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I
UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL
FACULTAD DE CIENCIAS MATEMÁTICAS Y FÍSICAS
CARRERA DE INGENIERÍA EN NETWORKING Y
TELECOMUNICACIONES
“DISEÑO DEL PROTOTIPO DE UN GUANTE CONTROLADO CON
ARDUINO QUE PERMITE LA DETECCIÓN DE OBSTÁCULOS POR
MEDIO DE SENSORES PARA MEJORAR EL DESPLAZAMIENTO
DENTRO DEL HOGAR A PERSONAS CON BAJOS RECURSOS QUE
CUENTEN CON DISCAPACIDAD VISUAL”
PROYECTO DE TITULACIÓN
Previa a la obtención del título de:
INGENIERO EN NETWORKING Y TELECOMUNICACIONES
AUTOR:
Carlos Ronaldo Solis Yagual
TUTOR:
Ing. Harry Luna Aveiga, M.Sc.
GUAYAQUIL – ECUADOR
2019
II
REPOSITORIO NACIONAL EN CIENCIA Y TECNOLOGÍA
FICHA DE REGISTRO DE TESIS
TÍTULO: “Diseño del prototipo de un guante controlado con arduino que permite la detección de
obstáculos por medio de sensores para mejorar el desplazamiento dentro del hogar a personas con bajos recursos que cuenten con discapacidad visual”
AUTOR: Carlos Ronaldo Solis Yagual REVISORES:
INSTITUCIÓN: Universidad de Guayaquil FACULTAD: Facultad de Ciencias
Matemáticas y Físicas
CARRERA: Ingeniera en Networking y Telecomunicaciones
FECHA DE PUBLICACIÓN: N° DE PÁGS: 131
ÁREA TEMÁTICA: Microcontroladores y Robótica
PALABRAS CLAVES: Guante, Dispositivos de Asistencia, Prototipo Electrónico, Discapacidad
Visual, Sensor Ultrasónico, Obstáculos. RESUMEN: El presente proyecto de titulación tiene como objetivo diseñar e implementar un
prototipo de guante electrónico de asistencia a personas que padezcan discapacidad visual para
mejorar el desplazamiento dentro y fuera del hogar a través de un sensor ultrasónico poder
detectar la proximidad de obstáculos. Con el paso del tiempo se han desarrollado una diversidad
de dispositivos de asistencia que permiten facilitar las actividades de personas con discapacidad
visual, los principales problemas que posee esta población es la autonomía e independencia en
actividades básicas como lo son la movilidad, identificación de objetos y encontrarlos. Para la
elaboración del proyecto de titulación se utiliza la metodología en cascada, es un modelo lineal de
diseño que emplea un proceso de diseño secuencial constituido por varias etapas diferentes:
requisitos, diseño, implementación, verificación y mantenimiento. Se recopiló la información
necesaria sobre los diferentes tipos de discapacidad visual para que el prototipo sea utilizado por
aquellas personas que apenas perciben el entorno que los rodea y para los que no tiene ninguna
imagen visual del lugar donde se estén movilizando. Se logró implementar tecnología con
componentes de bajo costo para que sea accesible la implementación del prototipo a personas que
no puedan adquirir dispositivos de asistencia que en su mayoría son de un costo elevado. Se
adaptó la configuración electrónica en un guante para que sea fácil de utilizar y portar, permitiendo
una comodidad al momento de realizar cualquier tarea ya que así no podrá extraviar el prototipo al
estar aferrado a la mano del usuario.
N° DE REGISTRO: N° DE CALIFICACIÓN:
DIRECCIÓN URL:
ADJUNTO PDF: SI NO
CONTACTO CON AUTOR:
Teléfono:
0996688184
E-mail:
CONTACTO DE LA INSTITUCIÓN:
Nombre: Ab. Juan Chávez Atocha
Teléfono: 042307729
E-mail: [email protected]
III
APROBACIÓN DEL TUTOR
En mi calidad de Tutor del trabajo de titulación, “Diseño del prototipo de
un guante controlado con arduino que permite la detección de
obstáculos por medio de sensores para mejorar el desplazamiento
dentro del hogar a personas con bajos recursos que cuenten con
discapacidad visual” elaborado por el Sr. Carlos Ronaldo Solis Yagual,
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. Harry Luna Aveiga, M.Sc.
TUTOR
IV
DEDICATORIA
Dedico el presente trabajo de
titulación a mi madre Florencia
Yagual por haberme brindado el
ánimo, apoyo y consejos hasta el
final de sus días, para hacer de mí
una mejor persona, a pesar de no
estar conmigo físicamente al inicio
de mi carrera, siempre me estuvo
acompañando en cada logro y meta
cumplida.
A mi hijo Santiago por formar parte
de mi motivación e inspiración al
final de mi carrera, dandome
energía para esforzarme por el
cada día y así poder brindarle un
buen futuro.
Carlos Ronaldo Solis Yagual
V
AGRADECIMIENTO
Agradezco a Dios en primer lugar
por mantenerme con vida y permitir
cumplir lo que tanto deseaba mi
señora madre.
A mi hermana Erika por brindarme
su apoyo incondicional desde
siempre, este logro también es tuyo
gracias “Cerdita”.
A mi padre Carlos por ser ejemplo
de superación e inculcarme desde
pequeño valores y principios.
A mi mujer Alison por haber llegado
a mi vida en el momento oportuno y
darme el regalo más valioso que es
mi hijo, gracias “Mi cachetona”.
A mis compañeros y amigos
presentes y pasados con quienes
compartí aulas de clases y
momentos de alegría.
Carlos Ronaldo Solis Yagual
VI
TRIBUNAL PROYECTO DE TITULACIÓN
Ing. Fausto Cabrera Montes, M.Sc.
DECANO DE LA FACULTAD CIENCIAS MATEMÁTICAS Y
FÍSICAS
Ing. Abel Alarcon Salvatierra, M.Sc. DIRECTOR DE LA
CARRERA DE INGENIERÍA EN NETWORKING Y
TELECOMUNICACIONES
Ing. Miguel Molina Villacis, M. Sc. PROFESOR REVISOR DEL
PROYECTO DE TITULACION
PROFESOR DE AREA DESIGNADO EN EL TRIBUNAL
Ing. Harry Luna Aveiga, M.Sc. PROFESOR TUTOR DEL
PROYECTO DE TITULACION
Ab. Juan Chávez Atocha, Esp. SECRETARIO (E) DE LA
FACULTAD
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”.
Carlos Ronaldo Solis Yagual
VIII
UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL
FACULTAD DE CIENCIAS MATEMÁTICAS Y FÍSICAS
CARRERA DE INGENIERÍA EN NETWORKING Y
TELECOMUNICACIONES
“DISEÑO DEL PROTOTIPO DE UN GUANTE CONTROLADO CON
ARDUINO QUE PERMITE LA DETECCIÓN DE OBSTÁCULOS
POR MEDIO DE SENSORES PARA MEJORAR EL
DESPLAZAMIENTO DENTRO DEL HOGAR A
PERSONAS CON BAJOS RECURSOS
QUE CUENTEN CON
DISCAPACIDAD
VISUAL”
Proyecto de Titulación que se presenta como requisito para optar por
el título de INGENIERO EN NETWORKING Y TELECOMUNICACIONES.
Autor: Carlos Ronaldo Solis Yagual
C.I.: 0951223635
Tutor: Ing. Harry Luna Aveiga, M.Sc.
Guayaquil, octubre de 2019
IX
CERTIFICADO DE APROBACIÓN 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 CARLOS RONALDO SOLIS YAGUAL, como requisito previo
para optar por el título de Ingeniero en Networking y Telecomunicaciones
cuyo tema es:
“Diseño del prototipo de un guante controlado con arduino que permite
la detección de obstáculos por medio de sensores para mejorar el
desplazamiento dentro del hogar a personas con bajos recursos que
cuenten con discapacidad visual”
Considero aprobado el trabajo en su totalidad.
Presentado por:
Solis Yagual Carlos Ronaldo C.I. 0951223635
Tutor: Ing. Harry Luna Aveiga, M.Sc.
Guayaquil, octubre de 2019
X
UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL
FACULTAD DE CIENCIAS MATEMÁTICAS Y FÍSICAS CARRERA DE INGENIERÍA EN NETWORKING Y
TELECOMUNICACIONES
Autorización para publicación de Proyecto de Titulación en Formato Digital
1. Identificación del Proyecto de Titulación
Nombre Alumno: Carlos Ronaldo Solis Yagual
Dirección: 19 y Alcedo
Teléfono: 0996688184 E-mail: [email protected]
Facultad: Facultad de Ciencias Matemáticas y Físicas
Carrera: Ingeniería en Networking y Telecomunicaciones
Proyecto de titulación al que opta: Ingeniero en Networking y
Telecomunicaciones
Profesor tutor: Ing. Harry Luna Aveiga, M.Sc.
Título del Proyecto de titulación: “Diseño del prototipo de un guante controlado con arduino que permite la detección de obstáculos por medio de sensores para mejorar el desplazamiento dentro del hogar a personas con bajos recursos que cuenten con discapacidad visual”
Tema del Proyecto de Titulación: Prototipo de detección de obstáculos para mejorar el desplazamiento de personas con discapacidad visual.
XI
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 X Después de 1 Año
Firma Alumno:
________________________
Carlos Ronaldo Solis Yagual
C.I. 0951223635
3. Forma de Envío
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 X
XII
ÍNDICE GENERAL
CARTA DE APROBACIÓN DEL TUTOR.………………...………..………………………….III
DEDICATORIA.………………………………………………………..………………..………………IV
AGRADECIMIENTO.………………………………………………………..…………………....…….V
ÍNDICE GENERAL……………….……………..………………..…………….………………….XII
ABREVIATURAS.………………………………………………………………………….…...XIV
SIMBOLOGÍA.…………………………………………………………………………………………XV
ÍNDICE DE CUADROS.…………………………………………………………………………………..XVI
ÍNDICE DE GRÁFICOS.…………………………………………...…………………….XVII
RESUMEN..…………………………………………………………………………………….………………XIX
ABSTRACT.…………………………………………………………………………...………XX
INTRODUCCIÓN.…………………………………………………………………………………1
CAPÍTULO I.…………………………………………………………………………………..…..4
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA.……………………………………….…………………4
Ubicación del problema en un contexto.………………………………………………..………4
Situación Conflicto, Nodos Críticos….………………………………………………………….6
Causas y Consecuencias del Problema………………………………………………………..7
Delimitación del Problema…………………...………………..………………..………………..7
Formulación del Problema…………………...………………..………………..………………..8
Evaluación del Problema……………………….……………..………………..………………..8
Delimitado……………………………………..………………..………………..………………..8
Claro………...………………..………………..………………..………………..………………..8
Evidente…….……………….………………...………………..………………..………………..8
Concreto…….…………………………..……..………………..………………..………………..9
Original……...………………..………………..………………..………………..………………..9
Factible……...………………..………………..………………..………………..………………..9
OBJETIVOS..………………..………………..………………..………………..………………..9
Objetivo general……………..………………..………………..………………..………………..9
Objetivos específicos……….………………..………………..………………..………………..9
ALCANCES DEL PROBLEMA…………….………………..………………..………………..10
JUSTIFICACIÓN E IMPORTANCIA………………………..………………..………………..11
METODOLOGÍA DEL PROYECTO……….………………..………………..………………..12
CAPITULO II………………..………………..………………..………………..………………..13
MARCO TEÓRICO………...………………..………………..………………..………………..13
ANTECEDENTES DEL ESTUDIO………...………………..………………..………………..13
XIII
FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA…………..………………..………………..………………..16
FUNDAMENTACIÓN LEGAL………………………………..………………..………………..34
PREGUNTA CIENTIFICA…………………..………………..………………..………………..43
VARIABLES.………………..………………..………………..………………..………………..43
DEFINICIONES CONCEPTALES…………………………..………………..………………..43
CAPITULO III..………………..………………..………………..………………..……………..45
PROPUESTA TECNOLOGICA……………………………..………………..………………..45
ANÁLISIS DE FACTIBILIDAD..………………..………………..………………..……………45
Factibilidad operacional…...………………..………………..………………..………………..46
Factibilidad técnica………...………………..………………..………………..………………..46
Factibilidad legal…………...………………..………………..………………..………………..60
Factibilidad económica……………………..………………..………………..………………..60
ETAPAS DE LA METODOLOGÍA DEL PROYECTO………….…………..………………..61
Requisitos…………………..………………..………………..………………..………………..62
Diseño………..……………..………………..………………..………………..………………..63
Implementación…………….………………..………………..………………..………………..65
Verificación. ………………..………………..………………..………………..………………..71
Mantenimiento. .………………..………………..………………..………………..……………74
Entregables del proyecto. . ………………..………………..………………..………………..75
CRITERIOS DE VALIDACION DE LA PROPUESTA.………………..……………….........75
Población y muestra.………………..………………..………………..……………….............75
Población.………………..………………..………………..………………..………………......75
Muestra.………………..………………..………………..………………..……………….........76
Instrumento de recolección de datos.………………..………………..………………...........77
Técnica.………………..………………..………………..………………..……………….........77
Recolección de información.………………..………………..………………..……………….77
PROCESAMIENTO Y ANALISIS.………………..………………..……………….................77
CAPITULO IV.………………..………………..………………..……………….......................86
CRITERIOS DE ACEPTACION DEL PRODUCTO.………………..……………...........…..86
CONCLUSIONES.………………..………………..………………..……………....…………..88
RECOMENDACIONES……..………………..…..……………….........................................90
BIBLIOGRAFÍA.………………..………………..……………………………..………….........91
ANEXOS.………………..………………..………………..………….………..………………..97
XIV
ABREVIATURAS
ART Articulo
CONADIS Concejo Nacional de Discapacidades
GPS Sistema de Posicionamiento Global
IDE Development Environment
INEC Instituto Nacional de Estadística y Censos
OHM Ohmio
OMS Organización Mundial de la Salud
ONCE Organización Nacional de Ciegos Españoles
SO Sistema Operativo
PBC Polyvinyl Chloride
RAE Real Academia Española
RPM Revoluciones Por Minuto
XV
SIMBOLOGÍA
A Amperio
C Centígrados
Cm Centímetro
dB Decibelio
g Gramo
Gb Gigabyte
GND Ground
Kb Kilobyte
KHz Kilohercio
M Metro
mA Miliamperio
mAh Miliamperio-Hora
Mb Megabyte
MHz Megahercio
mm Milímetro
PWM Pulse-Width Modulation
uS Micro Segundo
V Voltio
Vcc Voltaje En Corriente Directa
W Potencia
XVI
ÍNDICE DE CUADROS
CUADRO N. 1 Causas y consecuencias……………………………………………………..7
CUADRO N. 2 Causas mundiales de discapacidad visual………………………………..17
CUADRO N. 3 Elementos de guía…………………………………………………………..21
CUADRO N. 4 Tipos de sensores…………………………………………………….…….28
CUADRO N. 5 Características de los sensores de proximidad…………………………..32
CUADRO N. 6 Tipos de sensores ultrasónicos……………………………………………33
CUADRO N. 7 Características de arduino nano…………………………………………..47
CUADRO N. 8 Características de sensor ultrasónico hc-sr04……………………………49 CUADRO N. 9 Características de modulo lector microSD………………………………..50 CUADRO N. 10 Características de módulo de carga de batería de litio…………….……51
CUADRO N. 11 Características de placa experimental………………………………….....52
CUADRO N. 12 Características de modulo amplificador de sonido………………………53
CUADRO N. 13 Características de memoria microSD…………………………..…………54
CUADRO N. 14 Características de motor vibrador (modelo 1)…………………………….55
CUADRO N. 15 Características de motor vibrador (modelo 2)…………………………….55
CUADRO N. 16 Características de parlante…………………………………………………56
CUADRO N. 17 Características de batería de litio (modelo 1)………………...…………..57
CUADRO N. 18 Características de batería de litio (modelo 2)……………...……………..58
CUADRO N. 19 Botones de software arduino……………………………………….………59
CUADRO N. 20 Presupuesto…………………………………………........………………….61
CUADRO N. 21 Evaluación del prototipo………………………………………………...…..74
CUADRO N. 22 Resultado de pregunta n. 1………………………………........…….……..77
CUADRO N. 23 Resultado de pregunta n. 2…………………………………….…………..78
CUADRO N. 24 Resultado de pregunta n. 3………………………………………………...79
CUADRO N. 25 Resultado de pregunta n. 4…………………………………………………80
CUADRO N. 26 Resultado de pregunta n. 5…………………………………………………81
CUADRO N. 27 Resultado de pregunta n. 6…………………………………………….…..82
CUADRO N. 28 Resultado de pregunta n. 7…………………………………………………83
CUADRO N. 29 Resultado de pregunta n. 8……………………………………………..….84
CUADRO N. 30 Criterios de aceptación……………………………………………...………86
XVII
ÍNDICE DE GRÁFICOS
GRÁFICO N. 1 Prevalencia de ceguera y discapacidad visual en Latinoamérica…..5
GRÁFICO N. 2 Tipos de discapacidades en ecuador....………..............…………….18
GRÁFICO N. 3 Grupo etario – rango de edades………………………………………..19
GRÁFICO N. 4 Discapacidad visual por género……………………………………...…20
GRÁFICO N. 5 Etapas de un sistema electrónico.……..…………………………..….22
GRÁFICO N. 6 Arduino……………………………………………………………………23
GRÁFICO N. 7 Componentes de tarjeta arduino……………………………………….25
GRÁFICO N. 8 Tipos de tarjetas arduino………………………………………………..25
GRÁFICO N. 9 Raspberry pi………………………………………………………………26
GRÁFICO N. 10 Conexiones de tarjeta raspberry pi (modelo b)…………………...….27
GRÁFICO N. 11 Tipos de tarjetas raspberry pi…………………………………………...27
GRÁFICO N. 12 Arduino nano……………………………………………………………...47
GRÁFICO N. 13 Sensor ultrasónico hc-sr04……………………………………………...48
GRÁFICO N. 14 Modulo lector microSD…………………………………………………..49
GRÁFICO N. 15 Módulo de carga de batería de litio…………………………………….50
GRÁFICO N. 16 Placa experimental……………………………………………………….51
GRÁFICO N. 17 Modulo amplificador de sonido…………………………………………52
GRÁFICO N. 18 Memoria microSD………………………………………………………...53
GRÁFICO N. 19 Motor vibrador (modelo 1)……………………………………………….54
GRÁFICO N. 20 Motor vibrador (modelo 2)……………………………………………….55
GRÁFICO N. 21 Parlante……………………………………………………………………56
GRÁFICO N. 22 Batería de litio (modelo 1)……………………………………………….57
GRÁFICO N. 23 Batería de litio (modelo 2)……………………………………………….58
GRÁFICO N. 24 Software arduino……………………………………………………….…59
GRÁFICO N. 25 Etapas de metodología en cascada……………………………………62
GRÁFICO N. 26 Configuración electrónica del prototipo (modelo 1)…………………..63
GRÁFICO N. 27 Configuración electrónica del prototipo (modelo 2)…………………..64
GRÁFICO N. 28 Diagrama de bloques del prototipo………………………………….....65
GRÁFICO N. 29 Elementos electrónicos en protoboard………………………………...66
GRÁFICO N. 30 Arduino nano en placa experimental…………………………………..66
GRÁFICO N. 31 Sensor ultrasónico en placa experimental…………………………….67
GRÁFICO N. 32 Memoria microSD en modulo lector……………………………………67
GRÁFICO N. 33 Modulo lector microSD en placa experimental………………………..68
GRÁFICO N. 34 Instalación de módulo de carga y amplificador de audio…………….68
GRÁFICO N. 35 Instalación de altavoz y switch………………………………………….69
GRÁFICO N. 36 Anexo de batería de litio y motor vibrador (modelo 1)……………….69
GRÁFICO N. 37 Electrónica del prototipo…………………………………………………70
GRÁFICO N. 38 Inst. De electrónica del prototipo en guante (modelo 1)……………..70
GRÁFICO N. 39 Inst. De electrónica del prototipo en guante (modelo 2)……………..71
GRÁFICO N. 40 Rango de 0 a 10 cm - prototipo en guante……………………………72
GRÁFICO N. 41 Rango de 10 a 50 cm - prototipo en guante…………………………..72
GRÁFICO N. 42 Rango de 50 a 100 cm - prototipo en guante…………………………73
XVIII
GRÁFICO N. 43 Fuera de rango mayor a 300 cm - prototipo en guante……………...73
GRÁFICO N. 44 Resultado de pregunta n. 1...............................................................78
GRÁFICO N. 45 Resultado de pregunta n. 2………………………………………………79
GRÁFICO N. 46 Resultado de pregunta n. 3………………………………………………80
GRÁFICO N. 47 Resultado de pregunta n. 4………………………………………………81
GRÁFICO N. 48 Resultado de pregunta n. 5………………………………………………82
GRÁFICO N. 49 Resultado de pregunta n. 6………………………………………………83
GRÁFICO N. 50 Resultado de pregunta n. 7………………………………………………84
GRÁFICO N. 51 Resultado de pregunta n. 8………………………………………………85
XIX
UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL
FACULTAD DE CIENCIAS MATEMÁTICAS Y FÍSICAS
CARRERA DE INGENIERÍA EN NETWORKING Y TELECOMUNICACIONES
“Diseño del prototipo de un guante controlado con arduino que permite
la detección de obstáculos por medio de sensores para mejorar el desplazamiento dentro del hogar a personas con bajos recursos que
cuenten con discapacidad visual”
Autor: Carlos Ronaldo Solis Yagual Tutor: Ing. Harry Luna Aveiga, M.Sc.
