FACULTAD SISTEMAS MERCANTILES CARRERA DE SISTEMAS

UNIVERSIDAD REGIONAL AUTÓNOMA DE LOS ANDES

UNIANDES

FACULTAD SISTEMAS MERCANTILES

CARRERA DE SISTEMAS

PROYECTO DE INVESTIGACIÓN PREVIO A LA OBTENCIÓN

DEL TÍTULO DE INGENIERO EN SISTEMAS E INFORMÁTICA

TEMA:

“SILLA DE RUEDAS AUTOMATIZADA PARA MEJORAR LA ORIENTACIÓN DE

PERSONAS CON LIMITACIONES FÍSICAS EN LA CIUDAD DE TULCÁN”.

AUTOR: NAZATE ACOSTA JHONATAN GABRIEL

ASESOR: ING. DORADO CEVALLOS CRISTIAN YOVAO

TULCÁN – ECUADOR

2016

Certificación del Asesor

En mi calidad de Asesor de la Tesis de Grado, previo a la obtención del título de Ingeniero

en Sistemas e Informática; Certifico que el señor Nazate Jonathan, elaboro su trabajo de

grado sobre el tema: Silla de ruedas automatizada para mejorar la orientación de personas

con limitaciones físicas en la ciudad de Tulcán, bajo los lineamientos académicos y de

investigación de UNIANDES.

La implementación de una silla de ruedas automatizada para mejorar la orientación de

personas con limitaciones físicas propuesto, cuya característica principal es brindar

herramientas tecnológicas para las personas con limitaciones físicas. La importancia de

este sistema radica en la investigación tecnológica dentro del área de la automatización

y control, además de aportar con conocimientos adquiridos a los estudiantes de

UNIANDES Tulcán.

Como asesor de tesis apruebo la respectiva tesis de grado, para que sea sometida a la

revisión de lectores y defensa de la misma, por parte de jurado calificador que se designe.

Atentamente,

Ing. Cristian Dorado

Asesor de Tesis.

Declaración de Autoría de la Tesis

Yo, Nazate Jonathan con cédula de identidad N°. 040166951-0, egresado de la facultad

de sistemas mercantiles, carrera de sistemas e informática, certifico y doy fe que la

presente tesis de grado con el tema: Silla de ruedas automatizada para mejorar la

orientación de personas con limitaciones físicas en la ciudad de Tulcán, es de mi autoría.

Además, doy potestad a la universidad para que emplee el trabajo de culminación de

estudio como bibliografía para futuras investigaciones relacionadas con el tema

planteado.

Atentamente,

Jhonatan Nazate.

Autor de la tesis de grado.

DERECHOS DE AUTOR

Yo, Jhonatan Gabriel Nazate Acosta, declaro que conozco y acepto la disposición

constante en el literal d) del Art.85 del Estatuto de la Universidad Regional Autónoma de

Los Andes, que en su parte pertinente textualmente dice: El Patrimonio de la

UNIANDES, está constituido por: La propiedad intelectual sobre las Investigaciones,

trabajos científicos o técnicos, proyectos profesionales y consultaría que se realicen en la

Universidad o por cuenta de ella;

Tulcán, agosto de 2016

Sr, Jhonatan Gabriel Nazate Acosta

CI: 040166951-0

AUTOR

Dedicatoria

Este esfuerzo dedico a Dios quién supo guiarme por el buen camino, darme fuerzas para

seguir adelante y no desmayar en los problemas, enseñándome a encarar las adversidades

sin perder nunca la dignidad ni desfallecer en el intento. Además de su infinita bondad y

amor.

A mi MADRE, por ser la amiga y compañera que me ha ayudado a crecer, por ser la

persona que me ha acompañado durante todo mi trayecto estudiantil y de vida, por sus

consejos, comprensión, ayudándome en los momentos difíciles, por ser el pilar

fundamental en todo lo que soy, por la motivación constante que me ha permitido ser una

persona de bien, pero más que nada, por su amor corrigiendo mis faltas y celebrando mis

triunfos.

A mi PADRE, por los ejemplos de perseverancia, constancia que lo caracterizan y que

me ha infundado. Este es un logro que quiero compartir contigo, gracias por creer en mí.

Y sé que está orgulloso de la persona en la cual me he convertido.

Y a mis hermanas y sobrino quien han sido mi motivación, inspiración y felicidad.

Todo este trabajo ha sido posible gracias a ellos.

Agradecimiento

Mi eterna gratitud para la Universidad Regional Autónoma de los Andes UNIANDES y

por su intermedio a todos mis Docentes, que con su labor altamente generosa y entusiasta

impartieron valiosos conocimientos para mi formación profesional, integral y armónica.

ÍNDICE GENERAL

Contenido Pag. Certificación del Asesor .........................................

Declaración de Autoría de la Tesis .................................

Dedicatoria ..................................................

Agradecimiento ..............................................

Executive Summary ............................................

INTRODUCCIÓN ........................................... 11

Antecedentes Investigativos ................................. 11

Planteamiento del problema. ................................ 11

Formulación del problema. ................................. 12

¿Cómo contribuir con el mejoramiento de la orientación de personas con

limitaciones físicas en la ciudad de Tulcán? ....................... 12

Delimitación del Problema ................................. 12

Objeto De Investigación Y Campo De Acción .................... 12

Línea De Investigación .................................... 12

Objetivo general. ........................................ 12

Objetivos específicos ...................................... 12

Idea a Defender ......................................... 13

Variables de la investigación ................................ 13

Justificación de tema. ..................................... 13

Elementos de novedad, aporte teórico y significación práctica. .............. 16

El Aporte Teórico de la tesis de grado, son los conceptos y los elementos constitutivos

del sistema de automatización y control de contenidos de aprendizaje para la

UNIANDES Tulcán. .......................................... 16

CAPÍTULO I - MARCO TEÓRICO ............................... 17

1.2.3. Automatización y control de sillas de ruedas. .................... 20

1.2.3.1. Informática ...................................... 22

Software de Sistemas ..................................... 22

Software de Programación ................................. 23

Software de Aplicación .................................... 23

1.2.3.2. Automatización .................................... 24

Automatización y Control .................................. 24

Sistema Automatizado .................................... 24

1.3. Valoración crítica de los conceptos principales de las distintas posiciones teóricas

sobre Inteligencia Artificial ..................................... 28

1.4. Conclusiones Parciales del Capítulo I ......................... 29

CAPÍTULO II - MARCO METODOLÓGICO ......................... 30

2.1. Caracterización de personas con limitaciones físicas en la ciudad de Tulcán. .. 30

2.2. Descripción del Procedimiento Metodológico ...................... 30

2.2.1. Modalidad de la Investigación ........................... 30

2.2.2. Tipos de Investigación ................................ 30

2.2.3. Población y Muestra ................................. 32

2.2.4. Métodos, Técnicas e Instrumentos de Investigación ............ 32

2.2.5. Interpretación de Resultados ............................ 34

Metodología del desarrollo del software. ........................ 39

2.3. Conclusiones Parciales del Capítulo II ........................... 40

CAPÍTULO III - DESARROLLO DE LA PROPUESTA .................. 41

3.1. Título de la Propuesta. ................................. 41

3.2. Propuesta del Investigador. .............................. 41

3.2.1. Análisis. .......................................... 41

3.2.1.1. Análisis de los Requerimientos de Software ................ 42

3.2.1.2. Diagrama de Flujo de Datos ........................... 42

3.2.2. Diseño. ........................................... 43

3.2.2.1 Requerimientos de Entrada/Salida ....................... 43

3.2.2.3. Diagrama Lógico de la automatización. ................... 45

3.2.2.4. Diagrama Electrónico. ............................... 45

3.2.2.5. Componentes electrónicos ................................. 46

3.2.3. Pruebas .......................................... 46

3.2.3.1. Caja Negra ....................................... 46

3.3. Resultados de la Validación de la propuesta .................. 49

Análisis de Resultados de la validación de la propuesta. ................ 50

3.4. Conclusiones parciales del Capítulo III ........................... 53

BIBLIOGRAFÍA ........................................ 56

TABLA DE CONTENIDOS ................................ 59

Anexo 1. Carta de aprobación de tesis ......................... 60

Anexo 2. Formato de encuesta................................ 61

Anexo 3. Manual Técnico. .................................. 63

Resumen Ejecutivo

La Automatización y control es un término que paulatinamente va empapando en la

sociedad. En un principio asociaba complicados sistemas de control y de gestión de

dispositivos, e incluso se confundía con el concepto de edificios inteligentes.

La construcción de una silla de ruedas automatizada será un gran aporte a las diferentes

personas con discapacidad puesto que su manejo y administración es sencilla y permite

una mayor comodidad de los usuarios.

De ahí la importancia del presente trabajo de grado con el que se pretende lograr la

automatización inteligente de una silla de ruedas, aportando servicios de gestión

energética, seguridad, bienestar y comunicación, que pueden estar integrados por medio

de redes interiores y exteriores de comunicación, cableadas o inalámbricas.

Dotándolos de control eficiente y de fácil manejo con la ampliación e incorporación de

nuevas funciones. Por otro lado, alcanzando un grado suficiente de estandarización e

implantación, que permita una reducción considerable de sus costos. Desde la vertiente

técnica, el principal objetivo a parte de un buen funcionamiento de la instalación, pasa

por asegurar una suficiente velocidad de transmisión.

Después de realizar el estudio de viabilidad de la propuesta de este trabajo, se diseñó

todas y cada una de las etapas del sistema de Automatización de silla de ruedas, adjuntado

así los manuales de usuario y técnico con las respectivas instrucciones a fin de que se

comprenda el sistema en su totalidad evitando errores que podrían afectar su

funcionamiento.

Executive Summary

Automation and control is a term that is gradually permeating the society. Initially

associated complex control systems and device management, and even confused with the

concept of intelligent buildings. Currently, Dining Automation increases every day

becomes more and more important and is increasingly applied to other and different

usually fields: the electric power services, security and communication rough automation

ampliad to in their won humes.

Hence the importance of this work degree which aims to achieve intelligent automation

of a wheelchair, providing energy management, security, welfare and communication,

which can be integrated by means of internal and external communication networks,

wired or wireless. Providing them with efficient control and easy to use with the

expansion and addition of new functions. Furthermore reaching a sufficient degree of

standardization and implementation, allowing a considerable reduction in costs. From the

technical side, the main objective of a good system operation, serves to assure sufficient

transmission speed.

After conducting the feasibility study of the proposal of this work was designed each and

every stage of the automation system and attached user manuals and technical with the

respective instructions to understand the system in its avoiding all errors that could affect

its operation.

