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República Bolivariana de Venezuela
Universidad Nueva Esparta
Facultad de Ingeniería
Escuela de Ingeniería Electrónica
Línea de Investigación: Diseño y Desarrollo de Aplicaciones o Dispositivo de
Control de Tipo Electrónico.
Tema: Diseño Digital y Aplicaciones Automatizadas Robóticas.
Título: DESARROLLO DE UN PROTOTIPO EDUCATIVO PARA APOYAR A
NIÑOS CON DISCAPACIDAD VISUAL TOTAL UTILIZANDO COMO BASE EL
LENGUAJE BRAILLE.
Tutor: Ing. Sardi, Jose
Proyecto de Grado
C. I. 13.910.649
Presentado Por:
Br. Garrido Larrea, Sandra V. V
C. I. 16.429.797
Para optar al Título de:
Ingeniero Electrónico
Abril, 2015.
Caracas, Venezuela.
Desarrollo de un Prototipo Educativo para apoyar a niños con Discapacidad Visual Total utilizando como base el lenguaje
braille. by Sandra Verónica del Valle Garrido Larrea is licensed under a Creative Commons Reconocimiento-NoComercialCompartirIgual 4.0 Internacional License.
República Bolivariana de Venezuela
Universidad Nueva Esparta
Facultad de Ingeniería
Escuela de Ingeniería Electrónica
Línea de Investigación: Diseño y Desarrollo de Aplicaciones o Dispositivo
de Control de Tipo Electrónico
Tema: Diseño Digital y Aplicaciones Automatizadas Robóticas
Título: DESARROLLO DE UN PROTOTIPO EDUCATIVO PARA APOYAR
A NIÑOS CON DISCAPACIDAD VISUAL TOTAL UTILIZANDO COMO
BASE EL LENGUAJE BRAILLE.
JURADO:
JURADO:
________________
________________
Nombre y Apellido
Nombre y Apellido
________________
________________
Cédula de Identidad
Cédula de Identidad
________________
________________
Firma
Firma
Abril, 2015
Caracas, Venezuela
República Bolivariana de Venezuela
Universidad Nueva Esparta
Facultad de Ingeniería
Escuela de Ingeniería Electrónica
Resumen de Trabajo de Grado
Título: “Desarrollo de un prototipo educativo para apoyar a niños con
discapacidad visual total utilizando el lenguaje braille.”
Autora: Br. Garrido, Sandra C. I.: V-16.429.797
Tutor: Ing. Sardi, Jose
Palabras Claves: Prototipo Educativo, Niños, Discapacidad Visual Total,
Lenguaje Braille, Dispositivo de Control Electrónico, Sistema Táctil, Sistema
Auditivo, Aporte Tecnológico.
Resumen
El propósito del Trabajo de Grado es el diseño y construcción de un
prototipo electrónico como aporte tecnológico educativo al profesor,
ayudándolo a evaluar el proceso de enseñanza del niño con discapacidad
visual total. La investigación metodológica se encuentra enmarcada bajo el
lineamiento de la modalidad proyecto factible, con el diseño de investigación
mixta en la que se recoge la información proveniente de las fuentes
bibliográficas, como base documental correspondiente a la parte técnica del
i
proyecto, en lo relativo a la investigación de campo para recolectar los datos
provenientes de la observación de los hechos. El proyecto consta de la
interacción del infante discapacitado a través del sistema electrónico de
audio, vibración y cambios de temperatura; en donde el niño puede
interactuar con los personajes de cada relato, los cuales vibran y cambian de
temperatura durante su participación; al mismo tiempo que puede leer el
cuento escrito en el lenguaje braille y escucharlo mediante el sistema
auditivo empleado.
ii
Bolivarian Republic of Venezuela
Nueva Esparta University
Faculty of Engineering
School of Electronic Engineering
Thesis Summary
Title: "Proposal for an educational prototype to support children with
complete visual disability using Braille language."
Author: Garrido, Sandra I. D: V-16.429.797
Tutor: Sardi, Jose. Engineer.
Keywords: Educational prototype, Children, Total Visual Disability, Braille
Language, Electronic Control Device, Touch System, Hearing System,
technological support.
Summary
The purpose of the thesis is the design and construction of an
electronic prototype as a technological-educational contribution to the
teachers, helping them to evaluate the learning process of children with total
visual disability. The methodological research is framed under the guidelines
of the feasible project modality, with mixed research design, in which the
information is collected from bibliographical sources and considered
appropriate for the technical part of the project; regarding to the field research
to collect data from the observation of facts. The project features the
interaction of the disabled infant through electronic audio system, vibration
and temperature changes, where the child can interact with the characters in
each story, which vibrate and change of temperature during their
iii
participation; at the same time that they can read the story written in Braille
and listen to it through the auditory system used.
iv
Dedicatoria
A Dios por guiarme mirarme con ojos de bondad mis pasos y los de los seres
queridos.
A mi madre Victoria Sofía por ser pilar fundamental en mi vida, por ser padre,
madre para mí, por estar a mi lado siempre, te dedico este trabajo de grado
por todo lo que me has dado y sigues dando por mí y sé que aunque es una
de mis metas lograr el título, sé lo importante que es para ti y es tu mayor
ilusión.
Aunque yo haya desarrollado éste trabajo, ese logro va para ti mami con
mucho cariño porque por circunstancias del destino estamos separadas
físicamente desde ya varios meses, Zeus y yo te extrañamos muchote,
déjame decirte que hoy más que nunca eres mi motor para seguir.
Esta dedicatoria es muy especial para mí, porque por primera vez estamos
lejos la una de la otra pero es por poco tiempo, como siempre me dices…. Ya
falta menos cada día para vernos y la dedicatoria entera de mi trabajo de
investigación va para ti mami!
Sandra V. V. Garrido L.
v
Agradecimientos
La autora de este trabajo de grado agradece con el corazón a:
A mi Zeus adorado, mi hermoso peludin por su amor incondicional en los
días y noches de desvelo a mi lado.
A Javier Pernia va un agradecimiento muy especial por su amor y apoyo
incondicional de manera desinteresada y pura;
por ser alguien que me
conoce tal y como soy, porque comprende dónde he estado, me acompaña
en mis logros y mis fracasos, celebra mis alegrías, comparte mis
sentimientos, no me juzga y adoro muchísimo.
A la Lic. Consuelo, coordinadora del departamento del Libro hablado,
adscrito al Ministerio del Poder Popular Para la Educación, por su ayuda y
apoyo moral brindada.
Al Ing. Jose Sardi por aceptar ser el tutor del presente trabajo de grado, por
su apoyo desinteresado.
Al Ing. Ingmar Ramírez por su apoyo brindado.
vi
Índice
Resumen ...................................................................................................... i
Summary ..................................................................................................... iii
Dedicatoria .................................................................................................. v
Agradecimientos .......................................................................................... vi
Introducción .................................................................................................... 1
Capítulo I: El Problema de la Investigación .................................................... 5
El Problema de la Investigación .................................................................. 5
Interrogantes de la Investigación ................................................................. 9
Principal ....................................................................................................... 9
Secundarias................................................................................................. 9
Objetivos de la Investigación ..................................................................... 10
Objetivo General .................................................................................... 10
Objetivos Específicos ............................................................................. 10
Justificación de la investigación ................................................................. 10
Delimitación de la Investigación ................................................................ 12
Limitaciones............................................................................................... 14
Capítulo II: Marco Teórico. ............................................................................ 16
Antecedentes............................................................................................. 16
Marco Legal ............................................................................................... 18
Artículo 5. .................................................................................................. 19
Artículo 16. ................................................................................................ 19
Marco Teórico ............................................................................................... 20
vii
Los Sentidos .............................................................................................. 20
Sentido del Oído ..................................................................................... 20
Sentido del Tacto ................................................................................... 22
Estructura de la Piel................................................................................... 23
Epidermis................................................................................................... 23
Dermis ....................................................................................................... 23
Corpúsculos de la Piel ............................................................................... 24
Corpúsculos de Meissner .......................................................................... 24
Corpúsculos de Pacini ............................................................................... 24
Corpúsculos de Ruffini............................................................................... 24
Corpúsculo de Krause ............................................................................... 24
Sentido de la Vista ................................................................................. 25
Las partes principales del ojo .................................................................... 27
Córnea ....................................................................................................... 27
Esclerótica ................................................................................................. 27
Lente o Cristalino ....................................................................................... 27
Iris .............................................................................................................. 27
Pupila......................................................................................................... 27
Retina ........................................................................................................ 27
Conjuntiva.................................................................................................. 28
Musculo Ciliar ............................................................................................ 28
Ligamento Suspensorio ............................................................................. 28
Fóvea......................................................................................................... 28
viii
Nervio Óptico ............................................................................................. 28
Discapacidad ............................................................................................. 28
Discapacidad Visual .................................................................................. 29
Tipos de Discapacidad Visual.................................................................... 30
Discapacidad Visual Profunda ................................................................... 31
Discapacidad Visual Severa ...................................................................... 31
Discapacidad Visual Moderada ................................................................. 31
Ceguera ..................................................................................................... 31
Causas de la Ceguera Infantil ................................................................... 31
Audiolibro................................................................................................... 32
Ventajas de los audiolibros ........................................................................ 33
Sistema Braille ........................................................................................... 34
Alfabeto Braille .......................................................................................... 36
Primera Serie ............................................................................................. 36
Segunda Serie ........................................................................................... 37
Tercera Serie ............................................................................................. 37
Cuarta Serie .............................................................................................. 38
Quinta Serie............................................................................................... 38
Vocales con tilde. ...................................................................................... 39
Signos complementarios ........................................................................... 39
Dispositivos Eléctrónicos ........................................................................... 41
Microcontrolador ........................................................................................ 41
Arquitectura del Microcontrolador .............................................................. 42
ix
Arquitectura Von Neumann ....................................................................... 42
Arquitectura Harvard.................................................................................. 42
Tipos de memoria del Microcontrolador..................................................... 43
Memoria RAM ............................................................................................ 43
Memoria ROM ........................................................................................... 43
Memoria OTP ............................................................................................ 43
Memoria EPROM ...................................................................................... 43
Memoria EEPROM .................................................................................... 44
Memoria Flash ........................................................................................... 44
Microchip como fabricante del Microcontrolador PIC ................................ 44
Familias de Microcontroladores PIC .......................................................... 45
Gama baja ................................................................................................. 45
Gama media .............................................................................................. 46
Gama alta .................................................................................................. 46
Motor ......................................................................................................... 47
Motores Eléctricos ..................................................................................... 47
Tipos y características de los motores eléctricos ...................................... 48
Motores de Corriente Directa (CD) ............................................................ 48
Motores de Corriente Alterna (CA) ............................................................ 48
Motores Universales .................................................................................. 48
Partes de un Motor Eléctrico: ........................................................................ 49
Estator .................................................................................................... 49
Rotor ...................................................................................................... 50
x
Carcasa .................................................................................................. 51
Base ....................................................................................................... 51
Caja de Conexiones ............................................................................... 51
Tapas ..................................................................................................... 51
Cojinetes ................................................................................................ 51
Ventajas de los Motores Eléctricos ............................................................ 51
Diodo LED ................................................................................................. 52
Pulsador Eléctrico ...................................................................................... 53
Relé ........................................................................................................... 54
Características de los relés ....................................................................... 55
Transistor................................................................................................... 56
Zonas de Trabajo del Transistor ................................................................ 58
Somo-14D ................................................................................................. 58
Características principales ......................................................................... 61
Modos de Funcionamiento del Somo-14D................................................. 61
Modo Serie ................................................................................................ 61
Modo Autónomo ........................................................................................ 63
Efecto Termoeléctrico ................................................................................ 64
Efecto Seebeck ......................................................................................... 64
Efecto Peltier ............................................................................................. 65
Efecto Thompson ...................................................................................... 66
Efecto Joule ............................................................................................... 67
Transformador eléctrico ............................................................................. 68
xi
Componentes de los transformadores eléctricos ....................................... 69
Núcleo ....................................................................................................... 69
Devanados ................................................................................................ 69
Esquema básico y funcionamiento del transformador eléctrico ................. 69
Tipos de Transformadores Eléctricos ........................................................ 70
Términos Básicos ......................................................................................... 71
Cuadro de Variables ..................................................................................... 77
Capítulo III: Marco Metodológico. ................................................................. 79
Tipo de Investigación ................................................................................. 79
Modalidad de la Investigación ................................................................... 80
Proyecto Factible ....................................................................................... 80
Diseño de la Investigación ......................................................................... 80
Investigación Mixta .................................................................................... 81
Investigación Documental.......................................................................... 81
Investigación de Campo ............................................................................ 82
Población y Muestra .................................................................................. 83
Población ................................................................................................... 83
Población Accesible................................................................................... 84
Muestra Representativa............................................................................. 85
Muestro No Probabilístico .......................................................................... 85
Muestro Intencional ................................................................................... 85
Técnicas e Instrumentación de recolección de datos ................................ 88
Observación .............................................................................................. 88
xii
Instrumento de Recolección de Datos ....................................................... 89
Encuesta.................................................................................................... 90
Validez ....................................................................................................... 91
Técnicas de Procesamiento y análisis de resultados ................................ 93
Técnicas de Procesamientos de Datos ..................................................... 93
Codificación ............................................................................................... 94
Tabulación ................................................................................................. 95
Cuadros Estadísticos ................................................................................. 95
Análisis de Resultados .............................................................................. 96
Análisis Cuantitativo .................................................................................. 96
Análisis Cualitativo..................................................................................... 97
Graficación ................................................................................................ 98
Presentación y Análisis de Resultados ...................................................... 98
Encuesta.................................................................................................... 98
Resultado General de la Encuesta aplicada al personal docente de los dos
centros de Educación Especial para niños con Discapacidad Visual ...... 104
Capítulo IV: Sistema Propuesto ............................................................... 106
Características de los niños y niñas que poseen Discapacidad Visual Total
................................................................................................................ 106
Dispositivos Electrónicos Educativos para niños con Discapacidad Visual
Total existentes en el mercado venezolano. ............................................ 108
Prototipo Electrónico Educativo ............................................................... 113
Diseño de Diagramas Circuitales y Construcción del Prototipo usando los
componentes electrónicos requeridos ..................................................... 123
xiii
Diagramas Circuitales.............................................................................. 123
Cálculos ................................................................................................... 133
Programación del PIC.............................................................................. 135
Programa Tesis Cuenta Cuentos Braille.................................................. 136
Pruebas de Funcionamiento del Prototipo Educativo .............................. 153
Prueba de Funcionamiento de Encendido del Prototipo .......................... 153
Prueba de Funcionamiento de Vibración y de acción de calor ................ 156
Capítulo V. Conclusiones y Recomendaciones ....................................... 158
Conclusiones ........................................................................................... 158
Recomendaciones ................................................................................... 161
Referencias Bibliográficas ....................................................................... 163
Índice de Tablas
Tabla N°- 1. Descripción de los Pines del Módulo Somo-14D. .................. 60
Tabla N°- 2: Cuadro de Variables .............................................................. 77
Tabla N°- 3. Juicio de Expertos ................................................................. 92
Índice de Figuras
Figura N°- 1. Sentido del Oído................................................................... 21
Figura N°- 2. Sentido del Tacto. ................................................................ 22
xiv
Figura N°- 3. Corpúsculos de Pacini. ......................................................... 25
Figura N°- 4. Sentido de la Vista o de la Visión. ........................................ 26
Figura N°- 5. Discapacidad Visual. ............................................................ 30
Figura N°- 6. Audiolibro ............................................................................. 33
Figura N°- 7. Símbolo Generador. ............................................................. 35
Figura N°- 8. El sistema braille se adecua estructural y fisiológicamente a
las características del sentido del tacto. .................................................... 36
Figura N°- 9. Primera Serie del Código braille. .......................................... 37
Figura N°- 10. Segunda Serie del Código Braille. ...................................... 37
Figura N°- 11. Tercera Serie del Código Braille. ........................................ 38
Figura N°- 12. Cuarta Serie del Código Braille. ......................................... 38
Figura N°- 13. Quinta Serie del Código Braille. ......................................... 39
Figura N°- 14. Vocales con tilde. ............................................................... 39
Figura N°- 15. Signo de Mayúscula del Código Braille. ............................. 40
Figura N°- 16. Signo de Número del Código Braille. ................................. 40
Figura N°- 19. Distribución de los modelos del PIC en las Gamas. ........... 47
Figura N°- 20. Partes de un Motor ............................................................. 49
Figura N°- 17. Arquitectura Von Neumann ................................................ 42
Figura N°- 18. Arquitectura Harvard .......................................................... 43
Figura N°- 21. Tipos de Estatores ............................................................. 50
Figura N°- 22. Estructura del rotor de un motor híbrido. ............................ 50
Figura N°- 23. Diodo LED por dentro. ........................................................ 53
Figura N°- 24. Pulsador con su composición. ............................................ 54
xv
Figura N°- 25. Partes de un relé de armaduras. ........................................ 55
Figura N°- 26. Transistor ........................................................................... 56
Figura N°- 27. Símbolo del Transistor NPN ............................................... 57
Figura N°- 28. Símbolo del Transistor PNP ............................................... 57
Figura N°- 29. Módulo SOMO-14D. ........................................................... 59
Figura N°- 30. Descripción del Patillaje. .................................................... 59
Figura N°- 31. Modo de Operación Serie................................................... 62
Figura N°- 32. Esquema de un sencillo reproductor autónomo. ................ 63
Figura N°- 33. El Efecto Seebeck .............................................................. 65
Figura N°- 34. Esquema de Funcionamiento de una Célula de Peltier. ..... 66
Figura N°- 35. Efecto Thompson ............................................................... 66
Figura N°- 36. Efecto Joule........................................................................ 67
Figura N°-37. Modelización de un transformador monofásico ideal. ......... 68
Figura N°- 38. Esquema básico de funcionamiento de un transformador
ideal ........................................................................................................... 70
Figura N°- 39. Modelización de un transformador reductor ....................... 70
Figura N°- 40. Diseño del Lápiz Electrónico. ........................................... 111
Figura N°- 41. Lápiz Electrónico. ............................................................. 111
Figura N°- 42. Diseño del Cuaderno Electrónico. .................................... 112
Figura N°- 43. Pimper 4B......................................................................... 113
Figura N°- 44. Prototipo Electrónico Educativo. ....................................... 115
Figura N°- 45. Diagrama De Bloques General ......................................... 115
Figura N°- 46. El Transformador. ............................................................. 116
xvi
Figura N°- 47. Regulador de Voltaje 7805 ............................................... 117
Figura N°- 48. Reguladores de Poder 3.3V LM7833. .............................. 117
Figura N°- 49. Diagrama de Pines del PIC16F871 .................................. 118
Figura N°- 50. Cuentos en Braille usados en el dispositivo. .................... 119
Figura N°- 51. Pulsador y Diodos Leds a emplearse en el dispositivo. ... 119
Figura N°- 52. Motores de control Xbox................................................... 119
Figura N°- 53. El Módulo Somo-14D ....................................................... 121
Figura N°- 54. Tarjeta Micro Sd ............................................................... 121
Figura N°- 55. Personajes de los relatos escritos en lenguaje braille. ..... 122
Figura N°- 56 Puente de diodo CBU6J. ................................................... 123
Figura N°- 57. Baquelita de los Relés. ..................................................... 125
Figura N°- 58. PCB de los Relés. ............................................................ 125
Figura N°- 59. Fuentes de 5V, 3V, PIC y SOMO soldados en baquelita. 129
Figura N°- 60. PCB PIC 16F871 .............................................................. 129
Figura N°- 61. Configuración de los motores ya en baquelita.................. 130
Figura N°- 62. PCB de los Motores. ........................................................ 131
Figura N°- 63. Programador PICKIT 2 CLON. ......................................... 136
Figura N°- 64. Funcionamiento de Encendido del Prototipo. ................... 154
Figura N°- 65. Selección de uno de los Cuentos ..................................... 154
Figura N°- 66. Velocidad de Comunicación entre el PIC y el Somo 14-D 155
Figura N°- 67. Cambio de Temperatura producido por las resistencias de
potencia. .................................................................................................. 156
Figura N°- 68. Motor de Vibración con la resistencia de potencia ........... 157
xvii
Figura N°- 69. Dispositivo Electrónico Educativo. .................................... 157
Índice de Fórmulas
Fórmula N°- 1. Cálculo de Corriente consumida del Somo en uso. ......... 133
Fórmula N° - 2. Corriente Consumida por los motores ........................... 134
Fórmula N°- 3. Capacidad máxima de la Fuente. .................................... 135
Anexos
ANEXO A. Instrumento de validación de Encuesta ................................. 174
ANEXO B. Encuesta a los docentes que laboran en los Centros de
Educación Especial para niños con Discapacidad Visual. ....................... 175
ANEXO C. Certificación de Validación del Instrumento ........................... 177
ANEXO D. Certificación de la Validación del Instrumento. ...................... 178
ANEXO E. Certificación de la Validación del Instrumento. ...................... 179
ANEXO F. PIC 16F870/871 Data Sheet. ................................................. 180
ANEXO G. Data Sheet Somo 14D .......................................................... 181
ANEXO H. Configuración del Somo-14D en modo serie. ........................ 182
ANEXO I. Data Sheet 7805 ..................................................................... 183
ANEXO J. Data Sheet 7833. ................................................................... 184
ANEXO K. Data Sheet Transistor 2N3904 .............................................. 185
xviii
ANEXO L. Transistor TIP31..................................................................... 186
ANEXO M. 1N4001.................................................................................. 187
ANEXO N. 2N2222 .................................................................................. 188
xix
Introducción
Los lazos de afecto que se establecen en las primeras etapas de vida
de una persona, contribuyen a sentar las bases de las relaciones que tendrá
en la vida adulta. Según Definición ABC (Una guía única para la red),
establece el concepto de afecto como:
“La acción a través de la cual un ser humano le profesa su
amor a otro ser humano, aunque también es muy común que el
destinatario de ese amor no sea exclusivamente otro individuo,
pudiendo materializarse y profesarse también por una mascota por
ejemplo.”
Significa que el ser humano demuestra su amor mediante el afecto a
otros seres humanos representados por su familia, amigos entre otros y
también a mascotas.
Desde el primer día de vida, el niño es capaz de dar y recibir afecto
así como relacionarse con otras personas. Ésta interacción y el hecho de
sentirse amado le permitirá construir el sentimiento de seguridad y confianza
en sí mismo. Además de las necesidades físicas, el infante tiene otro tipo de
requerimientos: cariño y estímulo, cuya satisfacción es básica para su
desarrollo mental y emocional.
La educación en los niños, es una parte primordial en su desarrollo
como persona, de allí parte la formación de valores, costumbres y métodos
de comunicación para su desenvolvimiento en la vida diaria. En el caso de
los niños con discapacidad visual, al carecer de visión en mayor o menor
grado, es necesario de medios alternativos de educación que contribuyan a
su crecimiento y progreso en el medio en el cual se encuentran.
1
En la educación especial, se ubican distintos métodos educativos
dirigidos a niños con discapacidad visual. Estos métodos, requieren para ello
de los sentidos del tacto y el oído para su respectiva comunicación. Entre los
métodos educativos más destacados se encuentra el lenguaje braille como
el sistema de Lecto-escritura utilizando principalmente por personas que
poseen este tipo de discapacidad y dispositivos de audio que le permiten al
niño un mejor desarrollo de sus otros sentidos.
Los continuos avances de la tecnología, están ligados a las múltiples
necesidades humanas según el ámbito en el cual se ubique (social,
educativo, cultural, medico, etc.). Esta necesidad tecnológica, contribuye con
soluciones que permiten a las personas discapacitadas una mejor
comunicación, interacción y desarrollo personal en su ambiente diario.
Actualmente en Venezuela, existen dispositivos enfocados en la parte
auditiva o táctil que son utilizados como complemento para cumplir ciertas
necesidades de las cuales no es necesario el sentido de la vista. Dichos
dispositivos pueden estar compuestos por: libros hablados, juegos de
reconocimiento táctil, cuentos y libros en braille, entre otros. Sin embargo, no
existe en el país un dispositivo electrónico que integre
el sistema táctil,
auditivo y a su vez el sistema braille.
Partiendo de este punto, el proyecto propone como aporte tecnológico
el desarrollo de un prototipo educativo para apoyar la enseñanza a los niños
con discapacidad visual total en Caracas - Venezuela.
Dicho prototipo estará conformado por tres (3) cuentos escritos en
lenguaje braille, la cual realizará la interacción con el infante discapacitado
visual total, a través de un sistema electrónico de audio, vibración y cambios
de temperatura, el sistema de audio relatará de manera fluida el cuento, el
sistema de vibración y el de cambios de temperatura le dará la interacción a
2
los niños invidentes con los personajes con texturas establecidas en dicho
cuento, según sea su participación en el mismo. Esto es con la finalidad de
integrar de manera electrónica los sistemas auditivos, táctiles y de cambios
de temperatura, para reforzar el desarrollo educativo del niño con
discapacidad visual total en el aula de clase y a su vez permitirle al profesor
evaluar los avances en la educación del alumnado de una manera grata para
el infante invidente.
Partiendo de esta realidad, la modalidad de dicha investigación va
dirigida al diseño y desarrollo de aplicaciones o dispositivos de control de tipo
electrónico. El desarrollo del prototipo siguiendo la temática planteado
anteriormente, será desarrollado y dividido en cuatro (4) capítulos, los cuales
explicarán de manera detallada los términos y conceptos bajos los cuales se
fundamenta esta investigación y fueron necesarios para la creación
del
prototipo. Dichos capítulos se encuentran constituidos de la siguiente
manera:
Capítulo I: presenta de manera detallada la temática
de la
investigación, la cual estará conformada por la problemática de la
investigación; el objetivo general y los objetivos específicos; la justificación
del problema; las delimitaciones técnicas, espaciales, temporales y temáticas
y limitaciones que pueden impedir el cumplimiento de los objetivos.
Capítulo II: titulado Marco Referencial, contiene: los antecedentes y
las bases teóricas, el cuadro de variables y la definición de los términos en
los cuales se basará la investigación.
Capítulo III: está referido al Marco Metodológico, dividido en el tipo
de investigación según su objetivo, el diseño de la investigación, la población
y muestra, los tipos de muestreo y las técnicas e instrumentos de recolección
de datos empleados en la investigación.
3
Capítulo IV: denominado Sistema Propuesto, se presentará el
diagrama de bloques con su explicación técnica, las conclusiones y las
respuestas obtenidas para cada objetivo específico, así como los recursos
técnicos, humanos y los materiales necesarios para la elaboración del
prototipo.
Capítulo V: conclusiones y recomendaciones de la investigación del
prototipo. Incluyendo las Referencias Bibliográficas y los Anexos de los
cuales se apoyó éste tema propuesto.
4
Capítulo I: El Problema de la Investigación
El Problema de la Investigación
Para el conocimiento de la problemática planteada haciendo énfasis
en la discapacidad visual total, es necesario establecer un lineamiento
partiendo de la composición anatómica humana, en donde se ubicará la
limitante de la discapacidad, la cual será tópico para definir los objetivos en
que se fundamentará el prototipo propuesto.
En función a las características del cuerpo humano según el portal
Educantabria (en línea), constituye que:
“En el cuerpo humano todo está relacionado. Por lo tanto
tendremos que pensar que, aunque estudiemos el cuerpo por
partes: aparatos y sistemas, éstos se comportan como un
conjunto. Algo que afecte a un órgano de seguro que afectará a
muchos otros aunque sean de distinta función”.
La referencia anteriormente descrita, explica que el cuerpo humano
requiere de todos los componentes que lo conforman para su funcionamiento
completo y natural, por lo tanto, si faltara alguno de ellos puede originar una
restricción ocasionando la dificultad del individuo para realizar una tarea
básica.
La OMS (Organización Mundial de la Salud), define la discapacidad
como:
“Discapacidad es un término general que abarca las
deficiencias, las limitaciones de la actividad y las restricciones de
la participación. Las deficiencias son problemas que afectan a una
estructura o función corporal; las limitaciones de la actividad son
dificultades para ejecutar acciones o tareas, y las restricciones de
5
la participación son problemas para participar en situaciones
vitales”.
Establece que es un término amplio que incluye carencias en las
funciones corporales, puesto que al ser privado al humano de una o varias
funciones ya sean de tipo anatómico, sensorial o motora, le impediría poder
realizar normal o cotidianamente actividades al no poseer todas sus
capacidades completas.
Existen niveles de discapacidad: leve, moderada o severa. Según el
tipo de discapacidad se realizan las pruebas específicas para determinar el
nivel que presenta. Estos niveles no siempre son fijos puesto que la persona
puede evolucionar o no y pasar de un nivel leve a moderado o de moderado
a severo, es importante señalar que hay diferentes tipos de discapacidad.
Entre los tipos de discapacidad se puede mencionar:
 Discapacidad Intelectual, donde hay disminución de las
habilidades intelectuales del individuo.
 Discapacidad Física o motora, se ven afectadas las destrezas
motrices del ser humano.

