UNIVERSIDAD TÉCNICA PARTICULAR DE LOJA La...

i

UNIVERSIDAD TÉCNICA PARTICULAR DE LOJA La Universidad Católica de Loja

C

ÁREA TÉCNICA

TÍTULO DE INGENIERO EN ELECTRÓNICA Y TELECOMUNICACIONES

Diseño del bloque de identificación electrónica de fichas tipo LEGO en un

panel concebido para la enseñanza de operaciones matemáticas básicas a

niños con capacidades visuales diferentes

TRABAJO DE FIN DE TITULACIÓN

AUTOR: Jaramillo Valdivieso, José Vicente.

DIRECTOR: Jaramillo Pacheco, Jorge Luis, Ing.

LOJA – ECUADOR

2015

ii

APROBACIÓN DEL DIRECTOR DEL TRABAJO DE FIN DE TITULACIÓN

Ingeniero.

Jorge Luis Jaramillo Pacheco

DOCENTE DE LA TITULACIÓN

De mi consideración:

El presente trabajo de fin de titulación: “Diseño electrónico de un panel diseñado para la

enseñanza de operaciones matemáticas básicas a niños con capacidades visuales

diferentes." realizado por Jaramillo Valdivieso José Vicente, ha sido orientado y revisado

durante su ejecución, por cuanto se aprueba la presentación del mismo.

Loja, Abril de 2015

f) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

iii

DECLARACIÓN DE AUTORÍA Y CESIÓN DE DERECHOS

“Yo Jaramillo Valdivieso José Vicente, declaro ser autor del presente trabajo de fin de

Titulación: “Diseño del bloque de identificación electrónica de fichas tipo LEGO en un panel

concebido para la enseñanza de operaciones matemáticas básicas a niños con capacidades

visuales diferentes", de la Titulación de Ingeniería en Electrónica y Telecomunicaciones,

siendo Jorge Luis Jaramillo Pacheco, Ing. director del presente trabajo; y eximo

expresamente a la Universidad Técnica Particular de Loja y a sus representantes legales de

posibles reclamos o acciones legales. Además certifico que las ideas, conceptos,

procedimientos y resultados vertidos en el presente trabajo investigativo, son de mi

exclusiva responsabilidad.

Adicionalmente declaro conocer y aceptar la disposición del Art. 88 del Estatuto Orgánico de

la Universidad Técnica Particular de Loja que en su parte pertinente textualmente dice:

“Forman parte del patrimonio de la Universidad la propiedad intelectual de investigaciones,

trabajos científicos o técnicos y tesis de grado o trabajos de titulación que se realicen con el

apoyo financiero, académico o institucional (operativo) de la Universidad”

f.............................................................. Autor: Jaramillo Valdivieso José Vicente

Cédula 1104451073

iv

DEDICATORIA

El presente trabajo se lo dedico a Dios, que me día a día me ha brindado la sabiduría e

inteligencia para poder cumplir con mis proyectos de vida. A mis padres, por transmitirme la

fe hacia Dios, por brindarme su apoyo incondicional y, por alentarme a siempre seguir

adelante. A mis hermanos, que, con su ejemplo, han influenciado en mí el ser una mejor

persona. A mis amigos, que siempre estuvieron cuando los necesité.

José Vicente

v

AGRADECIMIENTO

Quiero agradecer a Dios por darme la gracia de vivir esta experiencia a su lado, por darme

la fuerza para cumplir todos los retos a lo largo de esta carrera. A mis padres por ser la

fuente de consejos y de fortaleza para tomar las mejores decisiones a lo largo de mi vida.

Quiero dejar mi más sincero agradecimiento al Ing. Jorge Luis Jaramillo, que no solo en este

trabajo, sino, durante toda la carrera, me brindó su apoyo, interés y dedicación.

También quiero agradecer a todos los docentes que fueron parte de mi formación

profesional, ya que cada uno de ellos, supo aportar intelectual y moralmente al tipo de

persona que seré en mi vida profesional.

Por último quiero agradecer a mis compañeros de aula y amigos por compartir tantos

momentos de felicidad conmigo.

José Vicente Jaramillo Valdivieso

vi

TABLA DE CONTENIDOS

APROBACIÓN DEL DIRECTOR DEL TRABAJO DE FIN DE TITULACIÓN .......................... ii

DECLARACIÓN DE AUTORÍA Y CESIÓN DE DERECHOS .................................................. iii

DEDICATORIA ..................................................................................................................... iv

AGRADECIMIENTO .............................................................................................................. v

TABLA DE CONTENIDOS .................................................................................................... vi

LISTA DE FIGURAS ............................................................................................................ viii

LISTA DE TABLAS ................................................................................................................ x

RESUMEN ............................................................................................................................. 1

ABSTRACT ........................................................................................................................... 2

INTRODUCCIÓN ................................................................................................................... 3

CAPÍTULO 1 .......................................................................................................................... 4

1. A MANERA DE RESUMEN DEL PROCESO DE IDENTIFICACIÓN DE OPCIONES DE OPTIMIZACIÓN, Y, SOBRE LA CONCEPTUALIZACIÓN DEL NUEVO PANEL ELECTRÓNICO ..................................................................................................................... 4

1.1. Opciones tecnológicas disponibles para la optimización del panel ......................... 5

1.2. Requerimientos generales ..................................................................................... 7

1.3. Funcionalidades del panel ..................................................................................... 7

1.4. Sobre las fichas a utilizar ...................................................................................... 9

1.5. Sobre la planificación del diseño del prototipo del panel ...................................... 10

CAPÍTULO 2 ........................................................................................................................ 11

2. DISEÑO DEL BLOQUE DE IDENTIFICACIÓN ELECTRÓNICA DE FICHAS ............... 11

2.1. Diseño conceptual del bloque de identificación electrónica de las fichas del panel ..

........................................................................................................................ 12

2.1.1. Sobre la metodología de conceptualización .................................................. 12

2.1.2. Sobre la utilización de pulsadores para la identificación de fichas ................. 12

2.1.3. Sobre el uso de contactos para la identificación de fichas............................. 13

2.1.4. Sobre la aplicación de resistores para la identificación de fichas .................. 14

2.1.5. Sobre el uso de sensores infrarrojos para la identificación de fichas ............. 15

2.1.6. Análisis comparativo de las opciones tecnológicas para la identificación de

fichas ................................................................................................................ 15

2.2. Diseño electrónico del bloque de identificación de las fichas del panel ................ 16

2.2.1. Sobre la metodología de diseño .................................................................... 16

2.2.2. Definición de requerimientos de diseño ......................................................... 16

vii

2.2.3. Diseño lógico de circuitos electrónicos .......................................................... 16

2.3. Cálculo de componentes del circuito .................................................................... 19

2.4. Evaluación de desempeño del circuito ................................................................. 21

CAPÍTULO 3 ........................................................................................................................ 23

3. INGENIERÍA DE DETALLE E IMPLEMENTACIÓN DEL BLOQUE DE IDENTIFICACIÓN ELECTRÓNICA DE FICHAS ............................................................................................... 23

3.1. Metodología de abordaje ..................................................................................... 24

3.2. Identificación de pendientes ................................................................................. 24

3.3. Ingeniería de pendientes...................................................................................... 24

3.3.1. Ingeniería del módulo de audio ..................................................................... 24

3.3.2. Ingeniería del módulo de señales luminosas ................................................. 27

3.3.3. Ingeniería del módulo de alimentación y carga ............................................. 29

3.4. Diseño mecánico del panel .................................................................................. 31

3.4.1. Diseño de cubierta y circuitos impresos ........................................................ 31

3.4.2. Diseño de la estrategia de ensamblaje .......................................................... 33

3.4.3. Construcción de tarjetas electrónicas ............................................................ 34

3.5. Pruebas preliminares de funcionamiento ............................................................. 36

CONCLUSIONES ................................................................................................................ 39

BIBLIOGRAFÍA .................................................................................................................... 40

ANEXOS .............................................................................................................................. 42

viii

LISTA DE FIGURAS

Figura 1.1 Versión original del panel electrónico implementado para enseñanza de

operaciones matemáticas básicas a niños con capacidades visuales especiales. ................. 5

Figura 1.2 Opción seleccionada para la optimización del panel electrónico implementado

para enseñanza de operaciones matemáticas básicas a niños con capacidades visuales

especiales. ............................................................................................................................. 6

Figura 1.3 Tablero del panel electrónico optimizado. ............................................................. 7

Figura 1.4 Vista superior y lateral izquierda del tablero. ......................................................... 8

Figura 1.5 Vista general del tablero y de las fichas. ............................................................. 9

Figura 1.6 Diseño de ficha con los cilindros significativos para la codificación Braille sin perfil

redondeado y con el número arábigo impreso en alto relieve. ............................................. 10

Figura 2.1 Ubicación de los pulsadores en el tablero de trabajo del panel electrónico. ........ 12

Figura 2.2 Activación de los pulsadores al colocar las fichas sobre el tablero de trabajo del

panel electrónico. ................................................................................................................. 13

Figura 2.3 Pistas conductoras sobre el tablero de trabajo del panel electrónico. ................. 13

Figura 2.4 Activación de las pistas conductoras al colocar las fichas sobre el tablero de

trabajo del panel electrónico. ............................................................................................... 14

Figura 2.5 Empleo de resistores internos para identificación de las fichas sobre el tablero de

trabajo del panel electrónico. ............................................................................................... 14

Figura 2.6 Utilización de sensores infrarrojos para la identificación de las fichas sobre el

tablero de trabajo del panel electrónico. .............................................................................. 15

Figura 2.7 Identificación de las variables a considerar en el diseño lógico de los circuitos

electrónicos de identificación de fichas en el panel. ............................................................. 17

Figura 2.8 Esquema del circuito de emisor / receptor infrarrojo propuesto para determinar los

equivalentes decimales y operaciones de los estados binarios de cada una de las variables.