11

INTRODUCCIÓN

Antecedentes Investigativos

En universidades ecuatorianas se han encontrado tesis similares a la que se pretende

desarrollar como es el caso en la Universidad Técnica Equinoccial UTE donde Patricio

Cevallos Arroyo (2010) desarrollaron la tesis “Implementación de un prototipo de carros

de juguete automatizados con comandos de sonido para personas con limitaciones

físicas”, cuya finalidad es automatización y control, respectivamente los dispositivos

instalados en juguetes y comprobar el ahorro energético producto del no desperdicio de

energía eléctrica.

Se han revisado proyectos en la biblioteca de la Universidad Regional Autónoma de los

Andes UNIANDES, y se encontró un tema similar el cual es: Implementación de un

prototipo de sillas de ruedas automatizada con comandos de sonido, cuya característica

principal es el brindar herramientas tecnológicas para las personas con limitaciones

físicas, pero su limitación es que quedó como prototipo, dando como resultado la

aplicación del presente tema el cual es la implementación de la silla de ruedas funcional

que se encuentre apta para el uso de personas con limitaciones físicas.

A nivel general los trabajos de investigación en Automatización se han realizado en

diferentes áreas como: Sistema de control de automatización de automóviles etc. En la

Universidad Politécnica de Alcalá Juan García (2001) ha desarrollado temas como,

“Automatización y control de automóviles basado en la plataforma didácticas”.

Planteamiento del problema.

En la provincia del Carchi existe un proyecto relacionado con el presente tema el cual es

la implementación de un Sistema para la gestión y control de automatización inteligente

de la infraestructura de un prototipo de silla de ruedas; al culminar con el presente

proyecto se va a dejar bases tecnológicas para que los estudiantes puedan tener

conocimientos para próximos estudios.

En la ciudad de Tulcán existen personas con limitaciones físicas, y la mayoría de ellas

necesitan de la ayuda de una silla de ruedas para su traslado de un lugar a otro; las sillas

de ruedas que usan las personas discapacitadas son manuales y necesitan de la ayuda de

otra persona para su traslado, esto ocasiona que estas personas estén limitadas y dependan

de terceros para su movimiento.

12

Con el desarrollo de una silla de ruedas automatizada se contribuirá para que las personas

con limitaciones físicas puedan movilizarse de un lugar a otro por sí mismas y no

dependan de otras personas para su desplazamiento, puesto que la silla de ruedas

automatizada presenta varias herramientas para que el usuario pueda acomodarse y

manejarla según su condición física.

El problema principal de la creación de la silla de ruedas es en principio el costo de

producción ya que se lo realizará en modo único; es decir, para una sola persona

discapacitada; posteriormente se puede solucionar el problema mediante la producción

en masa del dispositivo permitiendo así bajar el costo de producción y hacer accesible la

silla de ruedas a todas las personas con limitaciones físicas de la ciudad de Tulcán.

Formulación del problema.

¿Cómo contribuir con el mejoramiento de la orientación de personas con limitaciones

físicas en la ciudad de Tulcán?

Delimitación del Problema

Lugar. La tesis de grado se va a desarrollar en la ciudad de Tulcán.

Tiempo. El tiempo estimado en el desarrollo de la tesis, se lo hizo en nueve meses; es

decir, desde el mes de agosto de 2015 hasta mayo del 2016.

Objeto De Investigación Y Campo De Acción

Objeto de investigación. Inteligencia Artificial.

Campo de acción. Mecatrónica.

Línea De Investigación

Automatización y Control.

Objetivos

Objetivo general.

Implementar una silla de ruedas automatizada que contribuya al mejoramiento de la

orientación de personas con limitaciones físicas en la ciudad de Tulcán.

Objetivos específicos

Fundamentar teóricamente sobre prototipos de sillas de ruedas automatizadas y la

orientación de personas con discapacidad.

Diagnosticar el estado actual de la automatización inteligente de sillas de ruedas para

personas discapacitadas en la ciudad de Tulcán.

13

Construir la silla de ruedas para personas con limitaciones físicas.

Constatar la efectividad de la silla de ruedas automatizada por vía de expertos.

Idea a Defender

Con la implementación de una silla de ruedas automatizada se contribuye con el

mejoramiento de la orientación de personas con limitaciones físicas en la ciudad de

Tulcán, permitiéndoles así tener una mejor forma de vida puesto que no dependerán de

otras personas, además de aportar con seguridad y eficiencia.

Variables de la investigación

Variable Independiente. Asistencia inteligente mediante una silla de ruedas

automatizada.

Variable Dependiente. Orientación de personas con limitaciones físicas.

Justificación de tema.

Presentar esta tecnología en el entorno y en el país en general, como un proyecto real y

aplicable, puede abrir puertas para nuevas ideas y aplicaciones prácticas desarrollando

nuevos proyectos en materias de entretenimiento y automatización completa de sillas de

ruedas e industrias, implementando todos los posibles beneficios y utilidades de este

sistema automatizado.

El propósito de esta investigación es cumplir con la implementación de esta tecnología

presentando un proyecto aplicado a sillas de ruedas. De manera que no existe un control

sobre el ahorro energético. Pero con el desarrollo de una automatización confortable se

obtendrá beneficios en cuanto a las sillas de ruedas, seguridad, control de encendido

automático.

Todo esto puede ser, controlado remotamente por medio de un teclado o incluso un

dispositivo de audio.

En la investigación se aplica conocimientos adquiridos durante la formación académica

permitiendo que este problema sea solucionado al lograr el desarrollo y crecimiento

completo del diseño y aumentando significativamente la calidad de vida, utilizando la

ingeniería.

14

Metodología de la Investigación

Métodos de Investigación

Los métodos que se van a utilizar en el desarrollo de la presente tesis son Empíricos y

Teóricos.

Métodos Empíricos

Se basa en la experimentación y la lógica empírica que, junto a la observación de

fenómenos y su análisis estadístico, es el más usado en el campo de las ciencias sociales

y en las ciencias naturales. Los métodos a utilizarse en la elaboración de tesis son:

Observación Científica.

Porque es un elemento fundamental; en todo proceso investigativo, para obtener el mayor

número de información, observando la estructura, funcionamiento clasificando y

resumiendo los datos conforme a la base en este caso aplicado a sistemas de control. Gran

parte del conocimiento que constituye la ciencia ha sido lograda mediante la observación.

Validación por la Vía de Expertos.

Este método es aplicable en la presente tesis porque permite consultar a un conjunto de

expertos para validar la propuesta sustentada en sus conocimientos, investigaciones,

experiencia, estudios bibliográficos, etc. Da la posibilidad a los expertos de analizar el

tema con tiempo sobre todo si no hay posibilidades de que lo hagan de manera conjunta.

Métodos Teóricos.

A través de los métodos teóricos se logra descubrir la esencia del objeto investigado y sus

interrelaciones, ya que no se puede llegar a ella mediante la percepción.

Entre los métodos teóricos que se destacan en la realización de la presente tesis son:

Método Analítico – Sintético.

Este método implica el análisis y la síntesis; es decir, la separación de un todo en sus

partes o en sus elementos constitutivos, y la segunda implicando la unión de elementos

para formar un todo. En la presente tesis de grado se optará por descomponer y distinguir

los elementos de un todo y revisar ordenadamente cada uno de ellos por separado para

descubrir los distintos elementos que lo componen como las causas y los efectos.

15

Método Inductivo – Deductivo.

En términos muy generales, consiste en establecer enunciados universales ciertos a partir

de la experiencia; esto es, ascender lógicamente a través del conocimiento científico,

desde la observación de los fenómenos o hechos de la realidad y la ley universal que los

contiene. Es por eso que este método será utilizable en la tesis, porque parte de un marco

general de referencia y se va hacia un caso en particular.

Método Sistémico.

Es importante utilizar este método en la tesis porque permite relacionar hechos

aparentemente aislados y formular una teoría que unifica los diversos elementos.

Técnicas de Investigación

Encuesta

Instrumentos De Investigación

Para la Encuesta se aplica cuestionario o test.

Metodología de Ingeniería del Software

La metodología de desarrollo de software a emplear para la implementación, control e

identificación es la orientada a objetos, la misma que tiene las siguientes fases o etapas:

Análisis Orientado a Objetos

Porque es un método de análisis que examina los requisitos desde la perspectiva de las

clases y objetos que se encuentran en el vocabulario del dominio del problema. El Análisis

orientado a objetos ofrece un enfoque nuevo para el análisis de requisitos del sistema. Se

basa en modelar el sistema mediante los objetos que forman parte de él y las relaciones

estáticas como herencia, encapsulamiento y composición o dinámicas entre estos objetos.

Diseño de Sistemas Orientada a Objetos

Es importante utilizarlo ya que lo que se busca es crear un diseño genérico, abierto y no

cerrado y concreto. El Diseño Orientado a Objetos se define como un diseño de sistemas

que utiliza objetos auto contenidos y clases de objetos.

16

Implementación del Sistema

Permite documentar el sistema e incluir los comentarios que expliquen tanto cómo y por

qué se utilizó cierto procedimiento conforme se codifico de cierta forma. La

documentación es esencial para probar el programa y darle mantenimiento una vez que

la aplicación se ha puesto en marcha.

Pruebas

El objetivo principal es ejercitar profundamente el sistema comprobando la integración

del sistema de información globalmente, verificando el funcionamiento correcto de las

interfaces entre los distintos subsistemas que lo componen y con el resto de sistemas de

información con los que se comunica.

Elementos de novedad, aporte teórico y significación práctica.

El Aporte Teórico de la tesis de grado, son los conceptos y los elementos constitutivos

del sistema de automatización y control de contenidos de aprendizaje para la UNIANDES

Tulcán.

El aporte personal práctico de la silla de ruedas automatizada es que los estudiantes tengan

acceso a un sistema donde puedan encontrar información verídica, proporcionada por los

docentes y herramientas didácticas que refuercen y promuevan los procesos de enseñanza

aprendizaje, ayudando así a mejorar la calidad de trabajos y tareas de los estudiantes.

El impacto de la presente tesis es el aporte que brinda la silla de ruedas automatizada a

las personas que tienen diferentes discapacidades, puesto que se realizó un estudio de las

necesidades que cada persona tiene al momento de trasladarse de un lugar a otro.

Novedad

El presente trabajo de investigación es novedoso, porque presenta la construcción y

configuración de una silla de ruedas automatizada que contribuya con la movilidad de

personas con limitaciones físicas mediante la aplicación de diferentes tecnologías de

comunicación acordes con el tipo de discapacidad de cada persona. La silla de ruedas

automatizada permite que el usuario controle sus movimientos y así pueda desplazarse

por sí mismo entre los diferentes lugares del hogar, dotando al usuario de una gran

flexibilidad o la hora de desplazarse por sí mismo. Este tipo de iniciativas científicas

permiten recordar lo rápido que avanza la tecnología.