Discapacidad
Sensorial,
engloba
las
discapacidades
relacionadas con la disminución de los sentidos, en ésta
categoría se tiene la Discapacidad Visual y la Discapacidad
Auditiva.
Valdez (en línea) define la discapacidad visual de la siguiente manera:
“Es la deficiencia en la estructura o funcionamiento de los
órganos visuales, cualquiera que sea la naturaleza o extensión de
la misma que causa una limitación, que aún con la mejor
corrección, interfiere con el aprendizaje normal o accidental a
6
través de la visión y constituye, por lo tanto, una desventaja
educativa.” p (4).
Significa que es la alteración
en los órganos visuales, generando
dificultades en el desarrollo de las actividades que requieren el uso de la
visión por lo tanto causa una limitación e interfiere con el proceso de
aprendizaje mediante la visión y por lo tanto constituye una desventaja a
nivel educativo. Dentro de la discapacidad visual están las personas ciegas y
las personas con baja visión.
Según el momento de manifestarse la deficiencia existen cegueras y
deficiencias visuales de nacimientos y adquiridas, teniendo gran importancia
el momento de la aparición puesto que de ello dependerán las experiencias
visuales establecidas antes de la lesión.
La expresión y el contacto visual juegan un papel decisivo en la
interacción social y en el desarrollo evolutivo en el aprendizaje del sujeto. En
los niños, la deficiencia visual crea problemas de desarrollo que hace
necesaria una educación especial extensiva a todas estas áreas:

Intervención temprana.

Concepto de desarrollo.

Métodos alternativos para la lectura, escritura y computación
matemática.

Entrenamiento sensorial.

Sociabilización y habilidades lúdicas.

Accesibilidad a las nuevas tecnologías.