............................................................................................................................................ 19

Figura 2.9 Relación entre la corriente en el colector de los transistores del esquema del

circuito emisor / receptor infrarrojo, y, la distancia entre los sensores y la superficie

refractaria. ........................................................................................................................... 20

Figura 2.10 Esquema interruptor del circuito de emisor / receptor infrarrojo propuesto para

determinar los equivalentes decimales y operaciones de los estados binarios de cada una de

las variables. ........................................................................................................................ 21

Figura 2.11 Variación del voltaje a la salida del sensor, en función de la distancia entre el

sensor y una superficie reflectaría. ...................................................................................... 22

Figura 2.12 Variación del voltaje a la salida del sensor, en función de la distancia entre el

sensor y una superficie no reflectaría. ................................................................................. 22

ix

Figura 3.1 Esquema de conversión de una señal PWM a una analógica. ............................ 25

Figura 3.2 Circuito de audio propuesto para el panel. .......................................................... 25

Figura 3.3 Arreglos propuestos para la señalización luminosa. ............................................ 27

Figura 3.4 Esquema de conexión de diodos en el circuito de señales luminosas. ................ 28

Figura 3.5 Esquema electrónico del circuito de alimentación y carga. ................................. 30

Figura 3.6 Diseño físico de la cubierta del panel .................................................................. 31

Figura 3.7 Circuito impreso de operación y señales luminosas del panel. ............................ 32

Figura 3.8 Circuito impreso de alimentación y carga, y señales de audio del panel. ............ 32

Figura 3.9 Segmentación de la cubierta en cuatro segmentos para impresión 3D. .............. 33

Figura 3.10 Estrategia de ensamblaje del panel. ................................................................. 33

Figura 3.11 Fijación de las tarjetas electrónicas en el panel. .............................................. 34

Figura 3.12 Aislamiento electrónico y mecánico de las tarjetas en el panel. ........................ 34

Figura 3.13 Circuito impreso en papel termo-transferencia a laser. ..................................... 35

Figura 3.14 Circuito grabado en placa de cobre PCB. ......................................................... 35

Figura 3.15 Circuito impreso en placa de cobre PCB. .......................................................... 36

Figura 3.16 Tarjeta de operación y señales luminosas del panel terminada. ....................... 36

Figura 3.17 Operatividad de los arreglos de LEDs del módulo de señales luminosas. ......... 37

Figura 3.18 Ficha de prueba para el bloque de identificación electrónica. ........................... 38

x

LISTA DE TABLAS

Tabla 1.1 Análisis comparativo de las opciones presentadas. ............................................... 6

Tabla 2.1 Análisis comparativo de las opciones tecnológicas para la identificación electrónica

de las fichas. ........................................................................................................................ 15

Tabla 2.2 Características técnicas del sensor infrarrojo del sensor CNY70. ........................ 18

Tabla 2.3 Equivalentes decimales y operacionales de los estados binarios de los sensores.

............................................................................................................................................ 18

Tabla 2.4 Características técnicas del transistor TIP31c. ..................................................... 18

Tabla 3.1 Características técnicas del dinámico EVL SP-328. ............................................. 26

Tabla 3.2 Características técnicas del transistor TIP31c. ..................................................... 26

Tabla 3.3 Características eléctricas del diodo led de alto brillo rojo y verde de 5mm RC301-

05, GC451-03. ..................................................................................................................... 27

Tabla 3.4 Características técnicas del transistor 2N2222. .................................................... 28

Tabla 3.5 Características técnicas del limitador de corriente LM317. ................................... 30

Tabla 3.6 Características técnicas del regulador de voltaje 7805. ........................................ 30

Tabla 3.7 Características técnicas de la batería GP Ni-MH 60AAM3BMU. .......................... 30

Tabla 3.8 Resumen de características de resistores. ........................................................... 30

1

RESUMEN

En este trabajo, se describe los resultados obtenidos al diseñar el bloque de

identificación electrónica de fichas tipo LEGO, para un panel electrónico concebido para la

enseñanza de operaciones matemáticas básicas, a niños con capacidades visuales

diferentes.

PALABRAS CLAVES: enseñanza de matemáticas, niños con capacidad visual

diferente, fichas tipo LEGO.

2

ABSTRACT

This paper shows the results of the design of an electronic identification block for

LEGO chips for an electronic panel designed to teach basic math to children with different

visual capabilities.

KEYWORDS: mathematics education, children with different visual capabilities, LEGO type

chips.

3

INTRODUCCIÓN

En septiembre 2013, la Sección de Diseño, Proyectos Arquitectónicos y Urbanismo del

Departamento de Arquitectura y Artes, solicitó a la Sección de Electrónica y

Telecomunicaciones (SET) del Departamento de Ciencias de la Computación y Electrónica

(DCCE), de la Universidad Técnica Particular de Loja, el apoyo en el diseño e

implementación de un panel electrónico para la enseñanza de operaciones matemáticas

básicas a niños con capacidades visuales especiales. Como resultado, se desarrolló el

panel electrónico mostrado en la Figura 1.1, y descrito en [1]. La posterior evaluación de

desempeño del panel mostró que, este cumple con las especificaciones funcionales, pero

presenta problemas operativos, especialmente en relación a la manipulación de fichas.

En marzo 2014, los investigadores responsables solicitaron nuevamente apoyo a la SET del

DCCE, para optimizar el panel original. Identificados los problemas existentes, se seleccionó

la solución óptima para superarlos, y se conceptualizó un nuevo panel electrónico.

En septiembre de 2014, se inició el proceso de diseño e implementación del nuevo panel.

En este trabajo, dividido en 3 capítulos, se recoge los resultados obtenidos en el diseño del

bloque de reconocimiento electrónico de fichas a utilizar en el nuevo panel. En el primer

capítulo se presenta, a manera de resumen, los resultados obtenidos al analizar diversas

opciones tecnológicas para la optimización del panel original, y, se muestra los resultados

obtenidos en la fase de conceptualización de un nuevo panel, y el tipo de fichas a utilizar.

En el segundo capítulo se describe los resultados obtenidos en la etapa de diseño del

bloque de identificación electrónica de fichas tipo LEGO.

Finalmente, en el capítulo 3 se explica los resultados obtenidos en la etapa de ingeniería de

detalle e implementación del bloque de identificación electrónica tipo LEGO.

4

CAPÍTULO 1

1. A MANERA DE RESUMEN DEL PROCESO DE IDENTIFICACIÓN DE OPCIONES DE

OPTIMIZACIÓN, Y, SOBRE LA CONCEPTUALIZACIÓN DEL NUEVO PANEL

ELECTRÓNICO

5

1.1. Opciones tecnológicas disponibles para la optimización del panel

En función de los resultados de la evaluación del panel original, descrito en [1], por el grupo

beneficiario, se identificó las necesidades de optimización: disminución del volumen y peso

de las fichas, integración de identificadores decimales y en código Braille, reducción del

desgaste de contactos en el circuito impreso; y, diversificación del uso de colores.

Figura 1.1 Versión original del panel electrónico implementado para enseñanza de operaciones matemáticas básicas a niños con capacidades visuales especiales.