RESUMEN
El presente proyecto de titulación tiene como objetivo diseñar e implementar un prototipo de guante electrónico de asistencia a personas que padezcan discapacidad visual para mejorar el desplazamiento dentro y fuera del hogar a través de un sensor ultrasónico poder detectar la proximidad de obstáculos. Con el paso del tiempo se han desarrollado una diversidad de dispositivos de asistencia que permiten facilitar las actividades de personas con discapacidad visual, los principales problemas que posee esta población es la autonomía e independencia en actividades básicas como lo son la movilidad, identificación de objetos y encontrarlos. Para la elaboración del proyecto de titulación se utiliza la metodología en cascada, es un modelo lineal de diseño que emplea un proceso de diseño secuencial constituido por varias etapas diferentes: requisitos, diseño, implementación, verificación y mantenimiento. Se recopiló la información necesaria sobre los diferentes tipos de discapacidad visual para que el prototipo sea utilizado por aquellas personas que apenas perciben el entorno que los rodea y para los que no tiene ninguna imagen visual del lugar donde se estén movilizando. Se logró implementar tecnología con componentes de bajo costo para que sea accesible la implementación del prototipo a personas que no puedan adquirir dispositivos de asistencia que en su mayoría son de un costo elevado. Se adaptó la configuración electrónica en un guante para que sea fácil de utilizar y portar, permitiendo una comodidad al momento de realizar cualquier tarea ya que así no podrá extraviar el prototipo al estar aferrado a la mano del usuario. Palabras Claves: Guante, Dispositivos de Asistencia, Prototipo Electrónico, Discapacidad Visual, Sensor Ultrasónico, Obstáculos.
XX
UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL
FACULTAD DE CIENCIAS MATEMÁTICAS Y FÍSICAS
CARRERA DE INGENIERÍA EN NETWORKING Y TELECOMUNICACIONES
“Design of the prototype of an arduino controlled glove that allows the detection of obstacles by means of sensors to improve the
displacement within the home to people with low resources who have visual impairment”
Author: Carlos Ronaldo Solis Yagual Advisor: Ing. Harry Luna Aveiga, M.Sc
ABSTRACT The purpose of this degree project is to design and implement a prototype of an electronic glove to assist people with visual impairment to improve movement inside and outside the home through an ultrasonic sensor to detect the proximity of obstacles. Over time, a variety of assistive devices have been developed that facilitate the activities of people with visual disabilities, the main problems that this population has is autonomy and independence in basic activities such as mobility, identification of objects and find them. The cascade methodology is used to prepare the titration project, it is a linear design model that uses a sequential design process consisting of several different stages: requirements, design, implementation, verification and maintenance. The necessary information on the different types of visual impairment was collected so that the prototype is used by those who barely perceive the surrounding environment and for those who do not have any visual image of the place where they are mobilizing. It was possible to implement technology with low-cost components so that the implementation of the prototype is accessible to people who cannot acquire assistive devices that are mostly of high cost. The electronic configuration was adapted in a glove so that it is easy to use and carry, allowing comfort when performing any task since it will not be able to lose the prototype when it is clinging to the user's hand. Key words: Glove, Assistive Devices, Electronic Prototype, Visual Disability, Ultrasonic
Sensor, Obstacles.
1
INTRODUCCIÓN
En la actualidad, la programación en conjunto con la electrónica ha sido de gran
utilidad en el desarrollo médico, integrando recursos tecnológicos en beneficio
de las diversas discapacidades existentes en el mundo, pero en este proyecto
se enfocara únicamente a la discapacidad visual.
La visión representa un papel central en la autonomía y desenvolvimiento de
cualquiera, uno de los grandes retos para una persona con discapacidad visual,
es poder moverse libremente dentro o fuera del hogar sin miedo a tener
cualquier tipo de percance ya sea leve o grave y sin tener que ir acompañado.
Si se aplican conocimiento y recursos apropiados, se conseguirá un
desenvolvimiento satisfactorio de la persona ciega o con baja visión en los
aspectos fundamentales de su persona: afectivo, social, intelectual y motriz.
La evolución de la tecnología avanza con rapidez, esto permite implementar la
tecnología en beneficio y apoyo en la vida cotidiana, protegiendo la integridad y
seguridad de las personas con discapacidad visual. Existe hoy en día una
diversidad de dispositivos asistentes para personas con discapacidad visual
para facilitar el diario vivir como: bastones, gafas, zapatos, etc.
Si bien existe la herramienta arduino que en sus inicios fue empleado para la
necesidad de aprendizaje para estudiantes de computación, hoy se emplea
para una incontable cantidad de proyectos interactivos relacionados a los
microcontroladores. Por lo que se quiere implementar en este proyecto un
dispositivo de asistencia para personas con discapacidad visual que le permita
la detección y proximidad de objetos u obstáculos a su alrededor para poder
tener una comodidad al momento de desplazarse.
Lógicamente, al faltarle a la persona información visual, tendrá la necesidad de
utilizar sus demás sentidos para poder orientarse. El tacto con las manos es
uno de los sentidos en más usarse combinado con el del oído cuando no se
2
tiene el de la vista, por lo que este proyecto tiene la finalidad de apoyar a las
personas que padezcan alguna discapacidad visual creando un modelo y a su
vez un prototipo que permita una movilización segura.
Para hacer frente ante dichos riesgos que puedan correr las personas con
discapacidad visual por ello es necesario implementar además un sensor
ultrasónico que permita detectar a cierto rango de distancia los obstáculos, se
añadirá una alerta sonora y vibratoria estimulando sus habilidades auditivas,
orientación y movilidad. Dada la idea se hace posible la creación de prototipo
sistemático que ayuda a obtener información relevantes en el área indicando si
tiene o no algún tipo de objeto a su alrededor.
El proyecto concluye con la creación de una herramienta de asistencia que
muestra muchas ventajas y beneficios tanto para personas con discapacidad
visual leve como para personas con discapacidad visual grabe (ceguera),
parece necesario centrar la atención sobre las personas que no cuenten con
muchos recursos para adquirir un dispositivo que pueda mejorar su calidad de
desplazamiento y en base a este razonamiento se muestra como resultado de
esta investigación una propuesta de diseño de un prototipo de guante cómodo
a través de la tecnología de arduino implementando sensores y otro elementos,
que puedan ser usados por personas que quieran evitar una dependencia de
algún compañero para poder movilizarse.
A continuación se detalla la estructura general de los capítulos que contiene el
proyecto:
Capítulo I: Se expresa la problemática existente para las personas con
discapacidad visual, objetivos y alcances del proyecto.
Capítulo II: Se describe los antecedentes del estudio en el cual se basa el
proyecto, a su vez la fundamentación legal y las definiciones conceptuales que
permitan una correcta identificación de los temas tocados a lo largo de este
proyecto.
3
Capítulo III: Se encuentra los análisis de factibilidad para la implementación del
prototipo, metodología que se escogió para el desarrollo del proyecto, encuestas
realizadas para identificar los inconvenientes y necesidades de los usuarios con
discapacidad visual.
Capítulo IV: Se detalla el análisis de los criterios de aceptación del prototipo
validando su funcionamiento, las conclusiones y recomendaciones propuestas
para futuras investigaciones.
4
CAPÍTULO I
EL PROBLEMA
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
Ubicación del Problema en un Contexto
La discapacidad visual es la carencia parcial o completa del sentido de la vista,
esta condición física limita la capacidad para realizar actividades cotidianas en
quien la padezca. Basta tener en cuenta que a través de este sentido
obtenemos el 80% de la información del mundo que nos rodea Una persona
con la incapacidad de ver o percibir los objetos a su alrededor le es más
complejo llevar a cabo situaciones vitales en su día a día, el tipo de dificultades
que presenta no pueden ser compensadas del todo con la utilización de
dispositivos de apoyo como: anteojos o lentes de contactos a quien la padezca
en su grado alto la cual se denomina como ceguera. En el mundo existe un
porcentaje de personas que ya nacen con esta discapacidad y otro porcentaje
que la adquieren por alguna enfermedad, accidente o algún tipo de negligencia.
La cifra estimada de personas con discapacidad visual según la Organización
Mundial de la Salud (OMS, 2015) es de 253 millones de personas: 36 millones
con ceguera y 217 millones con discapacidad visual moderada a grave. En los
países en desarrollo se encuentra alrededor de un 90% de la población que
padece de discapacidad visual. Aproximadamente las personas de 50 años en
adelante constituyen un 82% que sufren de ceguera. En términos mundiales,
los errores de refracción no corregidos constituyen la causa más importante de
discapacidad visual, pero en los países de ingresos medios y bajos las
cataratas siguen siendo la principal causa de ceguera. Según estudios en los
últimos 20 años la cantidad de personas que cuenten con discapacidad visual
producidas por algún tipo de enfermedad infecciosa ha disminuido
considerablemente. El 80% del total mundial de casos de discapacidad visual
se pueden evitar o curar (OPS, 2018).
5
(Bernhard Sabel, 2018) menciona en un estudio publicado en el EPMA Jornal
que “Existe evidencia clara de un componente psicosomático para la pérdida de
visión, indicando que el estrés es una causa importante, también enfermedades
como el glaucoma, la neuropatía óptica, la retinopatía diabética y
la degeneración macular relacionada con la edad consecuencia, de la pérdida
progresiva de la visión”.
GRÁFICO N. 1
Prevalencia de ceguera y discapacidad visual en Latinoamérica.
Fuente: Visión 2020
Elaboración: Van C. Lansingh, 2012
En el GRÁFICO N. 1 muestra la prevalencia de ceguera y discapacidad visual
en los países de Latinoamérica, teniendo en cuenta el estado en el cual se
encuentran los países mencionados, la Organización Mundial de la Salud
(OMS) ha creado un plan de acción mundial sobre salud ocular para los años
2014-2019, con el objetivo de disminuir la discapacidad visual evitable como
problema de salud pública mundial (Visión 2020, 2012).
En Ecuador según (Diario el Comercio, 2014) existen 274 000 personas no
videntes, según cifras del Instituto Nacional de Estadísticas y Censos (INEC).
Sin embargo, el acceso a dispositivos y a herramientas que les permitan una
mejor adaptación e inclusión en la cotidianidad es limitado.
6
En el presente proyecto se pretende mejorar el desenvolvimiento o desempeño
y tratar de minimizar las limitaciones en la comprensión del espacio en el que se
desenvuelve, que puede requerir de la explicación de otras personas, en la
orientación y la movilidad en interiores o exteriores, según el grado de
familiaridad (conocidos o desconocidos).
Con el apoyo de herramientas tecnológicas lograr detectar de manera
anticipada la proximidad de algún objeto u obstáculo los que no puedan ser
localizados con el simple tacto, facilitando la capacidad de moverse en un
entorno seguro dentro del propio domicilio o fuera de él.
Situación Conflicto Nudos Críticos
La temática en la que está dirigida este proyecto surge por la necesidad de
implementar las nuevas herramientas tecnológicas con el fin de asistir de
manera simple la movilización dentro y fuera del hogar, esto significa un apoyo
favorable para personas que padezcan de alguna discapacidad visual
disminuyendo la dependencia de terceros para realizar actividades.
En el presente proyecto uno de los nudos crítico son los recursos limitados que
poseen cierta cantidad de hogares para adquirir un dispositivo de asistencia.
La mayoría de los incidentes que se presentan en la actualidad es por el
incompleto apoyo que brindan los dispositivos convencionales a las personas
con discapacidad visual total (ceguera).
Los dispositivos de asistencia tecnología pueden cubrir las necesidades de
desplazamiento permitiendo detectar y evadir a cierta distancia objetos u
obstáculos que impidan a estas personas una correcta movilización.
7
Causas y Consecuencias del Problema
CUADRO N. 1
Causas y consecuencias
CAUSAS CONSECUENCIAS
Falta de conocimiento de
nuevas tecnologías de
asistencia.
Escases de dispositivos electrónicos
innovadores que puedan facilitar diversas
necesidades que requieran las personas con
discapacidad visual como la de desplazarse
con seguridad dentro o fuera de sus hogares.
Falta de recursos
económicos.
Al no contar con una economía sustentable una
persona con discapacidad visual se limita a
adquirir dispositivos de asistencia
convencional.
Falta de recursos
tecnológicos dirigido al
bienestar social.
Poco apoyo por parte del gobierno ecuatoriano
en impulsar proyectos tecnológicos que
permitan aumentar el bienestar a las personas
que cuenten algún tipo de discapacidad.