17

CAPÍTULO I - MARCO TEÓRICO

1.1 Origen y Evolución de la Inteligencia Artificial.

La idea acerca de implementar un brazo robótico de tres articulaciones en la carrera de Sistemas

de la Universidad Regional Autónoma de los Andes Uniandes extensión Tulcán nace ante la

limitada investigación en robótica y electrónica en la ciudad de Tulcán por parte de las

instituciones de nivel superior, de las cuales la universidad Uniandes ha desarrollado y

ensamblado proyectos de este tipo de forma inicial, percibiendo así la necesidad de construir,

programar e implementar un brazo robótico de tres articulaciones con un mayor grado de

complejidad en la carrera de Sistemas la Universidad Uniandes Tulcán. Se espera con este estudio

brindar un apoyo tecnológico en la carrera de Sistemas de Uniandes para que se imparta y se haga

énfasis en planes de Investigación orientados a la robótica.

Al elaborar una investigación sobre la automatización robótica se aporta en gran parte

con conocimientos teóricos y prácticos a los estudiantes de la Universidad Uniandes

Tulcán, en especial a los alumnos de la carrera de Sistemas, para así lograr su aplicación

en el desarrollo de procesos industriales robóticos que mediante programación tienen la

capacidad de moverse y ejecutar de forma automática acciones diversas, siguiendo un

programa establecido.

“La Robótica se ha caracterizado por el desarrollo de sistemas cada vez más flexibles,

versátiles y polivalentes, mediante la utilización de nuevas estructuras mecánicas y de

nuevos métodos de control y percepción”. (Aguilar, 2010).

Los robots autómatas representan en las industrias un papel muy importante, al suplir la

mano de obra humana que puede tener errores y defectos. La robótica una vez programada

para hacer una función específica siempre lo repite de igual manera y sin errores. Al no

haber errores en la producción los costos bajan considerablemente y las ganancias suben.

Los robots autómatas tienen ventajas frente a la mano de obra humana ya que nunca se

cansan; una de las desventajas es que requieren una inversión inicial muy fuerte para

contar con este tipo de tecnología. (Sabino, 2010).

18

1.2 Análisis de las distintas posiciones Teóricas sobre Mecatrónica

1.2.1 Automatización y Robótica.

Automatización.

La automatización es manipular un sistema realizada por operadores humanos sin que

este intervenga directamente sobre sus elementos, el operador manipula ciertos valores

de referencia y el sistema se encarga de ejecutarlos.

Un sistema automatizado consta de dos partes principales:

Parte de Operativa.

Parte de Mando.

La Parte Operativa es la parte mecánica del robot, constituida por elementos que

permiten el movimiento del robot. Estos elementos son el motor, ruedas,

engranajes, sensores, etc.

La Parte de Mando es la parte lógica del robot; es decir, el software que permite

enviar ordenes al cerebro para ejecutar ciertas tareas específicas. (Gonzáles, 2009).

La automatización pretende mejorar las condiciones de vida en empresas industriales, ya

que brinda seguridad al realizar trabajos difíciles e imposibles para el hombre.

Robótica.

La Robótica es una ciencia o rama de la tecnología, que estudia

el diseño y construcción de máquinas capaces de desempeñar tareas realizadas por el ser

humano o que requieren del uso de Inteligencia Artificial.

Un Robot es un artefacto ensamblado con partes mecánicas, que posee un cerebro

capaz de recibir información a través de programación para ejecutar tareas

específicas. La robótica va de la mano de la electrónica, informática, inteligencia

artificial. (Kendal, 2007).

http://www.monografias.com/Tecnologia/index.shtml

http://www.monografias.com/trabajos6/auti/auti.shtml

http://www.monografias.com/trabajos15/inteligencia-emocional/inteligencia-emocional.shtml

19

La robótica es un área técnica nueva que actualmente se encuentra en desarrollo a nivel

mundial; esta ciencia depende de la fusión de varias ciencias puesto que para su

funcionamiento se deben realizar varios estudios de diversas materias.

1.2.2 Sistemas de Control.

Sistema de control de lazo abierto.

Es aquel sistema en que solo actúa el proceso sobre la señal de entrada y da como

resultado una señal de salida independiente a la señal de entrada, pero basada en la

primera.

Esto significa que no hay retroalimentación hacia el controlador para que éste pueda

ajustar la acción de control. Es decir, la señal de salida no se convierte en señal de

entrada para el controlador. (Gonzáles, 2009).

Estos sistemas se caracterizan por:

Ser sencillos y de fácil concepto.

Nada asegura su estabilidad ante una perturbación.

La salida no se compara con la entrada.

Ser afectado por las perturbaciones. Éstas pueden ser tangibles o intangibles.

La precisión depende de la previa calibración del sistema.

Sistema de control de Lazo Cerrado.

Son los sistemas en los que la acción de control está en función de la señal de salida. Los

sistemas de circuito cerrado usan la retroalimentación desde un resultado final para ajustar

la acción de control en consecuencia.

El control en lazo cerrado es imprescindible cuando se da alguna de las siguientes

circunstancias:

- Cuando un proceso no es posible de regular por el hombre.

- Una producción a gran escala que exige grandes instalaciones y el hombre no es

capaz de manejar.

20

- Vigilar un proceso es especialmente difícil en algunos casos y requiere una

atención que el hombre puede perder fácilmente por cansancio o despiste, con los

consiguientes riesgos que ello pueda ocasionar al trabajador y al proceso.

Sus características son:

Ser complejos, pero amplios en cantidad de parámetros.

La salida se compara con la entrada y le afecta para el control del sistema.

Su propiedad de retroalimentación.

Ser más estable a perturbaciones y variaciones internas.

Un ejemplo de un sistema de control de lazo cerrado sería el termo-tanque de agua

que utilizamos para bañarnos. Otro ejemplo sería un regulador de nivel de gran

sensibilidad de un depósito. El movimiento de la boya produce más o menos

obstrucción en un chorro de aire o gas a baja presión. Esto se traduce en cambios

de presión que afectan a la membrana de la válvula de paso, haciendo que se abra

más cuanto más cerca se encuentre del nivel máximo. (Aguilar, 2010).

La mecatrónica tiene varios procesos para su funcionamiento los cuales deben ser

estudiados y aplicados siguiendo un respectivo orden; los principales procesos son la

Mecánica, Electrónica y Robótica. Los procesos mecánicos son indispensables para el

inicio puesto que se debe aplicar un cálculo de torque y fuerza para los diferentes motores

y piñones a utilizar; posteriormente la Electrónica se utiliza para controlar los dispositivos

mecánicos y finalmente la Robótica es el conjunto resultante final de los procesos

anteriormente expuestos controlados por la Programación e Inteligencia Artificial.

1.2.3. Automatización y control de sillas de ruedas.

Los años 1990 vieron un notable aumento de la investigación en Sillas de Ruedas

Autónomas (SRA) en todo el mundo en un intento de aplicar tecnologías, ya

experimentadas en los múltiples campos de la robótica móvil, al campo específico de la

Asistencia a la Movilidad. El objetivo final de crear una SRA parece, sin embargo, no

haber cuajado de cara al usuario y beneficiario final: una persona con severas

http://es.wikipedia.org/wiki/Retroalimentaci%C3%B3n

21

discapacidades motrices que le impiden manejar una silla de ruedas motorizada

convencional.

Las razones de esta escasa, por no decir nula, implantación práctica son múltiples,

pero pueden destacarse entre ellas las siguientes:

No se han resuelto de manera suficientemente fiable los problemas de

seguridad planteados al colocar en un vehículo autónomo una persona de

reacciones necesariamente limitadas.

Soluciones válidas en el campo de la robótica móvil no son directamente

exportables a una silla de ruedas por razones de coste, dimensiones y

autonomía del vehículo (duración y peso de las baterías).

El escaso interés de las empresas fabricantes de sillas de ruedas en la

incorporación de soluciones parcialmente desarrolladas y con una relación

coste/beneficio no adecuadamente probada.

De esta manera, y a pesar del tiempo transcurrido y los esfuerzos dedicados, no se

ha cubierto aún el hueco existente entre los laboratorios de investigación y el

usuario final. No obstante, tanto las realidades actuales como las potenciales vías

de desarrollo que las diversas tecnologías aplicables ofrecen, prometen un futuro

esperanzador al colectivo de discapacitados motrices. Sólo falta encontrar aquél

aspecto de entre los ya probados que permita activar el interés de la industria en

este campo.

El propósito de este documento es presentar y discutir las posibilidades más

destacadas en un aspecto tan interesante como la interacción del vehículo con el

entorno, ya sea éste doméstico o externo al usuario. Para ello se partirá de las

experiencias de distintos grupos de trabajo y, a continuación, se cruzarán estas

experiencias con los datos disponibles de Buses Serie aplicables al entorno

doméstico. Los autores de este documento esperan que las conclusiones extraídas

finalmente permitan interesar tanto a los potenciales usuarios como a los fabricantes

de equipos. (Huidobro José, 2010).

Desde el inicio de la revolución tecnológica, se han inventado varios dispositivos

electrónicos que ayudan tanto a personas con limitaciones y sin limitaciones físicas; otros

dispositivos han sido creador para dar confort a personas en sus hogares y trabajos; pero

se ha puesto muy poco empeño en las necesidades de personas con limitaciones físicas,

22

las cuales ni siquiera pueden manejar la mayoría de dispositivos tecnológicos. Es por esto

que el presente proyecto ha sido enfocado directamente a mejorar la orientación de las

personas con limitaciones físicas.

1.2.3.1. Informática

Es una ciencia que estudia métodos, procesos técnicos, con el fin de almacenar, procesar

y transmitir información de manera digital, la cual se ha desarrollado con la aparición de

tecnologías como el circuito integrado, internet y la telefonía móvil.

Importancia de la Informática

En la actualidad la informática forma parte del hacer cotidiano de las personas, tiene

aplicaciones en diversos ámbitos negocios, salud robótica, automatización etc. La

importancia de la informática reside en que se ha encargado de facilitar la realización de

tareas y la comunicación de las personas, este avance ha permitido resaltar el valor de la

información en todas sus formas como son en sitios web, blog, mail, wikis, etc.

Lo moderno de todo esto es ver a la informática como un ciclo que influye

almacenar, procesar y lo más importante transmitir información en forma digital sin

importar el lugar desde donde esta es requerida y facilitar tomas de decisiones es

tanto así su influencia, que vivimos en la denomina era informática ya que ha

provocado el masivo uso de ordenadores e internet. (Aguilar M, 2010).