Fuente:http://memorias.utpl.edu.ec/sites/default/files/docum

entacion/arte2013/utpl-diseno-material-didactico-matematico.pdf

Identificadas las necesidades de optimización, se conformó grupos de trabajo, a cada uno

de los cuales se le encargó la formulación de una propuesta tecnológica de optimización. Se

presentaron 6 propuestas de optimización (ver Tabla 1.1), entre las cuales se seleccionó la

opción óptima: diseñar un nuevo panel electrónico que incluya el concepto de fichas tipo

LEGO (ver Figura 1.2). La utilización de fichas tipo LEGO apunta a reducir el desgaste

prematuro de contactos en los circuitos impresos, y, ampliar las posibilidades futuras del

panel. Se propone el uso de un tablero y diversas fichas (números y operaciones

matemáticas). Las piezas se colocan en el tablero, siguiendo una orden establecido (primer

operando, segundo operando, operación, solución, y, comprobación).

6

Tabla 1.1 Análisis comparativo de las opciones presentadas. Opción Ventajas Desventajas

Reparación del panel

original

Elementos no móviles

Se puede verificar qué pulsadores están activados

No se puede activar 2 pulsadores

simultáneamente

Desgaste prematuro

Sistema mecánico

complejo

Gran tamaño

Diseño de un tablero

en forma de oso Elementos no móviles

Desgaste prematuro

Sistema mecánico

complejo

Utilización de

aritmética con dados Desgaste limitado Operación compleja

Diseño de un panel de operación

aleatoria Desgaste limitado Operación compleja

Aplicación de

sudoku braille Desgaste limitado

Sistema complejo

Operación compleja

Empleo de fichas

tipo LEGO

Desgaste limitado

Manipulación intuitiva Operación compleja

Fuente: Autor.

Figura 1.2 Opción seleccionada para la optimización del panel electrónico implementado para enseñanza de operaciones matemáticas básicas a niños con capacidades visuales especiales.

Fuente: Autor.

7

1.2. Requerimientos generales

Considerando que, en el grupo beneficiario existen menores con ceguera parcial, se acordó

incluir en el panel colores vivos. Además, se decidió incluir elementos estimulantes al tacto y

al oído, como la codificación Braille y sonidos para verificar la respuesta [2], [3].

En otro contexto, a los beneficios propios de las fichas tipo LEGO [4], tales como las

múltiples combinaciones, y, las distintas estructuras que se logran crear con un grupo básico

de piezas; se suman el desarrollo de habilidades motrices, y, la adquisición de conceptos

espaciales como volumen, tamaño y formas geométricas [5].

1.3. Funcionalidades del panel

Igual que en la versión original, el panel electrónico permitirá ejecutar las 4 operaciones

básicas (suma, resta, multiplicación, y, divisiones exactas) con 2 operandos, de hasta 3

cifras significativas (unidades, decenas y centenas). El panel electrónico constará de un

tablero (con una disposición de 5 columnas y 4 filas), y, de una sección de encendido y

sonorización (ver Figura 1.3).

Figura 1.3 Tablero del panel electrónico optimizado.

Fuente: Autor.

8

Desde la derecha, las columnas del tablero permiten ubicar las fichas correspondientes a

unidades, decenas, centenas, y, miles. En la primera fila, en cada columna, permanecen

fijas las fichas que señalan el valor posicional de la columna.

En la última columna, a la izquierda del tablero, se ubican las fichas correspondientes a la

operación aritmética a realizar (3ra fila desde arriba del tablero). En la posición quinta

columna y cuarta fila, permanece fija la ficha de resultado de operación, construida sobre un

pulsador.

En la sección de encendido y sonorización, ubicada en la parte superior del tablero, se

encuentran el botón de inicio (START) y un parlante, que servirá para comunicar lo

acertado o no de la operación efectuada.

Las fichas correspondientes a los operandos y al resultado, pueden ocupar exclusivamente

posiciones predeterminadas en el tablero. La Figura 1.4 muestra el diseño del tablero, que

corresponde al estándar de una pieza tipo LEGO.

Figura 1.4 Vista superior y lateral izquierda del tablero. Fuente: Autor.

9

1.4. Sobre las fichas a utilizar

Se diseñará fichas numéricas (operandos) y operacionales (ver Figura 1.5). En forma

general se plantea que en la parte superior de cada ficha de los operandos, se imprima el

valor numérico (de 0 a 9), tanto en Braille como en números arábicos.

Considerando el grado de desarrollo de la capacidad táctil en el grupo beneficiario, y, los

requerimientos de estética planteados por el equipo de trabajo, se decidió plantear al menos

4 posibles diseños de fichas [6], de entre las cuales escoger la opción óptima.

Las fichas diseñadas se imprimieron en 3D, utilizando el aplicativo Solidworks [7], y, una

impresora 3D Makerbot Replicator 2X [8]. La impresión se realizó con filamento de

acrilonitrilo butadieno estireno o ABS, un termoplástico rígido, comúnmente muy utilizado en

la impresión 3D [9].

Figura 1.5 Vista general del tablero y de las fichas.

Fuente: Autor.

Para seleccionar el diseño óptimo de las fichas, se sometió las impresiones al análisis del

grupo beneficiario. Con el apoyo del personal docente del Instituto Especial Fiscal para

Ciegos “Byron Eguiguren”, de la ciudad de Loja, se trabajó con los niños del cuarto año de

10

educación básica inclusiva. A cada uno de los niños se le pidió manipular las diferentes

fichas impresas, recogiendo sus impresiones. Adicionalmente, se solicitó una apreciación a

una tutora del grupo, docente con 15 años de experiencia en el Instituto. Como resultado se

pudo inferir que el diseño óptimo de una ficha corresponde a los criterios de mayor tamaño

posible, cilindros significativos para la codificación Braille sin perfil redondeado, y, número

arábigo impreso en alto relieve (ver Figura 1.6).

Figura 1.6 Diseño de ficha con los cilindros significativos para la codificación Braille sin perfil redondeado y con el número arábigo impreso en alto relieve.

Fuente: Autor.

1.5. Sobre la planificación del diseño del prototipo del panel

Establecida la conceptualización del panel, se decidió proseguir con el diseño e

implementación de un prototipo del panel electrónico. Para este fin, en septiembre de 2014

se conformaron cuatro grupos de trabajo, encargándoles el diseño e implementación del

tablero, el diseño e implementación del bloque de identificación electrónica de fichas, el

diseño e implementación del algoritmo de control del panel, y, el análisis de resultados.

11

CAPÍTULO 2

2. DISEÑO DEL BLOQUE DE IDENTIFICACIÓN ELECTRÓNICA DE FICHAS

12

2.1. Diseño conceptual del bloque de identificación electrónica de las fichas

del panel

2.1.1. Sobre la metodología de conceptualización

Los conceptos preliminares de diseño, se obtuvieron a través de una lluvia de ideas y de la

discriminación posterior, bajo los criterios de durabilidad y facilidad de implementación.

Como resultado, se identificó 4 posibilidades tecnológicas para la identificación electrónica

de las fichas: la utilización de pulsadores, el uso de contactos, la aplicación de resistores, y,

sensores infrarrojos.

2.1.2. Sobre la utilización de pulsadores para la identificación de fichas

Este concepto implica ubicar pulsadores en el tablero de trabajo del panel (ver Figura 2.1),

de forma tal que las fichas las presionen al ser fijadas a el tablero (ver Figura 2.2).

Figura 2.1 Ubicación de los pulsadores en el tablero de trabajo del panel electrónico.

Fuente: Autor.

13

Figura 2.2 Activación de los pulsadores al colocar las fichas sobre el tablero de trabajo del panel electrónico.

Fuente: Autor.

Considerando que las fichas numéricas representan valores entre 0 y 9, utilizando código

binario, se requerirá de 4 pulsadores.

2.1.3. Sobre el uso de contactos para la identificación de fichas

En este concepto, se propone diseñar pistas conductoras en el tablero (ver Figura 2.3), que

podrían habilitar circuitos activos, al complementarse con contactos especialmente ubicados

en la parte inferior de las fichas (ver Figura 2.4).

Figura 2.3 Pistas conductoras sobre el tablero de trabajo del panel electrónico.

Fuente: Autor.

14

Figura 2.4 Activación de las pistas conductoras al colocar las fichas sobre el tablero de trabajo del panel electrónico.

Fuente: Autor.

De igual manera, se sugirió la utilización de código binario para la identificación de las fichas

numéricas.

2.1.4. Sobre la aplicación de resistores para la identificación de fichas

En esta idea, en el interior de cada ficha se coloca un resistor. Al colocar la ficha sobre el

tablero, se conforma un divisor de voltaje (ver Figura 2.5). Predeterminados los valores de

los 2 resistores, se podría asociar el nivel de voltaje en uno de los segmentos del divisor a

una ficha numérica en particular.

Figura 2.5 Empleo de resistores internos para identificación de las fichas sobre el tablero de trabajo del panel electrónico.

Fuente: Autor.