Fuente: Datos de la investigación
Elaboración: Carlos Solis Yagual
Delimitación del Problema
Campo: Tecnología - Salud
Área: Ingeniería de Software y comunicación
Aspecto: Prototipo de asistencia para personas con discapacidad visual
Tema: Diseño del prototipo de un guante controlado con arduino que permite la
detección de obstáculos por medio de sensores para mejorar el desplazamiento
dentro del hogar a personas con bajos recursos que cuenten con discapacidad
visual.
8
Formulación del Problema
¿Qué tanto contribuiría a una persona con discapacidad visual la creación de un
prototipo electrónico que permita detectar la proximidad de objetos u obstáculos
en su entorno mediante sensores?
Evaluación del Problema
Los aspectos generales de evaluación son:
Delimitado: Los problemas actuales que se les presentan a las personas con
discapacidad visual no pueden ser minimizados del todo con los dispositivos de
asistencia convencionales como lo son: lentes, zapatos, bastones entre otros. El
análisis de este proyecto se enfoca en utilizar la electrónica como herramienta
en beneficio a la salud y bienestar de personas con discapacidad visual creando
un prototipo que permita mejorar el estilo y calidad de vida de estas personas, el
cual se delimita en el presente año, desarrollándose en la ciudad de Guayaquil.
Claro: La implementación de este prototipo permitirá reducir la falta de
seguridad y desconfianza al momento de realizar algún tipo de actividad
relacionada con el desplazamiento, será de mucha ayuda ya que lograra
minimizar los posibles inconvenientes o problemas de movilización. Se
identificarán ideas concisas con términos claros y bien definidos, permitiendo
un fácil entendimiento para las personas interesadas en el tema, con el objetivo
de que se utilice este proyecto para futuros temas relacionados al uso de la
electrónica en beneficio a personas con algún tipo de discapacidad no
únicamente la visual.
Evidente: Este prototipo pretende brindar una solución a las personas con
discapacidad visual tratando de mejorar su calidad de vida al momento de su
movilización dentro o fuera del hogar permitiendo evadir obstáculos u objetos
que se le atraviesen o se interpongan en su camino.
9
Concreto: La detección anticipada de algún obstáculo u objeto con la ayuda de
un dispositivo de asistencia permitirá evitar los inconvenientes o accidentes que
estos pueden causar a una persona que no cuente con el correcto
funcionamiento del sentido de la vista.
Original: Lo novedoso del prototipo es la electrónica de la mano con la
programación en micro contralores que en la actualidad está siendo aplicada
para diversos beneficios, este será de asistencia para personas con
discapacidad visual gracias a la ayuda de sensores y otros componentes
electrónicos pequeños colocándolos en un guante y distribuyéndolos de una
forma correcta para minimizar la robustez permitiendo un cómodo uso.
Factible: La propuesta tecnológica que se implementara resulta factible gracias
a que existe una variedad de herramientas tecnológicas y sensores de bajo
costo que permitirá el desarrollo funcional del prototipo.
OBJETIVOS
Objetivo general
Diseñar e implementar un prototipo de guante electrónico de asistencia a
personas que padezcan discapacidad visual para mejorar el desplazamiento
dentro y fuera del hogar a través de sensores detectar la proximidad de
obstáculos.
Objetivos específicos
Recopilar información sobre los diferentes tipos de discapacidad visual.
Diseñar un modelo de guante estableciendo la metodología y
configuración más adecuada basada en arduino.
Implementar el modelo para demostrar la funcionalidad del guante en la
detección de los obstáculos.
10
ALCANCES DEL PROBLEMA
La presente investigación propone el diseño e implementación de un prototipo
de guante electrónico que permita la detección de objetos u obstáculos y así
ayudar a la movilización adecuada a personas con discapacidad visual. Cabe
recalcar que lo que se entregara será el prototipo del guante, junto con los
mecanismos que permitirán su correcto funcionamiento. Sus respectivos
alcances son:
Realizar un estudio de las diferentes herramientas tecnológicas que se
acomoden a las principales necesidades para la implementación.
Elegir el modelo de tarjeta electrónica (microcontrolador) que mejor se
acople a la configuración del prototipo.
Establecer un diseño cómodo que no sea complicado de utilizar.
Evaluar el prototipo en la detección de objetos y los posibles
obstáculos.
El mircrocontrolador que se determine para el prototipo deberá permitir la
programación correcta de las tareas a realizar. Deberá de contar con pines que
sirven como entrada y salida de señales tanto analógicas como digitales estos a
su vez permitan la implementación de sensores y otros elementos electrónicos.
El microcontrolador también deberá de poseer un puerto de conexión física USB
de menor tamaño (en cualquiera de sus presentaciones ya sea micro USB o mini
USB) el cual permita la configuración e interacción con el ordenador.
El prototipo contara con un lenguaje de programación que satisfaga las
necesidades que requieran todos componentes a implementar como por
ejemplo: sensores ultrasónicos que realizaran la tarea de recolección de los
datos del entorno, micro motores realicen la tarea de señal de alerta vibratoria,
y que estos a su vez configurados de una manera correcta con una serie de
elementos electrónicos de apoyo permitan disminuir posibles colisiones con
diversos objetos u obstáculos en la movilización de personas con discapacidad
visual.
11
JUSTIFICACION E IMPORTANCIA
En la actualidad son muchos los avances tecnológicos que han permitido crear
soluciones para facilitar el desarrollo de quienes padecen de discapacidad
visual. Desde comandos de voz que pueden controlar electrodomésticos hasta
cinturones de navegación, han sido diseñados con el objetivo de mejorar el
desempeño de actividades cotidianas, aunque muchas veces, debido al costo
económico los vuelve inaccesibles para personas que no cuenten con una
economía alta.
Se pretende explotar el potencial de las nuevas tecnologías, incorporando
componentes eficientes de bajo costo lo cual lograría ser accesible a personas
de pocos recursos para mejorar su estilo de vida. Permitiendo evitar una serie
de inconveniente relacionados con obstáculos peligrosos para personas con
discapacidad visual de tal forma que se reduzca los accidentes leves o grabes
dentro y fuera del hogar.
En el presente proyecto se plantea diseñar e implementar un prototipo de
guante electrónico que integre tecnología para beneficio de las personas que
no pueden ver lo que tienen delante cuando se movilizan. Teniendo como
objetivo de que este pueda ser usado y a su vez mejorado en futuros proyectos
enfocado al desarrollo de nuevas herramientas y dispositivos de asistencia.
12
METODOLOGÍA DEL PROYECTO
La metodología en cascada se utilizara para la elaboración del proyecto de
titulación esta metodología está conformada por varias etapas que están
ordenadas de manera secuencial permitiendo que la elaboración del prototipo
sea sencilla y organizada así lograr la meta de satisfacer las necesidades del
usuario en este caso las personas con discapacidad visual.
Utilizando el modelo de cascada un producto no debe moverse de una fase a
la siguiente hasta que la fase predecesora haya sido completada. No es
posible regresar a etapas previamente concluidas. (Genaro Rodríguez, 2012)
Indica que “El esquema de desarrollo en cascada se caracteriza por proponer
actividades secuenciales, claramente agrupadas dentro de fases o ciclos del
desarrollo del proyecto, propone hacer un análisis intensivo de requerimientos
y se vuelve complicado volver a etapas previas del proyecto cuando se
encuentran diferencias significativas en el alcance definido en etapas
tempranas del mismo”.
13
CAPÍTULO II
MARCO TEÓRICO
ANTECEDENTES DEL ESTUDIO
Con el paso del tiempo se han desarrollado una diversidad de dispositivos de
asistencia que permiten facilitar las actividades de personas con discapacidad
visual, los principales problemas que posee esta población es la autonomía e
independencia en actividades básicas como lo son la movilidad, identificación
de objetos y encontrarlos. Como antecedente es importante analizar estudios
que se han realizado previamente para poder comprender cuál es la forma
más adecuada de aumentar la autonomía de una persona que posee este tipo
de discapacidad.
Primer proyecto desarrollado por: Sánchez (2010), llamado: “Una metodología
para desarrollar y evaluar la usabilidad de entornos virtuales basados en audio
para el aprendizaje y la cognición de usuarios ciegos”. Publicado en la revista
Iberoamericana de Educación a Distancia; Madrid, desarrollado en la
universidad de chile.
El objetivo de este proyecto es diseñar un ambiente virtual basado en sonidos
3D para impulsar el aprendizaje cognitivo, según Sánchez (2010): “El sonido
espacial puede mejorar y ejercitar la memoria, la percepción háptica, las
estructuras cognitivas temporales y espaciales, la orientación y movilidad, el
aprendizaje de las matemáticas y ciencias, y la resolución de problemas es
posible gracias a su desarrollo”. Estos ambientes ayudan a los no videntes
simular actividades que realiza cualquier persona en la vida cotidiana.
Segundo proyecto publicado por: Lengua, Dunai, Fajares y Defez, (2013),
llamado: “Dispositivo de navegación para personas invidentes basado en la
tecnología time of flight”. Universidad Politécnica de Valencia, España
El objetivo de este proyecto según Lengua, Dunai, Fajares y Defez, (2013):
“Es presentar un nuevo dispositivo de navegación y detección de obstáculos
14
para las personas no videntes, basado en la tecnología Time-of Flight y en
sonidos acústicos”. Este dispositivo se lo utilizaría como accesorio para el
bastón blanco, su utilidad se basa en emitir sonidos acústicos que sean
capaces de detectar objetos u obstáculos durante su recorrido, reconociendo
la dirección y la distancia.
Tercer proyecto elaborado por: Paredes, Denisse, Balbuena, Martínez &
Jonathan, (2014), llamado: “Diseño y construcción de un bastón blanco
electrónico para personas invidentes”. Revista científica del instituto
politécnico nacional de México.
El objetivo de este proyecto se centra el creación de un bastón blanco capas
de localizar la ubicación de la persona en tiempo real y es capaz de detectar
obstáculos a lo largo de su recorrido, este proyecto se lo implementó con
diferentes compuestos electrónicos como: sensores ultrasónicos, GPS,
servomotores, etc.
Cuarto proyecto elaborado por: Juárez, Donis, Ríos y Sánchez, (2014),
llamado: “Diseño y desarrollo de sistema de orientación para invidentes”. Fue
presentado a la Universidad autónoma de México en la facultad de ingeniería
de mecatrónica y robótica.
El objetivo de este proyecto es el desarrollo tecnológico de un bastón para
personas no videntes, con la función de detectar objetos a lo largo de un
recorrido, este dispositivo funciona por medio de sensores y una interfaz de
comunicación entre usuario y bastón por medio de comandos de voz y
auriculares.
Quinto proyecto elaborado por Bustamante, (2014), llamado: “Zapatos para
personas con discapacidad visual”. Fue presentado en la feria nacional de
ciencias Argentina, Buenos aires.
El objetivo principal de este dispositivo es detectar obstáculos al nivel de los
pies, donde el bastón blanco no logra detectarlos por lo cual sería un
accesorio que ayude a la movilidad de las personas no videntes. Estos
15
zapatos emiten vibraciones en planta del pie dependiendo de la distancia que
estén los obstáculos el radio de detección es de 25 centímetros del usuario.
Sexto proyecto elaborado por Llerena, (2016), llamado: “Sistema electrónico
para la movilidad de personas invidentes de las facultades de ciencias
humanas y jurisprudencia hacia la biblioteca general de la universidad técnica
de Ambato.”
El objetivo principal de este proyecto es realizar rutas estratégicas dentro de la
universidad técnica de Ambato, donde se implementa un dispositivo
localizador, según Llerena, (2016): “El sistema se encuentra estructurado en
dos etapas las cuales se comunican de manera inalámbrica, en la primera
etapa se localiza el dispositivo de control de todo el sistema, mientras que la
segunda etapa entra en funcionamiento solamente en los denominados pasos
peatonales”. Mediante la implementación de estas dos etapas se obtuvo como
resultado de un 90% de aumento de facilidad de movilización de las personas
que poseen discapacidad visual, reduciendo los tiempos de traslado de un
lugar a otro y el 10% restante se presentó fallas debido a la mala calibración y
ubicación de las etapas del sistema.
Séptimo proyecto elaborado por Guillen & Vizhñay, (2016), llamado: “Gafas
especiales para detección de obstáculos con sistema de ubicación en caso de
emergencia y ayuda de reconocimiento de billetes para personas con
discapacidad visual”. Presentado en tesis de pregrado en la Universidad
politécnica salesiana, Ecuador.
El objetivo de este proyecto es el desarrollo de un sistema de posicionamiento
global en caso de emergencia con reconocimiento de billetes de cualquier
denominación, mediante la implementación de unas gafas capaces de detectar
obstáculos con la ayuda de sensores ultrasónicos y de sistemas móviles de
comunicación como lo son los celulares inteligentes.
16
FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA
Visión
Según Guillen, J. & Vizhñay C. (2016), “La visión es el medio principal de lo
que los seres humanos disponemos para conocer el medio que nos rodea y
relacionarse con sus semejantes, el órgano que nos proporciona las imágenes
visuales es el ojo el cual recepta información sobre el color, la forma, la
distancia, posición y movimientos de los objetos que giran en nuestro entorno”
Clasificación de las funciones visuales
Las funciones visuales se clasifican según la OMS (2014), en: “Visión normal,
discapacidad visual moderada, discapacidad visual grave y ceguera”
Visión normal o 20/20
Según Celia Vimont (2017), “Una persona con visión 20/20 puede ver lo que
una persona normal ve en una cartilla de agudeza visual cuando está a una
distancia de 20 pies”
Discapacidad visual moderada
Según Colenbrander (1977), “La discapacidad visual moderada es la
Posibilidad de realizar tareas visuales con el empleo de ayudas especiales e
iluminación adecuada similares a las que realizan las personas de visión
normal.”
Discapacidad visual grave
Según la Organización nacional de ciegos español (2011), “La discapacidad
visual grave se considera como baja visión, las cuales son personas con un
resto visual que les permite ver objetos a pocos centímetros.”
Ceguera
Según la Organización nacional de ciegos español, (ONCE), (2009), las
personas con ceguera son: “Aquellas que no ven nada en absoluto o
17
solamente tienen una ligera percepción de luz (pueden ser capaces de
distinguir entre luz y oscuridad, pero no la forma de los objetos)”
Causas de discapacidad visual
Arias (2010), indica en su estudio que “La discapacidad visual puede
presentarse por varias razones, entre las cuales se destacan aquellas que
afectan el globo ocular”. A continuación en el CUADRO N. 2 se puede ver las
causas de la discapacidad visual conocidas actualmente.
CUADRO N. 2
Causas mundiales de discapacidad visual
Causas Tipo de enfermedad
Hereditarias
Albinismo (carencia de pigmento)
Aniridia (ausencia o atrofia del iris)
Atrofia del nervio óptico (degeneración nerviosa)
Cataratas congénitas (cristalino opaco)
Coloboma (deformaciones del ojo)
Glaucoma congénito (lesiones por presión ocular)
Miopía degenerativa (pérdida de agudeza visual)
Queratocono (córnea en forma de cono)
Retinitis Pigmentaria (pérdida pigmentaria retina)
Congénitas
Anoftalmia (carencia del globo ocular)
Atrofia del nervio óptico (degeneración nerviosa)
Cataratas congénitas (cristalino opaco)
Microftalmia (escaso desarrollo del globo ocular)
Rubéola (infección vírica - todo el ojo)
Adquiridas/
Accidental
Avitaminosis (insuficiencia de vitaminas)
Cataratas traumáticas (cristalino opaco)
Desprendimiento de retina (lesión retinal)
Diabetes (dificultad para metabolizar la glucosa)
Éstasis papilar (estrangulamiento del nervio óptico)
Fibroplasia retrolental (afecciones en retina)
18
Glaucoma adulto (lesiones por presión ocular)
Hidrocefalia (acumulación de líquido en el encéfalo)
Traumatismos en el lóbulo occipital
Toxico/ Tumoral
Histoplasmosis (infección por hongos de heces)
Infecciones diversas del sistema circulatorio
Meningitis (infección de las meninges cerebrales)
Neuritis óptica (infección nervio óptico)
Rubéola (infección vírica - todo el ojo)
Toxoplasmosis (infección vírica - retina/mácula).
Fuente: (Arias, 2010)
Elaboración: Carlos Solis Yagual
Personas con discapacidad registradas en Ecuador
En ecuador en el mes de Junio de 2019, según datos estadísticos
proporcionados por el conejo nacional de iguala y discapacidad (CONADIS), a
nivel nacional existen 461,687 personas que poseen algún tipo de
discapacidad. A continuación en el GRÁFICO N. 2 se puede ver los diferentes
tipos de discapacidad registradas actualmente dentro del país.
GRÁFICO N. 2
Tipos de discapacidades en ecuador
Fuente: (Concejo Nacional de Discapacidades. (CONADIS), 2019)
Elaboración: Carlos Solis Yagual
5,08%
11,81%
14,13%
22,38%
46,60%
PSICOSOCIAL
VISUAL
AUDITIVA
INTELECTUAL
FISICA
0,00% 10,00% 20,00% 30,00% 40,00% 50,00%
Tipo de discapacidad
19
De los cuales 54,529 personas padecen de discapacidad visual y representan
el 11,81% de los diferentes tipos de discapacidades existentes a nivel
nacional, esto corresponde a un índice considerable dentro de la sociedad.