Orientación y entrenamiento de la movilidad.
La compra o adquisición de un dispositivo educativo para los niños
con discapacidad visual total en el mercado venezolano generalmente trae
7
asociados altos costos, por trámites de importación, adquisición de
repuestos, licencias de software propietario, soporte técnico, etc. Además de
que actualmente existen pocos dispositivos electrónicos educativos, se
puede resaltar en éste caso el lápiz y cuaderno electrónico, en dónde el lápiz
es un dispositivo portable para lenguaje braille que se comunica mediante el
cuaderno electrónico por Bluetooth y les permiten a las personas
discapacitadas visualmente comunicarse con los videntes en lo referente a la
lectura y escritura, con la finalidad de proporcionar al discapacitado una
herramienta tecnológica, permitiéndole independencia en lectura y escritura,
al mismo tiempo tener un mejor desempeño en el ámbito estudiantil.
Por esta razón se optó por diseñar un prototipo educativo para apoyar
el proceso educativo de los niños con discapacidad visual total apoyándose
en cuentos escritos bajo el lenguaje Braille y en formato de audiolibro, los
cuales fueron donados por el Programa Libro Hablado del Ministerio del
Poder Popular para la Educación, ubicado la Unidad de Recursos para el
Aprendizaje, en Planta Baja, Oficinas 2, 3, 7 y 11, Esq. De Salas a Caja de
Agua, Edif. Sede del MPPE, Parroquia Altagracia, Distrito Capital, Caracas –
Venezuela, cuya coordinadora es la Psicóloga Consuelo Arias-Briceño.
La situación anteriormente descrita representa una oportunidad de
investigación enmarcada dentro del campo de la electrónica, la cual es
aprovechada para la realización del diseño y desarrollo del prototipo
educativo utilizando el lenguaje braille, el cual es el lenguaje de lectoescritura de las personas con discapacidad visual, el prototipo consiste en un
sistema de interacción sensorial mediante la audición y el tacto de los tres
(3) cuentos escritos en éste lenguaje, para niños con discapacidad visual
total en las edades comprendidas de seis a nueve años respectivamente.
8
En la cual el niño realizará el proceso de lectura y paralelamente
conforme transcurre la historia relatada mediante un sistema de sonido
utilizado en el prototipo; el niño tendrá una interacción directa con los
personajes del cuento que se esté reproduciendo en ése momento mediante
la acción de vibrar y cambios de temperatura, en las figuras representativas
las cuáles poseen relieve y texturas predeterminadas en los mosaicos
asignados para cada relato; y la reproducción del audiolibro durante el
transcurso de la historia, creando así un complemento en el desarrollo táctil,
motriz y auditivo del niño.
Interrogantes de la Investigación
Principal
¿Cómo se puede reforzar el proceso educativo de los niños con
discapacidad visual total?
Secundarias
-
¿Cuáles son las características educativas orientadas a los niños con
discapacidad visual total en su formación educativa?
-
¿Existen
dispositivos
electrónicos
educativos
para
niños
con
discapacidad visual total en Venezuela?
-
¿En el país se ha diseñado algún dispositivo electrónico educativo
para
niños
con
discapacidad
visual
total
con
características
específicas?
-
¿Se han construido dispositivos electrónicos educativos utilizando
como base el lenguaje braille con características perceptivas y
auditivas específicas?
-
¿Cómo se ha comprobado el funcionamiento de los dispositivos
electrónicos educativos en caso de ser construidos?
9
Objetivos de la Investigación
Objetivo General
Desarrollar un prototipo electrónico educativo para apoyar a niños con
discapacidad visual total utilizando como base el lenguaje braille.
Objetivos Específicos
 Estudiar las características de los niños que poseen discapacidad
visual total con el propósito de lograr el enfoque táctil, motriz y auditivo
en el prototipo electrónico educativo.
 Investigar los dispositivos electrónicos educativos para niños con
discapacidad visual total existentes en el mercado venezolano, con la
finalidad de promover la incorporación de la tecnología aplicada en la
educación en dicho mercado.
 Diseñar
los
diagramas
circuitales
utilizando
los
componentes
electrónicos requeridos.
 Construir el prototipo empleando los componentes electrónicos,
siguiendo los parámetros establecidos durante el diseño.
 Realizar las pruebas de funcionamiento del prototipo educativo.
Justificación de la investigación
Como una estrategia de atención para los niños con discapacidad la
visual total enfocada en su educación, se puede emplear un dispositivo en
donde se utilicen los sentidos de los cuales se apoya el discapacitado (oído y
tacto) y al mismo tiempo sea simple en uso (siendo ésta idea punto base del
enfoque de la investigación y del desarrollo del prototipo), para reforzar el
aprendizaje obtenido, a la vez sirve de
distracción y permite trabajar el
desarrollo táctil, motriz y auditivo del alumnado.
10
Por esta razón se pretende diseñar y construir un dispositivo
electrónico apropiado que cumpla con las características para suplir ésta
necesidad, utilizándolo como medio para el desarrollo intelectual de los niños
con discapacidad visual total en Caracas – Venezuela.
Este prototipo a desarrollar tiene la finalidad de satisfacer las
necesidades los niños con discapacidad visual total, pero al mismo tiempo
favorece de igual manera a personas relacionadas con el usuario al que se le
diseñará y construirá el prototipo, es decir, a los profesores, puesto que se
diseña con la finalidad de reforzar lo aprendido en el lenguaje braille sin que
sea de manera aburrida o tediosa dicho refuerzo.
En
consecuencia éste
desarrollo
del prototipo
beneficiará al
profesorado de los alumnos con discapacidad visual total, en edades
comprendidas entre 6 a 9 años, ya que debido a su limitación no pueden leer
por si mismos los cuentos infantiles en el mercado y también permite que
refuercen los conocimientos aprendidos del lenguaje braille; además del alto
costo de los dispositivos especiales para niños con discapacidad visual total;
los cuentos le permiten al niño desarrollar su imaginación, aprender sobre
aspectos de la vida, entre otros rasgos positivos los cuales le ayudan a tener
una buena guía durante su infancia.
Al mismo tiempo le permite a la autora cumplir con el requisito
indispensable de realizar una investigación enfocada en un tópico social, que
contribuye con el país y aplicar los conocimientos adquiridos a los largo de la
carrera.
Ésta investigación pretende ser un pilar fundamental para la
elaboración de producto diseñados y construidos en el país para niños con
discapacidad visual total para beneficiarlos directamente y al mismo tiempo
contar con un dispositivo educativo elaborado con tecnología actual.
11
DELIMITACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN
Espacial
En primer lugar, el desarrollo de la presente investigación y el diseño
se realizará en el hogar de la autora y en la biblioteca de la Universidad
Nueva Esparta; la construcción y prueba se llevará a cabo en los laboratorios
de redes y digitales de la Universidad Nueva Esparta ubicada en la Av. Sur
10 de la Urbanización Los Naranjos, Municipio el Hatillo en Caracas Venezuela.
Temporal
El desarrollo de la investigación comenzó en Septiembre de 2014 y
culminará en Febrero de 2015, para un total de cinco (6) meses.
Temática
La investigación está enmarcada en el área de la Ingeniería
Electrónica específicamente bajo la línea de investigación de Diseño y
Desarrollo de Aplicaciones o Dispositivo de Control de Tipo Electrónico
dentro del tema del diseño Digital y Aplicaciones Automatizadas Robóticas.
Técnica
Técnicamente la autora de éste proyecto de investigación pretende
llegar de manera específica hasta la elaboración del prototipo, en este caso
del diseño y desarrollo de un prototipo educativo utilizando como base el
lenguaje braille, el cual se desarrollará y le permitirá al personal docente
comprobar el aprendizaje de los niños con discapacidad visual total, cuyas
edades están comprendidas entre seis (6) a nueve (9) años, teniendo como
relevancia el uso de sus habilidades cognitivas y el conocimiento básico del
sistema de lenguaje braille.
12
Este prototipo será un cuenta cuentos interactivo, el cual está
conformado por tres cuentos infantiles escritos en lenguaje Braille en el lado
izquierdo del prototipo; entre el profesor y el niño pueden escoger cualquiera
de los tres cuentos a reproducir, cada cuento tiene su mosaico de personajes
representativos y vienen en tablas que se pueden colocar al momento de
escoger el relato.
Dicho prototipo estará compuesto por una (1) caja de madera de
noventa y siete cms de largo, cincuenta y ocho cms de ancho y veintitrés cms
de alto. Dicha caja contará con tres tablas, es decir, una por cada cuento en
braille y cada tabla contará con:
 El lado izquierdo tendrá dos cuentos uno en tinta y otro en lenguaje
braille, correspondientes a cada trama. En la parte superior del lado
izquierdo se podrá apreciar el switch de encendido / apagado, un
pulsador para cada cuento junto con tres leds de colores que
encenderán durante la reproducción de la narración escogida; un
pulsador para la función de play / pause y otro para finalizar la
reproducción; también estará la corneta a través de la cual saldrá el
audio y estará protegida por una rejilla en la parte externa.
 Paralelamente del lado derecho estarán los personajes de cada
cuento representados cada uno en relieve, éstos tendrán forma de
peluches que le darán la apariencia y sensación de física de éstos.
Cada figura será animada por un motor de vibración el cual hará
movimientos vibratorios según sea el papel que posean, al mismo
tiempo mediante las resistencias de potencia los personajes podrán
cambiar de temperatura durante su participación dentro de la historia y
a través de la corneta se escuchará el audiolibro escogido.
13
 Para el control de cada cuento se utilizará un Microcontrolador PIC
16F871 capaz de procesar, almacenar y ejecutar internamente dentro
de la caja todas las acciones de los personajes mediante los motores
de vibración (uno para cada personaje), además del manejo de los
pulsadores que controlarán los cuentos propuestos con la finalidad de
que el profesor pueda evaluar y reforzar lo aprendido por el infante
invidente, en clase en cuanto al método de lectura braille.
 Además también estará el Somo 14D cómo reproductor de audio junto
a una memoria micro sd en la que se almacenará el audio mediante la
extensión .mp3, para poder escuchar las historias en forma de
audiolibro.
El almacenamiento de datos en el pic y el reproductor de sonido, se
realizará con una computadora de escritorio o laptop para ejecutar la
programación del Microcontrolador, la reproducción del sonido además del
PICKIT2 para programar el Microcontrolador, la cual será llevada a través del
Lenguaje C.
Limitaciones
La limitación para el desarrollo del proyecto es la dificultad para
conseguir los componentes electrónicos en el país, por lo que deben traerse
del exterior.
El poco desarrollo de dispositivos tecnológicos en el país para los
discapacitados visualmente a nivel educativo ya que no existe mucha
variedad y los que hay son muy costosos.
Dificultades
encontradas
durante
el
diseño,
construcción,
programación y pruebas del prototipo ocasionaron modificaciones acerca de
reemplazo a nivel de programación y de componentes en el prototipo. Todas
14
las limitantes mencionadas anteriormente fueron superadas con éxito en la
elaboración del dispositivo electrónico educativo.
15
Capítulo II: Marco Teórico.
Antecedentes
Fontana Pérez y Rojas Tineo. (2009), efectuaron un Trabajo de Grado
denominado “Sistema Prototipo capaz de suministrar información a las
personas con Discapacidad Visual sobre las características de los
productos y precios en los establecimientos comerciales” para optar al
título de Ingeniero Electrónico de la Universidad Nueva Esparta sede Los
Naranjos. La presente tesis, expresa como problemática la inexistencia en el
país de un recurso tecnológico que facilite la obtención de información
contenida en los códigos de barras de los productos existentes en los
establecimientos comerciales, sobre las características y los precios de los
mismos a través de la voz para las personas que sufren de discapacidad
visual. El prototipo construido como solución a la problemática planteada, es
capaz de ejecutar las siguientes funciones: interactuar con la base de datos
existentes en un PC, leer la información contenida en los códigos de barras
de los productos existentes en los establecimientos comerciales y convertir
las lecturas del código de barras seleccionada por los clientes en mensajes
de voz las pruebas realizadas a este prototipo validaron su funcionamiento.
El tema planteado anteriormente, fue objetivo de consulta, puesto que
su temática es enfocada hacia las personas que poseen discapacidad visual
y desarrollaron un sistema electrónico capaz de cumplir con las necesidades
de los mismos. Dicho prototipo, utilizó un Microcontrolador PIC que a través
de una serie de comandos, establecía la comunicación con una PC para
originar el proceso de consulta de los productos. Este componente será
utilizado para la programación de los sensores y poder ejecutar los archivos
de sonido del prototipo para niños con discapacidad visual total, además de
guiar a la autora para los argumentos teóricos en los que se basa el tema.
16
Ruiz, Danilo (2009), realizó un Trabajo de Grado para optar al Título
de
Ingeniero Electrónico de la Universidad Nueva Esparta sede Los
Naranjos,
el cual presenta el “Desarrollo de un prototipo de silla
didáctica interactiva sensorial para infantes (SENSOKIDS)”. Dicha tesis,
refiere a que en base a que durante los primeros años de vida del infante es
importante proporcionarle estímulos adecuados
para su desarrollo
psicomotor e intelectual. En el presente tema, se detallan los resultados
obtenidos del diseño, creación e implementación de una silla de tres
posiciones, cada una con funciones específicas de aplicación, que permitan
intervenir de cierta manera al desarrollo cognoscitivo, motriz, intelectual,
social y físico de niños o niñas en sus primeros años de vida. Luego de
plasmar la situación problemática, se formuló como objetivo general del
mismo: “Desarrollar un prototipo de juego sensorial interactivo para infantes”.
Adecuando la propuesta a una metodología aplicable, se incorporó a un tipo
de investigación orientado a un diseño de campo teniendo como sujeto de
población a infantes entre tres y doce meses, siendo los mismos objetos de
estudio. Para logros de los objetivos propuestos, se hizo necesario utilizar un
conjunto de herramientas entre las cuales destacan: el análisis documental y
los instrumentos de recolección de datos (ficha de resumen, libreta de
anotaciones,
frecuencia).
encuesta
Como
escrita,
resultado
cuestionario,
obtenido
de
observación
incorporar
y lista
las
de
técnicas,
instrumentos y aplicando los métodos científicos, se logró la elaboración
satisfactoria del prototipo.
El tema expuesto anteriormente, fue usado como antecedente por las
características de los sistemas que utiliza el dispositivo, ya por medio de éste
prototipo, se toma en consideración los componentes que ejecutará las
acciones auditivas y táctiles, teniendo en cuenta que el dispositivo propuesto
tendrá como objetivo el desarrollo de un cuenta cuentos interactivo enfocado
17
en servir como apoyo didáctico en el aula de los niños con discapacidad
visual total.
Sigua J. (2014) en su Trabajo de Grado titulado: “Diseño e
Implementación de Equipo Didáctico, Interactivo, Auditivo y Visual, para
el Reconocimiento y Aprendizaje del Aparato Reproductor Masculino y
Femenino para Niños de la Fundación IPCA”, para optar al Título de
Ingeniero Electrónico de la Universidad Politécnica Saleciana, Sede Cuenca
de la Ciudad de Cuenca, Ecuador. Basa su estudio en la necesidad de
educar a niños con y sin discapacidad en lo relativo a la educación sexual
específicamente en el funcionamiento de los órganos reproductivos
masculinos y femeninos. Sigua elabora un equipo en el cual posee un
sistema de alimentación de corriente continua, además de un sistema de
lectura de sensores que envía información cuando el niño coloca las piezas
en su posición correcta y emite el nombre y funcionamiento de la pieza a
través del sistema de respuesta auditiva; con la finalidad de permitirle
desarrollar la parte motriz, auditiva y visual del niño.
En base a la teoría del éste trabajo de grado, se puede orientar la
teoría del presente proyecto de investigación en lo relativo a la discapacidad
visual, el uso de Micro controlador, entre otros términos.
Marco Legal
Según la Ley para las personas con discapacidad (2007) en
Venezuela se pueden destacar dos artículos:
Título I
Disposiciones Generales
Definición de Discapacidad
18
Artículo 5. Se entiende por discapacidad la condición compleja del ser
humano constituida por factores biopsicosociales, que evidencia una
disminución o supresión temporal o permanente, de alguna de sus
capacidades sensoriales, motrices o intelectuales que puede manifestarse en
ausencias, anomalías, defectos, pérdidas o dificultades para percibir,
desplazarse sin apoyo, ver u oír, comunicarse con otros, o integrarse a las
actividades de educación o trabajo, en la familia con la comunidad, que
limitan el ejercicio de derechos, la participación social y el disfrute de una
buena calidad de vida, o impiden la participación activa de las personas en
las actividades de la vida familiar y social, sin que ello implique
necesariamente incapacidad o inhabilidad para insertarse socialmente.
Título II
De los Derechos y Garantías para las Personas con Discapacidad
Capítulo II
De La Educación, Cultura y Deportes.
Artículo 16. Toda persona con discapacidad tiene derecho a asistir a una
institución o centro educativo para obtener educación, formación o
capacitación. No deben exponerse razones de discapacidad para impedir el
ingreso a institutos de educación regular básica, media, diversificada, técnica
o superior, formación preprofesional o en disciplinas o técnicas que capaciten
para el trabajo. No deben exponerse razones de edad para el ingreso o
permanencia de personas con discapacidad en centros o instituciones
educativas de cualquier nivel o tipo.
19
Marco Teórico
Los Sentidos
El cuerpo humano se ha caracterizado desde los inicios de su
evolución como un organismo viviente de mayor complejidad en términos
científicos, con capacidades analíticas que los distinguen del resto de los
mamíferos del reino animal, estableciendo medios de transmisión de
información con varios niveles y tipos de comunicación (lectura, escritura,
gestual, oral, entre otros).
Definición ABC (en línea) establece el concepto de los sentidos como
“Los sentidos son el mecanismo fisiológico con el cual cuenta un ser humano
para poder percibir elementos o situaciones que hacen a la vida puramente
sensible”.
Por este motivo, el cuerpo humano hace uso de los sentidos como un
medio de comunicación con el mundo, siendo éste un sistema que le permite
enviar y recibir todo tipo de información del ambiente que lo rodea.
Los sentidos se clasifican de la siguiente manera:
Sentido del Oído
Según Zamora, A. (sin año), (En Línea), define el sentido del oído de
la siguiente manera:
“El oído es el órgano de la audición. La oreja forma el oído
externo que sobresale de la cabeza en forma de copa para
dirigir los sonidos hacia la membrana timpánica. Las
vibraciones se transmiten al oído interno a través de varios
huesos pequeños situados en el oído medio, llamados:
martillo, yunque y estribo. El oído interno, o cóclea, es una
20
cámara en forma de espiral cuyo interior está cubierto por
fibras que reaccionan a las vibraciones y transmiten impulsos
al cerebro vía el nervio auditivo. El cerebro combina las
señales de ambos oídos para determinar la dirección y la
distancia de los sonidos. El oído interno tiene un sistema
vestibular
con
tres
conductos
semicirculares
que
son
responsables de la sensación de equilibrio y la orientación
espacial.”
La base del sentido auditivo es el órgano de la audición, capta las
vibraciones sonoras de alrededor y a través de los nervios las conduce hasta
el centro auditivo del cerebro.
En la figura número uno se aprecia las partes que componen el
sentido del oído:
Figura N°- 1. Sentido del Oído.
Fuente: Zamora A. (2009), Anatomía y estructura de los Cinco Sentidos del
Cuerpo Humano, (En Línea).
21
Sentido del Tacto
Béclard J. (sin año), (En Línea) define el sentido del tacto como el que
está repartido por toda la piel, dando varias nociones; el tacto es el sentido
principal y se mantiene cuando los demás faltan; por medio de él se puede
notar la presencia de los cuerpos, su forma, consistencia, peso y
temperatura.
El tacto es el encargado de la percepción de los estímulos que
incluyen el contacto y presión, los de temperatura y los de dolor. Su órgano
sensorial es la piel, que, además, tiene el mérito de ser el órgano más
grande del cuerpo. La figura número dos representa el sentido del tacto.
Figura N°- 2. Sentido del Tacto.
Fuente: Zamora A. (2009), Anatomía y estructura de los Cinco Sentidos del
Cuerpo Humano, (En Línea).
22
Estructura de la Piel
La piel se compone principalmente de dos capas que son:
Epidermis
Corresponde a la capa externa que forma la cubierta protectora de la
piel, se compone de células las cuales están en constante renovación, es
decir, las células nuevas provienen de la capa inferior y surgen para sustituir
las células desechadas; en ésta capa hay muchas terminaciones nerviosas y
es impermeable al agua y resistente al rozamiento.
Dermis
Es la que se encuentra debajo de la epidermis. Se compone de
glándulas, vasos sanguíneos, folículos pilosos, y terminaciones nerviosas,
explicadas a continuación:
-
Terminaciones Nerviosas: comunican con el modo que cada persona
siente lo que toca con el cerebro, el sistema nervioso y los músculos.
-
Vasos sanguíneos: aporta el oxígeno y nutrientes a las células de la
piel para su buen mantenimiento.
-
Glándulas: segregan grasa, denominada Glándulas Sebáceas por su
continua producción de sebo, el cual es el aceite natural de la piel, la
glándula llega a la epidermis para poder mantener la piel lubricada.
-
Folículo Piloso: es la concavidad encontrada debajo de la piel y rodea
cada cabello. Permite el nacimiento y la salud del mismo.
23
Corpúsculos de la Piel
Son receptores cutáneos o terminaciones nerviosas que captan la
información relativa al sentido del tacto, presión y temperatura; se detallan a
continuación:
Corpúsculos de Meissner
Permiten identificar la forma y tamaño de los objetos, así como diferenciar lo
suave de lo áspero.
Corpúsculos de Pacini
Determinan el grado de presión que siente el humano, permite darse cuenta
de la consistencia y peso de los objetos, así como saber si son duros o
blandos.
Corpúsculos de Ruffini
Perciben los cambios de temperatura relacionados con el calor, la parte más
sensible a estas variaciones es la superficie de las manos.
Corpúsculo de Krause
Son los encargados de registrar la sensación de frío, producida cuando se
está en contacto con un cuerpo o espacio a menor temperatura que el
cuerpo humano.
En la figura número tres se puede ver la ubicación de los corpúsculos
de la piel.
24
Figura N°- 3. Corpúsculos de Pacini.
Fuente: Junta de Andalucía, El Cuerpo humano. Tacto, gusto y olfato. (En
Línea).
Sentido de la Vista
La Universidad de Cantabria define el sentido de la vista de la
siguiente manera:
“La visión constituye uno de los sentidos más importantes. En el
ser humano es con diferencia el sentido más desarrollado y una
gran parte de la corteza cerebral está dedicada al análisis de esta
información sensorial.”
25
La visión se produce en la corteza cerebral, en la cual se reconocen e
interpretan las imágenes que llegan recibidas por el ojo (órgano del sentido
de la vista) y van al cerebro, que es dónde se interpreta lo visto.
La visión se realiza en cuatro fases:
 Percepción: la luz entra por el ojo atravesando la córnea, el humor
acuoso, el cristalino y el humor vítreo, en la cual se enfoca la imagen.
 Transformación: la energía lumínica llega a la retina dónde se activan
las células sensoriales y se transforma la luz en energía luminosa.
 Transmisión: los impulsos nerviosos van a través del nervio óptico a la
corteza cerebral.
 Interpretación: los impulsos se interpretan y se reconocen en la
corteza cerebral para dar la información de lo que se ve.
En la figura número cuatro se detallan las partes del ojo humano.
Figura N°- 4. Sentido de la Vista o de la Visión.
Fuente: Zamora A. (2009), Anatomía y estructura de los Cinco Sentidos del
Cuerpo Humano, (En Línea).
26
Las partes principales del ojo
Córnea
Es la parte anterior transparente y clara de la capa del ojo.
Esclerótica
Es la porción blanca posterior a la parte externa, junto con la córnea forma la
capa protectora exterior del ojo.
Lente o Cristalino
Es un cuerpo transparente localizado suspendido detrás del Iris. Este último
enfoca la luz en la retina hacia la parte posterior.
Iris
Es un tejido pigmentoso ubicado detrás de la Córnea y delante del Cristalino.
El Iris puede ser de varios colores como por ejemplo: azul, marrón, gris o
verde.
Pupila
Representa la apertura en el centro del Iris de la masa transparente y carente
de color, está formada por material blando y gelatinoso que recubre el ojo por
la parte posterior del Cristalino.
Retina
Constituye la capa interna más profunda del ojo, ésta contiene las células
nerviosas sensibles a la luz y las fibras que se unen para formar el nervio
óptico y poder seguir el recorrido hasta el cerebro.
27
Conjuntiva
Es la membrana delgada que recubre la superficie interna del párpado y la
Esclerótica.
Musculo Ciliar
Es la estructura que segrega el líquido transparente, llamado humor acuoso,
dentro del ojo.
Ligamento Suspensorio
Son una serie de fibras las cuales conectan el Musculo Ciliar con el Lente,
sosteniéndolo en su lugar.
Fóvea
Es la parte de la Retina en la que se enfocan los rayos luminosos y está
capacitada para la visión aguda y detallada.
Nervio Óptico
Es el nervio que transmite la información recibida por el ojo para que sea
procesada por el cerebro. El Nervio Óptico conecta cada globo ocular desde
la Retina hasta el cerebro.
Discapacidad
La Organización Mundial de la Salud, define la discapacidad cómo:
“Discapacidad es un término general que abarca las deficiencias,
las limitaciones de la actividad y las restricciones de la
28
participación. Las deficiencias son problemas que afectan a una
estructura o función corporal; las limitaciones de la actividad son
dificultades para ejecutar acciones o tareas, y las restricciones de
la participación son problemas para participar en situaciones
vitales.”
La discapacidad es un término general que engloba los problemas en
estructuras o funciones corporales los cuales desencadenan dificultades para
realizar tareas o participaciones de la vida cotidiana, por ejemplo,
limitaciones para aprender, hablar, caminar u otra actividad.
Discapacidad Visual
El Consejo Nacional de Fomento Educativo define la discapacidad
Visual como:
“Es una condición que afecta directamente la percepción de
imágenes en forma total o parcial. La vista es un sentido global
que nos permite identificar a distancia y a un mismo tiempo
objetos ya conocidos o que se nos presentan por primera vez.”
La discapacidad visual es cuando existe la disminución de ver las
imágenes parcial o totalmente. El ser humano cuando no tiene buenos
órganos visuales no puede recibir bien las imágenes e interpretar los objetos
de su alrededor. El ícono que representa la Discapacidad Visual se
contempla en la figura número cinco.
29
Figura N°- 5. Discapacidad Visual.
Fuente: Escuela de Ciencias de la Educación, Logos que representan
Discapacidades, (En Línea).
Tipos de Discapacidad Visual
La Discapacidad Visual se puede originar por mal desarrollo de los
órganos visuales, por padecimientos o accidentes que afectan a los ojos y su
comunicación con el cerebro. Suele presentarse en diferentes edades y
mostrar evoluciones distintas según la edad de aparición.
Hay cuatro tipos de discapacidad que guardan relación con los niveles
de deterioro del sentido visual y se explican a continuación:
30
Discapacidad Visual Profunda
Existe dificultad para poder realizar las tareas visuales que requieren de
visión detallada.
Discapacidad Visual Severa
Permite ejecutar tareas visuales con la ayuda de algunos elementos como
lentes, lupas o cuadernos especiales y las modificaciones del ambiente.
Discapacidad Visual Moderada
Las personas pueden desarrollar las tareas visuales mediante ayudas
especiales y la iluminación adecuada, parecidas a las que usan las personas
de visión normal.
Ceguera
EcuRed (En Línea) la define como la ausencia de visión, aunque se puede
considerar a las personas con una leve estimulación visual ya que no tienen
una visión eficiente y son ciegas desde el punto de vista sensorial.
La Ceguera es la falta de visión en la cual no se puede corregir con
lentes, se puede hablar que la persona tiene poca visión o distingue luces y
sombras o cuando no se ve nada.
Causas de la Ceguera Infantil
La principal causa de la ceguera infantil es la falta de la vitamina A, la
cual ocasiona que el cristalino se torne muy blando y la opacidad del
cristalino, la falta de maduración del aparato visual en el bebé prematuro es
la causa de ceguera, los accidentes, ciertas enfermedades y factores
genéticos como lo son:
31
 Enfermedades
Hereditarias:
cataratas
congénitas,
miopía
degenerativa, rinitis, etc.
 Enfermedades Congénitas: atrofia del nervio óptico, pérdida de la
agudeza visual, rubéola durante el embarazo.
 Traumatismos
como
el
de
retina,
retinopatía
diabética,
desprendimientos de retina, administración de oxígeno excesiva en la
incubadora.
 Tumores, virus o sustancias tóxicas como el tumor en la retina, la
inflamación y degeneración del nervio óptico.
Algunos síntomas de la ceguera infantil pueden ser ojos alineados,
búsqueda de la luz intensa, pupilas muy oscuras, frotar bruscamente los
ojos con las manos, abrir y cerrar los ojos con esfuerzo, buscar con el oído la
fuente del sonido en lugar de fijar su vista, entre otros.
En los niños la ceguera crea problemas de desarrollo que hacen
necesario una educación especial mediante la intervención temprana,
métodos alternativos para la lectura, escritura y computación matemática,
entrenamiento sensorial, accesibilidad a nuevas tecnologías, orientación y
entrenamiento de la movilidad, etc.
Audiolibro
El Grupo Editorial Audiolibro.org (En Línea) lo define como “un
Audiolibro o Libro Hablado es la adaptación sonora de un libro. Antiguamente
se utilizaban formatos analógicos, como cintas o vinilos, y actualmente se
imponen los formatos digitales: Cd-Audio, mp3, wma, ogg, Wave, Aif, etc.”
El audio libro es una grabación hablada de libros que ya existen, se
difunden en formato audible, actualmente se suelen encontrar en soportes
digitales. Éstos se pueden considerar como fuente de información y de
32
entretenimiento muy práctico cuando no se cuenta con las diversas
condiciones para leer un texto escrito. En la figura número seis se ve el
audiolibro.
Figura N°- 6. Audiolibro
Fuente: Clasesaprenderingles, (2015), Audiolibros en Inglés, (En Línea).
Ventajas de los audiolibros
Existen muchas ocasiones en las que el audiolibro permite obtener los
beneficios de la lectura sin tener que leer físicamente el libro. Como lo son:
-
Personas invidentes o con limitaciones en la visión, pueden acceder al
conocimiento de los libros escuchando, así como las personas con
limitaciones físicas que le impidan sostener y leer el libro de manera
adecuada.
-
Las personas que trabajan conduciendo, pueden ir escuchando sus
novelas o historias favoritas mientras trabajan o las quienes puedan
escuchar un reproductor de audio mientras estén trabajando y quieran
disfrutar de un libro al mismo tiempo.
-
Son fáciles de conseguir, se pueden descargar a través de Internet y
poder disponer el fichero de audio en cualquier dispositivo para tal
uso.
-
Las reproducciones se pueden avanzar o retroceder con facilidad.
33
-
Se tiene acceso a la literatura en cualquier lugar y momento deseado.
-
Los fondos de los audiolibros crecen con mayor facilidad en la
actualidad, ya que aumenta la cantidad de títulos disponibles en todos
los temas y materias posibles por ejemplo: psicología, auto ayuda,
idiomas, medicina, filosofía, informática, novelas, ciencias, derecho,
etc.
Sistema Braille
En 1821 Charles Barbier de la Serre, capitán de artillería, presenta un
sistema de escritura nocturna o sonografía mediante un sistema puntiforme,
el cual inventó para que los soldados pudieran enviar mensajes en relieve,
éstos al ser leídos al tacto en la oscuridad, se podían escribir con una pauta
y un punzón, eran signos los cuales representaban sonidos; el problema era
que los signos eran muy grandes y no simbolizaban la ortografía de las
palabras sino su sonido propiamente.
Louis Braille analiza el sistema de Barbier y realiza varias
modificaciones como reducir el tamaño de los signos y logra inventar un
alfabeto de lectoescritura para ciegos, además de adaptar el sistema a las
matemáticas, la música y las ciencias, el cual se publica finalmente en el año
1827.
Simón C., Ochaíta E. y Huertas J. (1995) definen el Sistema Braille de
la siguiente manera:
“El sistema de escritura y lectura principalmente empleado por las
personas ciegas y por las que tienen deficiencias visuales graves
es el braille. Este sistema está diseñado para poder ser explorado
de forma táctil y su unidad básica está constituida por la celdilla.
Dentro de cada celdilla se pueden situar un conjunto de puntos en
relieve en seis posiciones diferentes.”
34
Es el sistema de lectura y escritura táctil para ciegos basado en la
combinación de seis puntos en relieve dentro de una celdilla.
La unidad o símbolo generador es el cajetín o cedilla, los puntos se
distribuyen en dos columnas de tres puntos cada una. La cajetilla mide unos
cinco milímetros de alto por dos y medio milímetros de ancho; la distancia
horizontal entre los cajetines es de unos seis punto tres milímetros y la
vertical entre líneas es de diez punto veinte milímetros aproximadamente,
estas medidas logran que la información quede dentro de la yema del dedo y
pueda ser leída de izquierda a derecha.
En las figuras números siete y ocho respectivamente se pueden
observar en la número el símbolo generador del sistema braille y el sistema
braille adecuado a las características del sistema del tacto.
Figura N°- 7. Símbolo Generador.
Fuente: Instituto de Tecnologías Educativas, Educación Inclusiva:
Discapacidad Visual. Módulo 5: El Sistema Braille, (En Línea).
35
Figura N°- 8. El sistema braille se adecua estructural y fisiológicamente a las
características del sentido del tacto.
Fuente: Instituto de Tecnologías Educativas, Educación Inclusiva:
Discapacidad Visual. Módulo 5: El Sistema Braille, Tomado del banco de
Imágenes de la ONCE, (En Línea).
A través de las combinaciones de puntos en el cajetín se puede lograr
sesenta y cuatro formas de disposición de los puntos, incluyendo al cajetín
en blanco el cual se usa para separar las palabras.
Alfabeto Braille
El código está diseñado mediante series:
Primera Serie
Sólo se utilizan los cuatro puntos superiores representados por (1, 2,
4, 5) y con ellos se forman las diez primeras letras del alfabeto. Ver figura
número nueve.
36
Figura N°- 9. Primera Serie del Código braille.
Fuente: Instituto de Tecnologías Educativas, Educación Inclusiva:
Discapacidad Visual. Módulo 5: El Sistema Braille, (En Línea).
Segunda Serie
Se forma con los puntos de la primera serie, se añade el punto
número 3 y se obtiene las siguientes letras exceptuando la ñ puesto que
Louis Braille era francés. Se puede apreciar la serie en la figura número diez.
Figura N°- 10. Segunda Serie del Código Braille.
Fuente: Instituto de Tecnologías Educativas, Educación Inclusiva:
Discapacidad Visual. Módulo 5: El Sistema Braille, (En Línea).
Tercera Serie
Se obtiene con los puntos de la segunda serie añadiendo el número 6.
Representado en la figura número once.
37
Figura N°- 11. Tercera Serie del Código Braille.
Fuente: Instituto de Tecnologías Educativas, Educación Inclusiva:
Discapacidad Visual. Módulo 5: El Sistema Braille, (En Línea).
Cuarta Serie
Consta de los elementos de la primera serie y se agrega el punto
número 6; se forman los signos del francés, sólo se presentan a continuación
las letras en español. En la figura número doce se observa la cuarta serie.
Figura N°- 12. Cuarta Serie del Código Braille.
Fuente: Instituto de Tecnologías Educativas, Educación Inclusiva:
Discapacidad Visual. Módulo 5: El Sistema Braille, (En Línea).
Quinta Serie
Son los de la primera serie pero usando los puntos de la mitad inferior
de la cajetilla, así se obtiene los signos de puntuación. Se puede apreciar en
la figura número trece.
38
Figura N°- 13. Quinta Serie del Código Braille.
Fuente: Instituto de Tecnologías Educativas, Educación Inclusiva:
Discapacidad Visual. Módulo 5: El Sistema Braille, (En Línea).
Vocales con tilde.
Representadas
por
las
siguientes
combinaciones
de
puntos
observadas en la figura número catorce.
Figura N°- 14. Vocales con tilde.
Fuente: Instituto de Tecnologías Educativas, Educación Inclusiva:
Discapacidad Visual. Módulo 5: El Sistema Braille, (En Línea).
Signos complementarios
Se usan éstos para una determinada combinación de puntos, los cuales
convierten una letra en mayúscula, cursiva, número o notal musical.
Se puede observar en las siguientes figuras número quince y dieciséis los
ejemplos de los signos complementarios.
39
Figura N°- 15. Signo de Mayúscula del Código Braille.
Fuente: Instituto de Tecnologías Educativas, Educación Inclusiva:
Discapacidad Visual. Módulo 5: El Sistema Braille, (En Línea).
Figura N°- 16. Signo de Número del Código Braille.
Fuente: Instituto de Tecnologías Educativas, Educación Inclusiva:
Discapacidad Visual. Módulo 5: El Sistema Braille, (En Línea).
40
Dispositivos Eléctrónicos
Alegsa (sin fecha), (En línea) define los dispositivos electrónicos como
la combinación de componentes electrónicos ordenados en circuitos para
controlar y aprovechar las señales eléctricas.
Lo anterior describe que los dispositivos electrónicos son los
componentes utilizados en los circuitos electrónicos, como por ejemplo las
resistencias, condensadores, diodos, transistores, entre otros; con la
finalidad de manipular y aprovechar la señal eléctrica, a continuación se
describen algunos dispositivos electrónicos.
Microcontrolador
Según
Cucho,
Orihuela,
Sánchez
y
Rodriguéz
(2007)
el
microcontrolador es un circuito que contiene las partes de un computador de
forma integrada. Dichas partes están representadas por:
 CPU (Central Processor Unit o Unidad Central de Proceso).
 Memorias volátiles para datos (RAM).
 Memorias no volátiles para escribir el programa (ROM, PROM,
EPROM).
 Líneas de entrada y salida.
 Algunos periféricos (comunicación serial, temporizador, convertidor
A/D, etc).
Es decir el microcontrolador integra todos los elementos de una
computadora en un solo chip, economizando tiempo y espacio.
41
Arquitectura del Microcontrolador
Arquitectura Von Neumann
La desarrolló Jon Von Neumann y se caracteriza por tener una sola
memoria principal donde se almacenan datos e instrucciones. Esta
arquitectura es limitada cuando se demanda rapidez. La figura número
diecisiete permite observar la Arquitectura Von Neumann.
Figura N°- 17. Arquitectura Von Neumann
Fuente: Cucho, Orihuela, Sánchez y Rodriguéz, (2007),
Microcontroladores, (En Línea).
Arquitectura Harvard
Desarrollada en Harvard por Howard Aiken, esta arquitectura tiene dos
memorias independientes, una sólo contiene instrucciones y la memoria
datos. Ambas disponen de sus sistemas de buses para acceso y pueden
acceder simultáneamente en ambas memorias. Se puede apreciar la
Arquitectura Harvard en la figura número dieciocho.
42
Figura N°- 18. Arquitectura Harvard
Fuente: Cucho, Orihuela, Sánchez y Rodriguéz, (2007),
Microcontroladores, (En Línea).
Tipos de memoria del Microcontrolador
Memoria RAM
Random Access Memory o Memoria de Acceso Aleatorio, guarda los datos
que se están usando en tiempo real, su almacenamiento es temporal ya que
los datos permanecen en ella mientras tiene fuente de alimentación.
Memoria ROM
Memoria sólo de lectura, su contenido se graba durante la fabricación del
chip.
Memoria OTP
On Line Programmable, es no volátil, de lectura sólo programable una vez
por el usuario y se hace mediante un grabador controlado por una PC.
Memoria EPROM
Puede borrarse y grabar varias veces y la grabación se hace igual que la
memoria OTP. Si se desea borrar el contenido se somete la memoria a la luz
ultravioleta específicamente en su ventana de cristal por unos minutos.
43
Memoria EEPROM
Electrical EPROM, sólo de lectura se puede programar y borrar
eléctricamente con un grabador y bajo el control de una PC .
Memoria Flash
Es no volátil, de bajo consumo, se borra y graba eléctricamente. Funciona
como ROM y RAM. Es más rápida y tolera más ciclo de escritura / borrado
que la EEPROM.
Microchip como fabricante del Microcontrolador PIC
Los microcontroladores del fabricante Microchip Technology Inc.,
combinan alta calidad, bajo costo, manejo sencillo y programación y un
excelente rendimiento debido a esto son usados en muchas aplicaciones
como por ejemplo periféricos de un ordenador, sistemas de seguridad, en el
sector de las telecomunicaciones, etc.
Los PIC disponen de variedad de modelos y encapsulados para que el
usuario pueda seleccionar el que mejor se acople según sea sus
necesidades de acuerdo con: el tipo y la capacidad de memoria, el número
de entradas y salidas (E/S) y sus funciones auxiliares; aunque todas las
versiones se construyen bajo una arquitectura en común (Arquitectura
Harvard).
La selección del PIC al momento de realizar una aplicación se debe a
las siguientes ventajas:
 Bajo costo.
 Bajo consumo de potencia.
 Alta inmunidad a los ruidos.
44
 Herramientas de desarrollo y abundante información técnica gratuitas
en su página oficial y de terceros (ambas se encuentran en internet).
 El código de programación se puede proteger por encriptación.
 Poseen interrupciones programables, modelos con salida de PWM
(modulación de anchura de pulsos), varios temporizadores internos,
circuito de vigilancia tipo perro guardián (Watch dog timer o WDT),
modo de reposo o de muy bajo consumo (Sleep).
Familias de Microcontroladores PIC
Valdés F. y Pallás R. (2007), clasifican a los microcontroladores PIC,
de acuerdo al tamaño de sus instrucciones en tres gamas y en cinco familias:
PIC10 son microcontroladores de 6 terminales; los PIC12 agrupa a los
microcontroladores disponibles en encapsulados de 8 terminales y algunos
tienen subfamilias como con los PIC16, los PIC17 y PIC18 son de gama alta;
éstas gamas se describen a continuación.
Gama baja
Son microcontroladores con 33 instrucciones, tienen memoria de
programa con una capacidad de hasta 2048 palabras de 12 bits, su memoria
de datos se encuentra formada por registros de 8 bits organizados en bancos
de hasta 32 registros cada uno.
Éstos tienen una pila de dos niveles la cual guarda direcciones de la
memoria de programa, los microcontroladores pertenecientes a ésta gama no
poseen interrupciones, tienen pocas entradas y salidas, comprenden hasta
tres puertos de entrada y salida de 8 bits cada uno. Los microcontroladores
pertenecientes a la gama baja son de tres familias los PIC16X5xx, los
PIC12X5xx y los PIC10.
45
Gama media
Tienen un repertorio con 35 instrucciones de 14 bits, 8 niveles de pila
y un vector de interrupción. Vienen con encapsulado de 8 terminales, pueden
funcionar con tensiones pequeñas desde dos voltios aproximadamente (2V)
y consumen poca corriente en funcionamiento normal. Los PIC de gama
media comprenden las familias PIC16, los PIC12X6xx con encapsulado de 8
terminales.
Gama alta
Estos se distinguen por sus 58 instrucciones de 16 bits, 16 niveles de
pila y un sistema de interrupciones más elaborado. También incluyen varios
circuitos controladores de periféricos, puertos de comunicación serie y
paralelo, un multiplicador hardware de gran velocidad y una elevada
capacidad de memoria.
Algunos microcontroladores de ésta gama tienen una arquitectura
abierta lo cual permite ampliar la memoria de programa y datos puesto que
poseen un número de terminales comprendido entre 40 y 84, por medio de
los cuales se conectan las líneas de los buses de datos y direcciones, y las
señales de control con el exterior. Los PIC representativos de la gama alta
son los PIC17 y los PIC18.
La figura número diecinueve muestra la distribución de las gamas del
PIC.
46
Figura N°- 19. Distribución de los modelos del PIC en las Gamas.
Fuente: EcuRed, Microcontroladores PIC, (En Línea).
Motor
Según Sured.Info (En Línea) el motor es la máquina que produce
movimiento con fuerza de energía eléctrica, química u otra.
Significa que el motor transforma un tipo de energía en energía
mecánica capaz de realizar un trabajo. Los tipos de motores son dos
básicamente: motores térmicos subdivididos a su vez en motores de
combustión interna y motores de combustión externa; y los motores
eléctricos que se va a describir a continuación.
Motores Eléctricos
Según Flores A., (2011) en su Manual de Motores Eléctricos, un motor
eléctrico es una máquina que convierte energía eléctrica en movimiento,
mediante interacciones electromagnéticas; Pueden funcionar conectados a
una red de suministro eléctrico o a baterías. Un motor para funcionar se vale
de las fuerzas de atracción y repulsión que existen entre los polos. El motor
47
debe estar formado con los polos alternados para que se atraigan logrando
así producir el movimiento de rotación.
Significa que el motor eléctrico convierte la energía eléctrica a través
de medios electromagnéticos. Para que pueda funcionar el motor, se
necesita que exista atracción entre los polos, provocando el movimiento de
rotación.
Tipos y características de los motores eléctricos
Según el Manual de Motores Eléctricos (2011), los motores eléctricos
se dividen en tres categorías:
Motores de Corriente Directa (CD)
Son usados para regular continuamente la velocidad del motor, para cuando
se usa corriente directa, como en caso de motores accionados por pilas o
baterías.
Motores de Corriente Alterna (CA)
Se alimentan con los sistemas de distribución de energía normales. Se
dividen en monofásicos (1 fase), bifásicos (2 fases) y trifásicos (3 fases)
según su alimentación.
Motores Universales
Diseñados para funcionar con corriente alterna pero con la forma de los
motores de corriente continua. Lo malo es que su eficiencia es baja, pero
como son usados para máquinas de pequeñas potencias y deben ser de uso
intermitentes evitando así quemarse, entonces su eficiencia baja no se
considera tan importante.
48
Partes de un Motor Eléctrico:
En la figura número veinte se aprecia de manera general las partes de
un motor.
Figura N°- 20. Partes de un Motor
Fuente: Videla, (2011), Manual de Motores Eléctricos, (En Línea).
 Estator: es el que opera como base, permitiendo que el motor rote. A
su vez existen dos tipos de estatores el estator de polo simple y el
estator rasurado. El estator se constituye de un conjunto de láminas
de acero de silicio, lo que le permite que el flujo eléctrico pase con
facilidad a través de ellas. Los polos magnéticos se encuentran
ubicados en la parte metálica del estator y en los devanados
respectivamente. El estator se puede apreciar en la figura veintiuno.
49
Figura N°- 21. Tipos de Estatores
Fuente: Videla, (2011), Manual de Motores Eléctricos, (En Línea).
 Rotor: es el elemento de transferencia mecánica, puesto que de él
depende la conversión de energía eléctrica a mecánica. Los rotores se
componen de un conjunto de láminas de acero al silicio, formando un
paquete. Existen tres tipos de rotores que son el rotor ranurado, el
rotor de polos salientes y el rotor jaula de ardilla. Se puede apreciar
mejor en la figura número veintidós.
Figura N°- 22. Estructura del rotor de un motor híbrido.
Fuente: Motores paso a paso híbridos, (2007), (En Línea).
50
 Carcasa: es la que protege y cubre al estator y al rotor, el material de
la carcasa depende del tipo de motor, su diseño y aplicación ya que la
carcasa puede ser totalmente cerrada, abierta, a prueba de goteo, a
prueba de explosiones o de tipo sumergible.
 Base: es donde se recibe la fuerza mecánica de operación del motor y
puede ser base frontal o base lateral.
 Caja de Conexiones: es la que protege a los conductores que
alimentan al motor, de la operación mecánica del motor y cualquier
elemento que lo pueda dañar.
 Tapas: estas van a sostener a los cojinetes o rodamientos que
soportan la acción del rotor.
 Cojinetes: contribuyen a la mejor operación de las partes giratorias
del motor. Sostienen y fijan ejes mecánicos y reducen la fricción, lo
que permite que se consuma menos potencia. Se dividen en cojinetes
de deslizamiento y cojinetes de rodamiento.
Ventajas de los Motores Eléctricos