15

2.1.5. Sobre el uso de sensores infrarrojos para la identificación de fichas

En este concepto se propuso ubicar emisores / receptores infrarrojos en el tablero de trabajo

del panel, y, colocar bajo las fichas superficies reflectante o no reflectantes; entonces, la

identificación de la ficha dependerá del patrón de reflexión (ver Figura 2.6).

Figura 2.6 Utilización de sensores infrarrojos para la identificación de las fichas sobre el tablero de trabajo del panel electrónico.

Fuente: Autor.

2.1.6. Análisis comparativo de las opciones tecnológicas para la

identificación de fichas

Las opciones tecnológicas para la identificación electrónica de las fichas, fueron sometidas a

un análisis comparativo, considerando los parámetros de durabilidad y facilidad de

implementación. La Tabla 2.1 muestra los resultados obtenidos.

Tabla 2.1 Análisis comparativo de las opciones tecnológicas para la identificación electrónica de las fichas.

Opción tecnológica

Criterio

Durabilidad Facilidad de

implementación

Pulsadores x

Contactos x

Resistores x

Sensores infrarrojos x x

Fuente: Autor.

El equipo de trabajo decidió incluir otro aspecto adicional en el análisis, como es la facilidad

de colocación de las fichas en el tablero. En general, el análisis mostró que la mejor opción

es la utilización de sensores infrarrojos para la identificación de las fichas.

16

2.2. Diseño electrónico del bloque de identificación de las fichas del panel

2.2.1. Sobre la metodología de diseño

Definida la opción tecnológica a utilizar para la identificación de electrónica de las fichas, se

estableció una aproximación de 4 etapas para el diseño del bloque de identificación:

definición de requerimientos de diseño, diseño lógico de circuitos electrónicos, cálculo de

componentes, y, aproximación del desempeño del circuito.

2.2.2. Definición de requerimientos de diseño

El bloque a diseñar utilizará código binario. En los sensores infrarrojos, el nivel GND

corresponderá a “0”, mientras que VCC será asumido como “1”.

El bloque a diseñar deberá reconocer el valor absoluto de las fichas numéricas, identificar

las fichas operacionales y, reconocer los espacios en los cuales no se ha ubicado ficha

alguna.

La sensibilidad del bloque será tal que, el reconocimiento se realice a una distancia entre 1 y

5 mm, entre los sensores y las fichas, con el objetivo de admitir imprecisiones en la

impresión 3D y en la colocación de las fichas.

2.2.3. Diseño lógico de circuitos electrónicos

En la Figura 2.7 se muestra la identificación de las variables a considerar en el diseño lógico

de los circuitos electrónicos. Las variables de la A a la J, pueden adoptar once estados

diferentes, diez para dígitos decimales y uno para indicar ausencia de ficha. La variable K

puede adoptar cinco estados, cuatro para diferenciar las operaciones matemáticas básicas y

uno para indicar ausencia de ficha.

17

Figura 2.7 Identificación de las variables a considerar en el diseño lógico de los circuitos electrónicos de identificación de fichas en el panel.

Fuente: Autor.

Utilizando la expresión (1), el número requerido de sensores en cada variable se calculó en

4 (variables A – J) y 3 (variable K) [10].

𝑆 = √E (1)

En dónde,

S, es el número requerido de sensores binarios

E, es el número de estados a reconocer

En el marco de este proyecto, se decidió utilizar como emisor / receptor infrarrojo, el

dispositivo CNY70, cuyas características técnicas se muestran en [11], (ver Tabla 2.2). La

Tabla 2.3 muestra la equivalencia entre los estados lógicos en los sensores, y su

equivalente decimal y operacional. A la salida de cada sensor, el valor binario “1”

representará la ausencia de reflexión. En [12], (ver Tabla 2.4) se muestra las características

técnicas del transistor TIP31c que se decidió usar como interruptor del bloque de

identificación electrónica.

18

Tabla 2.2 Características técnicas del sensor infrarrojo del sensor CNY70. Parámetro Condiciones Símbolo Típico Unida

d

Emisor

Corriente máxima en

polarización directa IF 50 mA

Voltaje en polarización

directa IFI = 20mA VF 1.15 V

Acoplamiento Emisor - Receptor

Corriente en el colector VCE = 5V

IF = 20mA

d = 0.3mm

IC 1 mA

Fuente: http://www.vishay.com/docs/83751/cny70.pdf

Tabla 2.3 Equivalentes decimales y operacionales de los estados binarios de los sensores.

Valor binario Equivalente

Variables A, B, C, D, E, F, G, H, I y J

0000 0

0001 1

0010 2

0011 3

0100 4

0101 5

0110 6

0111 7

1000 8

1001 9

1010 Error de lectura





1111 Sin ficha

Variable K

000 +

001 -

010 x

011 ÷

1XX Sin ficha

Fuente: Autor.

Tabla 2.4 Características técnicas del transistor TIP31c.

Parámetro Símbolo Típico Unidad

Corriente máxima en el colector 𝐼𝑐𝑀𝐴𝑋 3 𝐴

Ganancia de corriente en DC

(𝐼𝑐 = 1𝐴)

h𝐹𝐸 100

Voltaje de saturación base-emisor

(𝐼𝑐 = 1𝐴)

V𝐵𝐸(𝑠𝑎𝑡) 0.9 𝑉

Fuente: https://www.fairchildsemi.com

19

Figura 2.8 Esquema del circuito de emisor / receptor infrarrojo propuesto para determinar los equivalentes decimales y operaciones de los estados binarios de cada una de las variables. Fuente: Autor.

2.3. Cálculo de componentes del circuito

En cada una de las variables, como circuito para el receptor infrarrojo, se decidió utilizar un

esquema de polarización fija o de emisor común (ver Figura 2.8), en el que el sensor actúa

como un interruptor controlado a través de la presencia de superficie reflectora a corta

distancia, permitiendo el paso de corriente al existir reflexión, y, cortando el paso de

corriente cuando no hay reflexión.

Para un voltaje en corriente continua de 5V, y de acuerdo a las recomendaciones de la

bibliografía [12], el valor de corriente en polarización directa se estimó en 20mA. De acuerdo

a [13], el valor de R1 se calculó a través de la expresión (2), obteniendo un valor de 180Ω.

𝑅1 =𝑉𝐶𝐶 − 𝑉𝐹

𝐼𝐹𝐼

(2)

En dónde,

𝑅1, es el valor de la resistencia del resistor, Ω.

𝑉𝑐𝑐, es el valor del voltaje en corriente continua, V.

𝑉𝐹, es el valor del voltaje de polarización fija, V.

𝐼𝐹𝐼, es el valor de la corriente en polarización fija, A.

De acuerdo con [11] (ver Figura 2.9) y [13], el valor de Rc (ver Figura 2.8), se calcula a

través de la expresión (3), obteniendo el valor de 24KΩ, aproximado al valor comercial más

próximo.

20

𝑅𝐶 =𝑉𝑅𝐶

𝐼𝐶

(3)

En donde,

𝑅𝑐, es el valor de la resistencia del resistor en el colector, Ω.

𝑉𝑅𝐶, es la caída de voltaje en el resistor Rc, V.

𝐼𝐶, es la el valor de corriente en el colector, A.

Figura 2.9 Relación entre la corriente en el colector de los transistores del esquema del circuito emisor / receptor infrarrojo, y, la distancia entre los sensores y la superficie refractaria.

Fuente: http://www.vishay.com/

De acuerdo con [11] y [12] (ver Tabla 3.2), el valor de corriente máxima en el colector se

estimó en 1A. De acuerdo a [14], el valor de R2 mostrado en la Figura 2.10, se calcula a

través de la expresión (4), obteniendo un valor de 360Ω.

𝑅 =(V𝑖𝑛 − V𝐵𝐸(𝑠𝑎𝑡)) ∗ h𝐹𝐸

IC

(4)

En dónde,

h𝐹𝐸, es el valor de la ganancia de corriente de U5.

R, es el valor de la resistencia del resistor R2, Ω

Vin, es el valor del voltaje de entrada, V.

VBE(𝑠𝑎𝑡),es el valor del voltaje de saturación base- emisor en U5, V.

21

IC, es el valor de la corriente en el colector de U5, A.

Figura 2.10 Esquema interruptor del circuito de emisor / receptor infrarrojo propuesto para determinar los equivalentes decimales y operaciones de los estados binarios de cada una de las variables.

Fuente: Autor.

2.4. Evaluación de desempeño del circuito

Para aproximar una evaluación del desempeño del circuito diseñado en el reconocimiento

de patrones binarios, se montó un esquema experimental para medir el voltaje a la salida de

un sensor infrarrojo conectado a un microcontrolador ATMEGA32A, considerando diferentes

distancias entre el sensor y las superficies refractarias y no refractarias. Como superficie

refractaria se utilizó cinta aislante blanca, y, como superficie no refractaria se empleó cinta

aislante negra.

