIN4, ECHO_PIN4, MAX_DISTANCEd); // Objeto
NewPing indicando los pines a usar y la máxima distancia permitida
int MotorA1 = 2, MotorA2 = 4, PWM_1 = 3; //Motor 1
int MotorB1 = 6, MotorB2 = 18, PWM_2 = 5; //Motor 2
int MotorC1 = 11, MotorC2 = 9, PWM_3 = 10;//Motor 3
///int MotorD1 = 18; //Motor 4 -- A4
int cont = 0;
int dist_1, dist_2, dist_3;
void setup() {
inicializaSIM808(); //Inicializa comunicación con sim
pinMode(19, INPUT); //A5 - pulsador
pinMode(MotorA1, OUTPUT); pinMode(MotorA2, OUTPUT); pinMode(PWM_1,
OUTPUT);
pinMode(MotorB1, OUTPUT); pinMode(MotorB2, OUTPUT); pinMode(PWM_2,
OUTPUT);
pinMode(MotorC1, OUTPUT); pinMode(MotorC2, OUTPUT); pinMode(PWM_3,
OUTPUT);
}
void inicializaSIM808(){
114
SIM900.begin(19200); //Configura velocidad del puerto serie para el SIM900
Serial.begin(19200); //Configura velocidad del puerto serie del Arduino
//serialgps.begin(9600);//Iniciamos el puerto serie del gps
Serial.println("OK");
delay(1000); //Tiempo para que encuentre una RED
SIM900.println("AT+CPIN=\"1234\""); //Comando AT para introducir el PIN de la
tarjeta
delay(2000);
}
void loop() {
// LecturaGPS(); //Lectura de GPS
int alerta = digitalRead(19);
//Serial.println(alerta);
delay(200); // RETARDO DE 200 MILISEGUNDOS
Serial.print("SENSOR1: ");
int DistSen1 = sonar1.ping_cm();
dist_1 = DistSen1;
Serial.println(DistSen1); // MUESTREO DEL OBJETO SONAR - NewPing EL
CUAL MUESTRA LA DISTANCIA EN CM
//Serial.println("cm");
Serial.print("SENSOR2: ");
int DistSen2 = sonar2.ping_cm();
dist_2 = DistSen2;
Serial.println(DistSen2); // MUESTREO DEL OBJETO SONAR - NewPing EL
CUAL MUESTRA LA DISTANCIA EN CM
//Serial.println("cm");
Serial.print("SENSOR3: ");
int DistSen3 = sonar3.ping_cm();
115
dist_3 = DistSen3;
Serial.println(DistSen3); // MUESTREO DEL OBJETO SONAR - NewPing EL
CUAL MUESTRA LA DISTANCIA EN CM
if (alerta == 0){
cont++;
Serial.println(cont);
if((alerta == 0) and (cont == 10)){
Serial.println("Alerta");
mensaje_sms();
DialVoiceCall();
delay(2000);
cont = 0;
}
}
else if( DistSen1 > 2 & DistSen1 < 30 ){
motor1();
Serial.println("Motor 1 encendido");
}
else if( DistSen2 > 2 & DistSen2 < 30 ){
motor2();
Serial.println("Motor 2 encendido");
}
116
else if( DistSen3 > 2 & DistSen3 < 30 ){
motor3();
Serial.println("Motor 3 encendido");
}
else if ((DistSen1 <= 0 || DistSen1 >= 100) || (DistSen2 <= 0 || DistSen2 >= 100)
|| (DistSen3 <= 0 || DistSen3 >= 100) /*|| (DistSen4 <= 0 || DistSen4 >= 100)*/){
digitalWrite(MotorA1, LOW);
digitalWrite(MotorA2, LOW);
digitalWrite(MotorB1, LOW);
digitalWrite(MotorB2, LOW);
digitalWrite(MotorC1, LOW);
digitalWrite(MotorC2, LOW);
}
}
void mensaje_sms(){
Serial.println("Enviando SMS...");
SIM900.print("AT+CMGF=1\r"); //Comando AT para mandar un SMS
delay(1000);
SIM900.println("AT+CMGS=\"593989768489\""); //Numero al que vamos a enviar
el mensaje
delay(1000);
SIM900.println("SMS de Alerta! SMS Prueba Tesis_Chaleco");// Texto del SMS