Tienen potencia, pero y tamaño reducidos.

Se pueden construir del tamaño deseado.

Tienen un par de giro elevado y a según sea el tipo de motor será
constante.

Poseen un rendimiento elevado aumentando a medida que se
incrementa la potencia de la máquina.

No contiene contaminantes, aunque la generación de energía eléctrica
de los mismos si emiten contaminantes.
51
Diodo LED
Asi funciona (2012), (En Línea) lo define de la siguiente manera:
“Diodo emisor de luz de estado sólido, constituye un tipo
especial de semiconductor, cuya característica principal es
convertir en luz la corriente eléctrica de bajo voltaje que
atraviesa su chip cuando lo polariza directamente. LED es el
acrónimo de Light Emitting Diode en español significa Diodo
Emisor de Luz”.
Lo anteriormente descrito indica que el Led es un diodo que además
de permitir el paso de la corriente en un solo sentido, éste emite luz.
El color que emite cada diodo LED depende del material que se haya
utilizado durante su fabricación, porque cada compuesto químico del material
semiconductor usado en la fabricación de éstos diodos permite la emisión de
la luz del color específico, el cual corresponde a la determinada longitud de
onda del espectro electromagnético.
La principal característica de construcción de éstos diodos es que no
poseen filamento ni partes frágiles de vidrio, lo que les permite absorber
vibraciones extremas y golpes sin que se lleguen a romper; el chip emisor de
la luz es la parte principal y se encuentra encerrado en una envoltura o
cápsula de resina transparente o teñida del mismo color de la luz que emite.
Del chip que se encuentra encerrado en el interior de la cápsula parten
dos terminales o pines que atraviesan su base y salen al exterior para que se
puedan conectar a cualquier circuito de corriente directa, de manera que el
LED quede polarizado directamente, cuando el LED es nuevo el terminal o
pin más corto es el polo negativo y el terminal más largo es el polo positivo.
52
La figura número veintitrés destaca la estructura interna del diodo
LED.
Figura N°- 23. Diodo LED por dentro.
Fuente: Área tecnología, (sin fecha), ¿Cómo es un LED?, (En Línea).
Pulsador Eléctrico
Según Lexicon (sin fecha) (En Línea), es un dispositivo fácil de usarlo,
cuando se toca se realiza el mecanismo de encendido y de apagado; se
encuentra en todo tipo de dispositivos principalmente en aparatos eléctricos y
electrónicos. Se activan al ser pulsados con un dedo, permitiendo el flujo de
corriente mientras se acciona, cuando no se presiona vuelve a su posición de
reposo.
Esto quiere decir que el pulsador es el que permite el paso o la
interrupción de la corriente eléctrica mientras esté presionado o accionado, y
cuando se deja de presionar regresa a su estado original o de reposo.
53
El
contacto en éstos dispositivos puede ser de dos tipos:
Normalmente Cerrados, correspondiente a los pulsadores de Paro y
Normalmente abierto que son los pulsadores de Marcha.
Cuando el pulsador que dispone de un contacto que en reposo se
encuentra abierto, tiene la composición montada sobre un soporte aislante,
indicada en la figura número veinticuatro.
Figura N°- 24. Pulsador con su composición.
Fuente: Liadonosa V. (2004).
Al oprimir el pulsador el contacto móvil pone en comunicación los dos
contactos fijos, permitiendo el paso de la corriente eléctrica. Así mismo se
tensa el muelle antagonista, el cual al dejar de pulsar éste devuelve el
contacto a la posición de reposo.
Relé
Velásquez (sin fecha), (en línea) define el relé como “Un dispositivo
electromecánico, que funciona como un interruptor controlado por un Circuito
eléctrico en el que, por medio de un electroimán, se acciona un juego de uno
o varios contactos que permiten abrir o cerrar otros circuitos eléctricos
independientes.”
54
Significa que el relé es un interruptor electromecánico, operado
magnéticamente en donde se activa o desactiva cuando el electroimán se le
aplica voltaje para que funcione accionando un juego de uno o varios
contactos que le permiten abrir o cerrar otros circuitos eléctricos
independientes.
Su funcionamiento está basado en el fenómeno electromagnético,
cuando la corriente atraviesa la bobina, produce un campo magnético que
magnetiza el núcleo de hierro dulce llamado ferrita. Éste atrae al inducido, el
cual fuerza a los contactos a tocarse y cuando la corriente se desconecta, se
vuelven a separar. La figura número veinticinco permite observa las partes
de un relé de armadura.
Figura N°- 25. Partes de un relé de armaduras.
Fuente: Electrónica Fácil, (2004), El relé, (En Línea).
Características de los relés
Las características generales de los relés son:

Poseen aislamiento entre los terminales de entrada y salida.
55

Se adaptan con facilidad a la fuente de control.

Tienen la posibilidad de soportar sobrecargas, tanto en el circuito de
entrada como en el de salida.

