Proyecto-Entrenador-Braille-Electrónico-con-interfaz-USB2.pdf

7/24/2019 Proyecto-Entrenador-Braille-Electrnico-con-interfaz-USB2.pdf

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SECRETARIA DE EDUCACIN PBLICA

DIRECCIN GENERAL DE EDUCACIN SUPERIOR

TECNOLGICA

INSTITUTO TECNOLGICO DE MRIDA

ENTRENADOR BRAILLE ELECTRNICO CON INTERFAZ

USB DE HARDAWARE Y SOFTWARE ABIERTO

TRABAJO FINAL

TALLER DE INVESTIGACIN

PROFESORA

MARGARITA ALVARES CERVERA

PRESENTA:

MIGUEL ANDR BALBOA LUGO

FLIX TOMS SNCHEZ BENTEZ

MRIDA, YUCATN, MXICO

2012


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NDICE

PG.

INTRODUCCIN

Objetivos de investigacin 2

Hiptesis 3

Delimitaciones y Limitaciones 3

Justificacin 3

Impacto Social, tecnolgico, econmico y ambiental 4

Cronograma de actividades 5

CAPITULO 1: ASPECTOS TERICOS

1.1 Braille 6

1.1.1 Historia del Braille 6

1.1.2 Mtodos de escritura Braille 7

1.1.3 Transcripcin del Braille 7

1.1.4 Accesibilidad y sistema Braille 8

1.2 Lnea Braille (Pantalla Braille) 9

CAPITULO 2: ANTECEDENTES Y CAUSAS DEL PROBLEMA

2.1 Maquina de escribir Perkins 12

2.2 Nela Project 14

2.3 Muntbatten Learning System 16

2.4 Ventajas de nuestro sistema 17

CAPITULO 3: DESARROLLO DEL PROYECTO

3.1 Variables del sistema 18

3.2 Descripcin del proyecto 193.3 Diseo del proyecto 19

CAPITULO 4: MEJORAS FUTURAS Y CONCLUSIONES

4.1 Mejoras futuras 37

4.2 Conclusiones 38


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NDICE DE FIGURAS

Figura 01:Maquina de escritura Braille Perkins 12

Figura 02:Perkins Braille Original 13

Figura 03: Captura de pantalla del sistema Nela 14Figura 04: Sistema de aprendizaje Mountbatten 16

Figura 05: Diseo del sistema 18

Figura 06: Actuadores 20

Figura 07: Arduino 21

Figura 08: Puentes H 21

Figura 09: Diagrama esquemtico 22

Figura 10: Probando elsistema en modo pulsado 23

Figura 11: Primeros avances con el circuito 24

Figura 12: Primera placa prototipo Braille 1 25

Figura 13: Diseo de PCB 25

Figura 14: Segunda placa prototipo Braille 2 26

Figura 15: Integracin final de componentes en la PCB 26Figura 16: Integracin del sistema de Braille didctico 27

Figura 17: Prueba de interfaz de usuario 27

Figura 18: Prototipo testeado y funcionando 28

NDICE DE TABLAS

Tabla 1. Cronograma de actividades 5

Tabla 2. Comparativa entre productos 17

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS 39


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INTRODUCCIN

El braille es un sistema de lectura y escritura tctil pensado para personas ciegas.

Fue ideado por el francs Louis Braille a mediados del siglo XIX. El sistema braille

consiste en un sistema universal de celdas de 6 puntos con relieves colocados en

dos filas verticales contiguas de tres puntos cada una, ligeramente separados

entre s. El braille no es un idioma, sino un alfabeto; Con el braille se pueden

representarse las letras, los signos de puntuacin, los nmeros, la grafa cientfica,los smbolos matemticos y la msica [1].

Siendo el sistema Braille el modo universal en el que las personas ciegas leen y

escribes es importante que tanto los nios o jvenes parcialmente ciegos o ciegos

totales, aprendan a temprana edad a leer y escribir Braille, de tal forma que

pueden adquirir una mayor capacidad para competir en igualdad de condiciones

con sus iguales.

Actualmente, existe poco personal capacitado en la enseanza del mtodo Braille,

y es dominado y utilizado por muy pocas personas, tambin los dispositivos

electrnicos actuales para leer y escribir en sistema Braille son muy costosos.

Este proyecto pretende, mediante un aparato electrnico facilitar la enseanza del

sistema Braille aprovechando tecnologas electrnicas baratas, al alcance y

presentes en la vida cotidiana actual, como son las computadoras. Con la

intensin aumentar el nmero de personas que conozcan y utilicen el sistema

Braille. Tambin se procurar apoyar y volver ms entretenida la ensea

tradicional de este sistema.


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Objetivos de investigacin.

Objet ivo general

Se disear y construir un dispositivo para la enseanza del lenguaje Braille,

capaz de representar mediante un mecanismo tangible cdigos braille,

Objet ivos part iculares

Este dispositivo ser capaz de comunicarse con un programa decomputadora el cual mediante un sistema de audio indicar el cdigorepresentado en determinado momento.

Se pretende que tanto el hardware, como el software resultante seanliberados en Internet de forma gratuita mediante la plataforma degithub.com, con la intensin de que cualquier persona con conocimientosde electrnica pueda reproducir este proyecto.

Se representaran tanto las letras minsculas como las maysculas delalfabeto Braille.


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Hiptesis.

Con un dispositivo electrnico de bajo costo conectado a una computadora es

posible simplificar y ampliar la enseanza de la lectura del sistema Braille.