En el GRÁFICO N. 3 presenta el rango de edades de personas con
discapacidad visual en el cual las personas de 30 a 65 años de edad se
concentran más la prevalencia de este tipo de discapacidad contando con un
50,93%.
GRÁFICO N. 3
Grupo etario – rango de edades
Fuente: (Concejo Nacional de Discapacidades. (CONADIS), 2019)
Elaboración: Carlos Solis Yagual
En GRÁFICO N. 4 se divide a las personas con discapacidad visual según el
género, masculino con un 59,22% y femenino con un 40,78%. Teniendo en
cuenta del número total de personas con discapacidad visual es 54,529 indica
que aproximadamente hay 32,292 hombres y 22,237 mujeres con esta
discapacidad según el Concejo Nacional de Discapacidades. (CONADIS),
2019.
0,22% 0,44% 2,10% 2,63% 9,44%
50,93%
34,23%
De 0 a 3años
De 4 a 6años
De 7 a 12años
De 13 a 17años
De 18 a 29años
De 30 a 65años
Mayoresde 65 años
0,00%
10,00%
20,00%
30,00%
40,00%
50,00%
60,00%
Grupos Etarios
20
GRÁFICO N. 4
Discapacidad visual por género
Fuente: (Concejo Nacional de Discapacidades. (CONADIS), 2019)
Elaboración: Carlos Solis Yagual
Técnicas utilizadas en la movilización de personas no videntes
Las personas con discapacidad visual al no contar con el sentido de la vista
necesitan desarrollar los cuatro sentidos restantes: oído, olfato, gusto y tacto,
ya que por medio de dichos sentidos también reciben información del mundo
que los rodea para poder movilizarse. Al hablar de movilidad en una persona
con esta discapacidad se debe tener en cuenta la aparición de dos sentidos
adicionales como: kinestésica y la visualización.
Kinestesia: Término con que se designan las sensaciones de movimiento
provocadas al estimular los músculos, tendones, articulaciones. Esta unida al
sentido del tacto para dar las sensaciones de presión diferencial en la piel y
con ellos texturas.
La Visualización: es la habilidad de crear una idea abstracta del entorno
mediante el uso de descripciones verbales, información táctil y técnicas
kinésicas. Es decir, visualización es la imagen mental que se forma la persona
con discapacidad visual para el apoyo de su orientación.
MASCULINO; 59,22%
FEMENINO; 40,78%
21
Elementos empleados en la guía de personas con discapacidad visual
En el CUADRO N. 3 se describen los principales elementos empleados por
personas con discapacidad visual están: Bastón blanco, perro guía,
dispositivos electrónicos.
CUADRO N. 3
Elementos de guía
Elemento Descripción
Bastón
Blanco
Es una herramienta diseñada para localizar obstáculos y ser
utilizado por el usuario para poder obtener más información
sobre él entorno, es económico y fácil de obtener.
Perro Guía
Es un perro adiestrado, generalmente utilizado para ayudar en
tareas del hogar o a la detección de obstáculos, siendo
principal mente utilizada en navegación en el exterior.
Dispositivos
electrónicos
Según el instituto de tecnologías educativas y educación
inclusiva (2016): “Los dispositivos electrónicos que facilitan a la
persona con discapacidad visual la localización e identificación
de referencias y eliminación de obstáculos. Estas ayudas
emiten ondas de ultrasonido o haces de luz que al chocar con
los objetos vibran o emiten un sonido, que varía en función de
la altura o distancia a la que se encuentre el obstáculo.”
Fuente: Datos de la investigación
Elaboración: Carlos Solis Yagual
Electrónica
La electrónica es una de las tantas ramas de la física y especialidad de
la Ingeniería que se encarga del control, conducción y flujo de los electrones o
cualquier partícula cargada eléctricamente (Luis Cusme, 2015). La electrónica
se divide en: electrónica de control, telecomunicaciones y electrónica de
potencia.
22
Sistema Electrónico
Pérez, J. & Merino, M. (2012). Indican que: “Un sistema electrónico está
formado por sensores (inputs o transductores) que reciben las señales físicas
y las transforman en señales de corriente (voltaje). Los circuitos del sistema
interpretan y conviertan, a su vez, las señales de los sensores que llegan a
los actuadores (u outputs), que convierten una vez más el voltaje en señales
físicas”.
En GRÁFICO N. 5 se describe la configuración de un sistema electrónico el
cual está constituida por tres etapas, la primera etapa es la de entrada la cual
permite recoger los datos del exterior (luz, temperatura, humedad, etc.), la
segunda etapa de proceso o control donde se gestionan e interpreta la
información obtenida en la primera etapa del cual se elaboran los resultados
para proceder a activar o no los dispositivos de salida el que a su vez
constituye la última etapa del sistema electrónico.
GRÁFICO N. 5
Etapas de un sistema electrónico
Fuente: ingenieriaElectronica.org
Elaboración: Carlos Solis Yagual
Sistema de localización
Según Llerena, (2016). “Un sistema de localización tiene como finalidad de
situar obstáculos, personas u alguna otra cosa que se encuentre dentro de un
área determinada, para la implementación de estos sistemas existen un gran
número de tecnologías disponibles como por ejemplo: ultrasonidos, luz
infrarroja, radio localización entre otros”.
23
Hardware libre
Es el hardware que proporciona su diseño de tal manera que cualquier
persona pueda entender su funcionamiento, modificar su estructura o incluso
comercializarlo de una manera libre, además los diseños fuente del hardware
deberán estar en un formato apropiado para poder realizar modificaciones
sobre el original (Vargas, 2015).
El hardware libre por lo general está formado de componentes de fácil
adquisición, programas de código abierto, información detallada del hardware y
herramientas de fuentes libres con el fin de facilitar el uso del hardware, como
ejemplos tenemos a: arduino y raspberrypi y se lo muestra en el GRÁFICO N.
6 y GRÁFICO N. 9 los cuales cumplen con los requerimientos del hardware
libre.
Arduino
Arduino es una tarjeta electrónica digital y además es un lenguaje de
programación basado en C++ que es «open-source». En español se traduce
como de «uso-libre». Su Hardware está construido por un micro controlador de
la familia AVR y es una de las tarjetas electrónicas más usadas para crear
prototipos (Dr. Rubén Estrada, 2017).
GRÁFICO N. 6
Arduino
Fuente: www.arduino.cc
Elaboración: Carlos Solis Yagual
24
Según (Céspedes, 2017) entre las partes más importantes del
microcontrolador se tiene:
Un procesador programable que contiene una unidad lógica aritmética
(ALU) y los registros necesarios para la ejecución de las operaciones, que
soporta un conjunto de instrucciones reducido, optimizado y de alto
rendimiento.
Memoria flash (no volátil), para almacenar los programas del usuario.
Memoria RAM para los datos del usuario.
Memoria ROM para datos persistentes.
Puertos de entradas/salidas digitales.
Puertos de entrada analógicos.
Salida analógica PWM.
Temporizadores internos.
Comunicación serial, I2C y SPI,
Estado de bajo consumo
Componentes de la placa arduino
Para convertir la placa arduino en una tarjeta completamente funcional y
autónoma contiene diversos componentes como los que se indican a
continuación:
1. Puerto USB.
2. Terminales digitales de entrada/salida
3. Terminales para entrada de señales analógicas.
4. Botón RESET de reiniciación.
5. Conector de alimentación con regulador de voltaje.
6. Terminales de alimentación de energía para dispositivos externos.
7. Leds indicadores de transmisión de datos
8. Led indicador de encendido
9. Microcontrolador
25
GRÁFICO N. 7
Componentes de tarjeta arduino
Fuente: (Céspedes, 2017)
Elaboración: Carlos Solis Yagual
Tipos de arduino
En el mercado existen una variedad de placas que simplifica el proceso de
trabajo con microcontroladores. Arduino cuenta con diferentes prototipos o
modelos de placa, así como: Arduino Uno, Arduino Due, Arduino Mega,
Arduino Pro, Arduino Nano, Arduino Mini, Arduino Ethernet, entre otros los
cuales se los muestra en el GRÁFICO N. 8.
GRÁFICO N. 8
Tipos de tarjetas arduino
Fuente: (ENRIQUEZ, 2014)
Elaboración: Carlos Solis Yagual
26
Raspberry pi
Raspberry Pi es un computador de placa reducida, computador de placa única
o computador de placa simple (SBC) de bajo costo desarrollado en Reino
Unido por la Fundación Raspberry Pi, con el objetivo de estimular la
enseñanza de ciencias de la computación en las escuelas (Sánchez ,2018).
GRÁFICO N. 9
Raspberry pi
Fuente: https://opensource.com
Elaboración: Carlos Solis Yagual
Componentes de la placa raspberry pi
Según (Perle, 2017) recomienda utilizar Raspberry Pi 3 modelo B para
empezar con la creación de proyectos básicos el cual contiene los siguientes
componentes:
"SoC" (Sytem-on-Chip) Broadcom BCM2837
Procesador 1,2 GHz quad-core ARM Cortex-A53
GPU VideoCore IV para reproducir hasta 1080p
MEMORIA RAN DE 1 GB
MEMORIA ROM (utilizar micro SD)
Salida de vídeo HDMI “full HD”
Salida de audio estéreo
Cuatro puertos USB 2.0
27
Puerto Ethernet 10/100Mb
WiFi y Bluetooth
GRÁFICO N. 10
Conexiones de tarjeta raspberry pi (modelo b)
Fuente: www.disca.upv.es
Elaboración: Perle, 2017
Tipos de raspberry pi
Raspberry Pi cuenta con tres generaciones: Pi 1, Pi 2 y Pi 3, y en general ha
habido un Modelo A y un Modelo B de la mayoría de ellas. El Modelo A es una
variante más barata y tiende a tener RAM y puertos reducidos como USB y
Ethernet. En el GRÁFICO N. 11 se muestran los diferentes modelos y
variantes de raspberrypi.
GRÁFICO N. 11
Tipos de tarjetas raspberry pi
28
Fuente: (raspi.tv, 2018)
Elaboración: Carlos Solis Yagual
Sensor
Un sensor es un dispositivo encargado de tomar los datos directamente de la
etapa denominada como campo y transmitirla hacia un dispositivo controlador,
estos son de gran utilidad en lo que respecta a seguridad electrónica, su
principal función es captar en tiempo real los movimientos que se generan en
un espacio determinado, es muy común encontrar este tipo de sensores en
dispositivos instalados en almacenes, e incluso en la actualidad se los puede
localizar en lámparas, unos sensores más sofisticados (Llerena, S., 2016).
Tipos de sensores
Actualmente existe una gran gama de sensores utilizados en la electrónica
para la implementación de proyectos relacionados ya sea con el clima como
los sensores de temperatura, humedad luz, gas, presión atmosférica. Pero
existen otros tipos de sensores dependiendo de la necesidad a continuación en
el CUADRO N. 4 se mencionan los tipos de sensores más utilizados.
CUADRO N. 4
Tipos de sensores
Tipo de sensor Descripción
Sensor de luz
Es un dispositivo cuya resistencia varía
en función de la luz recibida. Podemos
usar esta variación para medir, a través
de las entradas analógicas, una
29
estimación del nivel de la luz.
Sensor de movimiento
Son dispositivos para la detección de
movimiento. Son baratos, pequeños, de
baja potencia, y fáciles de usar. Por esta
razón son frecuentemente usados en
juguetes, aplicaciones domóticas o
sistemas de seguridad. Los sensores PIR
se basan en la medición de la radiación
infrarroja.
Sensor de distancia
Es un sensor de distancia óptico. Está
compuesto por un LED infrarrojo junto con
dispositivo detector de posición (PSD) y
un procesador integrado encargado de
realizar el cálculo de la distancia. El
sensor escanea de forma continua los
objetos ubicados en frente suyo
y proporciona la salida mediante una
referencia de tensión analógica,
Sensor de proximidad
Un sensor de proximidad es un dispositivo
para medir distancias. Su funcionamiento
se base en el envío de un pulso de alta
frecuencia, no audible por el ser humano.
Este pulso rebota en los objetos cercanos
y es reflejado hacia el sensor, que
dispone de un micrófono adecuado para
esa frecuencia.
Sensor de sonido
Es un amplificador de sonido
especialmente diseñado para tratar la
señal proveniente de micrófonos.
Podemos emplearlo junto con Arduino
para medir sonido desde un procesador
como Arduino.
30
Sensor piezoeléctrico de
vibración
Un sensor de vibración es un dispositivo
que reacciona ante movimientos bruscos,
golpes, o vibraciones, pero no a
movimientos constantes o progresivos. En
el caso de detectar una vibración genera
una señal digital, que cesa al finalizar la
vibración.
Sensor presión
Este tipo de sensor táctil basa su
funcionamiento en la medición de la
variación de la capacitancia. La placa
censora y el cuerpo humano actúan como
condensador y, por tanto, forman un
sistema que almacena una carga
electricidad.
Sensor flexión
Este sensor puede detectar la flexión de
un material en una dirección, teniendo
múltiples aplicaciones. El sensor es muy
sencillo de usar, básicamente es una
resistencia que cambia su valor en
función del nivel de flexión. Cuando esta
es nula la resistencia es 25K Ohm,
cuando la flexión es máxima la resistencia
es 100K Ohm.
Sensor humedad
Es un sensor que mide la humedad del
suelo por la variación de su
conductividad. Son ampliamente
empleados en sistemas automáticos de
riego para detectar cuando es necesario
activar el sistema de bombeo.
Sensor temperatura Es un sensor de temperatura digital. A
diferencia de otros dispositivos como
31
los termistores en los que la medición de
temperatura se obtiene de la medición de
su resistencia eléctrica, el LM35 es un
integrado con su propio circuito de
control, que proporciona una salida de
voltaje proporcional a la temperatura.
Sensor barometrico
Un barómetro digital es un dispositivo que
mide la presión del aire y que puede
usarse como altímetro. Podemos conectar
este sensor a un autómata o procesador
como Arduino para registrar la medición
de la presión del aire o estimar la altitud
del sensor respecto al nivel del mar.
Sensor de inclinacion
Un sensor de inclinación es un dispositivo
que proporciona una señal digital en caso
de que su inclinación supere un umbral.
Este tipo de sensor no permite saber el
grado de inclinación del dispositivo,
simplemente actúa como un sensor que
se cierra a partir de una cierta inclinación.
Sensor de aceleración
Es un acelerómetro micro mecanizado
capacitivo de 3 ejes independientes (3
DOF) fabricado por Freescale
Semiconductor, que puede ser fácilmente
conectado a un autómata o procesador
como Arduino. Es un sensor micro
mecanizado (MEMS) capacitivo que
detecta la aceleración en los ejes X, Y Z.
Fuente: (Llamas, L., 2018)
Elaboración: Carlos Solis Yagual
32
En el CUADRO N. 5 se describen los diferentes tipos de sensores de
proximidad dando a conocer su información más relevante, los más usados en
el mercados son: inductivo, capacitivo, réflex, ultrasónico, óptico.
CUADRO N. 5
Características de los sensores de proximidad
Sensores de
Proximidad Características Ventajas Desventajas Aplicación
Inductivo Posee bobina
electromagnética
Detecta
objetos
metálicos
Interferencia por
campos
electromagnétic
os intensos
Detección de
piezas
metálicas
Control de
válvulas
Capacitivo Producen campos
electroestáticos
Detecta
objetos
metálicos y no
metálicos
Alcance de
detección corto
Detección de
nivel
Presencia de
fluidos
Réflex Envía un haz de luz
Detección de
colores y
objetos
diminuto
Alto tiempo de
respuesta
Detección de
materiales no
deseados
Ultrasónico Emiten pulsos de
ultrasónicos
Amplio rango
de dirección
En ciertas
superficies
posee un
mínimo rango de
error
Detección de
objetos en
movimiento
Óptico
Utiliza la luz y la
estructura que
componen los
objetos
Puede ser
utilizado en
rede con
varios
sensores a la
vez
Se ve afectado
por medios
ambientales
Detección de
materiales y
objetos en la
industria
Fuente: (Vargas, A., 2015)
Elaboración: Carlos Solis Yagual
33
Los sensores utilizados en dispositivos electrónicos de apoyo a personas con
discapacidad visual son los ultrasónicos ya permite detectar objetos u
obstáculos en un rango de 2 a 450cm mediante el uso de ondas ultrasónicas
no audibles para el oído humano. Se puede ver una descripción a detalle de
los diferentes tipos sensores ultrasónicos existente actualmente en el
CUADRO N. 6.