La Figura 2.11 y la Figura 2.12 muestran los resultados obtenidos, siendo VIL el voltaje

máximo de entrada en baja al controlador, y VIH el voltaje mínimo de entrada en alta. El

voltaje real de la fuente empleada fue de 5.27V. La Figura 2.11 muestra que el circuito es

capaz de reconocer el estado binario ‘0’ (refracción), en el rango de distancia comprendido

entre 0 y 6.5mm. La Figura 2.12 muestra que el estado binario ‘1’ (ausencia de refracción)

se reconoce a cualquier distancia. Estos resultados satisfacen los requerimientos de diseño.

22

Figura 2.11 Variación del voltaje a la salida del sensor, en función de la distancia entre el sensor y una superficie reflectaría.

Fuente: Autor.

Figura 2.12 Variación del voltaje a la salida del sensor, en función de la distancia entre el sensor y una superficie no reflectaría.

Fuente: Autor.

0

1

2

3

4

5

1 2 3 4 5 6 7 8 9 1011121314151617181920

VO

LTA

JE (

V)

DISTANCIA (MM)Voltaje medido VIL

0

1

2

3

4

5

6

1 2 3 4 5 6 7 8 9 1011121314151617181920

VO

LTA

JE (

V)

DISTANCIA (MM)Voltaje medido VIH

23

CAPÍTULO 3

3. INGENIERÍA DE DETALLE E IMPLEMENTACIÓN DEL BLOQUE DE IDENTIFICACIÓN

ELECTRÓNICA DE FICHAS

24

3.1. Metodología de abordaje

Definido el diseño del bloque de reconocimiento electrónico de fichas tipo LEGO, se

estableció una metodología de abordaje de la etapa de ingeniería de detalle 4 etapas:

identificación de pendientes, ingeniería de pendientes, diseño mecánico del panel, y, fase

de pruebas preliminares.

3.2. Identificación de pendientes

De acuerdo con el análisis de opciones de optimización, es necesario que el panel cuente

con salida de audio, un switch de encendido, y un pulsador. Además, a criterio del equipo de

trabajo, se decidió incluir señales luminosas, y un circuito de alimentación y carga.

En definitiva, se decidió atender como pendientes al diseño en un módulo de audio, al

diseño de un módulo de señales luminosas, y, al diseño de un módulo de alimentación y

carga.

3.3. Ingeniería de pendientes

3.3.1. Ingeniería del módulo de audio

En el marco de este proyecto, se desarrollará la capacidad operativa en el procesador para

generar mensajes de audio, que orienten al usuario sobre la operación correcta o incorrecta

del panel. La decisión final sobre la cantidad y tipo de mensajes audibles será abordada por

un equipo de trabajo diferente, conformado para diseñar e implementar la base del panel.

Debido a que el procesador utilizado en este trabajo (Atmega 32A) carece de la capacidad

de generar señales analógicas, es necesario prever la conversión de señales moduladas por

ancho de pulso PWM (generadas en el procesador) en su equivalente de audio, siguiendo el

proceso de conversión mostrado en la Figura 3.1.

De acuerdo a [15], se requiere de un filtro pasa bajas para transformar la señal PWM a

analógica. Según [16], al utilizar una señal PWM se puede aprovechar las limitaciones

físicas de un altavoz dinámico, como filtro pasa bajas. Al ingresar una frecuencia mayor a

aquella en la que el dinámico puede vibrar, se promediará la señal consiguiendo un efecto

de filtro similar al requerido. La Figura 3.2 muestra el esquema propuesto para el circuito de

25

audio del panel. De acuerdo a las características del dinámico descritas en la Tabla 3.1, el

valor de corriente máxima en el colector del transistor U2 se estimó en 750mA. De acuerdo

a [17], el valor de la resistencia de R3, se calculó en 560Ω, utilizando la expresión (5). Las

características eléctricas del transistor U2 se pueden encontrar en la Tabla 3.2.

Figura 3.1 Esquema de conversión de una señal PWM a una analógica.

Fuente: Autor.

Figura 3.2 Circuito de audio propuesto para el panel. Fuente: Autor.

𝑅 =V𝑖𝑛 − V𝐵𝐸(𝑠𝑎𝑡)

IB

(5)

En dónde,


26

Vin, es el valor del voltaje de entrada (PWM), V.

VBE(𝑠𝑎𝑡), es el valor del voltaje de saturación base- emisor en U2, V.

IB, es el valor de la corriente en la base de U2, A.

Por su parte, la corriente en la base del transistor se calcula a través de la ecuación (6):

IB =IC

h𝐹𝐸

(6)

En dónde,



h𝐹𝐸, es el valor de la ganancia de corriente de U2.

Tabla 3.1 Características técnicas del dinámico EVL SP-328.


Resistencia eléctrica R 8 Ω

Potencia P 2 W

Fuente: Autor.

Tabla 3.2 Características técnicas del transistor TIP31c.


Corriente máxima en el

colector IcMAX

3 A


(𝐈𝐜 = 𝟕𝟓𝟎𝐦𝐀) hFE 120

Voltaje de saturación base-

emisor (𝐈𝐜 = 𝟕𝟓𝟎𝐦𝐀) VBE(sat) 0.8 V

Fuente: https://www.fairchildsemi.com/

En el marco de este proyecto, para el audio se utilizará un tono senoidal, de características

similares a la señal presentada en la Figura 3.1. Entonces, utilizando la expresión (7)

recomendada en la bibliografía [18], los valores RMS de la señal se calcularon en 3,06 para

voltaje, y 0,38 para intensidad de corriente, obteniendo un valor de 1.16W de potencia.

𝑋𝑅𝑀𝑆 = √1

𝑇∫ 𝑋2(𝑡) 𝑑𝑡

𝑇

0

(7)

27

3.3.2. Ingeniería del módulo de señales luminosas

El módulo de señales luminosas brindará información al usuario sobre la realización correcta

o incorrecta de las operaciones matemáticas, y, se apoyará con señales audibles. Para la

identificación visual de una operación correcta o incorrecta, el equipo de trabajo decidió

utilizar los arreglos mostrados en la Figura 3.3. Una operación correcta se mostrará con un

“visto”, formado por diodos LED estándar, de color verde, de 5mm. Una operación

incorrecta se mostrará con una “X”, formada por diodos LED estándar, de color rojo, de

5mm. Las características eléctricas de los diodos LED se muestran en la Tabla 3.3, [19].

Figura 3.3 Arreglos propuestos para la señalización luminosa.

Fuente: Autor.

Tabla 3.3 Características eléctricas del diodo led de alto brillo rojo y verde de 5mm RC301-05, GC451-03.


Corriente sugerida en


Voltaje en polarización directa

(rojo) VF 2 V


(verde) VF 3.1 V

Fuente: http://www.pcboard.ca/kits/leds/5mm.html

La Figura 3.4 muestra el esquema de conexión de los diodos en el módulo de señalización

luminosa. De acuerdo a [13], los valores de las resistencias de R4 y R5, se calculan a través

de la expresión (8), obteniendo un valor de 100Ω y 150Ω respectivamente (aproximado al

valor comercial más próximo). El esquema incluye un transistor (ver Tabla 3.4) configurado

como interruptor, en cada grupo de diodos LED, para suplir la corriente requerida.

28

Figura 3.4 Esquema de conexión de diodos en el circuito de señales luminosas.

Fuente: Autor.

R =VCC − VF

IF

(8)

En dónde,

R, es el valor de la resistencia del resistor, Ω.

Vcc, es el valor del voltaje en corriente continua, V.

VF, es el valor del voltaje en polarización fija, V.

IF, es el valor de la corriente en polarización fija, A.

Tabla 3.4 Características técnicas del transistor 2N2222.



colector IcMAX

600 mA


(𝐈𝐜 = 𝟐𝟎𝟎𝐦𝐀) hFE 175


emisor (𝐈𝐜 = 𝟐𝟎𝟎𝐦𝐀) VBE(sat) 0.9 V


(𝐈𝐜 = 𝟑𝟎𝟎𝐦𝐀) hFE 140


emisor (𝐈𝐜 = 𝟑𝟎𝟎𝐀) VBE(sat) 0.9 V

Fuente: http://pdf1.alldatasheet.com/

29

Según [17], el valor de las resistencias de R6 y R7, se calculan a través de la ecuación (9).

Considerando las recomendaciones descritas en la bibliografía [20] se obtuvo los valores de

3KΩ y 1.5KΩ, respectivamente.