Delimitaciones y Limitaciones.

Del imi taciones

Este proyecto estar delimitado a construir un dispositivo que sirvaexclusivamente a la enseanza del sistema Braille y no pretende ser unsistema de lectura estndar.

Tambin se buscar que todas las piezas empleadas para construir eldispositivo puedan ser conseguidas fcilmente en cualquier parte delmundo y un bajo precio, con la intensin de que sea un dispositivofcilmente reproducible.

Limi taciones

La primera versin del prototipo del dispositivo electrnico desea probarseen una escuela de enseanza como mtodo de apoyo.

Las Limitantes son sin duda el tiempo, ya que se deben crear mecanismoselectrnico-mecnicos.

El prototipo solo contar con una celda braille.

Justificacin.

Las limitantes de comunicacin entre personas discapacitadas y no discapacitadas

originan la discriminacin social y limitan la inclusin social de las primeras,adems que socialmente pocos se preocupan por buscar mecanismos eficientes

para interactuar con ellos, produciendo analfabetismo, exclusin laboral y por tanto

pobreza [2].


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Se han hecho grandes avances en la tecnologa para los usuarios de braille

durante la ltima dcada. Lamentablemente, la mayora de los estudiantes

lectores de braille en los primeros grados no tienen acceso a gran parte de esta

tecnologa. Se pretende que este proyecto sea verstil y fcil de usar para el

estudiante y para el profesor. Tambin se piensa que facilitara la interaccin entre

el profesor de educacin general de lectura impresa y el estudiante lector de

braille y entre el estudiante lector de braille y sus compaeros de clase.

Impacto social, tecnolgico, econmico y ambiental.

Imp acto social

Se calcula que al menos el 12% de la poblacin mundial sufre algn tipo de

discapacidad y se cree que al menos el 30% de los nios con limitaciones, crecen

analfabetas por falta de profesores bilinges, que hablen espaol, conozcan

lengua de seas o conozcan alfabeto braille, alienando a las personas

discapacitadas en primer instancia a acceder a la educacin y en segunda

instancia limitndolo a realizar o compartir actividades establecidas en una

sociedad para llevar una vida normal [2].

Con este proyecto los participantes pretenden lograr un impacto positivo en la

sociedad con soluciones tecnolgicas que ayuden a luchar contra la ignorancia,

reducir la desercin en escuelas de enseanza Braille y mejorar la educacin.

Imp acto tecno lgico

Otro impacto importante que se quiere lograr con el proyecto, es lograr crear

conciencia entre los estudiantes del tecnolgico con respecto a apoyar a las

personas con discapacidades. Esto permite contar con estudiantes

emprendedores que buscan aplicar los conceptos tecnolgicos y cientficos

adquiridos en clase en pro de la superacin de las personas ms necesitadas.


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CAPTULO 1

ASPECTOS TERICOS

1.1 BRA ILLE

El Braille, es el sistema utilizado por las personas ciegas, para poder leer. Este, un

sistema de escritura, funciona por medio de caracteres en relieve para permitir leer

usando los dedos de la mano.

Cada uno de estos caracteres o clulas, contiene seis posiciones de puntos,

posicionados en rectngulos, los cuales se encuentran en dos columnas de tres

puntos cada una. Cada uno de estos puntos, pueden ser levantados (darles

relieve), para que con los dedos, la persona no vidente pueda sentir estaprotuberancia. Cuando no hay ningn relieve, significa que existe un espacio.

La primera columna contiene los nmeros del 1 al 3. Y la segunda, la que est

posicionada a la derecha, contiene los nmeros del 4 al 6. Para ir desarrollando

las letras, se realizan distintas combinaciones de relieve, con los diferentes puntos

existentes [3].

1.1.1 HISTORIA DEL BRAILLE

Con respecto a la historia del braille, este nace originalmente, por medio de la

peticin del Emperador Napolen Bonaparte, de crear un sistema de

comunicacin silencioso para los soldados, el cual se pudiera leer sin luz. Se le

llam la lectura nocturna.

Pero este sistema de lectura, result demasiado complejo, para que los soldados

pudieran leer con rapidez las distintas notas. Aparte de lo complejo que era el

mismo hecho de aprender a leer bajo ste sistema. Es as, como las academiasmilitares, rechazaron el proyecto.

A mediados del siglo XIX, en el ao de 1821, Se dio a la luz, a la creacin de Louis

Braille, quien al haber quedado ciego en su niez, haba logrado crear un sistema

de lectura veloz y fcil de aprender, para aquellas personas que son ciegas. Esta


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persona trabajaba en el Instituto Nacional de la Ceguera en Paris. Su idea, se

gener a partir de los sistemas desarrollado anteriormente, por los militares. Es

as, como se dio cuenta, que el sistema anterior fallaba, ya que sus signos eran

muy grandes, como para poder determinar de inmediato la distribucin del relieve

usando el dedo, sin tener que mover el mismo. Lo cual lo haca extremadamente

lento. Su creacin y gran aporte, fue desarrollar las clulas o sistema Braille, o

sea, los seis puntos, por los cuales se dan forma a las letras, por medio de los

relieves de los mismos.

Es as, como el sistema Braille, puede ser considerado como la primera

codificacin binaria, del mundo. Este sistema, adems, puede ser utilizado con

fines de lectura musical e incluso matemtica.