Entre los beneficios más importantes de la informática se encuentran:

Procesar datos de manera rápida

Almacenar gran cantidad de información

Establecer comunicaciones sincrónicas y asincrónicas

Aprendizaje colectivo con la generación y publicación de contenidos en

internet.

Las últimas tendencias buscan que la informática ya no sea una herramienta sino un

servicio, es decir que todos los beneficios se encuentren en la nube con lo que se busca

reducir costos y mayor eficiencia.

Software de Sistemas

23

En si en esta categoría se procura que los usuarios no estén tan adjuntos a los

programadores ya que presenta interfaces de alto nivel con lo cual todos serían capaces

de manejar, además de poseer controladores, herramientas, utilidades de apoyo que

permitan un mantenimiento global entre los cuales podemos encontrar:

o Sistemas Operativos

o Controladores de dispositivos

o Herramientas de diagnostico

o Servidores

o Utilidades

Software de Programación

Es todo un conjunto de herramientas alternativas y lenguajes de programación que

permiten al programador desarrollar sus propias aplicaciones informáticas de una manera

sencilla y práctica en donde se incluyen:

o Editores de texto

o Compiladores

o Interpretes

o Depuradores

o IDE (Entorno de desarrollo Integrado).

Software de Aplicación

A los usuarios les permite realizar tareas de cualquier actividad, tratando de automatizar

procesos para un mejor uso de la información que se está tratando como, por ejemplo:

o Aplicaciones de control de sistemas.

o Aplicaciones Ofimáticas.

o Software empresarial.

o Bases de Datos.

o Telecomunicaciones.

o Video Juegos.

o Software Educativo. (Fraga Rafael, 2012).

Es indispensable la Informática para entender los diferentes sistemas de automatización

y control de dispositivos actuadores mediante dispositivos electrónicos los cuales son

programados para un buen funcionamiento.

24

1.2.3.2. Automatización

La automatización como una disciplina de la ingeniería que es más amplia que un mero

sistema de control, abarca la instrumentación industrial, que incluye los sensores, los

transmisores de campo, los sistemas de control y supervisión, los sistemas de transmisión

y recolección de datos y las aplicaciones de software en tiempo real para supervisar,

controlar las operaciones de plantas o procesos industriales.

La domótica es un concepto que se refiere a la integración de las distintas

tecnologías en el hogar mediante el uso simultáneo de la electricidad, la electrónica,

la informática y las telecomunicaciones. (Huidobro, 2010)

Su fin es mejorar la seguridad, el confort, la flexibilidad, las comunicaciones, el ahorro

energético, facilitar el control integral de los sistemas para los usuarios y ofrecer nuevos

servicios.

Automatización y Control

Incluye el control abrir, cerrar, on, off y regulación de la iluminación, climatización,

persianas y toldos, puertas y ventanas, cerraduras, riego, electrodomésticos, suministro

de agua y gas etc.

Sistema Automatizado

La automatización es un sistema donde se trasfieren tareas de producción,

realizadas habitualmente por operadores humanos a un conjunto de elementos

tecnológicos. Un sistema automatizado consta de dos partes principales:

Parte de Mando

Parte Operativa

La Parte de Mando suele ser tecnología programada, aunque hasta hace bien poco

se utilizaban relés electromagnéticos, tarjetas electrónicas o módulos lógicos

neumáticos tecnología cableada.

En un sistema de fabricación automatizado el autómata programable está en el

centro del sistema. Este debe ser capaz de comunicarse con todos los constituyentes

de sistema automatizado.

25

La Parte Operativa es la parte que actúa directamente sobre la máquina. Son los

elementos que hacen que la máquina se mueva y realice la operación deseada.

(Huidobro José, 2010).

La automatización se refiere a una amplia variedad de sistemas y procesos que operan

con mínima o sin intervención del ser humano. Si la automatización no es utilizada en la

búsqueda de nuevas formas de trabajo para el hombre la situación económica de una gran

mayoría de la población mundial estará en crisis. Una gran parte de los seres humanos

deben ser capacitados para poder tener acceso a uso de tecnología, sino no tendrán

oportunidad de desarrollarse como personas.

“Software no solo son programas, sino todos los documentos asociados y la

configuración de datos que se necesita para hacer que estos programas operen de

manera correcta” (Somerville, 2005: pág. 5).

1.2.4. Personas con limitaciones físicas.

Los discapacitados a veces tienen dificultad para ciertas actividades consideradas por

otras personas como totalmente normales, como viajar en transporte público, subir

escaleras o incluso utilizar ciertos electrodomésticos. Sin embargo, el mayor reto para los

discapacitados ha sido convencer a la sociedad de que no son una clase aparte.

Históricamente han sido compadecidos, ignorados, denigrados e incluso ocultados en

instituciones.

Hasta la segunda mitad del siglo XX fue difícil que la sociedad reconociera que los

discapacitados tenían las mismas capacidades, necesidades e intereses que el resto

de la población; por ello seguía existiendo un trato discriminatorio en aspectos

importantes de la vida. Había empresarios que se resistían a dar trabajo o

promocionar a discapacitados, propietarios que se negaban a alquilarles sus casas y

tribunales que a veces privaban a los discapacitados de derechos básicos como los

de custodia de los hijos. (L. Barton, 2013).

En las últimas décadas esta situación ha ido mejorando gracias a cambios en la

legislación, a la actitud de la población y a la lucha de los discapacitados por sus derechos

como ciudadanos e individuos productivos.

26

1.2.4.1. Limitaciones de naturaleza fisiológica

Los límites fisiológicos, como los físicos, son muy variables en función de la naturaleza

de la persona y están influidos por la fatiga, las drogas incluidas tabaco y alcohol, los

productos químicos, las enfermedades y las condiciones ambientales.

Cuando se supera el límite de fatiga, aumentan los errores y se produce una pérdida

fuerza y de atención que puede desencadenar el accidente. Las drogas afectan a la

habilidad de las personas para realizar un trabajo. Así:

El tabaco reduce la capacidad de trabajo en un 5-10%, al incrementar el

contenido de monóxido de carbono en la sangre que desplaza el oxígeno,

produciéndose la recuperación cuando transcurre un tiempo entre 10 y 45

minutos después de fumar. El aumento del contenido de alcohol en la sangre

por encima de un determinado nivel afecta a la capacidad del individuo para

evaluar la distancia y el tamaño de los objetos. Las drogas y medicinas pueden

producir un falso sentido de seguridad, dejando pasar señales de advertencia

del peligro produciendo una reducción de la coordinación muscular. Otros

productos ocasionan la reducción de los reflejos o el adormecimiento del

individuo.

Los productos químicos a los que se expone el agricultor como consecuencia

de su propio trabajo ocasionan riesgos para su salud y para su rendimiento. Los

riesgos van unidos a la naturaleza del producto, a la forma en que este actúa

sobre el individuo y a la concentración de las materias activas. Puede llegar al

individuo por ingestión oral, por absorción a través de la piel o de las heridas,

o por inhalación. Antes de que se produzcan señales clínicas de

envenenamiento se producen cambios sobre el individuo que afectan a la

presión sanguínea, a la tensión nerviosa, al equilibrio, al rendimiento en el

trabajo y a los reflejos.

Son especialmente sensibles a los productos químicos:

Los ojos (contacto con agroquímicos y en ambientes pulverulentos).

La piel de las manos, brazos y cara.

El sistema respiratorio, especialmente a las sustancias tóxicas presentes en

el aire.

27

Las enfermedades reducen el rendimiento humano en función del tipo de

enfermedad y de su gravedad, por lo que no es aconsejable el manejo de

máquinas en estas condiciones; la medicación puede incrementar los riesgos de

accidente. (L. Barton, 2013).

Las condiciones ambientales desfavorables pueden convertir un trabajo fácil en un trabajo

duro y peligroso. Afectan al individuo especialmente: la temperatura, la humedad, el ruido

y las vibraciones.

1.2.4.2. Temperatura y humedad ambiental

Las temperaturas extremas reducen la eficacia en el trabajo. Así, por debajo de 10°C y

por encima de 30 °C, la fuerza en las manos disminuye; la sensibilidad se reduce a baja

temperatura. El equilibrio del agua permite que el cuerpo se adapte a las altas

temperaturas. La transpiración produce un déficit de sal que hay que compensar junto con

el agua bebida; la humedad ambiental elevada dificulta la transpiración. El aumento de la

temperatura ambiente produce un aumento de la temperatura del cuerpo y del ritmo

cardíaco, de manera que el corazón bombea mayor volumen de sangre. Las ropas y demás

elementos de protección pueden dificultar el enfriamiento del cuerpo, aunque, a pesar de

su incomodidad, son un seguro frente al accidente. (L. Barton, 2013).

Las bajas temperaturas se soportan con más facilidad utilizando ropa apropiada. En

condiciones frías, el cuerpo mantiene caliente las zonas vitales, reduciendo la circulación

de la sangre en las extremidades.

1.2.4.3. Vibraciones

Las vibraciones, según su frecuencia y amplitud, pueden ser calmantes, irritantes o

dañinas para el individuo que las recibe. El cuerpo soporta las vibraciones mediante una

contracción y relajación continua de su sistema muscular.

Después de un cierto tiempo producen un desequilibrio en el sistema de

autorregulación, que afecta incluso al sistema muscular del aparato digestivo. Las

vibraciones afectan al control respiratorio, a la concentración y a la coordinación.

(L. Barton, 2013).

28

Las vibraciones de baja frecuencia (2 a 5 Hz) que se originan durante el desplazamiento

de los tractores y máquinas agrícolas, pueden ocasionar graves daños en la columna

vertebral o en algunos órganos del aparato digestivo.

1.2.4.4. Ruidos

Con independencia de lo indicado en los aspectos físicos, el ruido tiene un efecto

fisiológico en función del grado de aceptación que un determinado tipo de sonido

tiene para la persona. El grado de molestia fisiológica depende de:

La intensidad del sonido.

La periodicidad con la que se produce.

La "peligrosidad" asociada al tipo de ruido.

La actitud de la persona para un determinado tipo de ruido.

La actividad de la persona y del momento del día. (L. Barton, 2013).

Cuando aumenta el nivel de ruido, se produce un incremento del ritmo cardíaco, lo que

induce a la fatiga y a reducir la habilidad en el trabajo, perdiendo el individuo comodidad

y tranquilidad mental. A partir de los 65 dBA el ruido desencadena efectos fisiológicos

apreciables.