R = Vin − VBE

IB

(9)

En dónde,

R, es el valor de resistencia del resistor en la base, Ω.


VBE, es el valor del voltaje base-emisor, V.

IB, es el valor de la corriente de la base, A.

3.3.3. Ingeniería del módulo de alimentación y carga

El módulo de alimentación y carga responde al circuito mostrado en la Figura 3.5, y, permite alimentar el panel desde una batería, recargar De acuerdo a [21] y [22], el valor de la (10), obteniendo un valor de 22Ω, para una de los componentes a utilizar se encuentran en muestran en, la Tabla 3.5, la Tabla 3.6, la

Tabla 3.7, y, la Tabla 3.8.

R = 1250 ∗ I (10)

En dónde,

R, es el valor de resistencia del resistor R8, Ω.

I, es el valor del intensidad de carga de las baterías, A.

30

Figura 3.5 Esquema electrónico del circuito de alimentación y carga.

Fuente: Autor.

Tabla 3.5 Características técnicas del limitador de corriente LM317.


Corriente máxima de salida IOMAX 2.2 A

Voltaje máximo de salida VOMAX 37 V

Fuente: http://www.ti.com/

Tabla 3.6 Características técnicas del regulador de voltaje 7805.


Voltaje máximo de entrada VI 35 V

Corriente máxima de salida IOMAX 1 A

Fuente: https://www.fairchildsemi.com/

Tabla 3.7 Características técnicas de la batería GP Ni-

MH 60AAM3BMU.


Voltaje V 3.6 V

Capacidad mínima CMIN 600 mA

Fuente: http://www.gpbatteries.com

Tabla 3.8 Resumen de características de resistores. Resistor Resistencia Potencia

R3 560 Ω 1 4⁄ W

R4 270 Ω 1 4⁄ W

R5 7.5 kΩ 1 4⁄ W

R6 4.2Ω 1 4⁄ W

R7 22 Ω 1 4⁄ W

Fuente: Autor.

31

3.4. Diseño mecánico del panel

3.4.1. Diseño de cubierta y circuitos impresos

Garantizada la operatividad del diseño electrónico propuesto, se diseñó la cubierta del

panel (ver Figura 3.6) y los circuitos impresos de operación y de señales luminosas (ver

Figura 3.7), y de alimentación y carga, y señales de audio (ver Figura 3.8). Para el diseño se

utilizó los recursos del aplicativo Proteus v.7.10 [25]. (ver Figura 3.7 y la Figura 3.8).

La carcasa del panel consta de una caja base y de una cubierta. En este trabajo se atendió

el diseño de la cubierta, que se construyó en una impresora 3D tipo Makerbot Replicator 2

[8], cuyo espacio de trabajo limitado obligó a dividir la impresión en 4 segmentos (ver Figura

3.9).

Figura 3.6 Diseño físico de la cubierta del panel Fuente: Autor.

32

Figura 3.7 Circuito impreso de operación y señales luminosas del panel. Fuente: Autor.

Figura 3.8 Circuito impreso de alimentación y carga, y señales de audio del panel.

Fuente: Autor.

33

Figura 3.9 Segmentación de la cubierta en cuatro segmentos para impresión 3D.

Fuente: Autor.

3.4.2. Diseño de la estrategia de ensamblaje

Para el ensamblaje de los circuitos impresos dentro de la carcasa del panel, se planteó la

estrategia mostrada en la Figura 3.10.

Una vez ubicados los elementos electrónicos en los circuitos impresos, la cubierta se une a

la tarjeta de operación y señales luminosas. A esta última se añade la tarjeta de

alimentación y carga, y señales de audio, y, la tarjeta del bloque de control (de diseño

pendiente). Cada tarjeta se fija con pernos y tuercas (ver Figura 3.11), y, se apoya sobre

soportes (ver Figura 3.12). Las tarjetas electrónicas están separadas entre sí 1.2cm,

utilizando el aire como aislante eléctrico. La decisión final sobre el material, diseño y armado

de la caja base será abordada por un equipo de trabajo diferente.

Figura 3.10 Estrategia de ensamblaje del panel.

34

Fuente: Autor.

Figura 3.11 Fijación de las tarjetas electrónicas en el panel.

Fuente: Autor.

Figura 3.12 Aislamiento electrónico y mecánico de las tarjetas en el panel.

Fuente: Autor.

3.4.3. Construcción de tarjetas electrónicas

Para la construcción de las tarjetas electrónicas, se utilizó el método de planchado descrito

en [26]. En la etapa de impresión del circuito, con ayuda de una impresora a laser, se

imprimió las pistas de los circuitos diseñados, en papel de termo transferencia (ver Figura

3.13).

35

Figura 3.13 Circuito impreso en papel termo-transferencia a laser.

Fuente: Autor.

En la etapa de preparación de la placa, se recortó la placa PCB al tamaño requerido, y, se

lijó la placa para eliminar impurezas sobre el cobre. En la etapa de grabado de placa, se

utilizó calor para transferir las pistas del papel de termo-transferencia a la placa PCB,

obteniendo el resultado mostrado en la Figura 3.14.

Figura 3.14 Circuito grabado en placa de cobre PCB. Fuente: Autor.

En la etapa de lavado de la placa, se utilizó cloruro férrico, lana de acero, y acetona, para

obtener el producto mostrado en la Figura 3.15.

36

Figura 3.15 Circuito impreso en placa de cobre PCB. Fuente: Autor.

En la etapa de perforado de placa y montaje de componentes, se realizaron perforaciones

de 0.8 y 1.2mm de diámetro, y, se soldó los componentes electrónicos de acuerdo al diseño

(ver Figura 3.16).

Figura 3.16 Tarjeta de operación y señales luminosas del panel terminada. Fuente: Autor.

3.5. Pruebas preliminares de funcionamiento

Dada la naturaleza del proyecto, se requerirá de pruebas de campo protocolizadas para

calificar adecuadamente el desempeño integral del panel. En esta etapa, se acordó realizar

una serie de pruebas preliminares para validar la capacidad operativa del panel.

37

Para verificar la operatividad del módulo de audio, se utilizó un algoritmo para emisión de

audio PWM, reproduciendo la frase “It;s working” [27]. El algoritmo se implementó en un

controlador Atmega 32A, conectado a la tarjeta electrónica respectiva. Utilizando el

aplicativo Sound Meter [28], se midió la potencia acústica a 20cm del dinámico, registrando

un nivel promedio de 63dB. Ya que de acuerdo a [29], 60dB se considera un nivel aceptable

para mantener una conversación convencional a 90cm de distancia, los resultados

obtenidos muestran que el sonido reproducido será perceptible para el usuario.

Para verificar la operatividad del módulo de señales luminosas, se conectó el controlador

Atmega 32A a la tarjeta electrónica, y se generó una secuencia de comandos correcto –

incorrecto, corroborando el funcionamiento de los arreglos de LEDs (ver Figura 3.17).

Figura 3.17 Operatividad de los arreglos de LEDs del módulo de señales luminosas.

Fuente: Autor.

Para validar la operatividad del módulo de alimentación y carga, se midió el voltaje de salida

en diferentes escenarios de uso (en vacío, a media carga, y, a full carga). Se considera que,

en un correcto funcionamiento, el voltaje no será menor a 4.5V, y que la corriente de carga

de las baterías no será mayor a 60mA [22]. Los resultados mostraron que el voltaje de

circuito abierto es de 5V, y, que el voltaje a full carga es de 4.80V. En todos los escenarios

estudiados, la intensidad de carga de la batería fue de 57mA. En este contexto, se confirmó

la operatividad del módulo.

Para verificar la operatividad del módulo de operación (reconocimiento de fichas), se utilizó

una ficha de prueba (ver Figura 3.18). Modificando la posición de las superficies refractarias

en la ficha de prueba, se midió el voltaje a la salida del circuito, y, utilizando un controlador

Atmega 32A se comprobó la correspondencia con lo esperado.

38

Figura 3.18 Ficha de prueba para el bloque de identificación electrónica.

Fuente: Autor.

39

CONCLUSIONES

Ante los problemas existentes en un panel electrónico diseñado para la enseñanza

de operaciones matemáticas básicas a niños con capacidades visuales especiales,

se decidió desarrollar un nuevo concepto integrando el uso de fichas tipo LEGO.

Establecida la conceptualización del nuevo panel, se dividió la fase de diseño e

implementación de un prototipo en cuatro actividades: diseño e implementación del

tablero, el diseño e implementación del bloque de identificación electrónica de

fichas, el diseño e implementación del algoritmo de control del panel, y, el análisis de

resultados.