1.1.2 MTODOS DE ESCRITURA DE BRA ILLE

Las formas ms utilizadas para escribir en Braille son: manual, a maquina de

escribir e impresoras. En la forma manual se usa un punzn, para ir formando las

combinaciones, las mquinas de escribir de ste sistema tienen un funcionamiento

similar a las maquinas de escribir convencionales (no hay que olvidar, que las

mquinas de escribir convencionales, nacen por medio de la peticin de un conde,

de una mquina para que escribiera su hija que era ciega), y las impresorasbraille, las cuales pueden ser conectadas a una computadora, esta ltima es la

solucin moderna y rpida.

Con respecto a los caracteres del tipo braille, estos llegan a ocupar mucho ms

espacio que los impresos convencionales. Es as, como en una pgina tpica de

braille, la cual puede llegar a medir 28 centmetros, por otros 28, slo llega a haber

espacio para 25 lneas, de 40 caracteres cada una [4].

1.1.3 TRANSCRIPCIN DEL BRAILL E

Existen diversos mtodos de Transcripcin Braille, conocidos como "Grado 1",

"Grado 2" y "Grado 3". El braille de Grado 1 es el sistema de transcripcin ms

empleado y el mtodo nico y oficial para la publicacin en Espaa, segn el


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acuerdo adoptado por la Comisin Braille Espaola. Este sistema de transcripcin

sustituye las notaciones en tinta del original por las correspondientes en braille.

Los sistemas de transcripcin correspondientes a los Grados 2 y 3 son conocidos

como estenotipia. Su principio rector es el de economizar caracteres para ahorrar

espacio, puesto que los caracteres en braille no se pueden alterar de tamao

como sucede en el caso de la tinta.

En todo el mundo existen centros de produccin de libros y documentos

accesibles para personas ciegas y deficientes visuales graves. Entre estos

centros, se destacan el NLS de la Biblioteca del Congreso en Estados Unidos y la

Red de Produccin del Servicio Bibliogrfico de la ONCE, la ms densa del mundo

en su rea, y que cuenta con dos grandes centros de produccin en Madrid y

Barcelona, cinco Servicios de Produccin de Recursos Didcticos en Madrid,

Alicante, Sevilla, Pontevedra y Barcelona y treinta y cuatro Unidades de

Produccin Documental en cada una de las Delegaciones Territoriales y

Direcciones Administrativas de la Organizacin. La ONCE tambin ensea a leer y

escribir en este cdigo [5].

1.1.4 ACCESIBILIDAD Y SISTEMA BRA ILLE

Un ejemplo de la accesibilidad del braille se encuentra en los billetes canadiensesen curso, que constan de una serie de puntos que indican su denominacin y

pueden ser fcilmente identificados por gente con problemas de vista. Este

sistema no est basado en el sistema braille, sino que fue desarrollado en

colaboracin con gente invidente y gente con problemas visuales, despus de que

un estudio hubiera indicado que no todos los usuarios potenciales lean braille. El

Banco Central del Paraguay, desde el ao 2009 puso en circulacin un billete de

2000 guaranes con el sistema braille para los invidentes.

En Espaa, a partir de las Elecciones Generales y Autonmicas andaluzas de

marzo de 2008, es posible utilizar este sistema para emitir el voto de forma

autnoma y annima, lo cual supone un importante avance social para la

integracin de los ciegos y deficientes visuales severos.


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A pesar de que el braille fue ideado como el principal sistema de lectura y escritura

para personas ciegas, en el Reino Unido se estima que, de entre dos millones de

personas con problemas de vista, slo entre 15.000 y 20.000 utilizan el sistema

braille. La gente joven prefiere el texto electrnico, ya que es porttil y les permite

comunicarse con sus amigos. Actualmente hay un debate abierto sobre cmo

hacer ms atractivo el braille, y cmo conseguir ms profesores que sean capaces

de ensearlo [6].

1.2 LNEA BRAILLE (PANTALLA BRA ILLE)

Una lnea o pantalla braille es un dispositivo electrnico que permite la salida de

contenido en cdigo braille desde otro dispositivo, al cual se ha conectado,

permitiendo a una persona ciega o con baja visin acceder a la informacin queste le facilita.

Las lneas braille muestran de forma tctil la informacin que un lector de

pantalla leera. Por ello son tiles para las personas ciegas y en especial pa ra las

sordo-ciegas.

Las lneas braille estn compuestas de un conjunto de celdas, cada una con 6 u

ocho puntos, que permiten mostrar caracteres braille. Los puntos, a diferencia del

braille impreso, pueden alternar entre las posiciones de subido y bajado, de formaque pueden variar de manera dinmica.

La lectura en una lnea braille es igual a la del braille impreso, la diferencia radica

en que solo se lee sobre una o varias lneas que se van actualizando. Para ello los

puntos pueden subir o bajar segn los caracteres o smbolos que se deban

representar en cada momento.

Las lneas braille estn compuestas de celdas dispuestas en una o ms filas de

manera que la persona que la utiliza debe ir leyendo de un lado al otro y pulsar un

botn para que la lnea se actualice.

En los ordenadores se suele acoplar una lnea braille debajo del teclado de

manera que sea rpido el cambio de un perifrico a otro.


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Las lneas braille suelen incluir un conjunto de botones que le dan mayor

funcionalidad. Adems de los botones para la actualizacin del contenido se

pueden encontrar botones para cambiar de lnea o prrafo, que permiten moverse

por los textos de manera rpida sin tener que recurrir a otros teclados.