Las posiciones de trabajo en los bornes de salida del relé se
caracterizan por estar en alta impedancia en estado abierto y baja
impedancia en estado cerrado.
Transistor
ABC (2007), (En Línea) define al transistor como un dispositivo
electromecánico que sirve para potenciar y amplificar la energía de cualquier
objeto eléctrico o electrónico.
Esto quiere decir que si se le introduce una cantidad de corriente al
transistor, entregará una cantidad mayor a ésta, por el factor denominado
amplificación y es propio de los transistores. El transistor cumple dos
funciones básicas, dejar pasar o cortar las señales eléctricas a partir de una
pequeña señal de mando (conocido como interruptor) y funciona como un
elemento amplificador de señales.
La figura número veintiséis muestra la representación del transistor.
Figura N°- 26. Transistor
Fuente: Galeón, (Sin año), Electrónica Discreta, (En Línea).
56
Un transistor se compone de tres partes conocidas como colector,
emisor y base. El funcionamiento es muy sencillo, el emisor envía los
electrones y el colector los recibe, la base es la encargada de modular el
paso de los electrones. Si se le aplica corriente eléctrica entre el emisor y la
base, variará la corriente que va desde el emisor y colector. Ésta es una de
las bases de amplificación del transistor.
Hay dos tipos de transistores, los NPN y los PNP. Los más usados en
la actualidad son los NPN. Su funcionamiento es el mismo y la única
diferencia es que el transistor NPN tiene una frecuencia de respuesta mucho
mayor puesto que el flujo de electrones es más rápido.
En las figuras
número veintisiete y veintiocho se pueden observar los símbolos de los
transistores NPN y PNP respectivamente.
Figura N°- 27. Símbolo del Transistor NPN
Fuente: Electrónica Fácil, (2004), El Transistor, (En Línea).
Figura N°- 28. Símbolo del Transistor PNP
Fuente: Electrónica Fácil, (2004), El Transistor, (En Línea).
57
Zonas de Trabajo del Transistor
Puede tener tres estados de trabajo dentro de un circuito:
Corte: no circula la corriente por la base, por lo que la corriente del colector y
emisor es nula, el transistor entre colector y emisor se comporta como un
interruptor abierto.
Saturación: cuando la corriente circula por la base, hay un incremento de la
corriente de colector. En éste caso entre el colector y emisor el transistor se
comporta como un interruptor cerrado.
Activa: actúa como amplificador. Puede dejar pasar más o menos corriente.
Somo-14D
Ingeniería de Microsistemas Programados S. L (2010) (En Línea),
define al módulo de reproducción de ficheros de sonido Somo-14D como:
“El SOMO-14D es un módulo de reproducción de todo tipo de
sonidos y música previamente almacenados sobre una
tarjeta de memoria del tipo µSD (…). Soporta archivos de
audio ADPCM de 4 bits con muestreos desde 6KHz hasta
32KHz. Mediante la aplicación SOMO Audio Converter para
Windows y gratuita, cualquier fichero WAVE (WAV) o PM3 lo
podemos convertir al formato ADPCM (.ad4) y grabarlo sobre
una tarjeta de memoria µSD para su posterior reproducción.”
Lo anteriormente explica que el Somo-14D es un módulo de
reproducción de sonidos que son almacenados en una tarjeta de memoria
pequeña, establece que existe una aplicación gratuita de Windows para
convertir los ficheros de sonido al formato que reproduce el módulo de voz.
58
La figura número veintinueve se puede observar el módulo de voz y la
figura número treinta detalla la distribución de los pines.
Figura N°- 29. Módulo SOMO-14D.
Fuente: Ingeniería de Microsistemas Programados S. L, (2010), Guía Rápida
del módulo de reproducción de ficheros de sonidos SOMO-14D. (En Línea).
Figura N°- 30. Descripción del Patillaje.
Fuente: Ingeniería de Microsistemas Programados S. L, (2010), Guía Rápida
del módulo de reproducción de ficheros de sonidos SOMO-14D. (En Línea).
59
La
tabla
número
uno
detalla
la
descripción
de
los
pines
correspondientes al módulo Somo-14D.
Tabla N°- 1. Descripción de los Pines del Módulo Somo14D.
Fuente: Ingeniería de Microsistemas Programados S. L, (2010), Guía Rápida
del módulo de reproducción de ficheros de sonidos SOMO-14D. (En Línea).
Las aplicaciones del módulo son numerosas, entre ellas se puede
destacar: aplicaciones de sonido en general, sistemas de avisos por voz,
sistemas utilizados en la automovilística (radar de estacionamiento,
navegación GPS, otros), dispositivos de seguridad (control de accesos,
ascensores, etc), control industrial y robótico, juguetes, libros parlantes.
60
Características principales
 Es un módulo de bajo costo para todo tipo de aplicaciones de audio.
 Puede soportar archivos de sonido con extensión (.ad4) con
frecuencias de muestreo desde los 6KHz hasta los 32KHz.
 El módulo de trabajo de serie permite la conexión a cualquier
microcontrolador.
 La reproducción módulo autónomo de trabajo es independiente.
 Tiene dos líneas de salida PWM diferencial dedicadas para la
conexión directa con un altavoz de 8, 16 y 32 ohmios y 0.25 watts.
 Posee una salida auxiliar mediante un circuito DAC/PWM para la
conexión con un amplificador externo de audio.
 Integra un conector para introducir una tarjeta de memoria externa tipo
µSD, en la que se almacena los ficheros de audio que se van a
reproducir. La capacidad máxima de la memoria externa es de 2Gb
con formato FAT/FAT16 compatible con Windows.
 El módulo es pequeño en un formato DILde 14 pines, lo cual permite
colocarlo en cualquier montaje, placa de prototipos u otros módulos de
prototipos de montaje sin soldadura.
 La alimentación es única desde 2.7 V hasta 3.6 V.
Modos de Funcionamiento del Somo-14D
El módulo ofrece dos modos de funcionamiento:
Modo Serie
Cuenta con una interface de dos conexiones, DATA y CLK (Clock),
con cualquier tipo de microcontrolador, en la que el microcontrolador se
encarga de enviar las operaciones típicas de audio como Play, Pausa, Stop y
Volumen, mediante unos comandos muy sencillos que el módulo debe
ejecutar.
61
Los comandos se transmiten al módulo mediante la línea DATA y a
cada flanco ascendente de la señal CLK (Clock). Por medio de la línea Reset
el microcontrolador puede reiniciar al módulo en cualquier momento.
La señal Busy se puede utilizar para mantener informado al
microcontrolador que el módulo se encuentra en reproducción de un archivo
de audio o no.
Se puede apreciar el esquema del modo de operación, mediante la
figura número treinta y uno.
Figura N°- 31. Modo de Operación Serie.
Fuente: Ingeniería de Microsistemas Programados S. L, (2010), Guía Rápida
del módulo de reproducción de ficheros de sonidos SOMO-14D. (En Línea).
62
Modo Autónomo
Su funcionamiento emplea cuatro sencillos pulsadores para las
funciones de Play/Pause, Next, Previus y Reset. Es necesaria una
alimentación de 3V y un altavoz. Así se puede implementar un fácil, pequeño
y económico reproductor MP3. El esquema representado por la figura
número treinta y dos permite observar el módulo autónomo.
Figura N°- 32. Esquema de un sencillo reproductor autónomo.
Fuente: Ingeniería de Microsistemas Programados S. L, (2010), Guía Rápida
del módulo de reproducción de ficheros de sonidos SOMO-14D. (En Línea).
Apoyándose en el modo de funcionamiento en Serie del Somo-14D,
se trabajará con el microcontrolador, en la que éste se configura para que
gestione el funcionamiento del módulo de audio para controlar la
reproducción de los cuentos en formato MP3 y las funciones de Play, Pause
y Stop, almacenados en la tarjeta de memoria µSD en formato (.ad4) la cual
ha sido previamente formateada con el formato FAT16 desde Windows.
63
Efecto Termoeléctrico
Tornos S. y Sotelo A. (2006), definen la termoelectricidad como la
rama de la termodinámica paralela a la electricidad donde se estudian los
fenómenos en los que intervienen el calor y la electricidad. El fenómeno se
basa en generar electricidad mediante la aplicación de calor en la unión de
dos materiales diferentes. Esto observado por primera vez por el físico
alemán Thomas Seebeck, conocido como el efecto Seebeck. Sin embargo,
no es éste el único fenómeno de interacción termoeléctrica, existen otros
efectos denominados Peltier, Thomson y Joule.
Según lo citado, la termoelectricidad es la ciencia que estudia el
fenómeno del cual se genera la electricidad al aplicar calor en la unión de
dos materiales diferentes, se conoce como el efecto Seebeck. También
existes tres efectos de interación termoelétrica además del seebeck que son
el Peltier, Thomson y Joule los cuales se describen a continuación.
Efecto Seebeck
Se refiere a la emsión de electricidad en un circuito compuesto por
conductores diferentes a temperaturas diferentes. En donde la diferencia de
temperatura causa un flujo de electrones en los conductores, el flujo inicia
desde el área de mayor temperatura hacia la de menor temperatura.
Si el circuito es cerrado por la unión de los materiales distintos y dicha
unión tiene contacto físico con un objeto, la temperatura de éste se ce como
la diferencia de potencial generado en la unión de los metales. A éste circuito
se le denomina termopar y si un número de circuitos se conectan en serie se
le llama termopila.
La figura número treinta y tres permite observar el fenómeno del
efecto Seebeck.
64
Figura N°- 33. El Efecto Seebeck
Fuente: Bravo L., Buitrago J. y Dávila A., (2010), El Efecto Seebeck y sus
Aplicaciones, (En Línea).
Efecto Peltier
Consiste en hacer pasar la corriente por un circuito compuesto de
diferentes materiales, cuyas uniones están a igual temperatura; se aboserve
calor en una unión y se desprende en la otra. Al invertir la polaridad de la
alimentación, se invierte su funcionamiento, es decir, la superficie que antes
generaba frío empieza a generar calor y la que generaba calor empieza a
generar frío.
En la figura número treinta y cuatro se aprecia el funcionamiento de
éste efecto.
65
Figura N°- 34. Esquema de Funcionamiento de una Célula de Peltier.
Fuente: Mundo Digital, (Sin Fecha), ¿Qué es el Efecto Peltier?, (En Línea).
Efecto Thompson
Se basa en la absorción o liberación de calor por parte de un
conductor eléctrico homogéneo, con una distribución de temperaturas no
homogéneas, por el que circula una corriente. Su funcionamiento se puede
observar en la figura número treinta y cinco.
Figura N°- 35. Efecto Thompson
Fuente: Grupo de Investigacion de Ingeniería Térmica, (Sin Fecha),
Introducción a la Termoelectricidad, (En Línea).
66
Efecto Joule
Es la producción de calor en un material conductor cuando circula la
corriente eléctrica a través del mismo, se le denomina así en honor a su
descubridor, el físico británico James Prescott Joule; en donde la energía
eléctica se transforma en energía térmica debido a los continuos choques de
los electrones móviles contra los iones metálicos del material conductor, lo
cual provoca el aumento de temperatura del conductor.
Se escoge el efecto Joule para trabajar en el prototipo, porque con
éste efecto se busca es precisamente que el calor desprendido del conductor
(representado mediante las resistencias térmica para éste caso), sea por el
paso de corriente a través del dicho material.
La figura número treinta y seis muestra un artefacto elétrico el cual
lleva rato funcionando y se calienta por el efecto joule.
Figura N°- 36. Efecto Joule
Fuente: González O., (2008), Electricistas Sena – Ley de Joule, (En Línea).
El funcionamiento de todos los componentes electrónicos usados para
éste prototipo estará a cargo de un transformador, el cual alimentará el
circuito completo, a continuación se explicará el concepto, tipos y
funcionamiento de un transformador.
67
Transformador eléctrico
Endesa Educa (2014), define al transformador de la siguiente manera:
“Un transformador es una máquina estática de corriente
alterno, que permite variar alguna función de la corriente
como el voltaje o la intensidad, manteniendo la frecuencia y
la potencia, en el caso de un transformador ideal. Para
lograrlo, transforma la electricidad que le llega al devanado
de entrada en magnetismo para volver a transforla en
electricidad, en las condiciones deseadas, en el devanado
secundario.”
Esto significa que el transformador es un dispositivo el cual se encarga
de variar la corriente de entrada correspondiente a la corriente alterna, ésta
le llega por medio del primer devanado mediante la inducción magnética y
vuelva a transformar la electricidad en otro voltaje el cual entrega en el
segundo devanado o salida.
Se puede observar el modelo de un transformador eléctrico en la
figura número treinta y siete.
Figura N°-37. Modelización de un transformador monofásico ideal.
Fuente: Endesa Educa, (2014), Funcionamiento de los transformadores, (En
Línea).
68
Componentes de los transformadores eléctricos
Los transformadores se encuentran compuestos de varios elementos,
los básicos son:
Núcleo
Está constituido por chapas de acero al silicio aisladas entre ellas. El núcleo
se compone por las columnas, donde se montan los devanados y las culatas,
que es la parte donde se realiza la unión entre las columnas. El núcleo se
utiliza para conducir el flujo magnético, ya que es un gran conductor
magnético.
Devanados
El devanado es un hilo de cobre enrollado a través del núcleo en uno
de sus extremos y recubiertos por una capa aislante, que suele ser barniz.
Está compuesto por dos bobinas, la primaria y la secundaria. La relación de
vueltas del hilo de cobre entre el primario y el secundario indicará la relación
de transformación. El nombre de primario y de secundario es totalmente
simbólico, puesto que donde se le aplique la tensión de entrada será el
primario y donde se obtenga la tensión de salida será el secundario.
Esquema básico y funcionamiento del transformador eléctrico
Los transformadores se bansa en la inducción electromagnética, en
donde al aplicar una fuerza electromotriz en el devanado primario, es decir
una tensión, se origina un flujo magnético en el núcleo de hierro. Dicho flujo
va desde el devanado primario hasta el secundario y con su movimiento
orifina una fuerza electromagnética en el devanado secundario. Éste
funcionamiento se observa en la figura número treinta y ocho.
69
Figura N°- 38. Esquema básico de funcionamiento de un transformador ideal
Fuente: Endesa Educa, (2014), Funcionamiento de los transformadores, (En
Línea).
Tipos de Transformadores Eléctricos
 Transformadores eléctricos elevadores: tienen la capacidad de
aumentar el voltaje de salida en relación al voltaje de entrada. En
éstos transformadores el núcleo de espiras del devanado secundario
es mayor al del primario.
 Transformadores eléctricos reductores: éstos tienen la capacidad de
disminuir el voltaje de salida en relación al voltaje de entrada. El
número de espiras del devanado primario es mayor al secundario. Se
trabajará con éste tipo de transformador en el prototipo por tener baja
potencia, ya que no es necesaria tener tanta potencia en la
alimentación general. La figura número treinta y nueve está
representado el transformador eléctrico reductor.
Figura N°- 39. Modelización de un transformador reductor
Fuente: Endesa Educa, (2014), Funcionamiento de los transformadores, (En
Línea).
70
Términos Básicos
A
Amperio: Unicrom (2012) define al amperio como la unidad de medida de la
corriente eléctrica. Es la cantidad de carga que circula por un conductor en
una unidad de tiempo.
B
Bit: Zambrano A. (En Línea) establece que un bit (abreviatura de digito
binario en inglés Binary Digit), es la unidad de información más pequeña de
una computadora, sólo puede tener dos valores: encendido (1) o apagado
(o).
C
Cable UTP: para Informáticamoderna.com (En Línea) es el cable de par
trenzado que contiene ocho cables trenzados entre sí de dos en dos, permite
ser usado en telecomunicaciones para transmitir datos y señales telefónicas.
Condensadores cerámicos: Electrónica Fácil (En Línea) lo define como un
componente electrónico que almacena cargas eléctricas para utilizarlas en
un circuito en el momento adecuado, está elaborado de material cerámico, el
proceso de fabricación consiste en la metalización de las dos caras del
material cerámico.
Condensadores electrolíticos: Electrónica Fácil (En Línea) establece que
permiten obtener capacidades elevadas en espacios reducidos. Éstos deben
conectarse respetando su polaridad, la cual viene indicada en sus terminales,
pues de lo contrario se destruiría.
Componentes electrónicos: según Definición (En Línea) son dispositivos
que son una parte constituyente de un circuito electrónico.
71
Computadora: Chacón L. (2002) (En Línea) la define como un dispositivo
que puede realizar todo tipo de cálculos y procesamiento de la información
como respuesta a los comandos e instrucciones, que le permite realizar las
tareas de entrada, procesamiento, almacenamiento y salida.
Controlador: Diccionario de Informática (En Línea) lo define como una pieza
de software que permite al sistema operativo interactuar adecuadamente con
los dispositivos de hardware.
Corriente Eléctrica: Tiple y Mosca (2006) la definen como el flujo de cargas
eléctricas, que por unidad de tiempo, atraviesan un área transversal.
CPU: Definición ABC (En Línea) explica que es la abreviatura de Central
Processing Unit que es español es Unidad de Proceso Central, es la parte
central de toda computadora porque se encarga de procesar todas las
funciones y almacenar la información de la máquina.
D
Diodo: para Fernández J. (En Línea), el diodo es un elemento de circuito que
deja pasar la corriente sólo en un sentido.
Dispositivo electrónico: Diccionario de Informática (En Línea) lo define
como una combinación de componentes electrónicos organizados en
circuitos, destinados a controlar y aprovechar las señales eléctricas.
E
Encriptar: La Revista Informatica.com (En Línea) lo define como la manera
de codificar la información con la finalidad de protegerla a terceros.
72
F
Frecuencia: Según el portal de Significados, la frecuencia es el número de
veces que se repite un proceso periódico en un intervalo de tiempo
determinado.
Fuente de poder: ABC (En Línea) lo explica como el sistema especialmente
diseñado para transformar la corriente alterna en corriente continua, para
alimentar de energía a diversos equipos electrónicos como por ejemplo
televisores, computadoras, impresoras, etc.
Fuerza electromagnética: Endesa Educa (En Línea) explica que la fuerza
electromagnética que ejerce un campo magnético sobre cualquier carga
eléctrica situada dentro del radio de acción de dicho campo magnético.
H
Hardware: según La Enciclopedia Escolar El Universal engloba a los
componentes físicos del ordenador como por ejemplo chips, memorias,
periféricos, entre otros.
I
Icono: Definicion abc (En Línea) establece que el término es empleado para
referirse a imágenes, signos y símbolos que se usan con la finalidad de
representar conceptos u objetos.
L
Led: según PergaminoVirtual (En Línea) es un diodo emisor de luz. Un
semiconductor que emite luz policromática, es decir, con diferentes
longitudes de onda, cuando se polariza en directa y es atravesado por la
corriente eléctrica.
73
Luz: Orozco D. (En Línea) la define como la radiación electromagnética que
se propaga en formas de ondas en cualquier espacio, es capaz de viajar a
través del vacío a una velocidad de 300.000 kilómetros por segundo.
También es conocida como energía luminosa.
M
Microcontrolador: para Mandado E., MandadoY., el microcontrolador es un
circuito integrado digital monolítico que contiene todos los elementos de una
procesador digital programable, orientado a la ejecución de tareas de control
y comunicaciones.
Mosaico: Según WordReference (En Línea) es aquello que está formado por
elementos diversos.
O
Ohm: Asi funciona (2012) establece que es la unidad de medida de la
resistencia que oponen los materiales al paso de la corriente eléctrica y se
representa con el símbolo o letra griega “Ω” (omega).
P
Periféricos: son todos los dispositivos conectados al ordenador para realizar
la entrada o salida de la información, según la Enciclopedia Escolar El
Universal.
Potencia: Significados (En Línea) establece que es la cantidad de trabajo
(fuerza o energía aplicada a un cuerpo) en una unidad de tiempo, se expresa
con el símbolo “P” y se mide en vatios o watts (W) y que equivale a 1 julio por
segundo.
74
Protoboard: Galeon.com lo define como una tabla que permite interconectar
componentes electrónicos sin necesidad de soldarlos, así se puede
experimentar de manera fácil y ágil a través del rápido armado y desarmado
de circuitos eléctricos. La lógica de operación del protoboard es una tabla
con orificios los cuales están conectados entre sí en un orden coherente.
Pulsador: Para ABC Color (2006) (En Línea) es un operador eléctrico, que
cuando se oprime, permite el paso de la corriente eléctrica, y cuando se deja
de oprimir, lo interrumpe.
R
Resistencia eléctrica: Así funciona lo define como toda la oposición que
encuentra la corriente a su paso por un circuito eléctrico cerrado, atenuando
o frenando el libre flujo de circulación de las cargas eléctricas o electrones.
Resistencia Térmica: Parro.com.ar (En Línea) la define como el inverso de
la conductancia térmica, es la diferencia de temperatura necesaria para que
se produzca un traspaso de calor por unidad de tiempo a través de un
material.
S
Software: la Enciclopedia Escolar El Universal lo define como todo lo que
refiere a los componentes lógicos del sistema, engloba los lenguajes de
comunicación con los ordenadores, programas de utilidad y aplicación,
sistemas operativos, técnicas de programación, etc.
T
Temperatura: según Definición (En Línea) es una magnitud física que
expresa el nivel de calor, ya sea de un cuerpo, de un objeto o del ambiente.
75
Dicha magnitud está vinculada a la noción de frío (menor temperatura) y
caliente (mayor temperatura).
Transistor: Electrónica Fácil (2004). (En Línea), lo define como el dispositivo
semiconductor que permite el control y la regulación de una corriente grande
mediante una señal muy pequeña.
76
Cuadro de Variables
Tabla N°- 2: Cuadro de Variables
Objetivos
Variable
Dimensión
Indicador
Fuente
Técnicas
y
Recolección
de Datos
Estudiar
Las
Temperatura
Grados
características
características
Relieve
Rugoso, liso
Internet,
de
sensoriales
Forma
Cuadrado,
Manuales
redondo,
Revistas
que
los
las
niños
poseen
y
perceptivas.
discapacidad
visual total.
Textura
rectangular
Características
Tono
Áspero,
auditivas.
Intensidad
suave
Timbre
Agudo,
Duración
suave
Documental
Libros,
duro,
medio,
Fuerte, débil, suave
Agudo, grave
Largo, corto
Investigar los
Los
Componentes
dispositivos
dispositivos
electrónicos
Internet,
electrónicos
electrónicos
táctiles.
Manuales,
educativos
existentes en
para
el
niños
con
mercado
venezolano.
discapacidad
Textura
Libros,
Revistas.
Componentes
Decibeles.
electrónicos
auditivos
visual total en
el
Documental
mercado
venezolano.
Fuente: La Autora.
77
Objetivos
Variable
Dimensión
Indicador
Fuente
Técnicas y
Recolección
de Datos.
Diseñar
los
Parámetros
diagramas
del diseño de
circuitales
los
utilizando los
diagramas
componentes
circuitales.
Diagramas
Centímetros
el
Componentes.
Tipos
de
prototipo
utilizando
los
de
Montaje circuital
Diagrama
construcción
de
circuital
del
componentes
prototipo
componentes
siguiendo
electrónicos
parámetros
siguiendo
los
Manuales,
componentes
Etapas
Libros,
Internet,
electrónicos.
Construir
Documental
los
los
Revistas.
De campo
Observación
De campo
Observación.
Laboratorio
Pruebas.
Campo
Observación.
establecidos
parámetros
establecidos
durante
el
diseño.
Realizar
las
Las
pruebas
de
de
pruebas
funcionamiento
del
del
educativo.
Temperatura
Vibración
funcionamiento
prototipo
Sistema táctil
motores
prototipo
educativo.
Sistema
Intensidad
auditivo
Fuente: La Autora.
78
de
Capítulo III: Marco Metodológico.
Tipo de Investigación
El presente trabajo de grado es una investigación descriptiva, se va a
establecer la estructura de funcionamiento del cuenta cuento en lenguaje
braille. Se enfoca en un apoyo educativo para el docente en el aula, con la
finalidad de evaluar la interacción del niño discapacitado visualmente de
manera directa con los personajes del cuento que se esté reproduciendo al
mismo tiempo con la lectura braille de la narración, mediante las figuras con
relieves y texturas las cuales también tendrán cambios de temperatura; así
como la vibración y sonido durante el relato para poder crear el complemento
entre el desarrollo táctil, motriz y auditivo del niño.
Según Dalen y Mayer (2006) (en línea), definen la investigación
descriptiva como:
“La investigación descriptiva consiste en llegar a
conocer
las
situaciones,
costumbres
y
actitudes
predominantes a través de la descripción exacta de las
actividades, objetos, procesos y personas.”
Esto quiere decir que la meta de la investigación descriptiva es conocer
las características que predominan en los niños que poseen discapacidad
visual total,
específicamente en las características de percepciones
sensoriales y auditivas y de los dispositivos electrónicos educativos
existentes en el mercado para poder llevar a cabo el prototipo como un
dispositivo electrónico como apoyo educativo en el mercado venezolano
actual.
79
Modalidad de la Investigación
Stracuzzi y Martins (2006) definen la modalidad de la investigación
como el modelo que se adapte a la investigación para ejecutarla. Dentro de
la modalidad se tiene:
Proyecto Factible
Los autores Stracuzzi y Martins (2006) establecen el concepto de
proyecto factible como elaborar una propuesta viable destinada a atender las
necesidades específicas a partir de una problemática.
Se deduce que el proyecto factible es lograr la resolución de una
problemática específica de un sector en un momento determinado. Se define
ésta modalidad de investigación porque el presente proyecto aporta una
solución a los docentes de los centros de educación especial para niños con
discapacidad visual, ubicados en la ciudad de Caracas, es decir, el prototipo
es un apoyo a los docentes de los Colegios Centro Educacional de
Invidentes Francisco de Asís, ubicado en la Urbanización Luis Hurtado,
Sector Monte Verde, Km 12, El Junquito y la Unidad Educativa Bolivariana de
Educación Especial Mevorah Florentín ubicada en la Av. Neverí a Esquina 4,
Galpón Quinta Dipra, Parcela 4, Caserío Colinas de Bello Monte; como
ayuda a reforzar el aprendizaje del Lenguaje braille y a la vez le sirve de
apoyo al docente a la hora de evaluar dicho aprendizaje del alumnado
mediante un dispositivo electrónico educativo que utilice el lenguaje braille.
Diseño de la Investigación
La presente investigación es de tipo documental y de campo, por ende
es de tipo mixta, puesto que se apoya la autora en fuentes documentales
recogiendo información desarrollada por otros autores para la investigación
correspondiente a la parte técnica del proyecto y la investigación de campo
80
se va a dar en las etapas de construcción de los diferentes diagramas
circuitales y de la maqueta del prototipo.
Investigación Mixta
Según Grajales (2000) “la investigación mixta es aquella que participa
la naturaleza de la investigación documental y de la investigación de campo”.