En este trabajo se ha demostrado la factibilidad técnica de desarrollar un bloque de

identificación electrónica de fichas, que corresponda a los requerimientos

conceptuales de funcionamiento del panel, y, a los requerimientos formulados ´por

los investigadores responsables.

40

BIBLIOGRAFÍA

[1] «Diseño del Material Didáctico Matemático y Discapacidad Visual en niños de educación básica,» [En línea]. Available: http://memorias.utpl.edu.ec/sites/default/files/documentacion/arte2013/utpl-diseno-material-didactico-matematico.pdf .

[2] «Los niños ciegos y su educación,» [En línea]. Available: http://catarina.udlap.mx/u_dl_a/tales/documentos/lda/arteaga_j_g/capitulo2.pdf. [Último acceso: 11 Marzo 2014].

[3] J. E. Fernandez del Campo, «Braille y Matemática,» [En línea]. Available: http://sid.usal.es/idocs/f8/fdo10191/braille_y_matematica.pdf. [Último acceso: 4 Marzo 2014].

[4] LEGO, «Lego Classic,» [En línea]. Available: http://creative.lego.com/es-ar/default.aspx?icmp=COARFRBricksMore. [Último acceso: 15 Marzo 2014].

[5] LEGO, «LEGO Education,» [En línea]. Available: http://education.lego.com/en-us/lego-education-product-database/preschool/9027-lego-duplo-brick-set. [Último acceso: 10 Marzo 2014].

[6] Bermeo. Figueroa. Lima. Ochoa. Peña. Romero. Jaramillo, «Diseño de las fichas tipo LEGO a utilizar en el panel electrónico para la enseñanza de operaciones matemáticas básicas a niños con capacidad visual especial,» Loja, 2014.

[7] SOLIDWORKS, «Software de diseño CAD en 3D,» [En línea]. Available: http://www.solidworks.com. [Último acceso: 23 Abril 2014].

[8] Makerbot, «Replicator 2,» [En línea]. Available: http://store.makerbot.com/replicator2x. [Último acceso: 9 Abril 2015].

[9] Impresoras 3D, «El material de impresión ABS y sus características,» [En línea]. Available: http://www.impresoras3d.com/el-material-de-impresion-abs-y-sus-caracteristicas/. [Último acceso: 25 Agosto 2014].

[10] T. W. Moss, Sistemas Digitales, Principios y Aplicaciones, México: Pearson Educación, 2007.

[11] Vishay Semiconductors, «CNY70,» 2 Julio 2009. [En línea]. Available: http://www.vishay.com/docs/83751/cny70.pdf. [Último acceso: 26 Enero 2015].

[12] Fairchild Semiconductors, «TIP 31A / TIP 31C NPN Epitaxial Silicon Transistor,» Noviembre 2014. [En línea]. Available: https://www.fairchildsemi.com/datasheets/ti/tip31c.pdf. [Último acceso: 25 Marzo 2015].

[13] N. Boylestad, Electrónica: teoría de circuitos y dispositivos electrónicos 8va. ed., México: Pearson Educación, 2003.

[14] W. Storr, «Transistor - Basic Electronics Tutorials,» [En línea]. Available: http://www.electronics-tutorials.ws/transistor/tran_4.html. [Último acceso: 3 Marzo 2015].

[15] Microchip, «Using PWM to Generate Analog Output,» 1997. [En línea]. Available: http://ww1.microchip.com/downloads/en/AppNotes/00538c.pdf. [Último acceso: 28 Enero 2015].

[16] J. Leonard, «Sound Devices and Techniques,» Oldskool.org, 6 Diciembre 2014. [En línea]. Available: http://www.oldskool.org/sound/pc/#digitized. [Último acceso: 25 Marzo 2015].

41

[17] W. Storr, «Basic Electronics Tutorials,» [En línea]. Available: http://www.electronics-tutorials.ws/transistor/tran_4.html. [Último acceso: 03 Marzo 2015].

[18] Royal Academy of Engineering, «The Study of Root Mean Square (RMS) Value,» [En línea]. Available: http://www.raeng.org.uk/publications/other/8-rms. [Último acceso: 12 Febrero 2015].

[19] PCBOARD, «LED Technical Specifications,» [En línea]. Available: http://www.pcboard.ca/kits/leds/5mm.html. [Último acceso: 9 Abril 2015].

[20] Tiger Electronic CO, «All Datasheet,» 2N2222A, [En línea]. Available: http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/447006/TGS/2N2222A.html. [Último acceso: 05 Marzo 2015].

[21] Texas Instruments, «LM317 Datasheet,» [En línea]. Available: http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm117.pdf. [Último acceso: 19 Marzo 2015].

[22] Gary, «NTLworld,» NiCD and NiMH Battery Chargers, [En línea]. Available: http://homepage.ntlworld.com/g0xan/robots/chargers.htm. [Último acceso: 19 Marzo 2015].

[23] Fairchild Semiconductor Corporation, «LM78XX / LM78XXA 3-Terminal 1 A Positive Voltage Regulator,» 2006. [En línea]. Available: https://www.fairchildsemi.com/datasheets/LM/LM7805.pdf. [Último acceso: 08 Abril 2015].

[24] GP Batteries, «Cordless Phone Batteries,» [En línea]. Available: http://www.gpbatteries.com/INT/index.php?option=com_k2&view=item&id=372&Itemid=504. [Último acceso: 08 Abril 2015].

[25] Labcenter Electronics, «Proteus,» 2015. [En línea]. Available: http://www.labcenter.com/index.cfm. [Último acceso: 07 Febrero 2015].

[26] F. Rey, «Como hacer una placa de circuito impreso empleando el método de transferencia de tonner,» [En línea]. Available: http://usuaris.tinet.cat/fmco/download/Tutorial_placas.pdf. [Último acceso: 05 Abril 2015].

[27] T. Regit, «AVR, PCM audio,» 8 Noviembre 2010. [En línea]. Available: http://avrpcm.blogspot.com/2010/11/playing-8-bit-pcm-using-any-avr.html. [Último acceso: 9 Abril 2015].

[28] Smart Tools co., «Sonómetro : Sound Meter,» 6 Febrero 2015. [En línea]. Available: https://play.google.com/store/apps/details?id=kr.sira.sound&hl=es_419. [Último acceso: 9 Abril 2015].

[29] Educastur, «Nivel de intensidad del sonido,» [En línea]. Available: http://web.educastur.princast.es/proyectos/jimena/pj_franciscga/intenson.htm. [Último acceso: 13 Abril 2015].

42

ANEXOS

UNIVERSIDAD TÉCNICA PARTICULAR DE LOJA

TITULACIÓN: ELECTRÓNICA Y TELECOMUNICACIONES SECCIÓN: ELECTRÓNICA Y ENERGÍAESCALA: NINGUNA

FECHA: ABRIL/2015 AUTOR:

JOSÉ VICENTE JARAMILLO VALDIVIESO

REVISADO POR:ING. JORGE LUIS JARAMILLO PACHECO

DESCRIPCIÓN: ESQUEMA DE CONEXIÓN DE:

a) circuito de emisor / receptor infrarrojo en cada una de lasvariables.

b) interruptor del circuito de emisor / receptor infrarrojoc) módulo de audiod) módulo de señales luminosase) módulo de alimentación

LÁMINA:

1 1

A

Vcc

(+5V)

IR

U1

A1

IR

U2

A2

IR

U3

A3

IR

U4

A4

GND

Vcc

(+5V)

D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7

U7

D8

GND

Vcc

(+5V)

D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7

U8

D8 D9 D10 D11 D12 D13

LM317

IN

ADJ

OUT

7805

IN

GND

OUT

7805

IN

GND

OUT

GND

Vcc

(+5V)

U11

U10

U9

B1

J1

B2

GND

A

U5

GND

U6

GND

a)

b)

c)

e)

d)

SIMBOLOGÍA EMPLEADA

Salida del controlador

Batería

Altavóz dinámico

IR Emisor / Receptorinfrarrojo

Diodo LED

Jack DC

Transistor PNPResistor

Diseño del bloque de identificación electrónica de

fichas tipo LEGO en un panel concebido para la

enseñanza de operaciones matemáticas básicas a

niños con capacidades visuales diferentes

José Vicente Jaramillo#1, Jorge Luis Jaramillo#2

#1 Profesional en formación de la Titulación de IET, Universidad Técnica Particular de Loja

#2 Docente de la SET del DCCE, Universidad Técnica Particular de Loja

Loja, Ecuador 2015

[email protected], [email protected]

Resumen— Se describe los resultados obtenidos al diseñar

el bloque de identificación electrónica de fichas tipo LEGO,

componente básico de un panel electrónico concebido para la

enseñanza de operaciones matemáticas básicas a niños con

capacidades visuales diferentes

Palabras claves— enseñanza de matemáticas, niños con

capacidad visual diferente, LEGO, reconocimiento electrónico

de fichas tipo LEGO.