Puntos brai l le

Los puntos braille que forman una celda estn compuestos de un mecanismo

electro-mecnico que permite que suban y bajen. Este mecanismo acaba en un

pequeo cilindro metlico que sobresale por un agujero y cuya terminacin

superior es redondeada para facilitar su deteccin sin causar molestias en el dedo

del lector, permitiendo al dedo ir resbalando por los sucesivos puntos de la lnea.

Los puntos sobresalen de la superficie de la lnea braille por unos agujerosdispuestos a tal efecto.

Funcionamiento

La lnea braille puede funcionar de varias maneras, segn estemos en un entorno

de texto o grfico.

En los entornos shell la lnea solo tiene que reproducir en braille los caracteres

que se muestran en pantalla.

En entornos grficos es necesario aadir ms informacin. Las lneas braille y los

lectores de pantalla pueden acceder a textos y mens de forma fcil, pero otros

componentes son ms difciles de interpretar. Por ello las APIs suelen permitir a

los programadores y diseadores de interfaces aadir a sus componentes de

ventana informacin que permita ser leda por este tipo de programas y

dispositivos.

Por ejemplo la etiqueta para poner imgenes en cdigo HTML que se

utiliza en las pginas web incluye el atributo alt que permite dar una descripcin

(no visible, salvo que el enlace a la foto est roto) que sirve para dar una

descripcin a la persona ciega.


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Es altamente recomendable que los programadores y diseadores aadan este

tipo de informacin, dando una informacin clara y descriptiva a las personas que

usan estos medios.

Hay que tener en cuenta que la informacin debe ser acorde con el contenido y

que no se dedique a describir lo que ya es obvio (por ejemplo decir esto es un

botn), ni dar un exceso de informacin que pueda hacer ms lenta y/o difcil el

uso de las aplicaciones por parte del usuario ciego [7].


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CAPTULO 2

ANTECEDENTES Y CAUSAS DEL PROBLEMA

Entre los sistemas de apoyo para personas ciegas y con baja visin se pueden

encontrar maquinas de escribir, entrenadores y sistemas informticos para

entrenamiento.

A continuacin se describen los que han tenido mayor difusin en diferentes

medios.

2.1 Maquina de escribir Perkins Brailler

Figura 01: Maquina de escritura braille Perkins, modelo: NEW Next Generation.

La Perkins Brailler es una "mquina de escribir braille" con una teclacorrespondiente a cada uno de los seis puntos del braille cdigo, una tecla de

espacio, una tecla de retroceso y tecla para avanzar una lnea. Como una

maquina de escribir manual, tiene dos botones laterales para hacer avanzar el

papel a travs de la mquina y una palanca de retorno de carro sobre las teclas.

Los rodillos que sostienen y hacen avanzar el papel avance tienen ranuras


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diseadas para evitar el aplastamiento de los puntos en relieve de la escritura

Braille.

Aunque la escritura braille fue diseado para que personas ciegas o con

discapacidad visual leyeran, antes de la introduccin de la Perkins Braille, la

escritura braille era un proceso engorroso. Escritores Braille creaban caracteres

braille con un slate y stylus (como el sistema desarrollado por Louis Braille) o

mediante el uso de una de las mquinas de escritura braille complejas, costosas y

frgiles disponibles en ese momento.

El original Perkins Braille fue producida en 1951 por David Abraham (1896-1978),

un maestro de carpintera en la Escuela Perkins para Ciegos. El director de la

Escuela Perkins, Gabriel Farrell, pidi a Abraham que crear una mquina de bajo

costo y confiable para permitir a los estudiantes a escribir ms fcilmente braille.

Farrell y Abraham trabajaron con Edward Waterhouse, que era profesor de

matemticas en Perkins, para crear el diseo de la mquina Braille [8].

Figura 02: Perkins Brailler original.


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2.2 Nela Project

Nela es un programa informtico que ayuda en el aprendizaje de la escritura

usando el cdigo Braille a los nios con discapacidad visual (visin reducida oceguera).

Figura 03: Captura de pantalla del sistema Nela.

Nela es Software Libre (con licencia GNU GPL 3 o posterior): se puede usar,

copiar a otras personas, modificar y distribuir versiones modificadas de forma

gratuita y legal.

Es multiplataforma (funciona tanto en Microsoft Windows como sobre sistemas de

tipo Unix como GNU/Linux) y est internacionalizado (preparado para traducirse a

otros idiomas).

Usando el teclado normal del ordenador, Nela simula una mquina Perkins. El

nio coloca las manos sobre la fila central del teclado, con los dedos ndices sobre

las teclas F y J, que tienen unas marcas en relieve. Si el nio tiene dificultades


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para notar ese relieve, se puede pegar un trozo de fieltro sobre las teclas. Las

teclas SDF y JKL se usan como si fueran una mquina Perkins:

F: punto 1 de la celda Braille

D: punto 2 de la celda Braille

S: punto 3 de la celda Braille

J: punto 4 de la celda Braille

K: punto 5 de la celda Braille

L: punto 6 de la celda Braille

Para escribir una letra en una mquina Perkins, se pulsan simultneamente las

teclas correspondientes a los puntos de dicha letra.

Nela solicita al nio que escriba una palabra, y le comunica si la introduccin ha

sido correcta o no. Dado que el programa est dirigido tanto a nios con baja

visin como con ceguera, la comunicacin se realiza tanto de forma visual como

sonora. Tras la introduccin (correcta o no) en la parte inferior de la pantalla se

muestra la palabra escrita en Braille.