Es decir, que la investigación mixta se compone por la investigación
documental y la investigación de campo.
Investigación Documental
Arias (2006) define la investigación documental como:
“La investigación documental es un proceso basado en
la
búsqueda,
recuperación,
análisis,
crítica
e
interpretación de datos secundarios, es decir, los
obtenidos y registrados por otros investigadores en
fuentes
documentales:
impresas,
audiovisuales
o
electrónicas. Como en toda investigación, el propósito
de este diseño es el aporte de nuevos conocimientos.”
Arias se refiere en este caso a que la investigación documental se
concentra en recopilar información obtenida y registrada por otros
investigadores en fuentes documentales como documentos escritos,
documentos audiovisuales, páginas web, publicaciones en línea, libros,
folletos, entre otros; con el propósito de profundizar más en un tema en
específico.
Al desarrollar la investigación documental para este trabajo, se podrá
investigar de manera precisa las características perceptivas de los niños con
discapacidad visual y también los dispositivos electrónicos educativos como
apoyo en el aula de clases de los niños con discapacidad visual total
81
existentes en el mercado venezolano. Permitirá consultar información
adecuada para el momento del diseño de los diagramas circuitales,
consultar sobre el lenguaje de programación adecuado para la comunicación
del microcontrolador con los demás componentes; así como tener apoyo
para la construcción del prototipo.
Investigación de Campo
Según Graterol (2000):
“La investigación de campo se presenta mediante la
manipulación de una variable externa no comprobada,
en condiciones rigurosamente controladas, con el fin de
describir de qué modo o porque causas se produce una
situación
o
acontecimiento
particular.
Podríamos
definirla diciendo que es el proceso que, utilizando el
método
científico,
permite
obtener
nuevos
conocimientos en el campo de la realidad social.
(Investigación pura), o bien estudiar una situación para
diagnosticar necesidades y problemas a efectos de
aplicar los conocimientos con fines prácticos”.
El autor la define como una investigación que se realiza en el sitio
donde se encuentra el objeto a estudio, obteniendo directamente la
información sin alterar su situación.
Según Arias (2006):
“La investigación de campo es aquella que consiste en
la recolección de datos directamente de los sujetos
investigados, o de la realidad donde ocurren los hechos
(datos primarios), sin manipular o controlar variable
82
alguna, es decir, el investigador obtiene la información
pero no altera las condiciones existentes. De allí su
carácter de investigación no experimental.”
El autor se refiere a que la investigación de campo consiste en recoger
datos directos de los sujetos investigados o de la realidad donde ocurren los
hechos sin manipular las variables ya que al manipularlas se pierde el
ambiente natural donde se manifiestan las variables.
La investigación de campo para este trabajo, permitirá realizar el
diseño de los diagramas circuitales representados por: el circuito eléctrico,
electrónico y mecánico, para obtener el funcionamiento del prototipo de
acuerdo a un patrón de determinado por las características de los niños con
discapacidad visual total obtenidas durante la investigación documental. Se
podrá construir el prototipo educativo del cuenta cuento utilizando los
componentes electrónicos establecidos durante el diseño. Por último se
recogerán
los datos de las pruebas de funcionamiento del prototipo en
cuanto a los controles del sistema de audio como del sistema de motores.
Población y Muestra
Población
Según Ramírez (sin año):
“Es un conjunto finito o infinito de elementos con
características
comunes
para
los
cuales
serán
extensivas las conclusiones de la investigación. Esta
queda delimitada por el problema y por los objetivos del
estudio.”
Esto significa que la población es el objeto o individuos a estudiar y
está representada por unas características comunes que la conforman.
83
Arias (2006) define la población como:
“La población, o en términos más precisos población
objetivo, es un conjunto finito o infinito de elementos
con características comunes para los cuales serán
extensivas las conclusiones de la investigación. Ésta
queda delimitada por el problema y por los objetivos del
estudio.”
Arias establece que la población es un conjunto finito o infinito de
unidades de las que se desea obtener información y de las que se va a
generar conclusiones que se obtengan de los elementos delimitados por el
problema de la investigación y los objetivos del estudio.
Población Accesible
Según Arias (2006) define la población accesible como:
“Población accesible también denominada población
muestreada, es la porción finita de la población objetivo
a la que realmente se tiene acceso y de la cual se
extrae una muestra representativa. El tamaño de la
población accesible depende del tiempo y de los
recursos del investigador.”
Significa
que
la
población
accesible
es
aquella
población
representativa del total de la población a la que se puede tener acceso para
poder realizar el estudio de los datos por razones de tiempo, costo y
complejidad a la hora de recoger los datos.
84
Muestra Representativa
Según Arias (2006) la muestra representativa es:
“Una muestra representativa es aquella que por su
tamaño y características similares a las del conjunto,
permite hacer inferencias o generalizar los resultados al
resto de la población con un margen de error conocido.”
Esto quiere decir que la muestra representativa es aquella que
representa un subconjunto de la población los cuales reúnen características
similares a las del resto de la población y se agrupa de este modo porque es
más accesible y limitada para realizar las mediciones.
Muestro No Probabilístico
Arias (2006), define el muestreo no probabilístico como:
“Es un procedimiento de selección en el que se
desconoce la probabilidad que tienen los elementos de
la población para integrar la muestra.”
Es el procedimiento de selección en el que se desconoce la
probabilidad que tienen los elementos de la población.
Muestro Intencional
El muestreo intencional según Arias (2006) es en donde los elementos
se escogen con base a criterios o juicios pre establecidos por el investigador.
Es en donde el investigador establece los criterios para seleccionar los
elementos a analizar.
Para este proyecto se tomará como población finita con criterio no
probabilístico de tipo intencional a los profesores de dos Centros de
Educación Especial para niños Discapacitados Visualmente ubicados en
85
Caracas, debido a que se toma la muestra dirigida a criterios de expertos, en
éste caso a los docentes puesto que el prototipo es con fines de apoyo
educativo; en Caracas solamente existen dos centros de educación especial
para niños con discapacidad visual, éstos centros están asociados al
Consejo Nacional para las Personas con Discapacidad (CONAPDIS), el cual
es el organismo encargado de atender y ayudar a la población con
Discapacidades y a sus familiares en el Territorio Nacional. Según el portal
de la Asociación Civil Útil y Victorioso (sin fecha), existen cuatro principales
fundaciones destinadas a trabajar en favor de la Discapacidad Visual, las
cuales son:
-
FEVIC (Federación Venezolana de Instituciones de Ciegos) cuyo
objetivo es el desarrollo integral del movimiento que estudia las
condiciones y problemática de las personas con discapacidad visual
(invidentes y personas de baja visión) con la finalidad de plantear
soluciones que permitan su completa integración social y cultural a
nivel nacional. Las instituciones afiliadas a la FEVIC son:
 Asociación Aragüeña de Ciegos. Asociación de Ciegos del
estado Barinas. Asociación Falconiana de Ciegos. Asociación
de Ciegos del Estado Lara. Asociación Nacional de Ciegos de
Venezuela. Asociación Yaracuyana de Ciegos. Asociación
Portuguesa
de
Ciegos.
Asociación
Zuliana
de
Ciegos.
Asociación de Ciegos Activos del Estado Trujillo. Sociedad
Carabobeña de Ciegos. Caidv de: Aragua, Acarigua, Cumaná,
Guanare, Anzoátegui. Casa Hogar de Niños Ciegos Francisco
de Asís. Fundación Mevorah Florentín. Fepocive. Asociación de
Pequeños Comerciantes Invidentes. Fundación Damas Ciegas.
Organización Venezolana de Sordo Ciegos.
86
-
ANCIVE (Asociación Nacional de Ciegos). Su objetivo es incentivar,
proyectar el estudio, defensa, desarrollo y protección de los derechos
e intereses que corresponden a los ciegos y luchar por la elevación de
un nivel cultural.
-
Sociedad Amigos de los Ciegos. Los objetivos de la sociedad son:
 Desarrollar programas sociales integrales dirigidos a personas
con discapacidad visual (dotar de herramientas y conocimientos
necesarios para la rehabilitación básica, visual (funcional) y
profesional del individuo).
 Desarrollar
programas
innovadores
que
ayuden
al
discapacitado visual a ser individuos útiles para la sociedad y
que le faciliten y mejoren su calidad de vida.
 General recursos financieros propios, para incrementar la
calidad y cantidad de los servicios prestados a la comunidad de
discapacitados visual.
 Facilitar la incorporación de los discapacitados visual al
mercado laboral.
-
Asociación Zuliana de Ciegos. Es una institución benéfica sin fines de
lucro, que trabaja por la educación, rehabilitación e integración social
de las personas con discapacidad visual del estado Zulia.
La muestra representativa será de 12 profesores de ambos centros de
educación especial para niños discapacitados, la Unidad Educativa
Bolivariana de Educación Especial Mevorah Florentin y el Centro
Educacional de Invidentes Francisco de Asís. Se escogió esa muestra
debido a que el prototipo es dispositivo electrónico de apoyo a los
educadores en el proceso de enseñanza del lenguaje braille.
87
Técnicas e Instrumentación de recolección de datos
Arias (2006), define la técnica como “el procedimiento o forma
particular de obtener datos o información”.
Las técnicas son las distintas maneras de obtener la información ya
que son particulares y específicas.
Observación
Según Sabino (2002) define la observación como:
“La observación consiste en el uso sistemático de los
sentidos orientados a la captación de la realidad que se
quiere
estudiar
para
resolver
un
problema
de
investigación.”
Esto quiere decir que la observación es percibir la realidad con el
propósito de obtener los datos que han sido definidos como interés para la
investigación.
Según Stracuzzi y Pestana (2006):
“La observación es estar a la expectativa frente al
fenómeno, del cual se toma y se registra información
para su posterior análisis; en ella se apoya el
investigador para obtener el mayor número de datos.”
La observación se basa en utilizar los sentidos del hombre para captar
la realidad que lo rodea para luego organizarla intelectualmente, para
resolver un problema de investigación. Consiste en estar a la expectativa
frente al fenómeno estudiado y registrar esa información para analizarla ya
que los hechos son percibidos directamente tal y como ésta ocurre
naturalmente.
88
En esta investigación se utiliza este método para la construcción del
prototipo del cuenta cuentos y para desarrollar las pruebas de verificación del
funcionamiento del dispositivo de acuerdo a las especificaciones formuladas
en este proyecto.
Instrumento de Recolección de Datos
Arias (2006), define los instrumentos de recolección de datos como
“cualquier recurso, dispositivo o formato (en papel o digital), que se utiliza
para obtener, registrar o almacenar información”
Según Sabino (2002) define los instrumentos de recolección de
datos como:
“Un instrumento de recolección de datos es cualquier
recurso de que se vale el investigador para acercarse a
los fenómenos y extraer de ellos información. El
instrumento sintetiza en sí toda la labor previa de
investigación: resume los aportes del marco teórico al
seleccionar datos que corresponden a los indicadores y,
por lo tanto, a las variables o conceptos utilizados; pero
también expresa todo lo que tiene de específicamente
el objeto de estudio, pues sintetiza, a través de las
técnicas de recolección que emplea, el diseño concreto
escogido para el trabajo.”
En otras palabras los instrumentos de recolección de datos son
cualquier recurso que le permite al investigador alcanzar la necesaria
correspondencia entre la teoría y los hechos ya que ellos le permiten al
investigador recopilar la información, almacenarla, procesarla y analizarla
posteriormente.
89
Encuesta
Sabino (2002) define la encuesta como:
“La encuesta es exclusiva de las ciencias sociales y
parte de la premisa de que si se quiere conocer algo
sobre el comportamiento de las personas, lo mejor, lo
más directo y simple, es preguntárselo directamente a
ellas. Se trata, por tanto, de requerir información a un
grupo socialmente significativo de personas acerca de
los problemas en estudio para luego, mediante un
análisis de tipo cuantitativo, sacar las conclusiones que
se correspondan con los datos escogidos.”
Quiere decir que la encuesta es un método posible de estudio de la
realidad social en donde las conclusiones que se obtienen para el grupo
encuestado se proyectan luego a la totalidad del universo.
Las ventajas de la encuesta según Sabino (2002) son:
- Acceso a conocimiento primario de la realidad.
- Promueve la precisión en el tratamiento de las variables.
- Es relativamente económico y rápido.
En el caso de esta investigación la encuesta es indicada para
recolectar los datos que van a permitir obtener información directamente
relacionada con el objeto de estudio, en este caso contribuir a futuras
investigaciones en las áreas de robótica, sistemas de control y dispositivos
electrónicos destinados para educación especial en discapacitados visuales,
90
así como dejar la arquitectura abierta para que pueda ser retomado por otro
investigador y poder agregarle dispositivos a este prototipo educativo.
La encuesta será aplicada a la muestra representativa, es decir, al
personal docente de los centros de educación especial para niños
discapacitados visualmente; dicha encuesta se basó en preguntas cerradas o
de opción múltiple, se aplicó éste instrumento junto a la técnica de
observación directa para dar respuesta tanto al planteamiento del problema
como a los objetivos de la investigación.
Los instrumentos de prueba utilizados para el diseño y construcción
del dispositivo educativo electrónico son: multímetro digital, osciloscopio
digital, baquelita, pulsadores, transformador de 117v/55Va los cuales se
explicaran de manera detallada en el capítulo IV denominado Sistema
Propuesto. Se muestra la encuesta a realizar en el anexo B.
Validez
Sampieri, Fernández y Baptista (2010) “todo instrumento o medición
de recolección de datos debe reunir la confiabilidad y validez como requisitos
esenciales”.
Quiere decir que tanto la confiabilidad y la validez son esenciales y
deben estar presentes en todos los instrumentos para la recogida de datos.
A su vez, definen la validez como “el grado en que un instrumento en
verdad mide la variable que se busca medir”. La validez permite reflejar la
realidad de medición de un instrumento para lo que fue propuesto. El método
más utilizado para estimar la validez es el Juicio de Expertos.
Escobar y Cuervo (2008) definen el juicio de expertos como:
91
“Opinión informada de personas con trayectoria en el tema, que
son reconocidas por otros como expertos cualificados en éste, y
que pueden dar información, evidencia, juicios y valoraciones. La
identificación de las personas que formarán parte del juicio de
expertos es una parte crítica en este proceso”.
Significa que el juicio de expertos es la opinión de personas
reconocidas como expertos en la materia, por eso pueden dar su valoración
pertinente.
Se tomó en consideración el juicio de expertos para el desarrollo de
ésta investigación uno en el área de Ingeniería Electrónica y dos en
Metodología de la Investigación (Ver Anexo A). El experto en Ingeniería
Electrónica fue el profesor Mauricio Washington Marin, (Ver Anexo C); los
expertos en metodología fueron los profesores Andrés Montesinos (Ver
Anexo D) y Héctor Terán (Ver Anexo E). En la tabla número tres se detalla la
información de los expertos que validaron la encuesta.
Tabla N°- 3. Juicio de Expertos
Nombre y Apellido
Universidad Donde Labora
Años
de
Tipo de Validador
Experiencia
Mauricio
Washington
Marin
Universidad
Esparta,
Nueva
Sede
11 años|
Técnico.
11 años
Metódologo.
3 años
Metódologo.
Los
Naranjos
Andrés Montesinos
Universidad
Esparta,
Nueva
Sede
Los
Naranjos
Héctor E. Terán
Universidad
Central
de
Venezuela.
Fuente: La Autora
92
Técnicas de Procesamiento y análisis de resultados
Técnicas de Procesamientos de Datos
Según Sabino (2002) define las Técnicas de Procesamiento de los datos
como:
“Finalizadas las tareas de recolección en investigador
quedará en posesión de un cierto número de datos, a
partir de los cuales será posible sacar las conclusiones
generales que apunten a esclarecer el problema
formulado en los inicios del trabajo. Pero esa masa de
datos, por sí sola, no dirá en principio nada, no permitirá
alcanzar ninguna conclusión si, previamente, no se
ejerce sobre ella una serie de actividades tendientes a
organizarla, a poner en orden todo ese multiforme
conjunto. Estas acciones son las que integran el
llamado procesamiento de los datos. Con el objeto de
dividir el conjunto de los datos obtenidos de acuerdo a
un criterio bien elemental, separando de un lado la
información que es de tipo numérica de la información
que se expresa verbalmente o mediante palabras. El
objetivo
final
será
construir
con
ellos
cuadros
estadísticos, promedios generales y gráficos ilustrativos,
de tal modo que sinteticen sus valores y se pueda
extraer, a partir de su análisis, enunciados teóricos de
alcance más general.”
Significa que una vez que se han obtenido los datos provenientes de
la aplicación de los instrumentos a los objetos de estudio, estos datos por sí
solos no podrán alcanzar alguna conclusión si antes no se aplican sobre
93
ellos algún procedimiento para organizarlos y lo que se suele hacer con ese
conjunto de datos obtenidos es dividirlos de acuerdo a criterios elementales,
separando la información de tipo numérica de la información expresada de
manera verbal o a través de palabras. Con el objetivo final de construir con
los datos cuadros estadísticos, promedios generales y gráficos que ilustren
esos valores para posteriormente realizar un análisis más general.
Codificación
Sabino (2002), define la codificación como:
“La codificación es un procedimiento que tiene por
objeto agrupar numéricamente los datos que se
expresan en forma verbal para poder luego operar con
ellos como si se tratara, simplemente, de datos
cuantitativos. Para lograrlo se habrá de partir de un
cúmulo de informaciones que tengan una mínima
homogeneidad,
condición
necesaria
para
poder
integrarlas. A cada categoría de respuestas hay que
darle un código particular, un número o letra diferente,
que servirá para agrupar las respuestas iguales o
equivalentes.”
Quiere decir que se usa la codificación para agrupar numéricamente
los datos verbales o escritos para luego tratarlos como datos cuantitativos
puesto que la codificación permite al investigados agrupar las respuestas
para poder evaluar cuáles son las opiniones más sobresalientes al respecto
agrupándolas bajo un código diferente ya sea letra o número.
94
Tabulación
Sabino (2002) define la tabulación como:
“La palabra tabulación deriva etimológicamente del latín
tabula, y significa hacer tablas, listados de datos que los
muestren agrupados y contabilizados. Para ello es
preciso contar cada una de las respuestas que
aparecen, distribuyéndolas de acuerdo a las categorías
o códigos previamente definidos.”
Esto significa que una vez obtenidos la codificación de los datos el
investigador está en condiciones de proceder a la tabulación que es el
proceso de realizar una tabla donde están los datos agrupados y
contabilizados, en donde cada pregunta del instrumento debe ir tabulada
independientemente, el resultado de la tabulación serán respuestas
ordenadas.
Cuadros Estadísticos
Sabino (2002) define la los cuadros estadísticos como la presentación
de los datos provenientes de la tabulación de toda la información contenida
en la encuesta, lo más claro posible haciendo explícito cualquier elemento
cualquier elemento que pueda dar origen a confusiones y ordenando la
información de tal manera que pueda ser fácilmente entendible aún para los
lectores no especializados.
La información obtenida proveniente de la tabulación debe ser
ordenada y presentada de la manera más clara posible, mediante los
cuadros estadísticos en los cuales la presentación de los datos debe ser
95
ordenada, coherente y de fácil comprensión ya que éstos facilitan la
interpretación del contenido.
Para la presente investigación los datos numéricos se procesarán
agrupándolos en intervalos y se tabularán, luego se procederá a construir
con ellos cuadros estadísticos y los datos verbales que se desean presentar
como numéricos deberán codificarse para poder pasarlos a datos numéricos
y se procesaran como los anteriores a través de cuadros estadísticos.
Análisis de Resultados
Sabino (2002) define el análisis de resultados como:
“Analizar significa descomponer un todo en sus partes
constitutivas para su más concienzudo examen. Para
desarrollar la tarea analítica hay que tomar cada uno de
los datos o conjuntos homogéneos de datos obtenidos,
e interrogarse acerca de su significado, explorándolos y
examinándolos mediante todos los métodos conocidos.”
Significa que una vez que se haya recaudado los datos, se debe
analizar la información o los datos obtenidos en el estudio. Este análisis se
puede hacer de diversas maneras, todo dependerá del tipo de estudio o
método que se aplicó y la técnica empleada.
Análisis Cuantitativo
Según Sabino (2002) “el análisis cuantitativo se efectúa con toda la
información numérica que proviene de la investigación. Se presentará como
un conjunto de cuadros, tablas a las cuales se les han calculado sus
porcentajes y presentado convenientemente.”
96
Es decir, que para cuadro obtenido hay que evaluar el comportamiento
sus variables y la forma en la que estas actúan individualmente. Los datos se
suelen expresar a través de números. Cuando ya se hayan hecho todos los
análisis de cifras en un sentido estricto el análisis cuantitativo habrá
concluido, por ello se necesita registrar por escrito todos los hallazgos del
análisis para cada cuadro examinado a través de gráficas.
El análisis de resultados cuantitativo para esta investigación está enmarcada
dentro de gráficos de los resultados obtenidos mediante los cuadros
estadísticos elaborados mediante la tabulación de los datos numéricos
obtenidos.
Análisis Cualitativo
Según Sabino (2002) el análisis cualitativo es el procedimiento a hacer
con la información de tipo verbal obtenidos. El análisis se efectúa cotejando
los datos referentes a un mismo aspecto y tratando de evaluar la fiabilidad de
cada información.
Esto significa que los datos verbales obtenidos se deben manejar de
manera conceptual evaluando el grado de confianza que merece cada
fuente, teniendo en cuenta su seriedad, antecedentes y referencias y
cualquier otra información que pueda resultar de valor al respecto. Luego se
procede a registrar esos datos juntos a las opiniones personales del
investigador y sus conclusiones parciales.
En lo referente al análisis cualitativo de esta investigación estará
registrado mediante el resumen del análisis de las preguntas de la encuesta
diseñada para la población de los dos Centros de Educación Especial para
97
Niños con Discapacidad Visual, la encuesta se puede apreciar en el Anexo
B.
Graficación
Sabino (2002) define la graficación como:
“La graficación es una actividad que consiste en
expresar visualmente los
valores
numéricos que
aparecen en los cuadros.”
La graficación permite una comprensión global, rápida y directa de la
información que aparece en cifras.
Se presenta el análisis cuantitativo y cualitativo de los resultados
obtenidos de las preguntas provenientes de la encuesta, mediante los
gráficos de cada ítem.
Presentación y Análisis de Resultados
Encuesta
Pregunta 1. ¿Emplea algún material didáctico electrónico en clases?
Respuestas:
Sí: 8
No: 4
98
Gráfico 1. Pregunta 1.
Fuente: Encuesta al personal docente de Centros de Educación Especial
para niños con Discapacidad Visual.
En el gráfico número 1, se puede percatar que el 67% de los
encuestados han utilizado al menos algún material didáctico electrónico en
clases.
Pregunta 2. ¿Qué métodos de los descritos a continuación ha utilizado para
reforzar la enseñanza especial del alumno con discapacidad visual total?
Respuestas:
Lenguaje Braille: 12
Audiolibros: 8
Lectura asistida por otra persona: 3
99
Gráfico 2. Pregunta 2.
Fuente: Encuesta al personal docente de Centros de Educación Especial
para niños con Discapacidad Visual.
El gráfico número 2, refleja que un alto porcentaje de los encuestados
han utilizado como método para reforzar la enseñanza especial el lenguaje
braille, seguido del audiolibro y en menor porcentaje, es decir, el menos
usado el método de lectura asistida por otra persona.
Pregunta 3. ¿Cómo calificaría un dispositivo didáctico electrónico para
apoyar el proceso de aprendizaje y recreativo del alumnado?
Respuestas:
Necesario: 12
Innecesario: 0
100
Gráfico 3. Pregunta 3.
Fuente: Encuesta al personal docente de Centros de Educación Especial
para niños con Discapacidad Visual.
Éste gráfico número 3, permite observar que el 100% de la población
cree que necesario el dispositivo didáctico electrónico para apoyarse en
cuanto al proceso de aprendizaje del alumnado, es decir, la respuesta es
unánime como un material tecnológico el cual les puede servir de
herramienta de apoyo educativa para los niños con discapacidad visual total.
Pregunta 4.¿Cree usted que un dispositivo didáctico electrónico le ayudaría
a reforzar y recrear lo aprendido durante la clase?
Respuestas:
Sí: 12
No: 0
101
Gráfico 4. Pregunta 4.
Fuente: Encuesta al personal docente de Centros de Educación Especial
para niños con Discapacidad Visual.
En el gráfico número 4, se observa que el 100% de la población cree
que el dispositivo didáctico electrónico le ayudaría a reforzar de manera
amena lo aprendido durante la clase.
Pregunta 5. ¿Le parece de ayuda que un dispositivo electrónico de lectura
tenga la opción de reproducir y pausar, para evaluar la autonomía del alumno
durante la lectura?
Respuestas:
Sí: 12
No: 0
102
Gráfico 5. Pregunta 5.
Fuente: Encuesta al personal docente de Centros de Educación Especial
para niños con Discapacidad Visual.
Se puede observar en el gráfico número 5, que la totalidad de los
docentes encuestados si les parece de ayuda que un dispositivo didáctico
electrónico posea la opción de reproducir y pausar para evaluar al alumno
durante la lectura lo que ha aprendido en clase.
Pregunta 6. ¿Qué le gustaría que tuviese un dispositivo didáctico electrónico
para el alumno con discapacidad visual total?