CUADRO N. 6
Tipos de sensores ultrasónicos
Sensor Tensión,
Corriente Dimensión Rango Resolución Frecuencia
Angulo de
cobertura
HRLVMaxS
onarEZ1 5 V, 3mA
19.9*21.1*1
5 mm
0.3 a 5
m 0.01 m 42Hz <15°
DEVANTE
CH SRF02 5 V, 4mA
24*20*17
mm
0.16 a 6
m 0.03 m 40Hz <15°
HC-SR04 5 V, 15mA 45*20*15
mm
0.03 a 4
m 0.03 m 40Hz <15°
HC-SR05 5 V, 30mA 45*20*15
mm
0.02 a
4.5 m 0.03 m 40Hz <15°
SRF08 5 V, 15mA 43*20*17
mm
0.03 a 6
m 0.03 m 40Hz <15°
Fuente: (Vargas, A., 2015)
Elaboración: Carlos Solis Yagual
34
FUNDAMENTACIÓN LEGAL
La fundamentación legal de esta tesis se basara en:
Constitución de la República del Ecuador (Constitución de la República
del Ecuador, 2008),
Constitución de la República del Ecuador
Título I
ELEMENTOS CONSTITUTIVOS DEL ESTADO
Capitulo primero
Principios fundamentales
Art. 3.- Son deberes primordiales del estado:
1.- Garantizar sin discriminación alguna el efectivo goce de los derechos
establecidos en la constitución y en los instrumentos internacionales, en
particular la educación, la salud, la alimentación, la seguridad social y el agua
para sus habitantes.
Título II
DERECHOS
Capitulo segundo
Derechos del Buen Vivir
Sección tercera
Comunicación e información
Art. 16.- Todas las personas, en forma individual o colectiva, tienen derecho a:
2.- El acceso universal a las tecnologías de información y comunicación
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.
35
Art. 17.- El estado fomentará la pluralidad y la diversidad en la comunicación, y
al efecto:
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 personas y colectividades
que crezcan de dicho acceso o lo tengan de forma limitada.
Capítulo tercero
Derechos de las personas y grupos de atención prioritaria
Sección Sexta
Personas con Discapacidad
Art. 47.- El estado garantizara políticas de prevención de las discapacidades y,
de manera conjunta con la sociedad y la familia, procurara la equiparación de
oportunidades para las personas con discapacidad y su integración social.
Se reconoce a las personas con discapacidad, los derechos a:
2.- La rehabilitación integral y la asistencia permanente, que incluirán las
correspondientes ayudas técnicas.
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.
Art. 48.- El estado adoptará a favor de las personas con discapacidad medidas
que aseguren:
1.- La inclusión social, mediante planes y programas estatales y privados
coordinados, que fomenten su participación política, social, cultural, educativa y
económica.
36
3.- El desarrollo de programas y políticas dirigidas a fomentar su esparcimiento y
descanso.
6.- El incentivo y apoyo para proyectos productivos a favor de los familiares de
las personas con discapacidad severa.
Título VII
Régimen del Buen Vivir
Capítulo primero
Inclusión y Equidad
Sección octava
Ciencia, Tecnología, Innovación y saberes ancestrales
Art. 385.- El sistema nacional de ciencia, tecnología, innovación y saberes
ancestrales, en el marco del respeto al ambiente, la naturaleza, la vida y la
soberanía, tendrá como finalidad:
1.- Generar, adaptar y difundir conocimientos científicos y tecnológicos.
3.- Desarrollar tecnologías e innovaciones que impulsen la producción nacional,
eleven la eficiencia y productividad, mejoren la calidad de vida y contribuyan a la
realización del buen vivir.
Art. 387.- Será responsabilidad del estado:
1.- Facilitar e impulsar la incorporación a la sociedad del conocimiento para
alcanzar los objetivos del régimen de desarrollo.
2.- Promover la generación y producción de conocimiento, fomentar la
investigación científica y tecnológica, y potenciar los saberes ancestrales, para
así contribuir a la realización del buen vivir, al sumak kawsay.
37
Art. 388.- El estado destinará los recursos necesarios para la investigación
científica, el desarrollo tecnológico, la innovación, la formación científica, la
recuperación y desarrollo de saberes ancestrales y la difusión del conocimiento.
Un porcentaje de estos recursos se destinará a financiar proyectos mediante
fondos concursales. Las organizaciones que reciban fondos públicos estarán
sujetas a la rendición de cuentas y al control estatal respectivo.
Ley orgánica de discapacidades (Ley orgánica de discapacidades, 2012),
LEY ORGÁNICA DE DISCAPACIDADES
Título I
Principios y disposiciones fundamentales
Capítulo segundo
De los principios rectores de aplicación
Art. 4.- principios fundamentales.- La presente normativa se sujeta y fomenta en
los siguientes principios:
1.- No discriminación: ninguna persona con discapacidad o su familia puede ser
discriminada; ni sus derechos podrán ser anulados o reducidos a causa de su
condición de discapacidad.
5.- Celeridad y eficacia: en los actos del servicio público y privado se atenderá
prioritariamente a las personas con discapacidad y el despacho de sus
requerimientos se procesarán con celeridad y eficacia;
6.- Interculturalidad: se reconoce las ciencias, tecnologías, saberes ancestrales,
medicinas y prácticas de las comunidades, comunas, pueblos y nacionalidades
para el ejercicio de los derechos de las personas con discapacidad de ser el
caso;
8.- Accesibilidad: se garantiza el acceso de las personas con discapacidad al
entorno físico, al transporte, la información y las comunicaciones, incluidos los
38
sistemas y las tecnologías de información y las comunicaciones, y a otros
servicios e instalaciones abiertos al público o de uso público, tanto en zonas
urbanas como rurales; así como, la eliminación de obstáculos que dificulten el
goce y ejercicio de los derechos de las personas con discapacidad, y se facilitará
las condiciones necesarias para procurar el mayor grado de autonomía en sus
vidas cotidianas;
Título II
De las personas con discapacidad, sus derechos, garantías y beneficios
Capítulo segundo
De los derechos de las personas con discapacidad
Sección Séptima
De la accesibilidad
Art. 58.- Accesibilidad.- Se garantiza a las personas con discapacidad la
accesibilidad y utilización de bienes y servicios de la sociedad, eliminando
barreras que impidan o dificulten su normal desenvolvimiento e integración
social. En toda obra pública y privada de acceso público, urbana o rural, deberán
preverse accesos, medios de circulación, información e instalaciones adecuadas
para personas con discapacidad.
Parágrafo 2
De la accesibilidad a la comunicación
Art. 63.- Accesibilidad de la comunicación.- El Estado promocionará el uso de la
lengua de señas ecuatoriana, el sistema Braille, las ayudas técnicas y
tecnológicas, así como los mecanismos, medios y formatos aumentativos y
alternativos de comunicación; garantizando la inclusión y participación de las
personas con discapacidad en la vida en común.
Art. 64.- Comunicación audiovisual.- La autoridad nacional encargada de las
telecomunicaciones dictará las normas y regulará la implementación de
herramientas humanas, técnicas y tecnológicas necesarias en los medios de
39
comunicación audiovisual para que las personas con discapacidad auditiva
ejerzan su derecho de acceso a la información.
Ley orgánica de educación superior (LOES)( Ley orgánica de educación
superior, 2018),
LEY ORGÁNICA DE EDUCACIÓN SUPERIOR
Título I
Ámbito, objeto fines y principios del sistema de educación superior
Capitulo II
Fines de la Educación Superior
Art. 3.- Fines de la Educación Superior.- La educación superior de carácter
humanista, cultural y científica constituye un derecho de las personas y un bien
público social que, de conformidad con la Constitución de la Republica,
responderá al interés público y no estará al servicio de interés individuales y
corporativos.
Art. 8.- Serán fines de la Educación Superior.- La educación superior tendrá los
siguientes fines:
a) Aportar al desarrollo del pensamiento universal, al despliegue de la
producción científica y a la promoción de las transferencias e
innovaciones tecnológicas;
b) Fortalecer en las y los estudiantes un espíritu reflexivo orientado al logro de la
autonomía personal, en un marco de libertad de pensamiento y de pluralismo
ideológico;
c) Contribuir al conocimiento, preservación y enriquecimiento de los saberes
ancestrales y de la cultura nacional;
d) Formar académicos y profesionales responsables, con conciencia ética y
solidaria, capaces de contribuir al desarrollo de las instituciones de la Republica,
a la vigencia del orden democrático, y a estimular la participación social;
40
e) Aportar con el cumplimiento de los objetivos del régimen de desarrollo
previsto en la Constitución y en el Plan Nacional de Desarrollo;
f) Fomentar y ejecutar programas de investigación de carácter científico,
tecnológico y pedagógico que coadyuven al mejoramiento y protección del
ambiente y promuevan el desarrollo sustentable nacional;
g) Constituir espacios para el fortalecimiento del Estado Constitucional,
soberano, independiente, unitario, intercultural, plurinacional y laico; y,
h) Contribuir en el desarrollo local y nacional de manera permanente, a través
del trabajo comunitario o extensión universitaria
Ley de propiedad intelectual (Ley de propiedad intelectual, s.f.),
LEY DE PROPIEDAD INTELECTUAL
Libro I
Título I
De los derechos de autor y derechos conexos
Capítulo I
Del derecho de autor
Sección II
Objeto del Derecho de Autor
Art. 8.- La protección del derecho de autor recae sobre todas las obras del
ingenio, en el ámbito literario o artístico, cualquiera que sea su género, forma de
expresión, mérito o finalidad. Los derechos reconocidos por el presente Título
son independientes de la propiedad del objeto material en el cual está
incorporada la obra y su goce o ejercicio no están supeditados al requisito del
registro o al cumplimiento de cualquier otra formalidad.
41
Las obras protegidas comprenden, entre otras, las siguientes:
g) Proyectos, planos, maquetas y diseños de obras arquitectónicas y de
ingeniería;
h) Ilustraciones, gráficos, mapas y diseños relativos a la geografía, la topografía,
y en general a la ciencia;
k) Programas de ordenador; y,
l) Adaptaciones, traducciones, arreglos, revisiones, actualizaciones y
anotaciones; compendios, resúmenes y extractos; y, otras transformaciones de
una obra, realizadas con expresa autorización de los autores de las obras
originales, y sin perjuicio de sus derechos.
Sección v
Disposiciones especiales sobre ciertas obras
Parágrafo primero
De los programas de ordenador
Art. 28.- Los programas de ordenador se consideran obras literarias y se
protegen como tales. Dicha protección se otorga independientemente de que
hayan sido incorporados en un ordenador y cualquiera sea la forma en que estén
expresados, ya sea en forma legible por el hombre (código fuente) o en forma
legible por máquina (código objeto), ya sean programas operativos y programas
aplicativos, incluyendo diagramas de flujo, planos, manuales de uso, y en
general, aquellos elementos que conformen la estructura, secuencia y
organización del programa.
Art. 29.- Es titular de un programa de ordenador, el productor, esto es la persona
natural o jurídica que toma la iniciativa y responsabilidad de la realización de la
obra. Se considerará titular, salvo prueba en contrario, a la persona cuyo nombre
conste en la obra o sus copias de la forma usual.
42
Dicho titular está además legitimado para ejercer en nombre propio los derechos
morales sobre la obra, incluyendo la facultad para decidir sobre su divulgación.
El productor tendrá el derecho exclusivo de realizar, autorizar o prohibir la
realización de modificaciones o versiones sucesivas del programa, y de
programas derivados del mismo.
Las disposiciones del presente artículo podrán ser modificadas mediante
acuerdo entre los autores y el productor.
Art. 30. La adquisición de un ejemplar de un programa de ordenador que haya
circulado lícitamente, autoriza a su propietario a realizar exclusivamente:
a) Una copia de la versión del programa legible por máquina (código objeto) con
fines de seguridad o resguardo;
b) Fijar el programa en la memoria interna del aparato, ya sea que dicha fijación
desaparezca o no al apagarlo, con el único fin y en la medida necesaria para
utilizar el programa; y,
c) Salvo prohibición expresa, adaptar el programa para su exclusivo uso
personal, siempre que se limite al uso normal previsto en la licencia. El
adquirente no podrá transferir a ningún título el soporte que contenga el
programa así adaptado, ni podrá utilizarlo de ninguna otra forma sin autorización
expresa, según las reglas generales.
Se requerirá de autorización del titular de los derechos para cualquier otra
utilización, inclusive la reproducción para fines de uso personal o el
aprovechamiento del programa por varias personas, a través de redes u otros
sistemas análogos, conocidos o por conocerse.
43
PREGUNTA CIENTÍFICA
¿La creación de un dispositivo electrónico detector de obstáculos ayudara a las
personas con discapacidad visual a tener una mayor autonomía al momento de
movilizarse?
VARIABLES
Variable independiente
Discapacidad visual
Variables dependientes
Accidentes por carencia de detección de obstáculos.
Poca autonomía de movilización.
DEFINICIONES CONCEPTUALES
Visión: Capacidad de ver, percibir con los ojos. RAE (Real Academia Española,
2014)
Prototipo: El modelo original de algo de lo cual se desarrollan formas
posteriores. RAE (Real Academia Española, 2014)
Guante: Prenda para cubrir la mano, que se hace, por lo común, de piel, tela o
tejido de punto, y tiene una funda para cada dedo. RAE (Real Academia
Española, 2014)
Sensor: Dispositivo que detecta una determinada acción
externa, temperatura, presión, etc., y la transmite adecuadamente. RAE (Real
Academia Española, 2014)
Ultrasonido: Sonido cuya frecuencia de vibraciones es superior
al límite perceptible por el oído humano. Tiene muchas
44
aplicaciones industriales y se emplea en medicina. RAE (Real Academia
Española, 2014)
Micromotor: Motor de muy pequeñas dimensiones. RAE (Real Academia
Española, 2014)
Movilización: Acción y efecto de movilizar. RAE (Real Academia Española,
2014)
Autonomía: Condición de quien, para ciertas cosas, no depende de nadie. RAE
(Real Academia Española, 2014)
Obstáculo: Impedimento, dificultad, inconveniente. RAE (Real Academia
Española, 2014)
45
CAPÍTULO III
PROPUESTA TECNOLÓGICA
En el presente capítulo se propone la implementación un prototipo de guante
electrónico con sensores y otros componentes que en conjunto tienen el
objetivo de alertar a la persona con discapacidad visual, la existencia de
obstáculos que se encuentre delante de él. También se da a conocer los
distintos tipos de análisis de factibilidad: operacional, técnica, legal y
económica así como las etapas de la metodología a utilizar para el desarrollo
de la propuesta.
ANÁLISIS DE FACTIBILIDAD
Para lograr un éxito en la implementación de un prototipo que sirva de
asistencia a personas con discapacidad visual se realizó el análisis de los
diferentes componentes de bajo costo que puedan ser incorporados para
facilitar su utilidad y tener un buen desempeño. Se concluyó que mediante la
tecnología arduino incorporando sensores para la detección y alerta de
obstáculos se reduciría el costo de creación del prototipo.
Este proyecto aparte de estar destinado a mejorar la autonomía de
movilización a una persona con discapacidad visual, busca incentivar el
desarrollo de nuevos y mejores proyectos tecnológicos con el propósito de
beneficiar a personas que cuenten con algún tipo de discapacidad que los
limite a hacer diferentes tareas que pueden ser realizadas de manera
independiente.
46
Factibilidad operacional
El prototipo se lo diseño para ser utilizado por personas con discapacidad
visual que no sean capaces de determinar la existencia de obstáculos que
impidan una correcta movilización, se consideró utilizar los datos obtenidos en
la encuesta realizada para determinar la factibilidad operacional del proyecto.
Con la PREGUNTA N. 1 se puede determinar que él 34% requiere de ayuda
de una persona que lo acompañe para poder movilizarse de forma segura.
Con la PREGUNTA N. 4 indica el 84% determinando que un gran número de
estas personas han tenido algún tipo de accidente relacionado a su
discapacidad.
Con la PREGUNTA N. 7 se puede deducir que las personas con discapacidad
visual actualmente no conocen de la existencia de dispositivos que apoyen a
su movilidad.
De la PREGUNTA N. 8 el 9% de los encuestados estuvieron dispuestos a
utilizar un prototipo y un 86% en que tal vez les permita detectar obstáculos
para disminuir posibles accidentes por la carencia del sentido de la vista.
Factibilidad técnica
En la factibilidad técnica se establece los recursos necesarios para el diseño e
implementación del prototipo de guante detector de obstáculos. Considerando
que la tecnología a nivel de hardware y software están disponibles y son
económicos y fáciles de utilizar.
Prototipo del guante detector de obstáculos para personas con
discapacidad visual
A continuación se detalla cada uno de los componentes que se necesitan para
realizar el prototipo:
47
Arduino nano
Es una pequeña y completa placa basada en el ATmega328 (Arduino Nano
3.0) que se usa conectándola a una Protoboard. Tiene funcionalidad similar al
Arduino UNO, pero con una presentación diferente. No posee conector para
alimentación externa, y funciona con un cable USB Mini-B en vez del cable
estándar.
GRÁFICO N. 12
Arduino nano
Fuente: ediciones-eni.com
Elaboración: Carlos Solis Yagual
CUADRO N. 7
Características de arduino nano
Características Detalles
Microcontrolador ATmega328
Voltaje de operación 5 V
Voltaje de entrada (recomendado) 7-12 V
Voltaje de entrada (límites) 6-20 V
Pines E/S digitales 14 (de los cuales 6 proveen de
salida PWM)
Entradas analógicas 8
Corriente max por cada pin de E/S 40 mA
Memoria flash 32 KB (ATmega328) de los cuales 2
KB son usados por el bootloader
48
SRAM 2 KB (ATmega328)
EEPROM 1 KB (ATmega328)
Frecuencia de reloj 16 MHz
Dimensiones 18.5 mm x 43.2 mm
Fuente: Datos de la investigación
Elaboración: Carlos Solis Yagual
Función de arduino nano
Esta pequeña placa se la utilizara para controlar todo el funcionamiento de
prototipo utilizando los pines digitales disponibles.