1.3. Valoración crítica de los conceptos principales de las distintas posiciones

teóricas sobre Inteligencia Artificial

Usar componentes inteligentes es de mucha importancia, se escucha hablar del concepto

de la herramienta inteligente extendiéndose poco a poco a todos los niveles de producción

con la ayuda de la técnica de sensores y actuadores como parte de las innovadoras cadenas

de procesos. No obstante, lo que cuenta en primer lugar para el usuario es la eficacia del

sistema. Por muy inteligentes que sean los componentes, el futuro está en las

supervisiones de procesos y máquinas más inteligentes mencionando al autor.

En cuanto a la automatización es lo referido a la utilización de dispositivos que permitan

generar ahorros de energía a través de sensores que permiten apagar y prender

dispositivos como: aire acondicionado, luces, sonido, etc.; generando escenarios, que no

29

solo brindan mayor confort, sino que también impactan fuertemente en el consumo de

energía, es así como lo indica autor.

1.4. Conclusiones Parciales del Capítulo I

En un futuro no muy lejano, la aplicación de automatización y control estarán al

alcance de todos y del mercado emergente proporcionando comodidad y seguridad.

Saber las diferentes transformaciones o cambios que se ha originado, sin duda alguna

es algo que se verá en las próximas tendencias tecnológicas asegurando la capacidad

de comunicación entre las personas con limitaciones físicas.

Los diferentes contenidos de la automatización y control originan el sentido amplio de

un trabajo de investigación, la información que los dispositivos pueden adquirir es muy

variada, ya que puede ser la localización en que se encuentran, las tareas que está

realizando el usuario en ese momento y por supuesto las características y el estado del

individuo. Todo ello hace posible que la silla de ruedas actúe de forma acertada, de tal

manera que el usuario no tenga que estar pendiente de hacer nada mientras no sea

imprescindible.

Comprender las diferentes interpretaciones de los autores fundamenta la toma de

decisiones con propuestas de investigación teorías y prácticas.

30

CAPÍTULO II - MARCO METODOLÓGICO

2.1. Caracterización de personas con limitaciones físicas en la ciudad de Tulcán.

La ciudad de Tulcán, se encuentra ubicada en el norte de la Provincia del Carchi límites

con la República de Colombia, ciudad orientada al comercio principalmente, el cual tiene

como propósito satisfacer las necesidades de la comunidad en general.

En la ciudad de Tulcán existen alrededor de 60000 habitantes entre los cuales algunos de

ellos presentan limitaciones físicas; la mayoría de personas que frecuentan las calles no

toman cuenta de este problema social puesto que las personas discapacitadas

generalmente se encuentran en sus hogares; pero si se realiza un estudio más profundo de

personas con limitaciones físicas se llega a la conclusión de que alrededor del 1% de la

población presentan limitaciones físicas las cuales les impiden caminar.

2.2. Descripción del Procedimiento Metodológico

2.2.1. Modalidad de la Investigación

Considerando el avance de la tecnología y el área que abarca este trabajo de tesis; silla de

ruedas automatizada para mejorar la orientación de personas con limitaciones físicas, se

toma en cuenta dos modalidades, la cuantitativa debido a que recoge y analiza datos sobre

variables con sumo detalle, en este caso se lo realizó por medio de encuestas a los

familiares de personas con discapacidad y la cualitativa porque se ha tomado en cuenta la

toma de muestras pequeñas mediante un análisis comparativo y descriptivo abarcando

una parte de la realidad.

2.2.2. Tipos de Investigación

Investigación de Descriptiva

Esta investigación se aplica en la tesis por que procura determinar cuál es la situación, o

condición sobre un problema, además determina el sentir y opinión de las personas en

este caso de los familiares y personas con limitaciones físicas a través de la encuesta,

elaborando planes más inteligentes que permitan mejorar su condición. Su objetivo no es

sólo determinar el estado de los fenómenos o problemas analizados, sino también en

comparar la situación existente con las pautas aceptadas.

31

Investigación Correlacional

Esta investigación relaciona las variables de estudio, las mismas que son: Silla de ruedas

automatizada relacionándola con la mejor la orientación de personas con limitaciones

físicas.

También se aplican otros tipos de investigación citadas en el manual de investigación

(2010) de la UNIANDES. Entre ellas se tienen.

Investigación de Campo

En la presente tesis se aplica la Investigación de campo porque todos los datos

recolectados se los obtiene de familiares y personas con limitaciones físicas de la ciudad

de Tulcán, para su debido proceso de automatización, y de esta manera poder emitir un

informe basado en la realidad de los datos proporcionados.

Estos datos son facilitados por personas con limitaciones físicas y sus familiares,

mediante las respectivas preguntas de la encuesta realizada, y que van directamente

relacionadas con los objetivos propuestos de la presente tesis.

Investigación Bibliográfica

Se aplica porque las respectivas consultas que se realizan se hacen en los diferentes libros

de autores dedicados a las diferentes áreas de la automatización , permitiendo la búsqueda

de información en documentos para poder determinar cuál es el conocimiento existente

en las diversas áreas de la Automatización y Electrónica; indagando todos los temas

necesarios y referentes para así tener los conocimientos previos para el respectivo

desarrollo del sistema; así como también las diversas consultas de las páginas de internet

donde se complementa la información necesaria.

Investigación Aplicada

En el presente trabajo de tesis se usa ya que el principal objetivo se basa en resolver

problemas prácticos, con un margen de generalización limitado. De este modo genera

aportes al conocimiento científico desde un punto de vista teórico, combina la teoría de

todos los temas relacionados a la automatización con la puesta en práctica de las mismas.

Mediante el desarrollo del Sistema Inteligente, se ven reflejadas la combinación de la

teoría y la práctica; aplicando así todos los conocimientos y teorías consultadas.

32

2.2.3. Población y Muestra

Población

La población o universo de esta investigación se encuentra constituido por los familiares

y personas discapacitadas de la ciudad de Tulcán cuyas discapacidades les impidan

caminar; la población es de 600 personas.

Muestra

Es un porcentaje del Universo que va a ser objeto de estudio en la realización del proyecto.

m = Tamaño de la Muestra.

U = Población o Universo a Investigar.

e = Índice de error es igual a 0.1 hasta 0.9.

25.0100

*1

25.0*

e

U

Um

25.0100

23.0*599

25.0*600

m

25.0417.1

150

m

667.1

150m 90m Encuestas.

Según los datos de la muestra se deben realizar un total de 90 encuestas, las cuales se las

aplicará en su mayoría a los familiares y personas con limitaciones físicas de la Unidad

Educativa Especializada del Carchi.

2.2.4. Métodos, Técnicas e Instrumentos de Investigación

Los métodos que se van a utilizar en el desarrollo de tesis son Empíricos y Teóricos.

Métodos Empíricos

En la presente tesis se aplica este método de Investigación, porque es un modelo de

Investigación Tecnológica, que se basa en la experimentación y la lógica empírica, que

junto a la observación de fenómenos y su análisis estadístico, es el más usado en el campo

de automatización y control.

33

Los métodos a utilizarse en la elaboración de la presente tesis son:

Observación Científica

En la presente tesis se aplica este método de Investigación, porque es un elemento

fundamental; en todo proceso investigativo, para obtener el mayor número de

información referente a la automatización y las respectivas ciencias y tecnologías que van

juntas para la aplicación de las mismas; observando la estructura, funcionamiento,

clasificando y resumiendo todos los datos obtenidos, ya que gran parte del conocimiento

que constituye la ciencia ha sido lograda mediante la observación.

Validación por la Vía de Expertos

Este método es aplicable en la tesis porque permite consultar a un conjunto de expertos

para validar la propuesta sustentada en sus conocimientos, investigaciones, experiencia,

estudios bibliográficos, etc. Da la posibilidad a los expertos de analizar el tema con

tiempo sobre todo si no hay posibilidades de que lo hagan de manera conjunta.

Métodos Teóricos

A través de los métodos teóricos se logra descubrir la esencia del objeto investigado y sus

interrelaciones, ya que no se puede llegar a ella mediante la percepción. Por ello se apoya

básicamente en los procesos de abstracción, análisis, síntesis, inducción y deducción.

Entre los métodos teóricos que se destacan en la realización de tesis son:

Método Histórico- Lógico

En trabajo de tesis se lo utiliza porque se vincula al conocimiento de las distintas etapas

de los objetos en su sucesión cronológica, para conocer la evolución y desarrollo del

objeto de investigación poniendo en manifiesto la lógica interna de desarrollo.

Método Analítico – Sintético

Este método implica el análisis y la síntesis; es decir, la separación de un todo en sus

partes o en sus elementos constitutivos, y la segunda implicando la unión de elementos

para formar un todo. En la tesis de grado optaremos por descomponer y distinguir los

elementos de un todo y revisar ordenadamente cada uno de ellos por separado para

descubrir los distintos elementos que lo componen como las causas y los efectos.

34

Método Inductivo – Deductivo

En términos muy generales, consiste en establecer enunciados universales ciertos a partir

de la experiencia; esto es, ascender lógicamente a través del conocimiento científico,

desde la observación de los fenómenos o hechos de la realidad la ley universal que los

contiene. Es por eso que este método será utilizable en la tesis, porque parte de un marco

general de referencia y se va hacia un caso en particular.

Método Sistémico

Es importante utilizar este método en la tesis porque permite relacionar hechos

aparentemente aislados y se formula una teoría que unifica los diversos elementos.

Técnicas de Investigación

Encuesta

Instrumentos de Investigación

Para la Encuesta se aplica cuestionario o test.

2.2.5. Interpretación de Resultados

La interpretación de los resultados se las realiza de acuerdo a las preguntas realizadas a

los familiares y personas con limitaciones físicas en la ciudad de Tulcán.

Pregunta Nº1: ¿Sus conocimientos sobre el uso de automatización y control son?

Tabla1. Conocimientos automatización y control

Fuente: Investigación de Campo

Elaborado por: Jonathan Nazate

Opciones Cantidad Porcentaje (%)

Excelente 0 0%

Muy buena 4 4%

Buena 18 20%

Regular 26 29%

Insuficiente 42 47%

Total 90 100%

35

Análisis e interpretación de Datos.

De acuerdo a la primera pregunta encuestada a los familiares y personas con limitaciones

físicas se puede observar que los conocimientos sobre el uso de Domótica son

insuficientes, ya que cerca de la mitad de los encuestados mencionaron esto; por lo tanto,

se concluye que la mayoría de encuestados no han escuchado nada referente a lo

mencionado y que por lo tanto es necesario impartir temas a cerca de Domótica.

Pregunta Nº2: ¿Le parece importante el desarrollo de automatización y control en la

ciudad de Tulcán?