Superficie táctil: 12
Cambios de temperatura: 8
Interacción de los personajes: 10
Calidad de audio: 5
103
Ergonomía: 3
Gráfico 6. Pregunta 6.
Fuente: Encuesta al personal docente de Centros de Educación Especial
para niños con Discapacidad Visual.
En el anterior, se puede observar que el mayor porcentaje está
representado por la superficie táctil y la interacción de los personajes como
herramienta de apoyo, en segundo lugar el personal docente encuestado
prefiere que un dispositivo didáctico electrónico posea cambios de
temperatura y la ergonomía adecuada al salón de clases mientras que la
calidad de audio está de último lugar.
Resultado General de la Encuesta aplicada al personal docente de los
dos centros de Educación Especial para niños con Discapacidad Visual
Como resultado general de los datos provenientes de las preguntas
hechas en la encuesta, se tiene que el personal docente ha utilizado
audiolibros como dispositivos electrónicos más cercanos a un dispositivo
educativo electrónico, porque no hay otro tipos de dispositivos electrónicos
enfocados directamente en el lenguaje braille como apoyo en el proceso de
104
enseñanza a los niños con discapacidad visual total, de tal manera que el
dispositivo didáctico electrónico tuvo una excelente aceptación como apoyo
al docente en el aula de clases, siendo así un complemento de aprendizaje y
recreación para el alumnado.
El personal docente afirmó que el dispositivo didáctico electrónico es
necesario como herramienta para apoyarse en reforzar de manera creativa lo
aprendido en clases, en éste caso mediante el cuenta cuentos, con opción
de poder pausar y luego volver a reproducir donde quedó el relato con la
finalidad de poder evaluar el aprendizaje de primero a tercer grado, por lo
que es importante destacar el uso del dispositivo bajo supervisión del
docente en el aula de clases con el objetivo de asegurar el buen uso y
desempeño de éste prototipo durante su manipulación, en grados superiores
se puede evaluar la autonomía del alumno en cuanto a refuerzo y recreación
de lo aprendido bajo el lenguaje braille.
105
Capítulo IV: Sistema Propuesto
Características de los niños y niñas que poseen Discapacidad Visual
Total
A lo largo del proceso investigativo del presente trabajo, la autora
pudo observar que los niños y niñas con Discapacidad Visual Total suelen
ser más pasivos motivados a la inseguridad presentada al caminar de un
lugar a otro, por ello necesitan referencias táctiles que le ayuden a orientarse
a su alrededor; realizan movimientos repetitivos producidos por varios
factores: tensión acumulada en momentos de tensión o exigencias del medio
o cuando no se les permite moverse en un lapso de tiempo prolongado;
dificultades para expresar sus sentimientos debido a que no pueden ver las
expresiones de otras personas por ello sus conductas suelen ser su manera
de expresar sus emociones; se aíslan cuando las personas de su entorno no
se acerca, no los motivan para moverse, no les hablan o no le ofrecen apoyo.
Las características de los niños y niñas con Discapacidad Visual Total
pueden variar de un niño a otro, no se presentan en todos los niños ya que
se dan con relativa frecuencia ciertos rasgos de comportamiento como lo
son:
En el área motriz se pueden encontrar:
-
Deficiencias en la organización del esquema corporal.
-
Anomalías en la manera de caminar.
-
Equilibrio y coordinación dinámica general deficiente.
-
Alteraciones en la postura.
-
Desorientación espacial.
-
Ausencia de gestos al hablar.
106
-
Poseen una habilidad manual pobre.
En el área de la personalidad y la socialización los niños deficientes
visuales totalmente presentan las siguientes características:
-
Pasividad.
-
Imagen personal deficiente.
-
Dificultades para la interacción interpersonal.
-
Una gran dependencia afectiva.
-
Tienen tendencia al aislamiento.
-
Poseen ciertos sentimientos de inferioridad.
La Junta de Extremadura en colaboración con Equipos de Atención a
Deficientes Visuales de la Comunidad Autónoma de Extremadura (sin fecha)
establece las necesidades educativas especiales para alumnos con
deficiencia visual total:
 Necesidad de relacionarse con el mundo físico y social a través de
otros sentidos distintos a la visión: los alumnos al no poder acceder a
la información por medio de la visión, necesitan que la información se
les suministre a través de los otros sentidos como lo son el oído, el
tacto, el olfato y el gusto.
 Necesidad de aprender técnicas para orientarse y desplazar en el
espacio: la capacidad de desplazarse con autonomía, seguridad y
eficiencia es de vital importancia, por ello debe aprender a utilizar las
técnicas que le permitan desplazarse de manera independiente y
segura.
 Necesidad de adquirir hábitos de autonomía personal: los alumnos
ciegos, necesitan interiorizar el aprendizaje de hábitos de autonomía
personal a través de experiencias y sensaciones sobre su propio
107
cuerpo,
guiando
y
complementando
las
experiencias
con
la
información verbal pertinente.
 Necesidad de adquirir un sistema alternativo de lecto – escritura: el
código de lecto – escritura alternativo para las personas ciegas es el
braille, es un sistema táctil y su aprendizaje requiere el desarrollo de
ciertas habilidades previas y la utilización de materiales específicos.
 Necesidad de entrenamiento específico en habilidades sociales: el
alumno debe adquirir habilidades sociales, verbales y no verbales que
le permitan una integración social eficaz.
 Necesidad de conocer y asumir su situación visual: necesitan conocer
su déficit y las repercusiones que eso conlleva (las potencialidades y
limitaciones) para asumir su situación y formarse una autoimagen
adecuada a su realidad para afrontar positivamente las dificultades
que la vida sin visión le deparará en el ámbito personal, escolar, social
y profesional.
Dispositivos Electrónicos Educativos para niños con Discapacidad
Visual Total existentes en el mercado venezolano.
Actualmente el uso de las Tecnologías de Información y Comunicación
(TIC) está ampliamente extendido, transformando todos los ámbitos de la
sociedad; en el ámbito educativo las ventajas de proporcionarle ambientes
inteligentes de enseñanza al alumnado se hacen sentir necesariamente para
establecer un modelo educativo en la que se considere el autoaprendizaje
mediante un entorno facilitador de aprendizajes cognitivos.
Gracias a la tecnología adaptativa específicamente la Tiflotecnología,
los ciegos y deficientes visuales tienen la oportunidad de trabajar y estudiar
alcanzando un nivel elevado en áreas como la laboral y la académica.
108
ABC Tecnológico (2008) define la Tiflotecnología como un conjunto de
conocimientos, técnicas y recursos destinados a procurar los medios
oportunos para el correcto uso de la tecnología para los ciegos y deficientes
visuales.
Algunos ejemplos dentro de la tiflotecnología se pueden conseguir:
programas como lectores de pantalla, magnificadores, reconocedores ópticos
de caracteres y conversores de texto a audio; entre los dispositivos físicos se
tienen: impresoras braille, graficadores en alto relieve, líneas braille,
escáneres parlantes y tele-lupas entre otros.
Salas, López y Lara (sin fecha) destacan que entre los proyectos y
recursos tecnológicos desarrollados en Venezuela en relación a las personas
con necesidades educativas especiales y discapacidad visual total se
encuentran los siguientes:
 Teléfono Sordo Ciego como sistema de comunicación, desarrollo del
código Morse – Braille; Aprendiendo Braille, software cuyo objetivo es
enseñar código braille a deficientes visuales y videntes, se
experimenta para enseñar a leer a adolescentes sordos usando
código braille.
 Calculadora para deficientes ciegos y sordo ciegos (Software Cálculo
Ciego).
 ProceCiego: unprocesaor de palabras para personas ciegas.
 Sistema para Invidentes (SPI): software desarrollado para permitir a
una persona invidente trabajar en la computadora sin impedimento
alguno. Se le permite escribir en un procesador de texto, leer el
escritorio de Windows, acceder a la unidad de disco 3 ½, buscar y
109
reemplazar texto, incorpora una calculadora simulando la de los
accesorios de Windows.
El portal Correo Cultural destaca a Alfredo de Jesús Blanco,(nació en
Ciudad Ojeda, Edo. Zulia, fue profesor de inglés por 18 años) como
discapacitado visual actualmente y desarrollador de los siguientes prototipos,
como aporte para que las personas discapacitadas puedan integrar a la
sociedad teniendo las mismas oportunidades:
 Lapiz Electrónico para Braille: Es un mini dispositivo rectangular
portátil, que tiene un chip de voz, 14 botones, de los cuales 6 son
para hacer combinaciones en braille o en un sistema nuevo llamado
PRD, también se destaca el botón de borrado, sonido, y de espacio,
todo esto hace que funcione como un lápiz pero, realmente es un
tablero que permite escribir en Braille y transmitir mediante Bluetooth
a un cuaderno electrónico receptor; donde los datos podrán ser leídos
por videntes y escuchada por invidentes. En él se podrá
almacenar toda la información que luego podrá ser transmitida
mediante Bluetooth o por la memoria removible a otro dispositivo y
también tendrá un menú de ayuda con los dos sistemas, el braille y el
nuevo sistema (PRD) con opción de voz. El lápiz electrónico es un
dispositivo portátil para Braille, que se comunica mediante un
cuaderno electrónico por Bluetooth, que les permitirá a las personas
con discapacidad visual comunicarse con los videntes en lo que
respecta a la escritura y lectura; ya que el invidente mediante esta
herramienta (lápiz) podrá escribir en braille y eso lo podrá leer el
vidente en letra de tinta o plana (cuaderno) y las otras personas con
discapacidad visual podrán escucharlas. En la figura número 40 se
aprecia el diseño del lápiz electrónico, en la figura número 41 se
110
tiene el producto final del lápiz electrónico y la número 42 se destaca
el cuaderno electrónico respectivamente.
Figura N°- 40. Diseño del Lápiz Electrónico.
Fuente: Correo Cultural, (2009), El lápiz electrónico un proyecto
innovador para personas con discapacidad visual, (En Línea).
Figura N°- 41. Lápiz Electrónico.
Fuente: Punto Alfredo Digital, (2011), Lápiz y Cuaderno Electrónico, (En
Línea).
111
Figura N°- 42. Diseño del Cuaderno Electrónico.
Fuente: Correo Cultural, (2009), El lápiz electrónico un proyecto
innovador para personas con discapacidad visual, (En Línea).
 Pimper 4B para Braille: es un dispositivo para personas con
discapacidad visual, en la que pueden usar la tarjeta de débito o
crédito en los supermercados, locales comerciales o bancos, de una
manera
confiable
y
segura.
Dicho
dispositivo
tendrá
como
característica principal botones para combinaciones en Braille, los
cuales garantizarán la confiabilidad de su clave o código secreto y un
sistema de sonido que mediante audífono, podrá chequear su
transacción. El dispositivo posee un sistema de sonido, que mediante
unos audífonos el invidente puede verificar el monto a pagar y
chequear
la
transacción
en
curso.
Con
esta
herramienta
tiflotecnológica, se le brinda a las personas con discapacidad visual
112
una independencia y una seguridad en el momento de hacer las
transacciones con tarjeta de débito o crédito, que es el objetivo de
esta herramienta ergonómica y tiflotecnológica, para que ellos sean
insertados en la sociedad de iguales. La figura número 43 se aprecia
el dispositivo Pimper 4B.
Figura N°- 43. Pimper 4B.
Fuente: Punto Alfredo Digital, (2011), Lápiz y Cuaderno Electrónico, (En
Línea).
Prototipo Electrónico Educativo
El dispositivo a electrónico a diseñar se compone por dos estructuras,
en donde la extructura externa está conformada por una caja de madera
MDF cuyas dimensiones serán 95.5 cms de ancho, 57 cms de alto y 20 cms
de pronfundidad, tendrá tres chapas de maderas intercambiables con los
mosaicos de los personajes y sus respectivos cuentos tanto en tinta como en
braille.
La estuctura interna se encontrará dividida por:
113
-
Switch de On /Off que junto al transformador y las fuentes de poder de
5 v y 3 v respectivamente, alimentarán al prototipo.
-
Cinco pulsadores distribuidos así: uno para cada cuento para un
número de tres pulsadores, uno correspondiente a la función Play /
Pause y otro para Stop.
-
Tres leds situados debajo de los pulsadores, los cuales se encenderán
al momento de seleccionar el relato correspondiente al pulsador y al
led y permanecerá encendido durante la reproducción del cuento.
-
Cuatro motores de vibración que junto a cuatro resistencias de
potencia (una resistencia para cada motor), para darle vida a la
interacción de los personajes en el relato mediante la vibración y el
cambio de temperatura al mismo tiempo.
-
El
control
del
prototipo
se
encontrará
representado
por
el
Microcontrolador PIC 16F871, el cual por medio de la activación de los
pulsadores (correspondientes a los cuentos y las funciones de Play y
Stop), controlará a los motores y resistencias de potencia durante el
tiempo de la narración mediante la programación previamente
realizada al PIC. También le indicará al Somo 14-D cual relato debe
reproducir, éstos relatos se encontrarán bajo formato .mp3 en la
tarjeta de memoria Micro SD del Somo; el audio se escuchará a través
de una corneta de 8Ω / 1 w. En las figuras números 44 se aprecia el
diseño del prototipo electrónico educativo y la número 45 se observa
el diagrama de bloques general, respectivamente.
114
Figura N°- 44. Prototipo Electrónico Educativo.
Fuente: La Autora
Figura N°- 45. Diagrama De Bloques General
Fuente: La Autora
El
primer
bloque
representado
por
el
transformador
va
a
proporcionarle la corriente alterna al primer regulador de 5V y al segundo
115
regulador de 3.3V, el transformador tiene un puente de diodos para rectificar
la corriente de entrada proveniente de los 16V, el condensador se encargará
de filtrar la corriente proveniente del transformador para luego volver a filtrar
la corriente con los reguladores anteriormente mencionados. En la figura
número 46 se puede ver el transformador.
Figura N°- 46. El Transformador.
Fuente: La autora.
También están los reguladores 7805 y 7833, los cuales forman parte
de la familia de reguladores de tensión positiva, el 7805 entrega cinco voltios
de corriente continua para proteger al microcontrolador y a los demás
componentes que trabajan con cinco voltios en el sistema prototipo y el 7833
para proteger al Somo 14D, el cual puede resistir hasta 3.3 voltios; éstos
reguladores poseen tres terminales que son el voltaje de entrada, masa y el
voltaje de salida, es importante destacar que ambos no pueden ser usados
para regular tensiones negativas.
En las figuras números 47 y 48 respectivamente se pueden ver el
regulador 7805 y 7833.
116
Figura N°- 47. Regulador de Voltaje 7805
Fuente: EngineersGarage. (2012). IC 7805 (Voltage Regulator IC). (En
Línea).
Figura N°- 48. Reguladores de Poder 3.3V LM7833.
Fuente: Wiring. Reguladores de Poder 3.3V LM7833, (En Línea):
El segundo bloque corresponde al Microcontrolador, el cual es un
dispositivo programable que puede realizar las tareas que requieran del
procesamiento de datos digitales, control y comunicación digital de los
diferentes dispositivos, en éste caso se usará el PIC 16F871 con la finalidad
de que interprete las señales de los pulsadores y switch provenientes de la
interfaz de usuario, le enviará la información al Somo 14D para que éste
último pueda reproducir los cuentos.
117
También el microcontrolador le indicara mediante la activación de
señales a los motores cuando deben de empezar a vibrar y a calentar
mediante las resistencias de potencias conectadas directamente al
transformador, con la finalidad de que sea la parte interactiva de los
personajes de cada cuento con el infante discapacitado visual total. Cada
motor va a estar dentro de un recipiente cilíndrico de plástico, éste recipiente
corresponde al que viene con los motores mabuchi RF260RA.
La figuras a continuación detallan los siguiente: la figura número 49
muestra el microcontrolador, la número 50 los cuentos en braille usados en el
dispositivo, la número 51 los pulsadores y los diodos leds a emplear en el
dispositivo, la número 52 correspondiente a los motores de vibración de los
controles Xbox de Microsoft.
Figura N°- 49. Diagrama de Pines del PIC16F871
Fuente: Microsoft Technology Inc., PIC16F870/871 Data Sheet, (En Línea).
118
Figura N°- 50. Cuentos en Braille usados en el dispositivo.
Fuente: La autora.
Figura N°- 51. Pulsador y Diodos Leds a emplearse en el dispositivo.
Fuente: La autora.
Figura N°- 52. Motores de control Xbox.
Fuente: La autora.
119
A su vez según la programación establecida junto con la participación
de los personajes del cuento durante la historia, el PIC indicará cuándo y por
cuánto tiempo los motores deben de vibrar, es decir el PIC será el cerebro
que controle todo el dispositivo electrónico en todo momento debido a que
los microcontroladores poseen una memoria interna que almacena
instrucciones correspondientes al programa a ejecutar y los registros que son
los datos que el usuario maneja además de unos registros especiales para el
control de las funciones del microcontrolador, el 16F871 pertenece a la
familia de microcontroladores de 8 bits (bus de datos), con un bajo consumo
de potencia, trabaja a cinco voltios, es de fácil programación ya que sólo
tiene 35 instrucciones que aprender, con arquitectura Harvard, tecnología
RISC y CMOS las cuales se conjugan para lograr que el microcontrolador
sea altamente eficiente en el uso de su memoria de datos y programa
además de su velocidad en ejecución. Los leds prenderán cuando el usuario
active el pulsador que corresponda al cuento que escogió, esto con la
finalidad de demostrar que el cuento escogido en físico es el que se va a
reproducir.
El tercer bloque denominado Somo 14D (Módulo de Sonido), consta
del módulo de reproducción de todo tipo de sonidos y música, los cuentos
están previamente almacenados en la memoria externa Micro Sd de dos
Gigabyte, en el modo serial ya que permite conectarlo al microcontrolador
con las dos líneas Data y CLK, con la finalidad de tener acceso a los
controles de reproducción, pausa y finalización. El sonido saldrá mediante la
corneta. Cabe destacar que éste es un módulo de bajo costo para las
aplicaciones de audio, posee un conectar para introducir la memoria externa
Micro Sd de máximo 2Gb y sólo puede recibir de alimentación hasta 3.3
voltios. Se puede apreciar en las figuras número 53 y número 54
respectivamente el módulo Somo-14D y la tarjeta micro Sd.
120
Figura N°- 53. El Módulo Somo-14D
Fuente: Microcontroladores.com, Guía rápida del módulo de reproducción de
ficheros de sonidos Somo-14D, (En Línea).
Figura N°- 54. Tarjeta Micro Sd
Fuente: La Autora.
Éste módulo ofrece dos modos de funcionamiento:
El Modo Serie con una sencilla interfaz de dos conexiones, Data y
CLK, con cualquier microcontrolador, y envía las operaciones de audio como
Reproducción, Pausa, Finalizar y Volúmen por medio de comandos muy
sencillos, para éste dispositivo se trabajará con éste modo porque se
escogieron las opciones de Reproducción, Pausa y Finalización.
Y el Modo autónomo con un funcionamiento independiente totalmente,
con cuatro pulsadores para las funciones de Reproducción/Pausa, Siguiente,
Anterior y Resetear, en éste modo se necesita una alimentación de 3V
121
proveniente de pilas o baterías y un altavoz. Empleando así un simple,
pequeño reproductor de MP3.
El último bloque llamado Interfaz de usuario se compone de el Switch
de encendido / apagado, cinco pulsadores distribuidos de la siguiente
manera: uno para cada cuento (son tres cuentos), uno para la función de
reproducción y pausa y otro para la finalización respectivamente (son dos
funciones) y los tres Leds los cuales se encenderán para indicar el cuento
que se está reproduciendo y se mantendrá encendido durante el relato.
Cabe destacar que los personajes que estarán pegados al dispositivo,
corresponden a los representativos de cada relato en braille, a continuación
se detallan en la figura número 55 los peluches correspondientes a cada
relato, los tigritos pertenecen a El tigrito come uñas, la tortuga a el relato
denominado La tortuga y los dos cangrejos al cuento Los Dos Cangrejos.
Figura N°- 55. Personajes de los relatos escritos en lenguaje braille.
Fuente: La autora.
A continuación se presentaran las etapas para el diseño y
Construcción del prototipo.
122
Diseño de Diagramas Circuitales y Construcción del Prototipo usando
los componentes electrónicos requeridos
Diagramas Circuitales
El siguiente diagrama circuital muestra el transformador utilizado para
alimentar el dispositivo, reduciendo la corriente de 117 voltios a 16V en
corriente alterna, el puente de diodos de 6 amp (CBU6J apreciado en la
figura número 56, ver ANEXO Ñ), rectifica la corriente y la pasa a la etapa de
filtrado con el capacitor de 3300 micro faradios (µF) para posteriormente
volverla a filtrar con los reguladores de 7805 y 7833.
Figura N°- 56 Puente de diodo CBU6J.
Fuente: La autora.
Digrama Circuital 1. El Transformador.
Fuente: La autora.
123
El segundo diagrama circuital es el de las resistencias de potencia las
cuales van conectadas al relé de 5V; en ésta etapa el PIC genera la señal
para activar el transistor 2N2222 el cual va a estar conectado a la resistencia
desde el colector con el emisor a tierra, el otro pin de la resistencia de
potencia estará conectado el cátodo del 1n4001 y a los 5V, la base del
2n2222 está conectado con una resistencia de 300 Ω y el otro pin de la
resistencia irá al peluche y de esa forma generará el calor deseado en los
personajes del cuento. A continuación el segundo diagrama.
Diagrama circuital 2. Resistencias de potencia.
Fuente: La autora.
El tercer diagrama corresponde a las fuentes de regulación de 5V y
3.3V, el 7805 y el 7833 están conectados por separado a dos capacitores
124
uno de 100µF y 0.1µF para filtrar la corriente respectivamente a cada
regulador, con la finalidad de proveerle la fuente de 5V para el PIC, los
motores, los pulsadores y los leds; y la de 3.3V para proteger al Somo-14D
ya que éste no soporta un voltaje mayor a 3.3V (en el ANEXO E se puede
corroborar la data sheet del PIC y en el ANEXO F la correspondiente al
Somo-14D). Las figuras número 57 corresponde a la baquelita con los relés y
las resistencias de potencia, en la número 58 se aprecia el PCB de los relés.
Figura N°- 57. Baquelita de los Relés.
Fuente: La Autora.
Figura N°- 58. PCB de los Relés.
Fuente: La Autora.
125
Diagrama Circuital N°- 3. Fuentes de 5V y 3.3V.
Fuente: La autora.
Diagrama
circuital
número
cuatro,
está
representado
por
el
microcontrolador PIC16F871, con un pulsador pequeño con la función de
resetear el microcontrolador, éste pulsador está conectado a una resistencia
de 10 kΩ y a Vcc en el pin número 1 del PIC, con una configuración de Pull
Up (un estado lógico alto). Los pines 13 y 14 están conectados a un cristal de
4 MHz para darle los pulsos al reloj del PIC y el cristal está con dos
capacitadores de 15pF.
Los pines del 21 al 24 son las cuatro salidas para los motores (una
salida para cada motor) éstos vibraran en base a la interacción con el cuento;
los pines del 25 al 27, son las tres salidas para cada Led de 10 mm y están
conectados cada uno a un pin de la resistencia de 1 kΩ y el otro pin de cada
resistencia está conectado a tierra (ver ANEXO L) el led que corresponda al
cuento seleccionado se mantendrá encendido durante la narración.
El pin número 28 es el que proporciona la salida del reloj para la
comunicación con el pin número 3 Somo-14D, para la entrada de reloj
126
(Somo) en el modo serie; el pin 29 es el que va a enviar la data al pin número
4 del Somo-14D, ésta data son los cuentos en formato de audio.
El pin 30 del micro corresponde a la comunicación con el pin Busy del
reproductor de audio para la correspondiente lectura de éste, cuando está en
5V está reproduciendo una canción y en 0Vestá disponible para el próximo
comando proveniente de la interacción del usuario, el cual viene de los pines
36 al 38, seleccionados para los pulsadores que se utilizarán para
seleccionar el tipo de cuento a escuchar (Cuento 1, Cuento 2 y Cuento 3,
que serían: Cuento 1: La Tortuga, Cuento 2: Los Dos Cangrejos y Cuento 3:
El Trigrito come uñas).
El pin número 39 interpreta los pulsos para la función de finalizar el
cuento, mientras que el número 40 es para la función Reproducir y Pausar.
Diagrama Circuital N°- 4. Configuración del PIC.
Fuente: La autora.
127
El Somo-14D está representado por el diagrama circuital número
cinco, en los pines 3 y 4, hay una resistencia de 470 Ω en serie con el pic en
cada pin porque así está especificado en la hoja de configuración del
reproductor de audio Somo-14D con el objeto de bajar la tensión proveniente
de 5V a 3V para no quemar la unidad de reproducción de sonido; el pin
número 5 se explicó en la configuración del PIC, los pines 8 y 9 van
conectados a tierra respectivamente por indicaciones del fabricante, los
números 11 y 12 son las salidas de la corneta, la capacidad de manejo de la
corneta para el audio es de 0.25 watts según especificaciones en la hoja de
datos, para éste dispositivo se emplea una corneta de 8 Ω. El diagrama a
continuación es la representación del Somo y la figura número 59 es la
correspondiente a las fuentes, el PIC y el Somo en baquelita, la número 60
es el PCB del PIC.
Diagrama Circuital N°- 5. Configuración del Módulo de Audio
Somo-14D.
Fuente: La autora.
128
Figura N°- 59. Fuentes de 5V, 3V, PIC y SOMO soldados en
baquelita.
Fuente: La autora.
Figura N°- 60. PCB PIC 16F871
Fuente: La Autora.
El diagrama circuital 6 es el correspondiente a los motores, la señal
proveniente del PIC está en serie con una resistencia de 500 Ω, la cual va a
la base del transistor 3904, para que éste (el 3904) active el transistor TIP
31C (transistor de mayor potencia), esto va a permitir que se pueda conducir
la corriente a través del transistor y por ende los motores vibren según
tengan el personaje representativo durante la narración de cada cuento. Se
aprecia en el siguiente diagrama y en la figura número 61, que es ya soldada
a la baquelita, la figura número 62 corresponde al PCB de los motores.
129
Diagrama Circuital N°- 6. Configuración de los motores del control Xbox.
Fuente: La autora.
Figura N°- 61. Configuración de los motores ya en baquelita
Fuente: La Autora.
130
Figura N°- 62. PCB de los Motores.
Fuente: La Autora.
Diagrama circuital 7: Configuración de los Pulsadores, éstos se
encargan de darle las señales de intervención al PIC, y van conectados en
configuración Pull Down con Vcc y con resistencias de 10 kΩ y éstas van a
tierra, los pulsadores denominados: SW4, SW5 y SW6 son los destinados
para Cuento 1, Cuento 2 y Cuento 3 en el mismo orden; mientras que el SW2
es para las funciones de Reproducir y/o Pausar y el SW3 para la de Finalizar.
Diagrama Circuital N°- 7. Pulsadores
Fuente: La autora.
131
Diagrama Circuital N°- 8. Diagrama completo eléctrico.
Fuente: La Autora.
132
Cálculos