Sensor ultrasónico HC-SR04
Es un sensor de distancia económico, utiliza ultrasonido para determinar la
distancia de un objeto u obstáculo en un rango de 2 a 400 cm. Es una buena
opción al momento de elegirlo por su pequeño tamaño, bajo consumo
energético, buena precisión y excelente precio. El sensor HC-SR04 es el más
utilizado dentro de los sensores de tipo ultrasónico ya sea en proyectos de
robótica, sistemas de medición de nivel o distancia.
GRÁFICO N. 13
Sensor ultrasónico hc-sr04
Fuente: fabricadigital.org
Elaboración: Carlos Solis Yagual
49
CUADRO N. 8
Características de sensor ultrasónico hc-sr04
Características Detalles
Voltaje de alimentación 5 V
Frecuencia de pulso 40 KHz
Interfaz (pines) Vcc, Trigger, Echo, GND
Rango de medición 2 cm a 400 cm
Apertura de pulso ultrasónico 15°
Señal de disparo 10 uS
Dimensiones 45 x 20 x 15 mm
Fuente: Datos de la investigación
Elaboración: Carlos Solis Yagual
Función de Sensor ultrasónico HC-SR04
El sensor ultrasónico permitirá detectar la existencia y proximidad de los
objetos que se encuentre en el área donde el usuario realice el censo con el
prototipo.
Módulo lector microSD
Permite la comunicación de un microcontrolador con una memoria microSD y
así poder leer y escribir dentro de ella grandes cantidades de datos e
información, este módulo viene diseñado en modo SPI indicando cada señal
en sus pines de interfaces para facilitar su implementación.
GRÁFICO N. 14
Modulo lector microSD
Fuente: servotronik.com.co
Elaboración: Carlos Solis Yagual
50
CUADRO N. 9
Características de modulo lector microSD
Características Detalles
Voltaje de alimentación 3.3 – 5 V
Interfaz (pines SPI) MOSI, MISO, SCK, CS
Tarjeta de lectura MicroSD, MicroSDHC
Rango de almacenamiento 2 – 32 Gb
Dimensiones 46 x 24 x 7 mm
Fuente: Datos de la investigación
Elaboración: Carlos Solis Yagual
Función modulo lector microSD
Este módulo realizara la tarea de lectura de archivos de audio en formato WAV
almacenados en una tarjeta microSD lo cuales indicaran la distancia en
centímetros de algún objeto u obstáculo.
Módulo de carga de batería de litio
Permite cargar de forma sencilla baterías de ion de litio, posee una fuente
StepUp a 5V 1A con su interfaz de salida USB que permite subir la tensión de
la batería a 5V para alimentar celulares, tablets, arduino, o cualquier
dispositivo que trabajen con ese tipo de tensión.
GRÁFICO N. 15
Módulo de carga de batería de litio
Fuente: monarcaelectronica.com.ar
Elaboración: Carlos Solis Yagual
51
CUADRO N. 10
Características de módulo de carga de batería de litio
Características Detalles
Voltaje de alimentación 4.5 – 5.5 V
Corriente de carga 1 A
Precisión de carga 1.5 %
Temperatura de trabajo -10° a 85° C
Interfaz de entrada Micro USB
Interfaz de salida USB, pines (+ / -)
Dimensiones 50 x 20 x 9 mm
Fuente: Datos de la investigación
Elaboración: Carlos Solis Yagual
Función módulo de carga de batería de litio
Este módulo permitirá cargar la batería de litio que suministra corriente
eléctrica al prototipo y a su vez con el USB utilizarlo como cargador externo
para cualquier dispositivo electrónico como por ejemplo un teléfono móvil.
Placa experimental
Placa de PBC también conocida como baquelita tiene un solo lado de cobre,
utilizado para la construcción de prototipos con circuitos electrónicos, en ambos
lados de la placa se encuentra número y letras indicando el lugar los agujeros
para facilitar la configuración electrónica de los componentes que se vayan a
implementar.
GRÁFICO N. 16
Placa experimental
Fuente: www.tinydeal.com
Elaboración: Carlos Solis Yagual
52
CUADRO N. 11
Características de placa experimental
Características Detalles
Material PBC, Cobre
Cantidad de orificios 432
Diámetro de orificio 1 mm
Dimensiones 70 x 50 mm
Fuente: Datos de la investigación
Elaboración: Carlos Solis Yagual
Función placa experimental
Esta placa permitirá colocar la mayor parte de los componentes electrónicos
del prototipo los cuales irán soldados permitiendo una estabilidad de
comunicación para el microcontrolador arduino nano.
Modulo amplificador de sonido
Este módulo contiene un chip amplificador de audio con dos salidas de señal
amplificada de 3w potencia y una perilla que permite un volumen ajustable, es
de fácil implementación y accesible por su bajo costo.
GRÁFICO N. 17
Modulo amplificador de sonido
Fuente: es.banggood.com
Elaboración: Carlos Solis Yagual
53
CUADRO N. 12
Características de modulo amplificador de sonido
Características Detalles
Voltaje de alimentación 2.5 - 5 V
Potencia 3 W
Terminal de paso Bidireccional
Terminal de salida Canal izquierdo y derecho
Dimensiones 30 x 30 mm
Fuente: Datos de la investigación
Elaboración: Carlos Solis Yagual
Función modulo amplificador de sonido
Este módulo permitirá amplificar la señal de salida de audio que se obtendrá
del microcontrolador arduino en relación con el modulo lector de memorias
microSD también permitiendo una regulación en el volumen.
Memoria microSD
Es un dispositivo de almacenamiento externo e interno, permite leer y escribir
información comúnmente utilizados en teléfonos móviles, tablets, GPS,
reproductores mp3 y dispositivos que requieran de alguna memoria flash de
almacenamiento extremadamente compacta que puedan ser extraíbles.
GRÁFICO N. 18
Memoria microSD
Fuente: celulares.com.uy
Elaboración: Carlos Solis Yagual
54
CUADRO N. 13
Características de memoria microSD
Características Detalles
Voltaje de alimentación 2.7 – 3.6 V
Cantidad de pines 8
Capacidad 4 GB
Velocidad de grabación 4 MB
Dimensiones 11 x 15 mm
Fuente: Datos de la investigación
Elaboración: Carlos Solis Yagual
Función de memoria microSD
Este tipo de memoria se implementara para guardar 40 archivos de audio en
formato WAV los cuales están previamente creados con asignación de
números y centímetros, para así poder reproducir con el modulo lector de
memoria microSD dependiendo de la distancia que el sensor ultrasónico
detecte.
Motor vibrador
Motor DC con un eje que genera vibraciones de masa no uniforme empleados
en su mayoría en proyectos de robótica. Permite emitir una alerta no visual al
estilo de los teléfonos móviles.
GRÁFICO N. 19
Motor vibrador (modelo 1)
Fuente: bigtronica.com
Elaboración: Carlos Solis Yagual
55
CUADRO N. 14
Características de motor vibrador (modelo 1)
Características Detalles
Voltaje de alimentación 1.5 - 6 V
Velocidad 1500 rpm
Dimensiones de eje vibratorio 18 x 10 x 14 mm
Dimensiones de cuerpo 15 x 25 mm
Fuente: Datos de la investigación
Elaboración: Carlos Solis Yagual
GRÁFICO N. 20
Motor vibrador (modelo 2)
Fuente: es.made-in-china.com
Elaboración: Carlos Solis Yagual
CUADRO N. 15
Características de motor vibrador (modelo 2)
Características Detalles
Voltaje de alimentación 1 - 2 V
Velocidad 4500 rpm
Peso 3.1 g
Dimensiones de cuerpo 12 x 4 mm
Fuente: Datos de la investigación
Elaboración: Carlos Solis Yagual
56
Función de motor vibrador
Realizara la tarea de alertar al usuario generando vibraciones con variación en
intensidad dependiendo de la distancia en que se detecte un objeto u
obstáculo.
Parlante
Dispositivo utilizado para reproducir sonido desde un dispositivo electrónico
convirtiendo señales eléctricas en energía mecánica y percibida como señal
acústica.
GRÁFICO N. 21
Parlante
Fuente: es.aliexpress.com
Elaboración: Carlos Solis Yagual
CUADRO N. 16
Características de parlante
Características Detalles
Voltaje de alimentación 5 V
Potencia 2.5 W
Impedancia 4 ohm
Relación señal ruido (S/N) 65 dB
Dimensiones 8 x 55 mm
Fuente: Datos de la investigación
Elaboración: Carlos Solis Yagual
57
Función de parlante
Realizara la función de emitir señal de audio al usuario atreves del
microcontrolador arduino reproduciendo los archivos que se encuentran
almacenados en la tarjeta microSD.
Batería de litio
Las baterías de litio son los tipos de acumulador de energía más elegidos al
momento de realizar trabajos de robótica incluyendo dispositivos móviles que
requieran de una batería que brinde un gran rendimiento y estabilidad
energética.
GRÁFICO N. 22
Batería de litio (modelo 1)
Fuente: spanish.rechargeable-batterypack.com
Elaboración: Carlos Solis Yagual
CUADRO N. 17
Características de batería de litio (modelo 1)
Características Detalles
Voltaje nominal 3.7 V
Tipo Ion de litio
Corriente de carga 1 A
Ambiente de almacenamiento -20° a 45° C
Capacidad 4000 mAh
Dimensiones 7x 65 x 48 mm
Fuente: Datos de la investigación
Elaboración: Carlos Solis Yagual
58
GRÁFICO N. 23
Batería de litio (modelo 2)
Fuente: rendoson.es
Elaboración: Carlos Solis Yagual
CUADRO N. 18
Características de batería de litio (modelo 2)
Características Detalles
Voltaje nominal 3.7 V
Tipo Ion de litio
Corriente de carga 1 A
Ambiente de almacenamiento -20° a 45° C
Capacidad 1800 mAh
Dimensiones 5x 55 x 40 mm
Fuente: Datos de la investigación
Elaboración: Carlos Solis Yagual
Función batería de litio
Esta batería será la encargada de almacenar energía y suminístrala cuando el
circuito del prototipo sea activado por el usuario para habilitar todos los
componentes electrónicos que requieran de corriente eléctrica para funcionar.
Software Arduino
El software de código abierto Arduino (IDE) facilita escribir código y cargarlo a
la placa. Se ejecuta en Windows, Mac OS X y Linux. El entorno está escrito en
Java y se basa en Procesamiento y otro software de código abierto. Este
software s puede utilizar con cualquier placa arduino. (Arduino, 2019)
59
GRÁFICO N. 24
Software arduino
Fuente: aprendiendoarduino.wordpress.com
Elaboración: Carlos Solis Yagual
CUADRO N. 19
Botones de software arduino
Iconos Detalles
Verifica si tu programa está bien escrito y puede funcionar.
Carga el programa a la placa de Arduino tras compilarlo.
Crea un programa nuevo.
Abre un programa.
Guarda el programa en el disco duro del ordenador.
60
Monitor Serial abre una ventana de comunicación con la placa
Arduino en la que podemos ver las respuestas que nuestro
Arduino nos está dando, siempre que tengamos el USB
conectado.
Fuente: Datos de la investigación
Elaboración: Carlos Solis Yagual
Función software arduino
Este IDE permitirá configurar las instrucciones mediante código el cual
contendrá funciones y asignación de operaciones a cada pin a utilizar en el
arduino nano para que el prototipo realice la tarea de detectar objetos u
obstáculos.
Factibilidad legal
En el desarrollo del proyecto de titulación “Diseño del prototipo de un guante
controlado con arduino que permite la detección de obstáculos por medio de
sensores para mejorar el desplazamiento dentro del hogar a personas con
bajos recursos que cuenten con discapacidad visual.” se basó en las
siguientes leyes y reglamentos:
Constitución de la República del Ecuador.
Ley orgánica de discapacidades.
Ley orgánica de educación superior.
Ley de propiedad intelectual.
Los cuales permiten la factibilidad de desarrollo del proyecto e indican que no
interfiere en las leyes y reglamentos vigentes en Ecuador.
Factibilidad económica
Para el desarrollo del prototipo se utilizara un software libre lo que no indica un
coste parte por su adquisición, también se debe contar con un presupuesto
definido de varios componentes a nivel de hardware según los requerimientos
61
del prototipo. La propuesta tiene una factibilidad económica, debido a que los
implementos a utilizar son económicos.
En el CUADRO N. 20 se detalla la cantidad y el precio de los diferentes
componentes utilizados en el desarrollo del prototipo final (MODELO 2).
CUADRO N. 20
Presupuesto
Detalle Cantidad Precio unitario Total
Arduino nano 1 $10.00 $10.00
Sensor ultrasónico 1 $2.50 $2.50
Módulo lector microSD 1 $3.50 $3.50
Módulo de carga 1 $4.00 $4.00
Placa experimental 1 $1.00 $1.00
Amplificador de sonido 1 $2.50 $2.50
Memoria microSD 1 $5.00 $5.00
Motor vibrador 2 $2.50 $5.00
Parlante 1 $2.50 $2.50
Batería de litio 1 $5.00 $5.00
Software arduino 1 $0.00 $0.00
Recursos varios 1 $10.00 $10.00
Recursos humanos 1 $0.00 $0.00
Total 51.00
Fuente: Datos de la investigación
Elaboración: Carlos Solis Yagual
Etapas de la metodología del proyecto
Para la elaboración del proyecto de titulación se utiliza la metodología en
cascada, según (OBS, 2019) indica que “es un modelo lineal de diseño que
emplea un proceso de diseño secuencial. El desarrollo fluye secuencialmente
desde el punto inicial hasta el punto final, con varias etapas diferentes:
requisitos, diseño, implementación, verificación y mantenimiento.” Esta
62
metodología necesita que los alcances estén previamente definidos a través
de documentos de utilidad en el que se hacen referencias técnicas a partir de
los requerimientos y necesidades del usuario. En el GRÁFICO N. 25 se
muestra las etapas de la metodología en cascada.
GRÁFICO N. 25
Etapas de metodología en cascada
Fuente: northware.mx
Elaboración: Carlos Solis Yagual
Requisitos
Para el desarrollo del prototipo se debe tener en cuenta las necesidades del
usuario, mediante el análisis de los inconvenientes que se obtuvo en la
investigación los requisitos más relevantes son:
Prototipo cómodo.
Capacidad de detectar obstáculos.
Alerta audible.
Indicar proximidad de obstáculos en centímetros.
Indicar proximidad de obstáculos mediante zumbido.
Alerta vibratoria.
Alimentación recargable.
Fácil de utilizar.
Con los requisitos previamente dichos se llevó a la conclusión de implementar
componentes electrónicos económicos y como propósito principal es brindar
un apoyo a las personas con discapacidad visual.
63
Diseño
El diseño del prototipo se basó en los modelos previamente mencionados en
los antecedentes del estudio del capítulo 2 los cuales utilizaban en su mayoría
la técnica de detección de obstáculos mediante sensores ultrasónicos.
En el diseño se estableció las conexiones de los elementos electrónicos
escogidos en la factibilidad técnica los cuales fueron: Arduino nano, Sensor
ultrasónico, Módulo lector microSD. Módulo de carga, Amplificador de sonido,
Memoria microSD, Motor vibrador, Parlante, Batería de litio. Configurando el
microcontrolador para que realice cierta tarea para cada elemento brindara un
dispositivo detector de obstáculos mediante un censo con ultrasonido.
En el GRÁFICO N. 26 se puede observar la configuración electrónica del
prototipo (MODELO 1) utilizando un motor vibrador (15 x 25 mm) y una batería
de litio de gran capacidad y tamaño.
GRÁFICO N. 26
Configuración electrónica del prototipo (modelo 1)
Fuente: Datos de investigación
Elaboración: Carlos Solis Yagual
64
En el GRÁFICO N. 27 se puede observar la configuración electrónica del
prototipo (MODELO 2) utilizando dos motores vibradores (4 x 12 mm) y una
batería de litio de poca capacidad y tamaño permitiendo reducir un poco la
robustez del diseño.
GRÁFICO N. 27
Configuración electrónica del prototipo (modelo 2)
Fuente: Datos de investigación
Elaboración: Carlos Solis Yagual
65
Implementación
En la etapa de implementación se describen los pasos que se realizó para el
ensamblaje de la configuración electrónica del prototipo acorde con el diseño
descrito en la anterior etapa.
En el GRÁFICO N. 28 indica el proceso de implementación del prototipo
mediante un diagrama de bloques.
GRÁFICO N. 28
Diagrama de bloques del prototipo
Fuente: Datos de investigación
Elaboración: Carlos Solis Yagual
66
En el GRÁFICO N. 29 se aprecia la verificación del funcionamiento de los
elementos electrónicos que se utilizaran en el prototipo.
GRÁFICO N. 29
Elementos electrónicos en protoboard
Fuente: Datos de investigación
Elaboración: Carlos Solis Yagual
En el GRÁFICO N. 30 se aprecia la colocación y soldadura del arduino nano
en la placa experimental para brindar una estabilidad al resto de componentes.