Tabla 2. Conocimientos automatización y control




Los familiares y personas con limitaciones físicas consideran excelente la aplicación del

desarrollo de automatización y control dentro de ciudad de Tulcán, ya que cerca de la

mitad de los estudiantes mencionaron esto, aprovechando el avance de la tecnología.

Pregunta Nº3: ¿Usted cree que, con la implementación de la automatización y control,

se logrará la construir la silla de ruedas, aportando servicios de gestión energética,

seguridad, bienestar y comunicación?


Excelente 44 49%

Muy buena 16 18%

Buena 20 22%

Regular 4 4%

Insuficiente 6 7%

Total 90 100%

36





De acuerdo a la tercera pregunta encuestada a los familiares y personas con limitaciones

físicas, opinan que con la implementación de la automatización y control se logrará la

construcción de la silla de ruedas, aportando servicios de gestión energética, seguridad,

bienestar y comunicación en avance significativo ya que la mayor parte de los estudiantes

mencionaron esto.

Pregunta Nº4: ¿Cuál de estos beneficios de la domótica le parece el más importante para

aplicar en el mejoramiento del manejo de sillas de ruedas para las personas discapacitadas

en la ciudad de Tulcán?





Objetivo Logrado 14 15%

Avance Significativo 42 47%

Cierto Avance 28 31%

Ningún Avance 6 7%

Total 90 100%


Necesidad de individualización

y exclusividad

26 29%

Ahorro energético 30 33%

Incrementar niveles de

seguridad

34 38%

Total 90 100%

37

Análisis e interpretación de Datos

De acuerdo a la cuarta pregunta encuestada a los familiares y personas con limitaciones

físicas, opinan que el beneficio más importante es incrementar los niveles de seguridad

en las sillas de ruedas.

Pregunta Nº5: ¿Qué opina usted sobre la implementación de automatización en las sillas

de ruedas?





Según el criterio de los encuestados, opinan que la implementación de automatización en

sillas de ruedas es excelente, mientras que la otra parte opina que es importante para

economizar recursos eléctricos y control de amenazas. Por lo tanto, se concluye que la

implementación de la automatización y control es excelente para industrializar procesos

de seguridad en sillas de ruedas.


Es excelente para automatizar

procesos de seguridad

44 49%

Economizar recursos

eléctricos

20 22%

Control de amenazas 26 29%

Total 90 100%

38

Pregunta Nº6: ¿Según su criterio que tanto puede controlar con la automatización?





Según el criterio de los encuestados, opinan que con la automatización se puede controlar

la silla de ruedas, otra parte de encuestados aprecian la automatización de infraestructuras,

y comunicación entre dispositivos inteligentes.

Pregunta Nº7: ¿Cuál cree usted que es el principal beneficio de la automatización?





Según el criterio de los encuestados, opinan que el principal beneficio de la automatizar

son los procesos manuales mientras que otra parte aprecian el ahorro de tiempo, facilidad

para el usuario, monitoreo y vigilancia.


Seguridad, confort 70 78%

Automatización de infraestructuras 6 7%

Comunicación entre dispositivos

inteligentes

14 15%

Total 90 100%


Ahorro de tiempo y facilidad para el usuario 11 24%

Automatizar procesos manuales 18 40%

Monitoreo y control 16 36%

Total 45 100%

39

Metodología del desarrollo del software.

En la actualidad para muchas organizaciones, los sistemas de automatización son el

corazón de las actividades cotidianas y objeto de gran consideración en la toma de

decisiones, las empresas consideran con mucho cuidado las capacidades de sus sistemas

de automatización cuando deciden ingresar o no en nuevos mercados o cuando planean

la respuesta que darán a la competencia. Al establecer los sistemas de automatización

basados en computadoras y control de datos deben tener la certeza de que se logren dos

objetivos principales: que sea un sistema correcto y que este correcto el sistema. Con lo

cual la etapa más importante para el desarrollo de un correcto sistema se basa en las etapas

de: análisis, diseño, pruebas e implementación, las cuales se detallan a continuación.

Análisis

En esta fase los analistas de sistemas recopilan la mayor cantidad de información

dependiendo de los requerimientos que dispónganlas personas con limitaciones físicas.

Diseño

El diseño de un sistema indica los datos de entrada, aquellos que serán calculados y los

que deben ser almacenados. Así mismo, se escriben con todo detalle los procedimientos

de cálculo y los datos individuales.

Pruebas

Durante la fase de prueba de sistemas de automatización, el sistema se emplea de manera

experimental para asegurarse de que el software no tenga fallas, es decir que funciona de

acuerdo con las especificaciones y en la forma en que los usuarios esperan que lo haga.

Implementación

Es el proceso de verificar e instalar nuevo equipo, entrenar a los usuarios, instalar la

aplicación y construir todos los archivos de datos necesarios para que sea utilizado.

40

2.3. Conclusiones Parciales del Capítulo II

Los niveles de conocimiento sobre la automatización y control son bajos tanto en

UNIANDES Tulcán como para las personas con limitaciones físicas; razón por la

cual es favorable y necesario impartir temas, profundizando más en la enseñanza de

esta tecnología ya que es un campo relativamente nuevo y que irá tomando fuerza a

medida que su mercado en nuestro país se expanda.

El desarrollo de la automatización en sillas de ruedas gracias a sus avances

tecnológicos y mejoras continuas es excelente según los resultados de las encuestas

ya que aportan con servicios de seguridad, comunicación.

La mayor parte de encuestados manifiestan que los parámetros que se deben tomar

en cuenta en la ciudad de Tulcán son los servicios de seguridad, ayuda a la persona,

por lo que se concluye que es necesario equipar las sillas con tecnología automatizada

para así satisfacer las necesidades que el usuario exige según los resultados de las

encuestas realizadas.

41

CAPÍTULO III - DESARROLLO DE LA PROPUESTA

3.1. Título de la Propuesta.

Silla de ruedas automatizada y su administración mediante un sistema Informático.

3.2. Propuesta del Investigador.

La propuesta de la presente tesis de grado se la diseña aplicando metodologías de

ingeniería del software, específicamente en sistemas de información; realizando el

análisis, diseño, implementación pruebas del sistema, etapas que se desarrollan a

continuación.

Ingeniería de software

Fuente: Investigación Bibliográfica.

Elaborado por: Jonathan Nazate.

3.2.1. Análisis.

Para elaborar el Sistema de automatización de silla de ruedas se debe enfocar en todo el

contenido que dispondrá, para luego conocer los requerimientos mínimos para el correcto

funcionamiento del mismo.

Ingeniería del software

Análisis Orietado a Objetos

Diseño Sistema Orientado a Objetos

Implementación

Pruebas

42

3.2.1.1. Análisis de los Requerimientos de Software

Propósito. Las especificaciones básicas que se debe cumplir en el Sistema de

automatización de la silla son muy altas, debido a que se integra un circuito electrónico

que dinamiza la automatización de los mismos.

3.2.1.2. Diagrama de Flujo de Datos

En la etapa de análisis en desarrollo del software uno de los diagramas más importantes

es el diagrama de flujo de datos el mismo que indica los procesos que tiene el sistema.

Ingeniería del Software


Elaborado por Jonathan Nazate.

Según el diseño de ingeniería del software se muestra un diagrama el cual, siguiendo la

metodología de desarrollo de software orientado a objetos, muestra el funcionamiento de

la silla de ruedas el mismo que se detalla a continuación:

Silla

Analizador de voz. Usuarios

Almacén de

audio.

Movimiento de

motores

Onda audio

Reconocimiento

Resultados

Estados Registros

43

El sistema obtendrá la frecuencia de la voz como información, para poder activar

movimientos de motores a través del reconocimiento de audio, esto transmitido al circuito

electrónico comunicado a través de un puerto serial, de esta manera el sistema ayudará a

mejorar el desplazamiento de un lugar a otro de personas con características diferentes.

3.2.2. Diseño.

El diseño, es el proceso en donde se traduce los requisitos previos de un sistema

representados de tal manera que pueda conocerse la arquitectura, funcionalidad e incluso

la calidad del mismo, al igual que el análisis se debe documentar ya que forma parte de

la configuración del sistema.

3.2.2.1 Requerimientos de Entrada/Salida

A continuación, se indica el diseño de la pantalla principal del sistema para el

administrador, que contiene todas las opciones del programa.

Ilustración 1 – Captura de pantalla del sistema



3.2.2.2. Requerimientos de Hardware y Software.

Tabla N° 8 Análisis requisitos de Software.

44

Fuente: Investigación de Campo.


Software Ventajas Desventajas Selección ¿Por qué a

utilizar?

Visual Basic (VB)

Es un lenguaje RAD.( rapid

application development)

Posee una curva de aprendizaje muy

rápida.

Integra el diseño e implementación de

formularios de Windows.

Permite usar con suma facilidad la

plataforma de los sistemas Windows.

El código en Visual Basic es

fácilmente migrable a otros lenguajes.

Acostumbra a los desarrolladores a

programar con eficiencia.

Sin soporte de Microsoft desde el 4 de

Abril de 2008 pero sus librerías son

completas.

No es multiplataforma (Sin embargo se

pueden usar emuladores e intérpretes para

correrlos en otras plataformas).

Por defecto permite la programación sin

declaración de variables. (que puede ser

sencillamente corregida escribiendo la

frase Option Explicit en el encabezado de

cada formulario, en cuyo caso será

necesario declarar todas las variables a

utilizar, lo que a la postre genera código

más puro).

Por su simplicidad de uso,

flexibilidad en la

administración de código.

Reconocimiento de voz de

Windows.

Fácil administración y configuración.

Herramienta de Windows 7-8.

Poco modificable.

Gran seguridad en

detección de voz.

http://es.wikipedia.org/wiki/RAD

45

3.2.2.3. Diagrama Lógico de la automatización.

De la totalidad del sistema se obtiene la siguiente representación del diagrama lógico.

Funsionamiento del sistema



3.2.2.4. Diagrama Electrónico.

Ilustración 2 – Diagrama electrónico



Sistema

Modulo de comunicacion.

Modulo de datos eletronicos

Motores.

Reconocimiento de voz de windows.

Reconocido

Control por teclas.

Si

46

3.2.2.5. Componentes electrónicos

Ilustración 4 - componentes electrónicos



3.2.3. Pruebas

3.2.3.1. Caja Negra

Consiste en ingresar datos reales, probar si existen errores tales como datos erróneos en el

sistema, entre otros. Este tipo de prueba se aplicó para verificar el correcto funcionamiento del

código fuente de los siguientes elementos del sistema: Pantalla principal del sistema, registro de

empleados, registro de asistencia, autenticación de usuarios y validación de contraseñas, se puede

decir que el sistema tiene una tasa de rendimiento del 100%, pues es un sistema que tiene una

perfecta funcionalidad operativa, las entradas se aceptan de forma adecuada y las salidas son

correctas, los datos de los resultados obtenidos se indican en las siguientes imágenes y tablas.