Se puede hacer que vuelva a sonar la palabra solicitada pulsando la tecla Intro

(esquina inferior derecha). El programa introduce automticamente la siguiente

palabra una vez que el nio escribe habitualmente de forma correcta las palabras

presentadas hasta el momento. Las palabras ya vistas seguirn presentndose

ocasionalmente para repasarlas. Cuando se cometa un error en una palabra, sta

ser presentada con mayor frecuencia, para reforzarla. Del mismo modo, las

palabras que no presenten dudas aparecern ms raramente [9].


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2.3 Mountbatten Learning System.

Figura 04: Sistema de aprendizaje Mountbatten.

El sistema de aprendizaje Mountbatten esta diseado para nios que necesiten

aprender braille.

Su funcionamiento es similar a la Perking Brailler, con algunas caractersticas

adicionales como:

- Incluye apoyo auditivo con voz digitalizada y voz sintetizada.

- Funciona como impresora.

- Guardar en una memoria.

- Modo de uso con una mamo.

- Editor de texto (archivos transferibles a pc.

- Conexin a audfonos.

- Conexin para teclado de pc [10].


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2.4 ventajas de nuestro sistema

A continuacin se muestra un cuadro comparativo de los 3 sistemas descritos en

este capitulo y nuestro proyecto.

Equipo o sistema Ventajas DesventajasPerkins Brailler - Escribe Braille

Sistema altamenteprobado

- Sistema profesional,no de entrenamiento.- Solo escritura.- No existeretroalimentacin.- Costo.- Peso

Nela Project - Sistema deaprendizaje.- Sistema en OpenSource.

- Entrenamiento basadoen la escritura.- La forma de escrituraesta basada en laPerkins Brailler.

Mountbatten LearningSystem

- Sistema multifuncional- Sistema deaprendizaje.

- Apoyo Auditivo

- Entrenamiento basadoen la escritura.- La forma de escritura

esta basada en laPerkins Brailler.- Alto Costo.

Entrenador BrailleElectrnico coninterfaz USB deHardware y SoftwareAbierto

- Es un entrenador delectura.- Sistema en OpenSource.- Sistema de bajo costo.

- Apoyo auditivo.

- Consta solo de unacelda Braille.

Tabla 2: Comparativa entre productos


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CAPITULO 3:

DESARROLLO DEL PROYECTO

Con un dispositivo electrnico de bajo costo conectado a una computadora es

posible simplificar y ampliar la enseanza de la lectura del sistema Braille, pero,

Cmo es esto?, en este proyecto tratamos de implementar la enseanza bsica

del braille usando apoyo auditivo, computacional y electrnico, lograremos que el

usuario final en cuestin puedo identificar las diferentes letras del idioma braille as

como poder retroalimentar su aprendizaje por medio de ejercicios de deletreo de

palabras pulsando los botones correspondientes para afirmar o negar la veracidad

de la sentencia que por software se le proporciona.

3.1 VARIABLES DEL SISTEMA

El sistema constara con tres variables de entrada y seis de salida, las tres

variables de entrada son las correspondientes a: dos botones (verdadero y falso) y

al puerto serial de la computadora que es la encargada de la comunicacin del

software con el prototipo.

Figura 05: Diseo del sistema


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Las variables de salida sern las diferentes combinaciones de seis dgitos

necesarios para representar una letra en el idioma braille.

Hay dos tipos de software a escoger: el primario o bsico, que solo desplegar

una letra a la vez, utilizando el apoyo auditivo se escuchara el nombre de una delas letras del alfabeto acto seguido el usuario podr notar que en la salida del

sistema unos actuadores elctricos se accionaran dando paso a precisamente la

letra mencionada en cuestin.

Y el secundario o avanzado el cual har la retroalimentacin del aprendizaje

preguntndole al discapacitado visual si la palabra deletreada es correspondiente

a la palabra proporcionada por el audio del software dndole la opcin de escoger

entre falso y verdadero para la afirmacin que se le presenta de manera auditiva.

3.2 DESCRIPCIN DEL PROYECTO

El objetivo es crear un dispositivo de soporte didctico para el idioma braille

integrarlo a un software gratuito comunicando la computadora con el dispositivo y

utilizarlo para la enseanza del idioma braille.

Consta de una caja rectangular con diferentes orificios (correspondientes al

numero necesario para simular una letra en idioma braille) cada orificio tendr undispositivo electrnico para simular el relieve necesario para la lectura del idioma

braille.

3.3 DISEO DEL PROYECTO

Para dichos relieves necesitbamos un dispositivo que tuviera un mecanismo que

subiera y bajara mediante pulsos elctricos y lo encontramos en unos actuadores

para cerradura de auto.

Escogimos estos ya que son bastantes comunes, fciles d conseguir,

relativamente baratos y por la funcionabilidad que brindan con su poco consumo

de corriente.


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Nos enfocamos a resolver este problema primero ya que sin la parte electro

mecnica tan necesario para nuestro proyecto simplemente no avanzaramos.

Figura 06: Actuadores. Dispositivo inherentemente mecnico cuya funcin es

proporcionar fuerza para mover o actuar otro dispositivo mecnico. La fuerza que

provoca el actuador proviene de tres fuentes posibles: presin neumtica, presin

hidrulica y fuerza motriz. Dependiendo de el origen de la fuerza del actuador se

denomina neumtico, hidrulico o elctrico [11].