GRÁFICO N. 30
Arduino nano en placa experimental
Fuente: Datos de investigación
Elaboración: Carlos Solis Yagual
67
En el GRÁFICO N. 31 se aprecia la colocación y soldadura del sensor
ultrasónico en la placa experimental.
GRÁFICO N. 31
Sensor ultrasónico en placa experimental
Fuente: Datos de investigación
Elaboración: Carlos Solis Yagual
En el GRÁFICO N. 32 se aprecia la inserción de la memoria mircroSD en el
módulo lector.
GRÁFICO N. 32
Memoria microSD en modulo lector
Fuente: Datos de investigación
Elaboración: Carlos Solis Yagual
68
En el GRÁFICO N. 33 se aprecia la colocación y soldadura del módulo lector
de memorias microSD en la placa experimental.
GRÁFICO N. 33
Modulo lector microSD en placa experimental
Fuente: Datos de investigación
Elaboración: Carlos Solis Yagual
En el GRÁFICO N. 34 se aprecia la instalación de módulo de carga y el
aplicador sonido apara el altavoz encima del arduino y modulo lector.
GRÁFICO N. 34
Instalación de módulo de carga y amplificador de audio
Fuente: Datos de investigación
Elaboración: Carlos Solis Yagual
69
En el GRÁFICO N. 35 se aprecia la instalación del altavoz para emitir las
señales audibles y el switch para los estados del prototipo.
GRÁFICO N. 35
Instalación de altavoz y switch
Fuente: Datos de investigación
Elaboración: Carlos Solis Yagual
En el GRÁFICO N. 36 se aprecia la instalación de la batería para alimentar el
prototipo y el motor vibrador (MODELO 1).
GRÁFICO N. 36
Anexo de batería de litio y motor vibrador (modelo 1)
Fuente: Datos de investigación
Elaboración: Carlos Solis Yagual
70
En el GRÁFICO N. 37 se aprecia la etapa final de la configuración electrónica
de los elementos del prototipo con sus respectivas conexiones acopladas con
un protector para el parlante.
GRÁFICO N. 37
Electrónica del prototipo
Fuente: Datos de investigación
Elaboración: Carlos Solis Yagual
En el GRÁFICO N. 38 se aprecia la instalación de la configuración electrónica
del prototipo (MODELO 1) en un guante para facilitar su uso.
GRÁFICO N. 38
Instalación de electrónica del prototipo en guante (modelo 1)
Fuente: Datos de investigación
Elaboración: Carlos Solis Yagual
71
En el GRÁFICO N. 39 se aprecia la instalación de la configuración electrónica
del prototipo (MODELO 2) en un guante el cual se definió como producto final.
GRÁFICO N. 39
Instalación de electrónica del prototipo en guante (modelo 2)
Fuente: Datos de investigación
Elaboración: Carlos Solis Yagual
Verificación
En la presente etapa se puso en funcionamiento el prototipo para realizar
pruebas de detección para determinar si cumple con los rangos configurados en
su programación. Se configuro un rango de detección de 0 cm a 100 cm para el
primer estado el cual alerta mediante un zumbido y de 0 cm a 300 cm el cual se
lo puede apreciar el segundo estado el cual indica la distancia por voz. A
continuación se detalla cuatro ejemplos en relación a los rangos de censo.
En el GRÁFICO N. 40 se aprecia la notificación de distancia por medio del
altavoz en un rango de 0 a 10 cm mediante el uso del segundo estado.
72
GRÁFICO N. 40
Rango de 0 a 10 cm - prototipo en guante
Fuente: Datos de investigación
Elaboración: Carlos Solis Yagual
En el GRÁFICO N. 41 se aprecia la notificación de distancia por medio del
altavoz en un rango de 10 a 50 cm mediante el uso del segundo estado.
GRÁFICO N. 41
Rango de 10 a 50 cm - prototipo en guante
Fuente: Datos de investigación
Elaboración: Carlos Solis Yagual
En el GRÁFICO N. 42 se aprecia la notificación de distancia por medio del
altavoz en un rango de 50 a 100 cm mediante el uso del segundo estado.
73
GRÁFICO N. 42
Rango de 50 a 100 cm - prototipo en guante
Fuente: Datos de investigación
Elaboración: Carlos Solis Yagual
En el GRÁFICO N. 43 se aprecia la verificación de distancia en un rango
mayor al configurado para determinar si el prototipo indica que esta fuera del
rango de medición mediante el uso del segundo estado el cual lo indica por
medio del altavoz.
GRÁFICO N. 43
Fuera de rango mayor a 300 cm - prototipo en guante
Fuente: Datos de investigación
Elaboración: Carlos Solis Yagual
74
En el CUADRO N. 21 se describe 10 evaluaciones que se le aplicaron al
prototipo, mediante porcentaje se puede evidenciar en la mayoría de
evaluaciones cumplió con un 100% en su respectiva tarea realizada.
CUADRO N. 21
Evaluación del prototipo
N. Descripción Evaluación
1 Comodidad de uso 95%
2 Señal vibratoria por proximidad 95%
3 Detección de obstáculos 100%
4 Rango de medición de 0 a 10 cm 100%
5 Rango de medición de 10 a 50 cm 100%
6 Rango de medición 50 a 100 cm 100%
7 Rango de medición 100 a 200 cm 100%
8 Rango de medición 200 a 300 cm 100%
9 Duración de 3 horas batería 100%
10 Facilidad de cambio de estados 95%
Fuente: Datos de la investigación
Elaboración: Carlos Solis Yagual
Mantenimiento
Para el correcto funcionamiento del prototipo se deben tomar en cuenta las
siguientes recomendaciones:
Evitar que el prototipo sea golpeado.
Evitar el uso del prototipo en un ambiente donde exista humedad.
Asegurase de tener la batería cargada o que tenga suficiente energía
antes de utilizarlo.
Verificar que el prototipo este apago cuando no se esté utilizando.
75
Entregables del proyecto
Los entregables del proyecto son:
Código fuente Arduino
Prototipo del proyecto
Manual de operación
CRITERIOS DE VALIDACION DE LA PROPUESTA
Para respaldar la propuesta del proyecto se realizará la recolección de datos
mediante encuestas con el fin de confirmar la problemática que presentan las
personas con discapacidad visual al momento de movilizarse.
Los resultados de este método verificaran los criterios establecidos en la
problemática del proyecto y la necesidad del uso e implementación de
tecnologías en beneficio de personas con discapacidad visual.
Población y muestra
Población
Según (Lugo Z., s.f.) “Población se refiere al universo, conjunto o totalidad de
elementos sobre los que se investiga o hacen estudios. Los elementos de una
población lo conforman cada uno de los individuos asociados, debido a que
comparten alguna característica en común”.
En la ciudad de Guayaquil existe aproximadamente 5198 de personas con
discapacidad visual conformado un rango de entre 18 a 64 años de edad
registradas según (Concejo Nacional de Discapacidades. (CONADIS), 2019)
mediante los datos obtenidos del censo realizado por el INEC, el proyecto se
desarrolló en esta ciudad pero el análisis ira dirigida a unas de sus parroquias
(Febres Cordero) la cual tiene aproximadamente 360 personas con discapacidad
visual, según centros de salud pública esta cantidad se la considerara como la
población para el estudio.
76
Muestra
Según (Lugo Z., s.f.) “Muestra es una parte o subconjunto de elementos que se
seleccionan previamente de una población para realizar un estudio. Se utiliza
para estudiar a la población de una forma más factible, debido a que se puede
contabilizar fácilmente”.
Al definir la muestra se decidió tomarla de forma aleatoria en la ciudad de
Guayaquil específicamente en la zona de suburbio (Parroquia Febres Cordero)
ya que en esta parte se concentra el porcentaje de personas con discapacidad
visual que no cuentan con muchos recursos para adquirir un dispositivo
electrónico de asistencia que permita tener una movilización autónoma.
Fórmula para determinar la muestra
𝒏 =𝑚
𝑒2(𝑚 − 1) + 1
Calculo del tamaño de la muestra:
m= tamaño de la población= (360)
n= tamaño de la muestra= (157,04)
e= error de estimación= (0.06)
Resolución del tamaño de la muestra:
𝒏 =360
(0.06)2(360 − 1) + 1
𝒏 =372
(0,0036)(359) + 1
𝒏 =372
1,2924 + 1
𝒏 =360
2,2924
𝒏 = 157.04
Mediante la resolución se obtuvo el tamaño de la muestra de 157 personas que
representan el 43.61%de la población determinada.
77
Instrumento de recolección de datos
Técnica
En el presente proyecto la técnica utilizada para la recolección de datos será una
encuesta con 8 preguntas las cual será aplicada a personas con discapacidad
visual en la ciudad de Guayaquil parroquia Febres Cordero.
Recolección de información
La encuesta se la utilizo para identificar las características y necesidades que
provoca la discapacidad visual. Esta actividad se realizó durante todo el
desarrollo del prototipo comprendido desde el mes de Junio, Julio, y Agosto del
presente año, se decidió realizar la recolección de la información en este lapso
de tiempo por disponibilidad de tiempo y motivos laborales.
PROCESAMIENTO Y ANALISIS
En esta etapa se realiza el procesamiento y análisis de los datos obtenidos en
las encuestas para verificar los problemas, necesidades de las personas con
discapacidad visual y así determinar si la implementación de un prototipo
electrónico les brindara beneficios relacionados a su movilización y traslado. Se
describirá el porcentaje de cada ítem mediante los gráficos denominados pastel
para realizar un análisis fácil de interpretar.
Pregunta N. 1:
¿Necesita de la ayuda de alguna persona que lo acompañe para indicarle los
diferentes obstáculos que se le presenten en su movilización?
CUADRO N. 22
Resultado de pregunta n. 1
Opciones Personas encuestadas Porcentaje
Si 53 34%
No 104 66%
Total 157 100%
Fuente: Datos de la investigación
Elaboración: Carlos Solis Yagual
78
GRÁFICO N. 44
Resultado de pregunta n. 1
Fuente: Datos de la investigación
Elaboración: Carlos Solis Yagual
Interpretación:
El 66% de los encuestados índico que no necesita de la ayuda de un
acompañante a la hora de movilizarse por el tiempo con en el que ya han
vivido con la discapacidad visual que ya no son dependientes de alguien para
indicar si existe un obstáculo para ellos, en contraste al 34% que si lo necesita.
Pregunta N. 2:
¿Qué tipo de elementos o herramientas utiliza para movilizarse?
CUADRO N. 23
Resultado de pregunta n. 2
Opciones Personas encuestadas Porcentaje
Tacto con manos 3 2%
Bastón 99 63%
Perro guía 2 1%
Acompañante 53 34%
Total 157 100%
Fuente: Datos de la investigación
Elaboración: Carlos Solis Yagual
Si34%
No66%
79
GRÁFICO N. 45
Resultado de pregunta n. 2
Fuente: Datos de la investigación
Elaboración: Carlos Solis Yagual
Interpretación:
El 63% de los encuestados afirmo usar el bastón como herramienta para
movilizarse, mediante golpes leves evaden obstáculos, a su vez el 34% indica
que necesita de un acompañante para indicarle el camino con seguridad.
Pregunta N. 3:
¿Cuál es el nivel de dificultad que le brinda la herramienta que utiliza para
movilizarse?
CUADRO N. 24
Resultado de pregunta n. 3
Opciones Personas encuestadas Porcentaje
Muy fácil de usar 35 22%
Fácil de usar 39 25%
Normal de usar
64 41%
Difícil de usar 14 9%
Muy difícil de usar 5 3%
Total 157 100%
Fuente: Datos de la investigación
Elaboración: Carlos Solis Yagual
Tacto con manos
2%
Baston63%
Perro guía1%
Acompañante34%
80
GRÁFICO N. 46
Resultado de pregunta n. 3
Fuente: Datos de la investigación
Elaboración: Carlos Solis Yagual
Interpretación:
El 41% de los encuestados indico que la herramienta que utilizan no les brinda
ninguna complicación al momento de utilizarlos por lo que ya están
familiarizados, mientras que el 22% y 25% afirma que es de uso fácil y muy
fácil, solo el 11% restante aun encuentran complicado el uso de su
herramienta.
Pregunta N. 4:
¿Alguna vez ha sufrido de algún tipo de accidente relacionado a su discapacidad?
CUADRO N. 25
Resultado de pregunta n. 4
Opciones Personas encuestadas Porcentaje
Si 132 84%
No 25 16%
Total 157 100%
Fuente: Datos de la investigación
Elaboración: Carlos Solis Yagual
Muy fácil de usar22%
Fácil de usar25%
Normal de usar41%
Difícil de usar9%
Muy difícil de usar3%
81
GRÁFICO N. 47
Resultado de pregunta n. 4
Fuente: Datos de la investigación
Elaboración: Carlos Solis Yagual
Interpretación:
El 84% de los encuestados afirmo haber sufrido de accidentes por no poder
detectar a tiempo obstáculos como: paredes, postes, personas descuidadas,
etc.
Pregunta N. 5:
¿Conoce usted sobre la existencia de tecnologías de asistencia para personas con
discapacidad visual?
CUADRO N. 26
Resultado de pregunta n. 5
Opciones Personas encuestadas Porcentaje
Si 44 28%
No 113 72%
Total 157 100%
Fuente: Datos de la investigación
Elaboración: Carlos Solis Yagual
Si84%
No16%
82
GRÁFICO N. 48
Resultado de pregunta n. 5
Fuente: Datos de la investigación
Elaboración: Carlos Solis Yagual
Interpretación:
El 72% de los encuestados indico no conocer sobre tecnologías de asistencia
para ellos en contraste al 28% que afirmo si conocer aplicaciones y
dispositivos.
Pregunta N. 6:
¿Estaría de acuerdo con la implementación de nuevas tecnologías (prototipos
electrónicos) que le permitan tener una movilización autónoma?
CUADRO N. 27
Resultado de pregunta n. 6
Opciones Personas encuestadas Porcentaje
Parcialmente de acuerdo 36 23%
De acuerdo 118 75%
Desacuerdo 3 2%
Totalmente desacuerdo
0 0%
Total 157 100%
Fuente: Datos de la investigación
Elaboración: Carlos Solis Yagual
Si28%
No72%
83
GRÁFICO N. 49
Resultado de pregunta n. 6
Fuente: Datos de la investigación
Elaboración: Carlos Solis Yagual
Interpretación:
El 75% de los encuestados afirmo estar de acuerdo con la implementación de
nuevas tecnologías para brindarles una movilización autónoma, el 23% está de
acuerdo de forma parcial por la posible dificultad que pueda brindar, solo el 2%
estuvo en desacuerdo por el desconocimiento de la tecnología y sus
beneficios.
Pregunta N. 7:
¿Conoce usted sobre la existencia de alguno de los siguientes prototipos
electrónico que permiten detectar obstáculos a personas con discapacidad visual?
CUADRO N. 28
Resultado de pregunta n. 7
Opciones Personas encuestadas Porcentaje
Bastón electrónico
12 8%
Gafas con sensores 5 3%
Zapatos sensores 8 5%
Chaleco Inteligente 2 1%
Guante sensor 2 1%
Ninguno 128 82%
Parcialmente de acuerdo
23%
De acuerdo75%
Desacuerdo2%
Totalmente desacuerdo
0%
84
Total 157 100%
Fuente: Datos de la investigación
Elaboración: Carlos Solis Yagual
GRÁFICO N. 50
Resultado de pregunta n. 7
Fuente: Datos de la investigación
Elaboración: Carlos Solis Yagual
Interpretación:
El 82% de los encuestados indico no conocer ningún prototipo, el 18% restante
menciono conocer alguno por conocidos que les contaron sobre su existencia.
Pregunta N. 8:
¿Estaría dispuesto a utilizar un prototipo electrónico que le permita detectar la
proximidad de obstáculos?
CUADRO N. 29
Resultado de pregunta n. 8
Opciones Personas encuestadas Porcentaje
Si 14 9%
No 8 5%
Tal vez 135 86%
Total 157 100%
Fuente: Datos de la investigación
Elaboración: Carlos Solis Yagual
Bastón electrónico
8%
Gafas con sensores
3%
Zapatos sensores
5%
Chaleco Inteligente
1%
Guante sensor1%
Ninguno82%
85
GRÁFICO N. 51
Resultado de pregunta n. 8
Fuente: Datos de la investigación
Elaboración: Carlos Solis Yagual
Interpretación:
El 86% de los encuestados indico que tal vez utilizarían un prototipo para
determinar si les mejorarían el diario vivir, el 9% afirmo que si lo utilizaría para
movilizarse de una manera adecuada y segura, el 8% indico lo contrario por los
posibles costos elevados, dificultad y complicados que puedan ser al utilizarlos.
Si9%
No5%
Tal vez86%
86
CAPÍTULO IV
CRITERIOS DE ACEPTACION DEL PRODUCTO
El prototipo fue diseñado y configurado para la detección de obstáculos
mediante un sensor ultrasónico implementado en un guante el cual mide la
distancia para poder evitarlos, facilitando la movilidad de su usuario. El
prototipo dispone de dos estados de señal audible el primer mediante tono que
disminuye o aumenta dependiendo a que distancia se encuentra de un
obstáculo, el segundo mediante audios de voz computarizada indicando la
distancia en centímetros.