Ilustración 5 - Pantalla Principal a prueba con caja negra.



47

Tabla N° 9 Resultados de la prueba de caja negra

Objeto Descripción Observación

Menú Principal Permite seleccionar diferentes

opciones que posee el sistema

Si Funciona

Menús Secundarios Ingresa con normalidad a las

diferentes opciones

Si Funciona

Sistema amigable de Fácil

manejo

Permite al administrador una

interfaz amigable y de fácil

manejo

Si Funciona



Ilustración 6 - Pantalla Inicial del reconocimiento caja negra.



Tabla N° 10 Resultados de la prueba de caja negra



Objeto Descripción Observación

Iniciar Permite iniciar el reconocimiento

de Windows

Si Funciona

Entrenar al equipo Permite entrenar al equipo que se

acople a nuestra voz.

Si Funciona

Configuración del micrófono. Permite modificar niveles de

entrada de audio.

Si Funciona

48

3.2.4. Implementación

La silla de ruedas automatizada se presenta en funcionamiento mediante comandos de

audio y la utilización de botones de control del dispositivo; todos los materiales están

instalados en la silla de ruedas para su perfecto funcionamiento.

Ilustración 3 – Fotografía de la silla de ruedas automatizada.

Fuente: Fotografía de la silla de ruedas.


Persona con limitación física utilizando la silla de ruedas automatizada mediante el

control por bluetooth de la persona responsable de su funcionamiento

49

3.3. Resultados de la Validación de la propuesta

La validación de la propuesta, se la realizó por la vía de expertos en Informática y las

TICS, los mismos que son los siguientes:

Datos informativos del primer validador:

Nº de Cédula: 0401101530

Nombres y Apellidos: Hernán Javier Guancha Enchunchala

Título de mayor jerarquía: Ingeniero de sistemas

Institución que labora: Uniandes

Cargo actual: Docente

Años de servicio: 5

Experiencia Laboral: 12 años

Datos informativos del segundo validador:


Nombres y Apellidos: Oscar Fred Carrera Pozo

Título de mayor jerarquía: Ingeniero en Sistemas


Cargo actual: Docente



Datos informativos del tercer validador:


Nombres y Apellidos: Andrés Cabascango

Título de mayor jerarquía: Ingeniero en Sistemas


Cargo actual: Telemático



50

Análisis de Resultados de la validación de la propuesta.

El análisis de resultados de la consulta a expertos sobre la propuesta se la realizó, en forma

ordenada y detallando cada indicador evaluado, con la finalidad de comprobar la validez

de la propuesta. A continuación, se realiza el análisis de resultados de cada indicador de

calidad:

En el primer indicador de calidad, se consultó sobre el carácter tecnológico de la

propuesta, obteniéndose los siguientes resultados:

Ilustración 7 – Carácter tecnológico de la propuesta

Fuente: Investigación de campo.


De acuerdo a los resultados obtenidos en el gráfico, se desprende que la propuesta tiene

un carácter tecnológico que va de muy satisfactorio a satisfactorio, lo cual hace viable la

implementación del sistema de automatización de silla de ruedas.

En el segundo indicador de calidad, se consultó sobre la efectividad de la propuesta,

obteniéndose los siguientes resultados:

Ilustración 8 – Efectividad de la propuesta



67%

33%

Muysatisfactorio

Satisfactorio

Pocosatisfactorio

No satisfactorio

100%

Muy satisfactorio

Satisfactorio

Pocosatisfactorio

No satisfactorio

51

En el gráfico se visualiza que todos los expertos consultados señalan que la propuesta

es efectiva para su implementación y por ende la satisfacción para usuarios.

En el tercer indicador de calidad, se consultó sobre la novedad científica de la

propuesta, obteniéndose los siguientes resultados:

Ilustración 9 – Novedad científica de la propuesta



De los datos visualizados en el gráfico, se desprende que la propuesta tiene una novedad

científica que es efectiva para su implementación; con lo cual se establece que la

propuesta está desarrollada en base a las metodologías de investigación científica y de

sistemas de información.

En el cuarto indicador de calidad, se consultó sobre la viabilidad para la aplicación

práctica de la propuesta, obteniéndose los siguientes resultados:

Ilustración 10 – Viabilidad de la propuesta



En el gráfico se visualiza que la viabilidad para la aplicación práctica de la propuesta, va

de muy satisfactorio a satisfactorio; lo cual se demuestra que la propuesta tiene un alto

índice para ser aplicada en personas que desean la automatización.

100%

Muysatisfactorio

Satisfactorio

Pocosatisfactorio

67%

33%

Muy satisfactorio

Satisfactorio

Poco satisfactorio

No satisfactorio

52

En el quinto indicador de calidad, se consultó sobre la actualidad de la propuesta,

obteniéndose los siguientes resultados:

Ilustración 11 – Actualidad de la propuesta



El gráfico indica que la actualidad de la propuesta va de muy satisfactorio a satisfactorio;

por lo tanto, se establece que el sistema para la silla de ruedas actualmente se lo puede

utilizar en diferentes instituciones.

Además, los validadores indicaron como aspectos interesantes de la propuesta lo

siguiente:

Beneficio de usar esta herramienta en el apoyo a discapacitados.

Mantener mejor desplazamiento sin esfuerzo propio.

Los validadores sugieren que se construya e implemente el sistema para el uso de las

personas con limitaciones físicas.

67%

33%

Muy satisfactorio

Satisfactorio

Poco satisfactorio

No satisfactorio

53

3.4. Conclusiones parciales del Capítulo III

La propuesta es la parte más importante de la tesis ya que constituye todos los

conocimientos que se adquirió y en donde se entregará un sistema funcional e

implementado.

Mediante el desarrollo de la propuesta, se consolida la factibilidad de la

implementación de una silla de ruedas automatizada puesto que su

funcionamiento es satisfactorio y cumple con todas las características propuestas.

Las pruebas realizadas al Sistema de control de la silla de ruedas son de gran

importancia ya que permiten obtener errores de codificación, con lo cual se obtuvo

el resultado de que el sistema estaba en correcto funcionamiento.

La validación de la propuesta confirma los beneficios de la propuesta puesto que

la silla de ruedas automatizada está orientada a un sector vulnerable de personas

que actualmente reciben muy poca atención, y que de esta forma ellos podrán

trasladarse de un lugar a otro con mayor facilidad.

54

CONCLUSIONES GENERALES

La fundamentación bibliográfica consiguió verificar los diferentes elementos

constitutivos para el desarrollo de la silla de ruedas automatizada, se verificaron las

mejores opciones en características y funcionalidad con el fin de brindar a las personas

con limitaciones físicas la mayor facilidad y confort para su desplazamiento.

La investigación de campo logró verificar la actual situación de las personas con

limitaciones físicas de la ciudad de Tulcán puesto que tanto ellos como sus familiares

expresaron la situación real de sus vivencias diarias; por tal motivo se verificó que

se debe implementar la silla de ruedas automatizada con el fin de que los

discapacitados puedan ser más autónomos en el proceso de su desplazamiento dentro

del hogar.

El diseño de la silla de ruedas automatizada es de gran importancia, ya que permite

elaborar un sistema funcional y así admitir la implementación de novedades

científicas que lo diferencien de los demás sistemas, para el presente caso se mejorará

el desplazamiento de personas con limitaciones físicas en un costo muy bajo.

La validación de expertos evidenció su aplicabilidad, ya que es de carácter

tecnológico, efectivo y novedoso lo cual permite que tanto personas con limitaciones

físicas como sus familiares e instituciones obtengan un beneficio mediante su

aplicación.

55

RECOMENDACIONES

A las empresas ensambladoras de sillas de ruedas se recomienda utilizar el presente

proyecto de tesis con el fin de construir nuevas sillas de ruedas aplicando la presente

tecnología con el fin de brindar un mejor servicio a personas con limitaciones físicas

Al usuario del Sistema se recomienda que se capacite y que tenga conocimientos

básicos de informática para que pueda controlar y dar un buen manejo a los diferentes

módulos para su propio beneficio.

A los usuarios del sistema se recomienda configurar correctamente el módulo de

reconocimiento para mejorar su uso y obtener excelentes resultados, ya que sin ello

no podrá manejar la silla a través de comandos de audio.

Al desarrollador se recomienda ofrecer una atención personaliza desde el principio

hasta finalizar la implementación de la silla de ruedas, además de realizar el

seguimiento y mantenimiento permanente a los dispositivos que son necesarios para

poder cumplir con el objetivo de los mismos.

BIBLIOGRAFÍA

Aguilar, Luis, (2010), Ingeniería Electrónica, Cuenca-Ecuador.

Fraga, Rafael, Et.Al, (2012), Investigación Socio Educativo, Klendarios, Quito-

Ecuador.

Huidobro, José, (2010),” Edificios Inteligentes”, Copyright, Venezuela.

UNIANDES, (2012), “Manual de Investigación”, Ambato.

Visión Artificial y Procesamiento Digital de Imágenes usando Matlab. Iván García

Ibarra-Ecuador.

Álvarez de Zayas, Carlos, (2012), Aplicaciones Móviles,

Fernández, David, (2014), Desarrollo de Aplicaciones para Android, España

H, Roberto. (2010). Metodología de la Investigación (Vol. 5ta.ED). México

Roblesdo, Sacristan, (2012), Programación en Android, México

Santiago de Cuba. (2009), Aplicaciones Móviles Android, Chile

Venancio, Milagros (2009), Investigación en Aplicaciones Bluetooth,

Uniandes, (2012), Manual de Investigación, Ambato, Ecuador.

Baturone, Anibal, (2010), Robótica, Manipuladores y robots móviles, Barcelona:

Alfaomega.

Torres, F.; Pomares, J.; Gil, P.; Puente, S. T., Y Aracil, R. Robots y Sistemas

Sensoriales, Madrid: Pearson Educación, 2012.

Barrietos, A.; Peñin, L.; Balaguer, C.; Aracil, R. España: McGraWhill, 2010.

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Bruegge, Bernd, (2011), Ingeniería de Software Orientada a Objetos, Prentice-Hall

New Jersey- EEUU, Primera Edición.

Faga, Rafael, Et.Al, (2010), Investigación Socio Educativo, Klendarios, Quito-

Ecuador.

Gonzáles, Efraín, (2009), Sistemas de Información, Quinta Edición, Ecuador.