Ya teniendo resuelto el qu habramos de controlar? Ahora nos falta el cmo? Yse decidi utilizar la plataforma Arduino para poder controlar nuestras seis

diferentes salidas, nos decidimos por Arduino ya que es un proyecto el cual

queremos se reproduzca fcilmente y ya que el software ser liberado en internet,

el Arduino es mas conocido y usado internacionalmente, de fcil adquisicin y mas

versatilidad en cuanto a funciones y herramientas disponibles para esta

plataforma.

Sistema Open Source. El cdigo abierto se refiere a un programa o software en elque el cdigo fuente (la forma del programa cuando un programador escribe un

programa en un lenguaje de programacin en particular) est disponible para el

pblico en general para el uso y / o modificacin de su diseo original sin cargo

legal o monetario.


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Cdigo fuente abierto o libre se crean

normalmente como un esfuerzo de

colaboracin en el que los

programadores mejoran el cdigo y

comparten los cambios dentro de la

comunidad [13].

Figura 07: Arduino. Arduino es una

plataforma de hardware libre, basada

en una placa con un micro controlador y un entorno de desarrollo, diseada para

facilitar el uso de la electrnica en proyectos multidisciplinarios [12].

Ahora bien necesitbamos subir y bajar el pasador del actuador, o mas biencambiar la polarizacin de entrada para cambiar de estado el actuador, para eso

utilizamos el integrado HL293D conocido mas bien como puente H. Pero debido a

el consumo de corriente por cada actuador de coche que a pesar de no ser

mucha, al tratar de activar mas de 4 actuadores a la vez el consumo de corriente

vendra a sobrepasar el limite que nuestra plataforma Arduino brinda, as que

aparte de controlar el cambio de polarizacin con los puentes H tambin se le

mandara la seales a estos por medio de una seal

pulsada para tener el mxima eficiencia en cuando al

uso de la corriente en nuestro sistema y poder

controlar mas de 4 actuadores la mismo tiempo.

Figura 08: Puentes H. El Puente H es un circuito

electrnico de 6 transistores, 4 tipo NPN y 2 PNP, que

se utiliza para controlar el giro de motores DC

(corriente directa) en ambos sentidos. Estos puedenser diseados para motores de un bajo consumo de

amperios, como para otros ms potentes. El uso de

los puentes H es muy amplio, ya que tambin pueden

controlarse motores desde una computadora u


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ordenador. Tambin pueden disearse puentes H con interruptores, para llevar a

cabo los cambios de rotacin del motor, es decir, hacia adelante y retroceso [14].

Para tener un mejor panorama de como queremos la distribucin de los

dispositivos nos ayudamos con la simulacin en el programa Ares del Proteus dela interaccin entre Arduino y los componentes para controlar los seis actuadores.

El panorama que de la siguiente forma:

Figura 09. Diagrama esquemtico

Teniendo ya la conexin entre todos los dispositivos nos dimos a la tarea de

aplicar nuestros conocimientos acerca del modo pulsado en las seales para

hacer la prueba en un solo actuador logrando un resultado positivo, ahora bien


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pudiendo controlar un actuador ahora se podr implementar la misma lgica para

los dems actuadores.

Figura 10: Probando el sistema en modo pulsado

Programa de testeo de actuador para Arduino usando PWM

/*Prueba de actuadores con puente HL293D

*/

const int MOTOR_POS = 3;const int MOTOR_NEG = 2;

const int TIME_MOV = 110; //Tiempo optimo de movimiento en ms

const int PWM_HOLD = 40; //Fuerza para que se quede arriba sin jalar mucha corriente//120mA con 50 de 255

// the setup routine runs once when you press reset:

void setup() {


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// Declaracin de Pines

pinMode(MOTOR_POS, OUTPUT);

pinMode(MOTOR_NEG, OUTPUT);

}

void loop() {

//Subir

digitalWrite(MOTOR_NEG, LOW);

digitalWrite(MOTOR_POS, HIGH);delay(TIME_MOV);

//Sostener con PWM

analogWrite(MOTOR_POS, PWM_HOLD);

delay(2000);

//Bajar

digitalWrite(MOTOR_POS, LOW);

digitalWrite(MOTOR_NEG, HIGH);delay(TIME_MOV);

//Apagar

digitalWrite(MOTOR_NEG, LOW);

delay(2000);

}

Ahora bien ya tenemos la mayora de los elementos para poder construir una

placa controladora de prueba para los seis actuadores, es hora de pasar al diseo

del Shell para el Arduino.

Figura 11: Primeros avances con el circuito


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El diseo resulto ser bastante sencillo pero tuvimos algunos problemas con el

espacio que debera ocupar la placa al integrar todo el sistema esta es la primera

aproximacin de como se vea nuestro primer prototipo que a pesar de trabajar

bien no cumpla del todo con nuestras expectativas.

Figura 12: Primera placa prototipo Braille 1.

Decidimos entonces hacer el diseo en doble capa para minimizar el espacio

utilizado y brindarle algo de elegancia al diseo. Y ya que solo era conectar la

base del arduino con unos puentes H y las salidas a los actuadores el diagram del

PCb quedo de la siguiente manera.

Figura 13. Diseo de PCB


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Aprovechando que en este momento realizo mi residencia en el CINVESTAV tome

de favor la maquina de fresado de placas para elaborar entonces mi proyecto, este

es el resultado.