SIM900.print("https://maps.google.com/maps?q=");//Colocamos la url de google
maps
SIM900.print("-2.1904908,-79.8821497");
/*SIM900.print(gps.location.lat(),6);//Obtemos los datos de latitud del módulo gps
y se lo enviamos al módulo gsm
SIM900.print("+");
117
SIM900.print(gps.location.lng(),6);//Obtemos los datos de longitud del módulo
gps y se lo enviamos al módulo gsm
*/delay(100);
SIM900.println((char)26);//Comando de finalizacion ^Z
delay(100);
SIM900.println();
delay(5000); // Esperamos un tiempo para que envíe el SMS
Serial.println("SMS enviado");
}
void DialVoiceCall(){
Serial.println("Llamando.......");
SIM900.println("ATD+ +593989768489 ;");
delay(30000); // Espera 30 segundos mientras realiza la llamada
SIM900.println("ATH"); // Cuelga la llamad
delay(1000);
Serial.println("Llamada finalizada");
SIM900.println();
}
void motor1(){
digitalWrite(MotorA1, HIGH);
digitalWrite(MotorA2, LOW);
}
void motor2(){
digitalWrite(MotorB1, HIGH);
digitalWrite(MotorB2, LOW);
}
118
void motor3(){
digitalWrite(MotorC1, HIGH);
digitalWrite(MotorC2, LOW);
}
/*void LecturaGPS(){
while (serialgps.available() > 0)//Verificamos si el módulo gps está enviando
datos
gps.encode(serialgps.read());//Y los leemos
Serial.print(gps.location.lat(),6);//Obtemos los datos de latitud del módulo gps y
se lo enviamos al módulo gsm
Serial.print("+");
Serial.println(gps.location.lng(),6);
}*/
119
Anexo 3: Elaboración
Gráfico 60
Primer vistazo chaleco
Elaboración: Pérez Andrés
Fuente: Pérez Andrés
Gráfico 61
Primer vistazo caja de circuito
Elaboración: Pérez Andrés
Fuente: Pérez Andrés
120
Gráfico 62
Vista de expansiones
Elaboración: Pérez Andrés
Fuente: Pérez Andrés
Gráfico 63
Seguro de caja
Elaboración: Pérez Andrés
Fuente: Pérez Andrés
121
Gráfico 64
Vista interna chaleco
Elaboración: Pérez Andrés
Fuente: Pérez Andrés
Anexo 4: Evidencias
Gráfico 65
Visita a Centro no vidente
Elaboración: Pérez Andrés
Fuente: Pérez Andrés
122
Gráfico 66
Uso del chaleco
Elaboración: Pérez Andrés
Fuente: Pérez Andrés
Gráfico 67
Colaboración
Elaboración: Pérez Andrés
Fuente: Pérez Andrés
123
Gráfico 68
Pruebas del dispositivo
Elaboración: Pérez Andrés
Fuente: Pérez Andrés
Gráfico 69
Identificación del dispositivo por parte del no vidente
Elaboración: Pérez Andrés
Fuente: Pérez Andrés
124
Anexo 5: Datasheet Sensores Ultrasónico Hc-sr04
125
126
Anexo 6: Datasheet Módulo gsm
127
Anexo 7: Datasheet Arduino UNO R3
128
129
130
131
132
Anexo 8: Datasheet L293D
133
134
135
136
137
Anexo 9: Data Sheet del módulo GPS neo 6m versión 2
Gráfico 70
Data Sheet Neo - 6 m
Elaboración: NEO-6
Fuente: (NEO-6, 2019)
Anexo 10: Facturas o comprobantes de los componentes
Gráfico 71
Factura del prototipo arduino Shield
Elaboración: Pérez Andrés
Fuente: Pérez Andrés
138
Gráfico 72
Factura del módulo GPRS GSM900
Elaboración: Pérez Andrés
Fuente: Pérez Andrés
Gráfico 73
Factura de la placa arduino uno R3
Elaboración: Pérez Andrés
Fuente: Pérez Andrés