Kendal, Julio, (2007), Análisis y Diseño de Sistemas, Prentice Hall, México.

Sabino, Carlos, (2010), Metodología de la Investigación, Tercera Edición, Ecuador

Lázaro, Antonio (2010), Programación Gráfica para el Control de Instrumentación.

Gifford, Clive, (2008), Robots. Descubre cómo funcionan estas máquinas.

Paraninfo, Giamarchi, (2011), Robots móviles. Estudio y construcción.

Paraninfo, Angulo, (2009), Micro botica. Tecnología, Aplicaciones y Montaje

Práctico.

Baturone, Aníbal, (2011), Robótica: Manipuladores y robots móviles.

González, Lee, (2012), Robótica: Control, Detección, Visión e Inteligencia.

Russell, Norvig, (2011), Inteligencia Artificial

L. Barton (2013), Discapacidad y sociedad.

TABLA DE CONTENIDOS

Anexo Nro. 1: Carta de Aprobación de Tesis

Anexo Nro. 2: Formulario de Encuesta

Anexo Nro. 3: Manual Técnico

Anexo Nro. 4: Manual de Usuario

Anexo Nro. 5: Fotografías

Anexo 1. Carta de aprobación de tesis

Anexo 2. Formato de encuesta.

UNIVERSIDAD REGIONAL AUTÓNOMA DE LOS ANDES

UNIANDES -TULCÁN

FACULTAD DE SISTEMAS MERCANTILES

CARRERA DE SISTEMAS EINFORMÁTICA

Participantes. Ciudadanía de Tulcán.

Objetivo. Recopilar información para la implementación de una silla de ruedas

automatizada para mejorar la orientación de personas con limitaciones físicas.

CUESTIONARIO

Pregunta Nº1: ¿Sus conocimientos sobre el uso de automatización y control son?

Excelente Muy buena Buena Regular Insuficiente

Pregunta Nº2: ¿Le parece importante el desarrollo de automatización y control

dentro de la Universidad Uniandes Tulcán?


Pregunta Nº3: ¿Usted cree que, con la automatización y control, se logrará la

construcción de la silla de ruedas, aportando servicios de gestión energética,

seguridad, bienestar y comunicación?


Pregunta Nº4: ¿Cuál de estos beneficios de la domótica le parece el más importante

para aplicar a Uniandes Tulcán?

Necesidad de individualización y exclusividad

Ahorro energético

Incrementar niveles de seguridad

Pregunta Nº5: ¿Qué opina usted sobre la implementación de automatización en las

sillas de ruedas?

Es excelente para automatizar procesos de seguridad

Economizar recursos eléctricos

Control de amenazas

Pregunta Nº6: ¿Según su criterio que tanto puede controlar con la

automatización?

Seguridad, confort

Automatización de infraestructuras

Comunicación entre dispositivos inteligentes

Pregunta Nº7: ¿Cuál cree usted que es el principal beneficio de la automatización?

Ahorro de tiempo y facilidad para el usuario

Automatizar procesos manuales

Monitoreo y control

Anexo 3. Manual Técnico.

Módulo de reconocimiento de Joystick.

Esta parte de código no permite extraer de un sonido las palabras para poder activar los

correspondientes relés y permitir el paso de energía a los motores para el desplazamiento.

private void button1_Click(object sender, EventArgs e)

{

reconocedor.SetInputToDefaultAudioDevice();\\Se llama a la dll de reconocimiento de

Windows.

reconocedor.LoadGrammar(new DictationGrammar());\\Cargamos el diccionario de

gramatica.

reconocedor.SpeechRecognized += new

EventHandler<SpeechRecognizedEventArgs>(reconocedor_SpeechRecognized);\\Nuev

o objeto de reconocimiento.

reconocedor.RecognizeAsync(RecognizeMode.Multiple);\\ejecutamos reconocimiento

múltiple de idiomas.

}

Método que captura y permite realizar la comparación de acciones a realizar.

void reconocedor_SpeechRecognized(object sender, SpeechRecognizedEventArgs e)

{

foreach (RecognizedWordUnit word in e.Result.Words)

{

if (word.Text == "derecha" || word.Text == "R.")

{

this.pictureBox1.Location = new Point(pictureBox1.Location.X + 20,

pictureBox1.Location.Y);

}

else if (word.Text == "izquierda")

{

this.pictureBox1.Location = new Point(pictureBox1.Location.X - 20,

pictureBox1.Location.Y);

}

else if (word.Text == "abajo" || word.Text == "pasado")

{

this.pictureBox1.Location = new Point(pictureBox1.Location.X ,

pictureBox1.Location.Y +20);

}

else if (word.Text == "arriba")

{

this.pictureBox1.Location = new Point(pictureBox1.Location.X,

pictureBox1.Location.Y - 20);

}

}

}

Módulo de procesamiento manual.

El módulo de procesamiento manual nos permite realizar las acciones de mando de

manera manual, es decir con la utilización de las teclas de desplazamiento de nuestro

computador.

private void Form1_KeyDown(object sender, KeyEventArgs e)

{

switch (e.KeyData)

{

case Keys.Left:

button4_Click(null,null); //izquierda

break;

case Keys.Right:

button5_Click(null, null); //derecha

break;

case Keys.Down:

button7_Click(null, null); //abajo

break;

case Keys.Up:

button3_Click(null, null);//arriba

break;

case Keys.Return:

button6_Click(null, null);//Detener

break;

default:

break;

}

}

Módulo de control de puerto com.

El computador tiene la capacidad de enviar datos y recibirlos a través de puertos para la

comunicación con diferentes periféricos, esto es el trabajo que realiza este módulo,

transmitir a través del puerto COM (serial), datos para poder activar los diferentes

dispositivos electrónicos.

Método de detección de puertos.

Control.CheckForIllegalCrossThreadCalls = false;

foreach (string s in SerialPort.GetPortNames())

{

comboBox1.Items.Add(s);//enlista los puertos disponibles en el equipo.

}

Método que permite enviar los datos a través del puerto seleccionado.

private void button3_Click(object sender, EventArgs e)

{

if (bandera == 0)

{//se checa el estado de la bandera para saber si se APAGA o se PRENDE el motor.

serialPort1.Write(dato,1,1); //se manda por el puerto serie el contenido de la segunda

// boton1.Text=”Apagar”;//posición del arreglo “dato[1]”, se cambia el texto a

bandera=1; //APAGAR y también el estado de la bandera.

}

else

{

serialPort1.Write (dato,0,1);//se manda por el puerto serie el contenido de la primera

// boton1.Text=”Prender”;//posición del arreglo “dato[0]”, se cambia el texto a

bandera =0; //PRENDER y también el estado de la bandera.

}

MessageBox.Show("ERROR DE DATO");

}

Dispositivos electrónicos.

El relé o relevador es un dispositivo electromecánico. Funciona como un interruptor

controlado por un circuito eléctrico en el que, por medio de una bobina y un electroimán,

se acciona un juego de uno o varios contactos que permiten abrir o cerrar otros circuitos

eléctricos independientes.

Cable serial.

Un cable serial es un cable de conexión de computación utilizado para la transferencia de

datos entre dos dispositivos. Hay dos tipos de cables serial, el DE-9 (a veces llamado DB-

9) y el DB-25. No todas las computadoras tienen puertos seriales hoy, a causa de la

invención del puerto USB (Universal Serial Bus). El uso de un cable serial para conectar

dos dispositivos es tan simple como enchufar los conectores y dejar que el ordenador

reconozca la conexión.

Fig. Cable serial.

http://es.wikipedia.org/wiki/Bobina

http://es.wikipedia.org/wiki/Electroim%C3%A1n

Circuito de relés.

Fig. Control de motor con puente.

Un relé es un dispositivo electrónico de inducción; es decir, al enviar corriente eléctrica

de 12 voltios al relé, internamente una bobina produce un campo eléctrico, entonces se

convierte en un electroimán el cual repele un metal que choca con otro metal lo cual

permite el paso de corriente eléctrica hacia los motores.

Ensamblado de relés.

Fig. Relés

El relé es un dispositivo que sirve como switch automático permitiendo que la corriente

circule o no; en el presente proyecto se utilizó un relé de 12 voltios el cual deja pasar o

no una corriente de 12 voltios que proviene de una batería los cuales a su vez permiten

encender y apagar los motores de la silla de ruedas.

Anexo 4. Manual De Usuario.

Conexión de cable al equipo.

Fig. Conexión cable PC y Circuito.

Al conectar el cable serial al PC nos saldrá la siguiente pantalla.

Fig. Instalación de Drivers.

En la figura se muestra el administrador de dispositivos y se observa q ya se detecta

el puerto COM instalado.

Para acceder al administrador seguir con los siguientes pasos (Clic derecho en Mi

PC, Clic Propiedades, Clic en administrador de dispositivos.)

Fig. Administrador de dispositivos.

Instalación del Software para el control de la silla de ruedas.

Los pasos para instalar el sistema se detallan a continuación:

o Inicio de Instalación.

Abrimos el archivo de instalación del sistema, a continuación aparece la pantalla de bienvenida

en dónde hacemos clic en el botón Siguiente.

o Seleccionar carpeta de destino.

Posteriormente aparece la pantalla de destino del sistema; es decir, en dónde se van a grabar

los archivos necesarios para su funcionamiento. La dirección es predeterminada, pero si se

desea se puede cambiar esta dirección, hacemos clic en el botón “Examinar”. Una vez que se ha

seleccionado el destino hacemos clic en el botón Siguiente.

o Confirmar instalación.

A continuación, aparece la ventana de confirmación de datos de instalación, damos clic en

Siguiente.

o Instalando.

La pantalla siguiente muestra el proceso de copia de archivos del sistema; en esta pantalla no se

debe realizar ninguna acción hasta que la barra azul llegue al 100%.

o Instalación completa.

Una vez terminada la copia de archivos aparece la pantalla de finalización, en dónde hacemos

clic en el botón Cerrar. Finalizada la instalación, el programa ya está listo para su

funcionamiento.

Iniciar aplicación.

Para iniciar la aplicación realizamos doble clic al acceso directo que se crea en el escritorio

llegando así a la pantalla siguiente.

Controles de

movimiento

manuales.

Activar control de

movimiento

auditivo. Área de detección

y selección del

puerto.

Anexo 5. Fotografías

Fuente: Fotografía de silla de ruedas


Descripción: Silla de ruedas y persona con limitación física

Fuente: Fotografía de silla de ruedas


Descripción: Silla de ruedas y persona con limitación física interactuando

FACULTAD SISTEMAS MERCANTILES CARRERA DE SISTEMAS

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