Para la potencia activa del somo se tiene los siguientes datos:
Voltaje = 3.3V
Pstand by = 8 µA
W=V*I
Fórmula N°- 1. Cálculo de Corriente consumida del Somo en uso.
W = I * R2
Fuente: La Autora.

Pot. Active:
W = 0.25 w
R = 8Ω
Por lo tanto:
I = (0.25 w) * (8Ω)2
I = 0.25w / 64Ω
I = 0.0039 A
I = 3.9 mA

Potencia Fuente ≥ 500 mA@ 3.2V
133
Fórmula N° - 2. Corriente Consumida por los motores
I=W*V
Fuente: La Autora.

Potencia de los motores:
I=W*V
I = 4 * 25 mA
I = 100 mA.

Potencia del PIC = 500 µA

Leds = 3v * 108 mA
Leds = 324 mA
La sumatoria de las corrientes es:
Valor experimental puesto que no se consiguió datos de los motores
en la hoja de datasheet.
Asumiendo los valores obtenidos por la formula anterior se utilizó la
siguiente ecuación para realizar el cálculo de potencia de la fuente:
134
Fórmula N°- 3. Capacidad máxima de la Fuente.
Potencia de la Fuente:
16V @ 55VA
I = 55VA / 16V
I = 3.437 A.
Fuente: La Autora.
Significa que la potencia que consume todo el dispositivo didáctico
educativo no supera a la de la fuente proveniente del transformador.
Programación del PIC
El lenguaje empleado para la programación del PIC 16F871 en éste
caso fue el MPLAB X IDE de Microchip Technology Inc., porque es un editor
gratuito destinado a los productos de la marca Microchip. Éste programa es
un editor que permite seleccionar los diferentes microcontroladores que
puede soportar además de permitir la grabación de éstos circuitos integrados
directamente al programador. Es un programa que corre bajo el sistema
Windows, presenta las clásicas barras de programa, menú, herramientas de
estado, etc. El ambiente MPLAB posee editor de texto, compilador y
simulación.
El programador que se usó fue el PICKIT 2 el clon, el cual es un
reconocido dispositivo que no necesita drivers adicionales porque los
sistemas operativos modernos cuentan con los drivers necesarios y se puede
135
usar en Windows, en la figura número 63 se observa el programador utilizado
para grabar el código al PIC.
Figura N°- 63. Programador PICKIT 2 CLON.
Fuente: La Autora.
Programa Tesis Cuenta Cuentos Braille
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <xc.h>
#include <stdbool.h>
#include "func.h"
#define PLAY_BOT
RB7
#define STOP_BOT
RB6
#define S_1
RB5
#define S_2
RB4
#define S_3
RB3
#define BUSY
RD7
#define DATA
RD6
136
#define CLOCK
RD5
#define LED_1
RC6
#define LED_2
RC7
#define LED_3
RD4
#define STOP
0xffff
#define PLAY
0xfffe
#define MT1
RC5
#define MT2
RC4
#define MT3
RD3
#define MT4
RD2
#define ONN
1
#define OFFF
0
#define RES1
RC0
#define RES2
RC1
#define RES3
RC2
#define RES4
RC3
#define REBOTE
150
#define _XTAL_FREQ 4000000
unsigned int cuento;
void config(void){
TRISB = 0xff;
TRISC = 0;
TRISD = 0x80;
TRISA = 0xff;
}
void somo_send(unsigned int dato){
137
CLOCK = 0;
//ponemos el clock en 0
__delay_ms(2);
//esperamos 2 milisegundos
for(char i = 0; i < 16; i++){
if((dato & 0x8000) == 0x8000){ //si el valor del bit 15 es 1
DATA = 1;
//pune el pin de data en 1
}
else{
DATA = 0;
//de lo contrario
//lo pone en 0
}
dato = dato << 1;
__delay_us(120);
CLOCK = 1;
__delay_us(120);
CLOCK = 0;
}
//espera 120 microsegundos
//cambia el clock a 1
//espera 120 microsegundos
//cambia el clock a 0 para completar un ciclo de reloj
//el finalizar de transmitir los 16 bits del dato
CLOCK = 1;
__delay_ms(2);
//
//corro el bit a la izquierda el valor de dato
while(BUSY == 0){}
//se coloca el clock en 1 para la posision de idle
//espera 2 milisegundos
//espera a que busy sea 1 para salir de la rutina
__delay_ms(100);
}
void todo_off(void){
MT1 = OFFF;
MT2 = OFFF;
MT3 = OFFF;
MT4 = OFFF;
RES1 = OFFF;
138
RES2 = OFFF;
RES3 = OFFF;
RES4 = OFFF;
}
void bot_stop(void){
todo_off();
somo_send(STOP);
MT1 = OFFF;
MT2 = OFFF;
MT3 = OFFF;
MT4 = OFFF;
RES1 = OFFF;
RES2 = OFFF;
RES3 = OFFF;
RES4 = OFFF;
somo_send(STOP);
LED_1 = OFFF;
LED_2 = OFFF;
LED_3 = OFFF;
cuento = 0xfff;
}
unsigned char demora(unsigned int data, unsigned char m1, unsigned char m2,
unsigned char m3, unsigned char m4){
data = data * 1000;
MT1 = m1;
MT2 = m2;
MT3 = m3;
139
MT4 = m4;
RES1 = m1;
RES2 = m2;
RES3 = m3;
RES4 = m4;
for(unsigned int i = data; i > 0; i--){
__delay_ms(1);
bool loop = 0;
if(PLAY_BOT == 1){
while(PLAY_BOT == 1){
__delay_ms(REBOTE);
}
//
__delay_ms(REBOTE);
somo_send(PLAY);
todo_off();
while(loop == 0){
if(STOP_BOT == 1){
while(STOP_BOT == 1){
__delay_ms(REBOTE);
}
//
__delay_ms(REBOTE);
bot_stop();
return(0);
}
if(PLAY_BOT == 1){
while(PLAY_BOT == 1){
140
__delay_ms(REBOTE);
}
//
__delay_ms(REBOTE);
somo_send(PLAY);
MT1 = m1;
MT2 = m2;
MT3 = m3;
MT4 = m4;
RES1 = m1;
RES2 = m2;
RES3 = m3;
RES4 = m4;
loop = 1;
}
}
}
if(STOP_BOT == 1){
while(STOP_BOT == 1){
__delay_ms(REBOTE);
}
//
__delay_ms(REBOTE);
bot_stop();
return(0);
}
}
todo_off();
141
return(1);
}
void cuento3(unsigned int data){
//La tortuga
bool retorno;
somo_send(data);
retorno = demora(20, OFFF, OFFF, OFFF, OFFF);
if(retorno == 0){
return;
}
retorno = demora(7, ONN, OFFF, OFFF, OFFF);
if(retorno == 0){
return;
}
retorno = demora(3, OFFF, OFFF, OFFF, OFFF);
if(retorno == 0){
return;
}
retorno = demora(8, ONN, OFFF, OFFF, OFFF);
if(retorno == 0){
return;
}
retorno = demora(11, OFFF, OFFF, OFFF, OFFF);
if(retorno == 0){
return;
}
retorno = demora(6, ONN, OFFF, OFFF, OFFF);
142
if(retorno == 0){
return;
}
retorno = demora(20, OFFF, OFFF, OFFF, OFFF);
if(retorno == 0){
return;
}
retorno = demora(28, ONN, OFFF, OFFF, OFFF);
if(retorno == 0){
return;
}
retorno = demora(13, OFFF, OFFF, OFFF, OFFF);
if(retorno == 0){
return;
}
retorno = demora(11, ONN, OFFF, OFFF, OFFF);
if(retorno == 0){
return;
}
retorno = demora(10, OFFF, OFFF, OFFF, OFFF);
if(retorno == 0){
return;
}
}
void cuento2(unsigned int data){
//Los cangrejos
bool retorno;
143
somo_send(data);
retorno = demora(15, OFFF, OFFF, OFFF, OFFF);
if(retorno == 0){
return;
}
retorno = demora(7, ONN, ONN, OFFF, OFFF);
if(retorno == 0){
return;
}
retorno = demora(14, OFFF, OFFF, OFFF, OFFF);
if(retorno == 0){
return;
}
retorno = demora(14, ONN, OFFF, OFFF, OFFF);
if(retorno == 0){
return;
}
retorno = demora(16, OFFF, OFFF, OFFF, OFFF);
if(retorno == 0){
return;
}
retorno = demora(14, ONN, OFFF, OFFF, OFFF);
if(retorno == 0){
return;
}
retorno = demora(15, OFFF, OFFF, OFFF, OFFF);
144
if(retorno == 0){
return;
}
retorno = demora(7, OFFF, ONN, OFFF, OFFF);
if(retorno == 0){
return;
}
retorno = demora(16, OFFF, OFFF, OFFF, OFFF); //19
if(retorno == 0){
return;
}
}
void cuento1(unsigned int data){
//Los tigritos
bool retorno;
somo_send(data);
retorno = demora(42, OFFF, OFFF, OFFF, OFFF);
if(retorno == 0){
return;
}
retorno = demora(15, ONN, OFFF, OFFF, OFFF);
if(retorno == 0){
return;
}
retorno = demora(8, OFFF, ONN, OFFF, OFFF);
if(retorno == 0){
145
return;
}
retorno = demora(26, OFFF, OFFF, OFFF, OFFF);
if(retorno == 0){
return;
}
retorno = demora(7, OFFF, OFFF, ONN, OFFF);
if(retorno == 0){
return;
}
retorno = demora(13, OFFF, OFFF, OFFF, OFFF);
if(retorno == 0){
return;
}
retorno = demora(6, OFFF, ONN, OFFF, OFFF);
if(retorno == 0){
return;
}
retorno = demora(3, OFFF, OFFF, OFFF, OFFF);
if(retorno == 0){
return;
}
retorno = demora(9, OFFF, OFFF, ONN, ONN);
if(retorno == 0){
return;
}
146
retorno = demora(2, OFFF, OFFF, OFFF, OFFF);
if(retorno == 0){
return;
}
retorno = demora(8, OFFF, ONN, OFFF, OFFF);
if(retorno == 0){
return;
}
retorno = demora(18, OFFF, OFFF, OFFF, OFFF); //18
if(retorno == 0){
return;
}
}
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <xc.h>
#include "func.h"
#pragma config FOSC = XT
#pragma config WDTE = OFF
// Oscillator Selection bits (XT oscillator)
// Watchdog Timer Enable bit (WDT disabled)
#pragma config PWRTE = OFF
// Power-up Timer Enable bit (PWRT disabled)
#pragma config BOREN = OFF
// Brown-out Reset Enable bit (BOR enabled)
#pragma config LVP = OFF
// Low-Voltage (Single-Supply) In-Circuit Serial
Programming Enable bit (RB3 is digital I/O, HV on MCLR must be used for
programming)
#pragma config CPD = OFF
// Data EEPROM Memory Code Protection bit
(Data EEPROM code protection off)
#pragma config WRT = OFF
// Flash Program Memory Write Enable bits (Write
protection off; all program memory may be written to by EECON control)
147
#pragma config CP = OFF
protection off)
#define PLAY_BOT
RB7
#define STOP_BOT
RB6
#define S_1
RB5
#define S_2
RB4
#define S_3
RB3
#define BUSY
RD7
#define DATA
RD6
#define CLOCK
RD5
#define LED_1
RC6
#define LED_2
RC7
#define LED_3
RD4
#define STOP
0xffff
#define PLAY
0xfffe
#define MT1
RC5
#define MT2
RC4
#define MT3
RD3
#define MT4
RD2
#define ONN
1
#define OFFF
0
#define RES1
RC0
#define RES2
RC1
#define RES3
RC2
#define RES4
RC3
#define REBOTE
// Flash Program Memory Code Protection bit (Code
150
#define _XTAL_FREQ 4000000
148
unsigned int cuento;
int main(int argc, char** argv) {
#asm;
ORG 0x00
#endasm;
config();
MT1 = OFFF;
MT2 = OFFF;
MT3 = OFFF;
MT4 = OFFF;
RES1 = OFFF;
RES2 = OFFF;
RES3 = OFFF;
RES4 = OFFF;
cuento = 0xffff;
__delay_ms(300);
//
somo_send(STOP);
for(unsigned char e = 0; e < 3; e++){
LED_1 = ONN;
LED_2 = ONN;
LED_3 = ONN;
MT1 = ONN;
MT2 = ONN;
MT3 = ONN;
MT4 = ONN;
RES1 = ONN;
149
RES2 = ONN;
RES3 = ONN;
RES4 = ONN;
__delay_ms(300);
LED_1 = OFFF;
LED_2 = OFFF;
LED_3 = OFFF;
MT1 = OFFF;
MT2 = OFFF;
MT3 = OFFF;
MT4 = OFFF;
RES1 = OFFF;
RES2 = OFFF;
RES3 = OFFF;
RES4 = OFFF;
__delay_ms(300);
}
while(1){
if(S_1 == 1){
//si tocan el bton de la cancion 1
while(S_1 == 1){
//rutina anti-rebote
__delay_ms(REBOTE);
}
//
__delay_ms(REBOTE);
//del switch
LED_1 = ONN;
//enciendo el led 1
LED_2 = OFFF;
//apago el led 2
LED_3 = OFFF;
//apago el led 3
150
cuento = 0x0000;
cancion 1
//asigno el valor HEX correspondiente a la
}
if(S_2 == 1){
//si tocan el bton de la cancion 1
while(S_2 == 1){
//rutina anyi-rebote
__delay_ms(REBOTE);
}
//
__delay_ms(REBOTE);
//del switch
LED_1 = OFFF;
//apago el led 1
LED_2 = ONN;
//enciendo el led 2
LED_3 = OFFF;
//apago el led 3
cuento = 0x0002;
cancion 2
//asigno el valor HEX correspondiente a la
}
if(S_3 == 1){
//si tocan el bton de la cancion 1
while(S_3 == 1){
//rutina anyi-rebote
__delay_ms(REBOTE);
}
//
__delay_ms(REBOTE);
//del switch
LED_1 = OFFF;
//apago el led 1
LED_2 = OFFF;
//apago el led 2
LED_3 = ONN;
//enciendo el led 3
cuento = 0x0001;
cancion 3
//asigno el valor HEX correspondiente a la
}
if(PLAY_BOT == 1){
while(PLAY_BOT == 1){
//si tocan el boton de PLAY
//rutina anti-rebote
151
__delay_ms(REBOTE);
}
//
__delay_ms(REBOTE);
//del switch
if(cuento == 0x0000){
cuento1(cuento);
}
//envia el codigo de la cancion
else if(cuento == 0x0002){
cuento2(cuento);
}
//envia el codigo de la cancion
else if(cuento == 0x0001){
cuento3(cuento);
}
LED_1 = OFFF;
LED_2 = OFFF;
LED_3 = OFFF;
cuento = 0xffff;
}
else if(STOP_BOT == 1){
while(STOP_BOT == 1){
//si tocan el boton de STOP
//rutina anti-rebote
__delay_ms(REBOTE);
}
//
__delay_ms(REBOTE);
//del switch
LED_1 = OFFF;
LED_2 = OFFF;
LED_3 = OFFF;
cuento = 0xffff;
152
}
}
return (EXIT_SUCCESS);
}
Pruebas de Funcionamiento del Prototipo Educativo
Prueba de Funcionamiento de Encendido del Prototipo
Se enciende el dispositivo mediante el Switch de On/Off, al encender
se prenden los tres leds tres veces, y los cuatro motores vibran al mismo
tiempo las veces que se encienden los leds. Inmediatamente el Pic espera la
orden proveniente de los pulsadores correspondientes a los cuentos, al
presionar cualquier cuento, se enciende el led que le corresponda y luego se
presiona el pulsador de la función Play / Pause para que pueda iniciar el
relato. Los pulsadores se conectaron con la configuración Pull Down, con las
resistencias de 10KΩ común a tierra para garantizar que haya 0V en el pin
del Pic por alta impedancia, el pulsador cambia el estado del pin para que no
exista corto en la resistencia. La figura número 64 muestra la iluminación de
los tres leds al momento de encender el prototipo., la figura número 65
permite observa la selección de uno de los cuentos.
153
Figura N°- 64. Funcionamiento de Encendido del Prototipo.
Fuente: La Autora.
Figura N°- 65. Selección de uno de los Cuentos
Fuente: La Autora.
Se realizó una fuente de 3.3V con tierras comunes en el PCB aparte
entre el PIC y el Somo, puesto que el Somo trabaja con 3.3 voltios y el pic
con 5 voltios, por lo que la comunicación no puede ser directa entre ambos.
La autora guiándose con el datasheet proporcionado por el fabricante (Ver
Anexo G), se colocaron dos resistencias en serie de 470Ω cada una, una
154
para la señal del reloj del pic y la otra para la data (en serie), de ésta forma
se bajó la tensión para poder lograr la comunicación entre ambos.
El Somo acepta comandos de 16 bits lo cual no es convencional para
la comunicación en modo serie, también influyó la velocidad de común del
somo la cual es de 5KHz, se obligó a realizar las funciones del reloj y data
entre el pic y el somo mediante la programación conocida como big bang
bajando la velocidad a 4.031 KHz para asegurar la buena comunicación. No
se pudieron utilizar el hardware y registros dedicados del pic para éste tipo
de comunicación ya que la velocidad de comunicación de éstos excedía a los
5KHz. La figura número 66 se puede apreciar la velocidad de comunicación
entre el pic y el somo.
Figura N°- 66. Velocidad de Comunicación entre el PIC y el Somo 14-D
Fuente: La Autora.
El somo reproduce archivos de 4 bits con una rata de zampleo de 6 a
32KHz, se tuvo que usar un software para convertir los archivos de los
cuentos en formato .mp3 al formato que acepta el somo (suministrado por los
fabricantes). La máxima capacidad de la tarjeta micro Sd aceptada es de
2Gb formateada a Fat16.
155
Prueba de Funcionamiento de Vibración y de acción de calor
La comunicación del Pic con los motores se logra mediante los
transistores 2N2222 (Ver Anexo O), en la cual el transistor se conecta
mediante la configuración de emisor común a tierra y el colector a los
motores conectados también a diodos 1N4001 conectados para proteger la
corriente en el sentido normal de su paso; el Pic activa el transistor, el
transistor genera el paso de corriente a los relé (están conectados con
diodos polarizados inversamente para no quemar los transistores y proteger
al Pic), a través de las resistencias de potencia lo que genera el calor,
llegando a alcanzar una temperatura máxima de 64°C. El motor al activarse
consumirá una corriente de 100 mA de carga, la cual se parecía de manera
táctil siendo agradable al tocar el peluche, la activación se encuentra
relacionada al proceso realizado por el Pic. La figura número 67 permite
apreciar el cambio de temperatura producido por las resistencias de
potencia, la figura número 68 permite observar el motor de vibración. En la
figura número 69 se tiene el Dispositivo Electrónico Educativo.
Figura N°- 67. Cambio de Temperatura producido por las resistencias de
potencia.
Fuente: La Autora.
156
Figura N°- 68. Motor de Vibración con la resistencia de potencia
Fuente: La Autora
Figura N°- 69. Dispositivo Electrónico Educativo.
Fuente: La Autora.
157
Capítulo V. Conclusiones y Recomendaciones
De los resultados analizados en el Capítulo IV a través de los
diagramas circuitales y las imágenes de los circuitos en baquelita, se procede
a dar las impresiones finales de este proyecto.
Hay que resaltar que éste prototipo es un poco grande y poco común
dentro del campo de apoyo educativo, por ello se expondrán las
recomendaciones para la expansión de la arquitectura de éste dispositivo
para tesistas futuros.
Conclusiones
Se puede concluir luego de haber logrado cumplir los objetivos
específicos a la totalidad, lo que genera por ende el cumplimiento del objetivo
general planteado en el primer capítulo del presente Trabajo de
Investigación.
Del primer objetivo se puede establecer que los niños con
discapacidad visual total deben desarrollar con mayor agudeza los sentidos
perceptivos representados por el tacto y la audición, mediante la educación
especial a través del lenguaje braille y también de refuerzos positivos y
dinámicos, para poder lograr el complemento entre las habilidades motrices,
táctiles y auditivas
así lograr que más adelante
lleven a cabo sus
actividades de la vida cotidiana sin tener que depender obligatoriamente de
un adulto.
En Venezuela, actualmente no existe como tal un dispositivo
electrónico educativo que logre llevar a cabo la vibración y cambios de
temperatura, con la finalidad de reforzar el proceso de aprendizaje del infante
invidente y que a la vez lo recree a través del uso de cuentos infantiles
escritos en braille.
158
En el diseño de los diagramas circuitales se utilizó como componente
principal el microprocesador PIC16F871 por ser sencillo de grabar, ya que no
se necesita algo más allá que una computadora de escritorio o una portátil y
puede ser programado en lenguaje amigable como lo es el Lenguaje C,
también cuenta con varias salidas de manera que se pueden distribuir sin
problema de que llegue a faltar alguna para un periférico.
Como reproductor de audio se trabajó con el Módulo Somo-14D por
ser portable, puede soportar varios archivos de sonido con formato .ad4,
tiene un modo que permite la amigable comunicación con el microcontrolador
y permite al profesorado evaluar lo aprendido en clase con la opción de
reproducir y / o pausar y finalizar la narración. Además éste módulo no
necesita de amplificar el audio, pues cuenta con un claro y buen sistema de
audio y puede conectarse a una corneta de poco consumo y de menor
tamaño.
Los motores usados para percibir la vibración fueron los de los
controles Xbox de Microsoft por su poco consumo de corriente y porque
pueden vibrar a partir de voltajes pequeños, como 3V, es decir no es
necesario aplicar mayor voltaje para que ellos comiencen a vibrar hay que
destacar que se colocaron en unos envases cilíndricos para que al estar
presionados con la superficie, se pudiera sentir más la vibración en los
peluches, puesto que éstos vienen rellenos de un material algo grueso por su
condición de peluches.
Se escogió trabajar con las resistencias de potencia de 3 w
conectadas directamente al transformador porque la interacción de los
peluches dura poco tiempo y con éste método los peluches pueden calentar
con mayor rapidez y poder evaluar así el cambio de temperatura.
159
La metodología se estructuró enfocada a una metodología de campo a
través de la aplicación de la encuesta al profesorado de los dos centros de
Educación Especial para Niños con Discapacidad Visual ubicados en
Caracas, se escogió esa ubicación por ser de mayor acceso a la
investigadora. Se tomó una muestra de estudio de doce personas, seis de
cada institución y al aplicarles el modelo de encuesta, se pudo palpar la gran
aceptación hacia el dispositivo como método de apoyo para el proceso de
aprendizaje más ameno y motivador hacia el infante invidente. Las preguntas
de la encuesta la mayoría son de criterio cualitativo. Al tener los resultados
se procede a elaborar los gráficos pertinentes para cada ítem en dónde se
llegó observó la aceptación al prototipo.
El trabajo de campo consistió en la elaboración de un prototipo
educativo para apoyar a niños con discapacidad visual total utilizando como
base el lenguaje braille, el cual al tener la interacción con los pulsadores el
pic le dará las señales al reproductor de audio para que narre el audio
deseado y a los motores mediante la programación de un código sencillo les
indicará en que momento y por cuánto tiempo deben de vibrar y cambiar de
temperatura, la acción del cambio de temperatura por poco tiempo e logró
mediante la conexión de las resistencias al transformador directamente con
la ayuda de los relé de 5v porque los personajes por los tipos de cuento
interactúan durante poco tiempo pero en de manera reiterada.
El prototipo aportó un apoyo al docente para evaluar el desempeño del
alumnado con discapacidad visual total, de manera recreativa y amena tanto
para el docente como para el alumno. El dispositivo electrónico educativo se
destaca por el uso de componentes sensoriales como lo son los motores de
vibración y las resistencias de potencia, para el refuerzo del aprendizaje de
los niños deficientes visual totalmente, como experiencia a nivel profesional
se lograron cumplir los objetivos con éxito al obtener un dispositivo genuino
160
para la población infantil en el mercado actual venezolano, cuya
característica principal es satisfacer la necesidad de tener un complemento
educativo electrónico en el campo de la población infantil con discapacidad
visual total, a través del uso de la tecnología actual para la recreación y
aprendizaje de manera saludable.
La autora al desarrollar la investigación aprendió un poco más acerca
del mundo de la discapacidad en específico la discapacidad visual total y
todo lo que ello conlleva a la persona que la padece, también profundizó en
el campo tecnológico en el mercado venezolano al investigar los dispositivos
electrónicos existentes en el país, llegando a la conclusión de que hay que
incentivar el desarrollo de más dispositivos para la población infantil que
padece ésta discapacidad.
Recomendaciones
Básicamente las recomendaciones de este prototipo van enfocadas a
las necesidades educativas de los niños con discapacidad visual total, por lo
que la autora recomienda la ampliación en la investigación, el diseño y la
creación de dispositivos electrónicos con enfoque educativo para lograr
desarrollar en el país más y mejores dispositivos electrónicos con fines
educativos para el refuerzo ameno y eficaz en la enseñanza de niños y de la
demás población invidente.
Una segunda recomendación sería poder lograr la ampliación a áreas
como la matemática, la biología, entre otras, y así poder desarrollar más
dispositivos con mejor ergonomía y que se puedan adaptar con mayor
facilidad al espacio físico del aula de clases, sean más pequeños y con
menor peso.
Así mismo, se recomienda ampliar el dispositivo para niños que tengan algún
campo de visual, cómo método recreativo educativo, por eso el diseño del
161
circuito se deja de manera intencional para posibles modificaciones e
implementaciones.
Se podría agregar un sonido ligero para que el usuario sepa que debe
cambiar la página del cuento, a nivel de programación se debe considerar
poder separar el sistema vibratorio con respecto al sistema de calor, para
que éstos sistemas puedan actuar independiente el uno del otro generando
así una interacción más amena al alumnado. En los cuentos escritos en tinta
se recomienda colocar como nota a cada interacción de los personajes que
el alumnado debe tocar los peluches correspondientes de ésta manera se
puede mejorar la evaluación correspondiente al enfoque táctil y motriz.
También es aconsejable encapsular o colocarle un dispositivo detrás
de la corneta con la finalidad de mejorar la calidad de audio del prototipo.
Finalmente se recomienda que este trabajo de grado se utilice como
antecedente para lograr promover el diseño e implementación de dispositivos
electrónicos educativos al compás del desarrollo tecnológico y poder contar
con mejores herramientas educativas en pro de la población discapacitada.
162
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173
ANEXO A. Instrumento de validación de Encuesta
Estimado(a) Profesor(a):
Con fines estrictamente académicos, se solicita su participación como
experto, en el sentido de validar el siguiente instrumento para la recolección
de datos de una investigación cuyo objetivo general es: “desarrollar un
prototipo electrónico educativo para apoyar a niños con discapacidad visual
total utilizando como base el lenguaje braille”.
Se requiere evaluar la pertinencia con el objetivo de la investigación,
en lo referente a redacción del ítem y su claridad. Los criterios cualitativos
son: B (Bien), R (Regular) y D (Deficiente).
Datos personales:
Nombre y Apellido: ___________________________________________
Sexo: F__ M__
174
ANEXO B. Encuesta a los docentes que laboran en los Centros de
Educación Especial para niños con Discapacidad Visual.
1.- ¿Emplea algún material didáctico electrónico en clases?
Sí _____
No _____
2.- ¿Qué métodos de los descritos a continuación ha utilizado para reforzar la
enseñanza especial del alumno con discapacidad visual total?
Lenguaje braille
_____
Lectura asistida por otra persona
Audiolibros
_____
______
3.- ¿Cómo calificaría un dispositivo didáctico electrónico para apoyar el
proceso de aprendizaje y recreativo del alumnado?
Necesario _____
Innecesario _____
4.- ¿Cree usted que un dispositivo didáctico electrónico le ayudará a reforzar
y recrear lo aprendido durante la clase?
Sí _____
No _____
5.- ¿Le parece de ayuda que un dispositivo didáctico electrónico de lectura
tenga la opción de reproducir y pausar, para evaluar la autonomía del alumno
durante la lectura?
Sí _____
No _____
6.- ¿Qué le gustaría que tuviese un dispositivo didáctico electrónico para el
alumno con discapacidad visual total?
Superficie táctil
_____
175
Cambios de temperatura
_____
Interacción de los personajes
_____
Tipos de cuentos
_____
Calidad del audio
_____
Ergonomía
_____
176
ANEXO C. Certificación de Validación del Instrumento
177
ANEXO D. Certificación de la Validación del Instrumento.
178
ANEXO E. Certificación de la Validación del Instrumento.
179
ANEXO F. PIC 16F870/871 Data Sheet.
180
ANEXO G. Data Sheet Somo 14D
181
ANEXO H. Configuración del Somo-14D en modo serie.
182
ANEXO I. Data Sheet 7805
183
ANEXO J. Data Sheet 7833.
184
ANEXO K. Data Sheet Transistor 2N3904
185
ANEXO L. Transistor TIP31
186
ANEXO M. 1N4001
187
ANEXO N. 2N2222
188