Los criterios de aceptación se los llevo a cabo mediante el análisis de los
alcances, objetivos desarrollados en las etapas de la metodología empleada
en el proyecto, en el CUADRO N. 30 se los describe.
CUADRO N. 30
Criterios de aceptación
Etapas Descripción Nivel de
cumplimiento
Requisitos
Análisis de las necesidades del
usuario para determinar las
características del prototipo.
100%
Diseño
Selección de los elementos a
implementar para lograr un diseño
cómodo.
100%
Implementación
Programación y ensamblaje de los
elementos electrónicos escogidos en
el diseño.
100%
Verificación
Verificación de funcionamiento del
prototipo mediante el análisis de
detección del sensor.
100%
87
Mantenimiento
Identificación de las
recomendaciones para su correcto
funcionamiento y asegurar su vida
útil.
100%
Fuente: Datos de la investigación
Elaboración: Carlos Solis Yagual
88
CONCLUSIONES
Como resultado de la recopilación y análisis de las características de los
dispositivos que utiliza la población con discapacidad visual, se determinó
que dichos dispositivos de asistencia no generan una seguridad del 100%
de localizar un obstáculo que obstruya su movilización.
A través de las encuestas se apreció que las personas con discapacidad
visual tenían conocimiento mínimo sobre la existencia de tecnologías de
asistencia para su discapacidad, se comprobó que implementando un
dispositivo que les generen movilización segura estarían dispuestos a
utilizarlo.
Luego de analizar la tecnología existente y determinar componentes de
bajo costo se logró implementar un prototipo accesible para aquellas
personas que no puedan adquirir un dispositivo de asistencia que en su
mayoría son de un costo elevado.
Se determinó que gracias a la configuración electrónica del prototipo
implementado en un guante, permite una fácil manipulación para el usuario,
a su vez evita que extravié el prototipo al estar aferrado a su muñeca.
Se diseñó 2 modelos de guantes localizando sus componentes y utilizando
otros tipos de materiales para determinar cuál de ellos sería factible y
cómodo para el usuario con discapacidad visual.
Mediante pruebas realizadas a personas con discapacidad visual se
concluyó que el modelo 2 permite una fácil colocación en la muñeca sin
obstruir sus articulaciones mejorando la orientación y censo del prototipo.
El diseño del prototipo genera una autonomía en la movilización de
personas con discapacidad visual que requieran de una alerta que indique
89
la detección y a su vez evasión de algún obstáculo que impida una
movilización segura.
Se comprobó que el prototipo de guante sensor permite disminuir el índice
de posibles accidentes dentro y fuera del hogar causados por la carencia
del sentido de la vista.
El prototipo sensor brinda la detección confiable de obstáculos que se
localicen en el área donde el usuario realice el respectivo censo al
movilizarse demostrando su funcionalidad.
90
RECOMENDACIONES
Se recomienda para una mayor comodidad la sustitución del altavoz por un
módulo bluetooth que permita la comunicación con audífonos inalámbricos,
así mejorando la calidad del audio recibida directamente en el oído del
usuario.
Añadir un segundo sensor ultrasónico para asegurar un mayor rango de
detección de obstáculos ya que un solo sensor tiene una apertura de 15
grados.
Colocar un módulo con cámara de video que permita visualizar y a su vez
describir el entorno y los posibles obstáculos al usuario.
Añadir un sensor de temperatura para indicar los posibles cambios de
temperatura y/o humedad para que el usuario evite un posible daño al
prototipo.
Implementar un sistema que permita operar al prototipo por medio de
comandos de voz.
Utilizar una batería de menor tamaño pero con la suficiente potencia que le
pueda bridar al usuario un día de utilidad.
Configurar el prototipo para que pueda interactuar con un dispositivo móvil
que tenga el usuario mediante bluetooth para el registro de sus actividades
diarias.
Implementar un modo que permita alertar al número predefinido de un
familiar en caso de emergencia mediante llamada y mensajes.
Añadirle un sistema de posicionamiento geográfico mediante el anexo de
un módulo GPS en un segundo guante o pulsera como accesorio,
permitiendo al usuario identificar en donde se encuentra en tiempo real.
91
BIBLIOGRAFÍA
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entornos virtuales basados en audio para el aprendizaje y la cognición
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97
ANEXOS
Anexo n. 1 Cronograma de actividades otorgada por el VIFAP
Fechas Descripción
15 al 20 de Abril Entrega de propuesta de trabajo de titulación
22 al 27 de Abril Revisión y aprobación de propuesta de trabajo de titulación
24 de Abril al 06 de Mayo
Matriculas ordinarias – Titulación
29 Abril al 30 Mayo Registro de temas y asignación de tutores
07 Mayo al 11 Agosto Desarrollo de tutorías
12 al 13 de Junio Entrega de anexo 1 (Formato de evaluación de la propuesta del trabajo de titulación) Entrega de anexo 2 (Acuerdo de plan de la gestión tutorial) Entrega de anexo 3 (1er Informe de avance de la gestión tutorial)
01 al 06 de Julio Entrega de anexo 3 (2do Informe de avance de la gestión tutorial)
10 al 17 de Julio Revisión de temas entre tutor, revisor y estudiante. Entrega de formato de evaluación conjunta de la propuesta de trabajo.
05 al 09 de Agosto Entrega de anexo 3 (3er Informe de avance de la gestión tutorial)
26 Agosto al 01 de Septiembre
Entrega de anexo 4 (Informe final de tutorías) Entrega de anexo 5 (Rubrica del trabajo de titulación) Entrega de anexo 6 (Certificado de porcentaje de similitud) Anillados de los proyectos de titulación Ingreso de notas al SIUG (Tutores) opción de trabajo de titulación
02 al 15 de Septiembre Asignación de revisores Revisión de los proyectos de titulación
12 al 17 de Septiembre Entrega de anexo 3 (Informe de avance de la gestión revisora) Entrega de anexo 7 (Revisión final) Entrega de anexo 8 (Rubrica de evaluación memoria escrita del trabajo de titulación) Entrega de anexo 11(Certificación del tutor revisor) Ingreso de notas al SIUG (Revisores) opción de trabajo de titulación
30 de Septiembre al 10 de Octubre
Sustentación de los trabajos de titulación
98
Anexo n. 2
Encuesta
UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL
FACULTAD DE CIENCIAS MATEMÁTICAS Y FÍSICAS
CARRERA DE INGENIERÍA EN NETWORKING Y TELECOMUNICACIONES
ENCUESTA PARA EL PROYECTO DE TITULACIÓN
“DISEÑO DEL PROTOTIPO DE UN GUANTE CONTROLADO CON ARDUINO QUE PERMITE LA DETECCIÓN DE OBSTÁCULOS POR MEDIO DE SENSORES PARA
MEJORAR EL DESPLAZAMIENTO DENTRO DEL HOGAR A PERSONAS CON BAJOS RECURSOS QUE CUENTEN CON DISCAPACIDAD VISUAL.”
1. ¿Necesita de la ayuda de alguna persona que lo acompañe para indicarle los
diferentes obstáculos que se le presenten en su movilización?
Si
No
2. ¿Qué tipo de elementos o herramientas utiliza para movilizarse?
Tacto con manos
Bastón
Perro guía
Acompañante
3. ¿Cuál es el nivel de dificultad que le brinda la herramienta que utiliza para
movilizarse?
Muy fácil de usar
Fácil de usar
Normal de usar
Difícil de usar
Muy difícil de usar
4. ¿Alguna vez ha sufrido de algún tipo de accidente relacionado a su
discapacidad?
Si
No
99
5. ¿Conoce usted sobre la existencia de tecnologías de asistencia para personas
con discapacidad visual?
Si
No
6. ¿Estaría de acuerdo con la implementación de nuevas tecnologías (prototipos
electrónicos) que le permitan tener una movilización autónoma?
Parcialmente de acuerdo
De acuerdo
Desacuerdo
Totalmente desacuerdo
7. ¿Conoce usted sobre la existencia de alguno de los siguientes prototipos
electrónico que permiten detectar obstáculos a personas con discapacidad
visual?
Bastón electrónico
Gafas con sensores
Zapatos sensores
Chaleco Inteligente
Guante sensor
Ninguno
8. ¿Estaría dispuesto a utilizar un prototipo electrónico que le permita detectar la
proximidad de obstáculos?
Si
No
Tal vez
100
Anexo n. 3 Manual de operación
Partes del prototipo de guante sensor
Prototipo parte superior Prototipo parte frontal
Prototipo parte inferior
Prototipo parte lateral izquierda Prototipo parte lateral derecha
101
Prototipo parte superior
1. Altavoz
Permite emitir audio tono, voz de notificación.
Prototipo parte frontal
2. Sensor ultrasónico
Permite detectar el rango de proximidad de objetos u obstáculos.
Prototipo parte inferior
3. Motores vibradores
Permiten evidenciar la existencia de un obstáculo mediante señales de vibración.
4. Batería
Permite alimentar de corriente eléctrica al prototipo y sus componentes.
5. Switch Modo 1/Modo 2
Permite realizar el cambio de modo dependiendo de las necesidades del usuario
si quiere identificar la distancia del obstáculo mediante tono o notificación por
voz.
6. Botón de activación
Permite activar el prototipo permitiendo el paso de corriente eléctrica.
Prototipo parte lateral izquierda
7. Control de volumen
Permite manipular el volumen del audio emitido por el altavoz.
8. Control de vibración
Permite activar y desactivar la señal de vibración de los motores.
9. Led de vibración
Permite identificar si esta activada la señal vibratoria.
Prototipo parte lateral derecha
10. Switch Encender/Apagar Prototipo
Permite habilitar y deshabilitar el paso de corriente eléctrica que provee la
batería.
11. Puerto USB
Permite cargar dispositivos móviles en caso de emergencia, el prototipo realizar
la función de cargador portátil.
12. Puerto micro USB
Permite cargar la batería cuando esta ya no cuente con suficiente energía para
encender el prototipo.
102
Anexo n. 4 Código fuente
#include <sd_l0.h> #include <sd_l1.h> #include <sd_l2.h> #include <SimpleSDAudio.h> #include <SimpleSDAudioDefs.h> #define eco 7 #define Trigger 8 const int boton = 3; int buttonState = 0; long dura, dist; int conteo=0; int cent=0; void setup(void){ Serial.begin (115200); SdPlay.init(SSDA_MODE_HALFRATE|SSDA_MODE_MONO|SSDA_MODE_AUTOWORKER); pinMode(boton, INPUT); pinMode(9, OUTPUT); pinMode(Trigger, OUTPUT); pinMode(eco, INPUT); delay(500); } void loop(){ buttonState = digitalRead(boton); if(buttonState == HIGH){ tonoDist(); } if(buttonState == LOW){ CalcularDistancia(); } } void tonoDist(){ digitalWrite(Trigger, LOW); delayMicroseconds(4); digitalWrite(Trigger, HIGH); delayMicroseconds(10); digitalWrite(Trigger, LOW); dura = pulseIn(eco, HIGH); dist = dura * 10 / 292/ 2; Serial.println(dist); delay(10); if(dist<=100){ SdPlay.setFile("tono.wav"); SdPlay.play(); delay(dist); SdPlay.stop();
103
} } void CalcularDistancia(){ digitalWrite(Trigger, LOW); delayMicroseconds(4); digitalWrite(Trigger, HIGH); delayMicroseconds(10); digitalWrite(Trigger, LOW); dura = pulseIn(eco, HIGH); dist = dura * 10 / 292/ 2; delay(60); Serial.println(dist); conteo=0; if(dist == 300){ SdPlay.setFile("300.wav"); SdPlay.play(); delay(700); cms(); } if(dist>300){ SdPlay.setFile("rango.wav"); SdPlay.play(); delay(800); } if(dist >= 200 && dist <= 299){ if(dist!=200){ doscientos(); } if(dist==200){ doscientos(); } dist=dist-200; Serial.println(dist); } if(dist>=100 && dist <=199){ if(dist!=100){ ciento(); } if(dist==100){ cien(); } dist=dist-100; Serial.println(dist); } if(dist>=90 && dist <=99){ if(dist!=90){ noventa(); y();
104
} if(dist==90){ noventa(); cms(); } dist=dist-90; Serial.println(dist); } if(dist>=80 && dist <=89){ if(dist!=80){ ochenta(); y(); } if(dist==80){ ochenta(); cms(); } dist=dist-80; Serial.println(dist); } if(dist>=70 && dist <=79){ if(dist!=70){ setenta(); y(); } if(dist==70){ setenta(); cms(); } dist=dist-70; Serial.println(dist); } if(dist>=60 && dist <=69){ if(dist!=60){ sesenta(); y(); } if(dist==60){ sesenta(); cms(); } dist=dist-60; Serial.println(dist); } if(dist>=50 && dist <=59){ if(dist!=50){ cincuenta(); y(); } if(dist==50){
105
cincuenta(); cms(); } dist=dist-50; Serial.println(dist); } if(dist>=40 && dist <=49){ if(dist!=40){ cuarenta(); y(); } if(dist==40){ cuarenta(); cms(); } dist=dist-40; Serial.println(dist); } if(dist>=30 && dist <=39){ if(dist!=30){ treinta(); y(); } if(dist==30){ treinta(); cms(); } dist=dist-30; Serial.println(dist); } if(dist>=21 && dist <=29){ dist=dist-20; SdPlay.setFile("veinti.wav"); SdPlay.play(); delay(500); } if(dist==20){ SdPlay.setFile("20.wav"); SdPlay.play(); delay(500); cms(); } if(dist==19){ SdPlay.setFile("19.wav"); SdPlay.play(); delay(700); cms(); }
106
if(dist==18){ SdPlay.setFile("18.wav"); SdPlay.play(); delay(700); cms(); } if(dist==17){ SdPlay.setFile("17.wav"); SdPlay.play(); delay(800); cms(); } if(dist==16){ SdPlay.setFile("16.wav"); SdPlay.play(); delay(700); cms(); } if(dist==15){ SdPlay.setFile("15.wav"); SdPlay.play(); delay(500); cms(); } if(dist==14){ SdPlay.setFile("14.wav"); SdPlay.play(); delay(500); cms(); } if(dist==13){ SdPlay.setFile("13.wav"); SdPlay.play(); delay(500); cms(); } if(dist==12){ SdPlay.setFile("12.wav"); SdPlay.play(); delay(500); cms(); } if(dist==11){ SdPlay.setFile("11.wav"); SdPlay.play(); delay(500); cms();
107
} if(dist==10){ SdPlay.setFile("10.wav"); SdPlay.play(); delay(500); cms(); } if(dist==9){ SdPlay.setFile("9.wav"); SdPlay.play(); delay(500); cms(); } if(dist==8){ SdPlay.setFile("8.wav"); SdPlay.play(); delay(500); cms(); } if(dist==7){ SdPlay.setFile("7.wav"); SdPlay.play(); delay(500); cms(); } if(dist==6){ SdPlay.setFile("6.wav"); SdPlay.play(); delay(500); cms(); } if(dist==5){ SdPlay.setFile("5.wav"); SdPlay.play(); delay(500); cms(); } if(dist==4){ SdPlay.setFile("4.wav"); SdPlay.play(); delay(500); cms(); } if(dist==3){ SdPlay.setFile("3.wav"); SdPlay.play();
108
delay(500); cms(); } if(dist==2){ SdPlay.setFile("2.wav"); SdPlay.play(); delay(500); cms(); } if(dist==1){ SdPlay.setFile("1.wav"); SdPlay.play(); delay(500); cms(); } } void cms(){ SdPlay.setFile("cms.wav"); SdPlay.play(); delay(600); } void y(){ SdPlay.setFile("y.wav"); SdPlay.play(); delay(500); } void un(){ SdPlay.setFile("un.wav"); SdPlay.play(); delay(500); } void uncentimetro(){ SdPlay.setFile("1cm.wav"); SdPlay.play(); delay(700); } void doscientos(){ SdPlay.setFile("200.wav"); SdPlay.play(); delay(700); } void cien(){ SdPlay.setFile("cien.wav"); SdPlay.play(); delay(500); }
109
void ciento(){ SdPlay.setFile("ciento.wav"); SdPlay.play(); delay(500); } void noventa(){ SdPlay.setFile("90.wav"); SdPlay.play(); delay(700); } void ochenta(){ SdPlay.setFile("80.wav"); SdPlay.play(); delay(700); } void setenta(){ SdPlay.setFile("70.wav"); SdPlay.play(); delay(700); } void sesenta(){ SdPlay.setFile("60.wav"); SdPlay.play(); delay(700); } void cincuenta(){ SdPlay.setFile("50.wav"); SdPlay.play(); delay(700); } void cuarenta(){ SdPlay.setFile("40.wav"); SdPlay.play(); delay(500); } void treinta(){ SdPlay.setFile("30.wav"); SdPlay.play(); delay(500); }
110
Anexo n. 5 Encuesta realizada en parroquia Febres Cordero
111
Anexo n. 6 Pruebas de funcionamiento con usuario
