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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).
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
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
Fuente: Investigación de Campo
Elaborado por: Jonathan Nazate
Análisis e interpretación de Datos.
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?
Opciones Cantidad Porcentaje (%)
Excelente 44 49%
Muy buena 16 18%
Buena 20 22%
Regular 4 4%
Insuficiente 6 7%
Total 90 100%
36
Tabla3. Conocimientos automatización y control
Fuente: Investigación de Campo
Elaborado por: Jonathan Nazate
Análisis e interpretación de Datos.
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?
Tabla4. Conocimientos automatización y control
Fuente: Investigación de Campo
Elaborado por: Jonathan Nazate
Opciones Cantidad Porcentaje (%)
Objetivo Logrado 14 15%
Avance Significativo 42 47%
Cierto Avance 28 31%
Ningún Avance 6 7%
Total 90 100%
Opciones Cantidad Porcentaje (%)
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?
Tabla5. Conocimientos automatización y control
Fuente: Investigación de Campo
Elaborado por: Jonathan Nazate
Análisis e interpretación de Datos.
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.
Opciones Cantidad Porcentaje (%)
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?
Tabla6. Conocimientos automatización y control
Fuente: Investigación de Campo
Elaborado por: Jonathan Nazate
Análisis e interpretación de Datos.
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?
Tabla7. Conocimientos automatización y control
Fuente: Investigación de Campo
Elaborado por: Jonathan Nazate
Análisis e interpretación de Datos.
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.
Opciones Cantidad Porcentaje (%)
Seguridad, confort 70 78%
Automatización de infraestructuras 6 7%
Comunicación entre dispositivos
inteligentes
14 15%
Total 90 100%
Opciones Cantidad Porcentaje (%)
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
Fuente: Investigación Bibliográfica.
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
Fuente: Investigación Bibliográfica.
Elaborado por: Jonathan Nazate.
3.2.2.2. Requerimientos de Hardware y Software.
Tabla N° 8 Análisis requisitos de Software.
44
Fuente: Investigación de Campo.
Elaborado por: Jonathan Nazate.
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.
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
Fuente: Investigación Bibliográfica.
Elaborado por: Jonathan Nazate.
3.2.2.4. Diagrama Electrónico.
Ilustración 2 – Diagrama electrónico
Fuente: Investigación Bibliográfica.
Elaborado por: Jonathan Nazate
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
Fuente: Investigación Bibliográfica.
Elaborado por: Jonathan Nazate
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.
Fuente: Investigación Bibliográfica.
Elaborado por: Jonathan Nazate.
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
Fuente: Investigación Bibliográfica.
Elaborado por: Jonathan Nazate
Ilustración 6 - Pantalla Inicial del reconocimiento caja negra.
Fuente: Investigación Bibliográfica.
Elaborado por: Jonathan Nazate
Tabla N° 10 Resultados de la prueba de caja negra
Fuente: Investigación Bibliográfica.
Elaborado por: Jonathan Nazate
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.
Elaborado por: Jonathan Nazate
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:
Nº de Cédula: 0401666360
Nombres y Apellidos: Oscar Fred Carrera Pozo
Título de mayor jerarquía: Ingeniero en Sistemas
Institución que labora: Uniandes
Cargo actual: Docente
Años de servicio: 14
Experiencia Laboral: 20 años
Datos informativos del tercer validador:
Nº de Cédula: 0401568330
Nombres y Apellidos: Andrés Cabascango
Título de mayor jerarquía: Ingeniero en Sistemas
Institución que labora: Uniandes
Cargo actual: Telemático
Años de servicio: 3
Experiencia Laboral: 4 años
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.
Elaborado por: Jonathan Nazate.
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
Fuente: Investigación de campo.
Elaborado por: Jonathan Nazate.
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
Fuente: Investigación de campo.
Elaborado por: Jonathan Nazate.
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
Fuente: Investigación de campo.
Elaborado por: Jonathan Nazate.
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
Fuente: Investigación de campo.
Elaborado por: Jonathan Nazate.
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
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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.
Aguilar, Luis, (2010), Ingeniería Electrónica, Cuenca-Ecuador.
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?
Excelente Muy buena Buena Regular Insuficiente
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?
Excelente Muy buena Buena Regular Insuficiente
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.
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
Elaborado por: Jonathan Nazate
Descripción: Silla de ruedas y persona con limitación física
Fuente: Fotografía de silla de ruedas
Elaborado por: Jonathan Nazate
Descripción: Silla de ruedas y persona con limitación física interactuando
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