Figura 14: Segunda placa prototipo Braille 2.

Que esta vez si cumpla con nuestras expectativa de tamao y diseo y nos

dispusimos a integrar los elementos a la placa.

Figura 15: Integracin final de componentes en la PCB.

Se le integrar tambin la comunicacin con una computadora de escritorio para

que por medio de una interfaz grfica y auditiva el usuario final pueda interactuar

con el entrenador didctico.


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27

Se incorpora tambin la parte del arreglo de actuadores dispuestos de tal manera

que logre emular la disposicin de los puntos necesarios para representar el

idioma Braille.

Figura 16: Integracin del sistema de Braille didctico

Una vez dispuestos ya se puede empezar las pruebas para el sistema completo

para ello elaboramos una pequea interfaz de prueba elaborada en el programa

Visual Basic, el programa muestra cuando el equipo este conectado o mas bien

haya comunicacin con el prototipo adems de desplegar las letras del abecedario

en el orden natural de este, con la opcin de leer cada letra con ayuda de la barra

espaciadora.

Figura 17: Prueba del Interfaz de usuario


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Con cada pulsacin de la barra espaciadora se escucha una voz, que es el apoyo

auditivo, pronunciando precisamente la letra en cuestin y pasando a la siguiente

letra a pronunciar lista para ser escuchada en cuanto pulsemos de nuevo la barra

espaciadora.

Figura 18: Prototipo testeado y funcionando desplegando la letra C en braille.

Se esta usando todos estos elementos de fcil adquisicin para promover el libre

desarrollo de software y hardware, muchos de los software de tipo Open Source

han logrado su xito y reconocimiento de sus creadores debido a la capacidad de


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desarrollo e innovacin en su terreno, nuestro objetivo tambin es lograr crear

conciencia entre los estudiantes del tecnolgico con respecto a apoyar a las

personas con discapacidades permitindole contar con estudiantes

emprendedores que buscan aplicar los conceptos tecnolgicos y cientficos

adquiridos la carrera en pro de la superacin de las personas ms necesitadas.

Desarrollo de la Programacin

Cdigo fuente de como esta compuesto el entrenador braille. Como ya se haba

mencionado este cdigo ser liberado en la red para su total reproduccin o

desarrollo.

Public Class Braille

Dim activeLetter As String

Dim nextLetter As String

Dim str As String

Dim value As String

Private Strt As System.Threading.Thread

Private Sub Braille_Load(ByVal sender As System.Object, ByVal e As

System.EventArgs) Handles MyBase.Load

nextLetter = "a"

If SerialPort1.IsOpen Then

SerialPort1.Close()

End If

Try


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30

With SerialPort1

.PortName = "COM8"

.BaudRate = 9600

.Parity = IO.Ports.Parity.None

.DataBits = 8

.StopBits = IO.Ports.StopBits.One

End With

SerialPort1.Open()

Catch ex As Exception

MsgBox(ex.ToString)

End Try

'Mostrar conectado

LB_ConnStatus.Text = "Conectado"

SerialPort1.Write("_")

SerialPort1.Write(" ")

Strt = New System.Threading.Thread(AddressOf MyThread1)

Strt.Start()

End Sub

Private Sub LB_ConnStatus_Click(ByVal sender As System.Object, ByVal e As

System.EventArgs) Handles LB_ConnStatus.Click

End Sub

Sub MyThread1()


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31

OutputString()

End Sub

Private Sub OutputString()

If Me.InvokeRequired Then

Me.Invoke(New MethodInvoker(AddressOf OutputString))

Else

' LB.Text = str

End If

End Sub

Private Sub Leer_Click(ByVal sender As System.Object, ByVal e As

System.EventArgs) Handles Leer.Click

BrailleLeer()

End Sub

Sub BrailleLeer()

activeLetter = nextLetter

LabelLetra.Text = activeLetter

Select Case nextLetter

Case "a"

My.Computer.Audio.Play("wavs/a.wav")

SerialPort1.Write("a")


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32

nextLetter = "b"

Case "b"

My.Computer.Audio.Play("wavs/b.wav")

SerialPort1.Write("b")

nextLetter = "c"

Case "c"

SerialPort1.Write("c")

My.Computer.Audio.Play("wavs/c.wav")

nextLetter = "d"

Case "d"

SerialPort1.Write("d")

My.Computer.Audio.Play("wavs/d.wav")

nextLetter = "e"

Case "e"

SerialPort1.Write("e")

My.Computer.Audio.Play("wavs/e.wav")

nextLetter = "f"

Case "f"

SerialPort1.Write("f")

My.Computer.Audio.Play("wavs/f.wav")

nextLetter = "g"

Case "g"

SerialPort1.Write("g")

My.Computer.Audio.Play("wavs/g.wav")


38/45

33

nextLetter = "h"

Case "h"

SerialPort1.Write("h")

My.Computer.Audio.Play("wavs/h.wav")

nextLetter = "i"

Case "i"

SerialPort1.Write("i")

My.Computer.Audio.Play("wavs/i.wav")

nextLetter = "j"

Case "j"

SerialPort1.Write("j")

My.Computer.Audio.Play("wavs/j.wav")

nextLetter = "k"

Case "k"

SerialPort1.Write("k")

My.Computer.Audio.Play("wavs/k.wav")nextLetter = "l"

Case "l"

SerialPort1.Write("l")

My.Computer.Audio.Play("wavs/l.wav")

nextLetter = "m"

Case "m"

SerialPort1.Write("m")

My.Computer.Audio.Play("wavs/m.wav")

nextLetter = "n"

Case "n"


39/45

34

SerialPort1.Write("n")

My.Computer.Audio.Play("wavs/n.wav")

nextLetter = ""

Case ""

SerialPort1.Write("")

My.Computer.Audio.Play("wavs/.wav")

nextLetter = "o"

Case "o"

SerialPort1.Write("o")

My.Computer.Audio.Play("wavs/o.wav")

nextLetter = "p"

Case "p"

SerialPort1.Write("p")

My.Computer.Audio.Play("wavs/p.wav")

nextLetter = "q"

Case "q"

SerialPort1.Write("q")

My.Computer.Audio.Play("wavs/q.wav")

nextLetter = "r"

Case "r"

SerialPort1.Write("r")

My.Computer.Audio.Play("wavs/r.wav")

nextLetter = "s"

Case "s"

SerialPort1.Write("s")

My.Computer.Audio.Play("wavs/s.wav")

nextLetter = "t"


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35

Case "t"

SerialPort1.Write("t")

My.Computer.Audio.Play("wavs/t.wav")

nextLetter = "u"

Case "u"

SerialPort1.Write("u")

My.Computer.Audio.Play("wavs/u.wav")

nextLetter = "v"

Case "v"

SerialPort1.Write("v")

My.Computer.Audio.Play("wavs/v.wav")

nextLetter = "w"

Case "w"

SerialPort1.Write("w")

My.Computer.Audio.Play("wavs/w.wav")

nextLetter = "x"Case "x"

SerialPort1.Write("x")

My.Computer.Audio.Play("wavs/x.wav")

nextLetter = "y"

Case "y"

SerialPort1.Write("y")

My.Computer.Audio.Play("wavs/y.wav")

nextLetter = "z"

Case "z"

SerialPort1.Write("z")


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36

My.Computer.Audio.Play("wavs/z.wav")

nextLetter = "a"

End Select

End Sub

End Class


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37

CAPTULO 4

MEJORAS FUTURAS Y CONCLUSIONES

4.1 MEJORAS FUTURAS

Al ser solo un prototipo las mejoras en el sistema pueden ser bastantes,

empezando en que se podra implementar el controlador de la placa con un

microprocesador de menor costo utilizando solo lo estrictamente necesario en el

dispositivo entrenador y no con el Arduino en si, ya que se desperdicia el

potencial del mismo (Arduino) que a pesar de ser de relativo bajo costo.

Tambin de manera reciproca aprovechando el potencial del Arduino se podra

mejorar el entrenador braille aumentando la cantidad de celdas utilizables, as

como crear y programar otros botones para alguna funcin en particular del

desarrollador.

Tambin al usar software libre hace que nuestro proyecto se mas robusto en el

sentido de que se puede adaptarse a cualquier posible especificacin, manejo ouso que se le quiera dar. Cualquier mejoramiento en el software tambin es

mejoramiento en el sistema.

En un principio el sistema fue pensado para que funcionara con unos rels

aprovechando el sistema electromecnico que manejan, pero lo cambiamos a

actuadores electrnicos porque tienen mas fuerza y mejor maniobrabilidad y

ahorra tiempo en el diseo tanto de PCB como en el diseo sistema mecnico

para los rels. De igual forma los actuadores de pueden remplazar por algn otroactuador elctrico de menor precio y tamao haciendo el entrenador braille ms

compacto y amigable al usuario.


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4.2 CONCLUSIONES

El alfabeto Braille es el sistema de lecto-escritura especfico para ciegos y

deficientes visuales y su conocimiento es fundamental para su formacin,

desarrollo y autonoma personal y, en consecuencia, es un instrumento importantepara su integracin en la sociedad.

El desarrollo de las nuevas tecnologas, muy basadas en la sntesis de voz va en

detrimento de su uso de manera notable, debido, sobretodo, a que muchos libros

e informaciones son ms fciles de obtener con sistemas electrnicos y ms

transportables. Sin embargo, no son recursos excluyentes sino complementarios:

las nuevas tecnologas facilitan la produccin en Braille, lo incorporan en sus

teclados, existe el braille electrnico (lnea braille. Dado que el alfabeto Braille esel nico sistema de lectoescritura para ciegos es necesario fomentar y

promocionar su aprendizaje y uso y as lo ha explicitado tambin la Unin Mundial

de Ciegos.

Los costos de produccin del Braille electrnico (celdillas Braille) son muy

elevados y esto dificulta su mayor incorporacin en diferentes dispositivos y, en

consecuencia, que su uso sea ms extenso. De todos modos las empresas siguen

investigando en procesos ms baratos y la ONCE ha otorgado algn premio de I +D para impulsar esta lnea de trabajo.

Se observa un cierto debate al entorno de la enseanza del Braille: sobre quin y

cundo debe aprenderlo (grado de resto visual y otras circunstancias), sobre si

quienes lo ensean tienen los conocimientos, perspectiva y conviccin suficientes

y sobre si disponen de mtodos y materiales lo bastante atractivos y motivadores

tanto para la enseanza infantil como de adultos. En este campo las nuevas

tecnologas ofrecen la posibilidad de contar con juegos que resulten motivadores

para aprender a leer el Braille.


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REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS

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estudio/537-caso-de-exito-innovadores-de-america. [ltimo acceso: 03 10

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