I. INTRODUCCIÓN

En septiembre 2013, la Sección de Diseño, Proyectos

Arquitectónicos y Urbanismo del Departamento de

Arquitectura y Artes, solicitó a la Sección de Electrónica y

Telecomunicaciones (SET) del Departamento de Ciencias de la

Computación y Electrónica (DCCE), de la Universidad Técnica

Particular de Loja, el apoyo en el diseño e implementación de

un panel electrónico para la enseñanza de operaciones

matemáticas básicas a niños con capacidades visuales

especiales. Como resultado, se desarrolló el panel electrónico

mostrado en la Fig.1, y descrito en [1]. La posterior evaluación

de desempeño del panel mostró que, este cumple con las

especificaciones funcionales, pero presenta problemas

operativos, especialmente en relación a la manipulación de

fichas.

En marzo 2014, los investigadores responsables solicitaron

nuevamente apoyo a la SET del DCCE, para optimizar el panel

original. Identificados los problemas existentes, se seleccionó

la solución óptima para superarlos, y se conceptualizó un

nuevo panel electrónico.

En septiembre de 2014, se inició el proceso de diseño e

implementación del nuevo panel. En este trabajo se recoge los

resultados obtenidos en el diseño del bloque de reconocimiento

electrónico de fichas a utilizar en el panel.

II. A MANERA DE RESUMEN DEL PROCESO DE

IDENTIFICACIÓN DE OPCIONES DE OPTIMIZACIÓN

A. Opciones tecnológicas disponibles para la

optimización del panel

En función de los resultados de la evaluación del panel

original por el grupo beneficiario, se identificó las necesidades

de optimización: disminución del volumen y peso de las fichas,

integración de identificadores decimales y en código Braille,

reducción del desgaste de contactos en el circuito impreso; y,

diversificación del uso de colores

Fig. 1. Versión original del panel electrónico implementado

para enseñanza de operaciones matemáticas básicas a niños

con capacidades visuales especiales [1].

Identificadas las necesidades de optimización, se conformó

grupos de trabajo, a cada uno de los cuales se le encargó la

formulación de una propuesta tecnológica de optimización. Se

presentaron 6 propuestas de optimización (ver Tabla 1), entre

las cuales se seleccionó la opción óptima: diseñar un nuevo

panel electrónico que incluya el concepto de fichas tipo LEGO

(ver Fig.2). La utilización de fichas tipo LEGO apunta a

reducir el desgaste prematuro de contactos en los circuitos

impresos, y, ampliar las posibilidades futuras del panel. Se

propone el uso de un tablero y diversas fichas (números y

operaciones matemáticas). Las piezas se colocan en el tablero,

siguiendo una orden establecido (primer operando, segundo

operando, operación, solución, y, comprobación).

Tabla 1.

Análisis comparativo de las opciones presentadas. Diseño de

los autores. Opción Ventajas Desventajas

Reparación del

panel original


Se puede verificar que

pulsadores están activados

No se puede activar

2 pulsadores simultáneamente

Desgaste prematuro

Sistema mecánico

complejo

Gran tamaño

Diseño de un

tablero en forma de oso


Desgaste prematuro

Sistema mecánico complejo

Utilización de aritmética con

dados Desgaste limitado Operación compleja

Diseño de un

panel de operación

aleatoria

Desgaste limitado Operación compleja

Aplicación de sudoku braille

Desgaste limitado Sistema complejo

Operación compleja

Empleo de fichas

tipo LEGO

Desgaste limitado

Manipulación

intuitiva

Operación compleja

Fig. 2. Opción seleccionada para la optimización del panel

electrónico implementado para enseñanza de operaciones


especiales. [Autores].

III. SOBRE LA CONCEPTUALIZACIÓN DEL NUEVO PANEL

ELECTRÓNICO

A. Requerimientos generales

Considerando que, en el grupo beneficiario existen menores

con ceguera parcial, se acordó incluir en el panel colores vivos.

Además, se decidió incluir elementos estimulantes al tacto y al

oído, como la codificación Braille y sonidos para verificar la

respuesta [2], [3].

En otro contexto, a los beneficios propios de las fichas tipo

LEGO [4], tales como las múltiples combinaciones, y, las

distintas estructuras que se logran crear con un grupo básico de

piezas; se suman el desarrollo de habilidades motrices, y, la

adquisición de conceptos espaciales como volumen, tamaño y

formas geométricas [5].

B. Funcionalidades del panel

Igual que en la versión original, el panel electrónico permitirá

ejecutar las 4 operaciones básicas (suma, resta, multiplicación,

y, división), con 2 operandos, de hasta 2 cifras significativas

(unidades y decenas). El panel electrónico constará de un

tablero (con una disposición de 4 columnas y 5 filas), y, de

una sección de encendido y sonorización (ver Fig.3).

Fig. 3. Tablero del panel electrónico optimizado. [Autores].

Desde la derecha, las columnas del tablero permiten ubicar

las fichas correspondientes a unidades, decenas, centena, y,

miles. En la primera fila, en cada columna, permanecen fijas

las fichas que señalan el valor posicional de la columna.

En la última columna, a la izquierda del tablero, se ubican las

fichas correspondientes a la operación aritmética a realizar (3

fila desde arriba del tablero). En la posición quinta columna y 4

fila, permanece fija la ficha de resultado de operación,

construida sobre un pulsador.

En la sección de encendido y sonorización, ubicada en la

parte superior del tablero, se encuentran el botón de inicio

(START) y un parlante, que servirá para comunicar lo acertado

o no de la operación efectuada.

Las fichas correspondientes a los operandos y al resultado,

pueden ocupar exclusivamente posiciones predeterminadas en

el tablero. La Fig.4 muestra el diseño del tablero, que

corresponde al estándar de una pieza tipo LEGO.

Fig. 4. Vista superior y lateral izquierda del tablero.

[Autores].

C. Sobre las fichas a utilizar

Se diseñará fichas numéricas (operandos) y operacionales

(ver Fig.5). En forma general se plantea que en la parte

superior de cada ficha de los operandos, se imprima el valor

numérico (de 0 a 9), tanto en Braille como en números

arábicos.

Considerando el grado de desarrollo de la capacidad táctil en

el grupo beneficiario, y, los requerimientos de estética

planteados por el equipo de trabajo, se decidió plantear al

menos 4 posibles diseños de fichas [6], de entre las cuales

escoger la opción óptima.

Las fichas diseñadas se imprimieron en 3D, utilizando el

aplicativo Solidworks [7], y, una impresora 3D Makerbot

Replicator 2X [8]. La impresión se realizó con filamento de

acrilonitrilo butadieno estireno o ABS, un termoplástico rígido,

comúnmente muy utilizado en la impresión 3D [9].

Fig. 5. Vista general del tablero y de las fichas. [Autores].

Para seleccionar el diseño óptimo de las fichas, se sometió

las impresiones al análisis del grupo beneficiario. Con el apoyo

del personal docente del Instituto Especial Fiscal para Ciegos

“Byron Eguiguren”, de la ciudad de Loja, se trabajó con los

niños del cuarto año de educación básica inclusiva. A cada uno

de los niños se le pidió manipular las diferentes fichas

impresas, recogiendo sus impresiones. Adicionalmente, se

solicitó una apreciación a una tutora del grupo, docente con 15

años de experiencia en el Instituto. Como resultado se pudo

inferir que el diseño óptimo de una ficha corresponde a los

criterios de mayor tamaño posible, cilindros significativos para

la codificación Braille sin perfil redondeado, y, número arábigo

impreso en alto relieve (ver Fig.6).

Fig. 6. Diseño de ficha con los cilindros significativos para

la codificación Braille sin perfil redondeado y con el número

arábigo impreso en alto relieve. [Autores].

D. Sobre la planificación del diseño del prototipo del

panel

Establecida la conceptualización del panel, se decidió

proseguir con el diseño e implementación de un prototipo del

panel electrónico. Para este fin, en septiembre de 2014 se

conformaron cuatro grupos de trabajo, encargándoles el

diseño e implementación del tablero, el diseño e

implementación del bloque de identificación electrónica de

fichas, el diseño e implementación del algoritmo de control del

panel, y, el análisis de resultados.

IV. DISEÑO DEL BLOQUE DE IDENTIFICACIÓN

ELECTRÓNICA DE FICHAS

A. Diseño conceptual del bloque de identificación

electrónica de las fichas del panel

Sobre la metodología de conceptualización

Los conceptos preliminares de diseño, se obtuvieron a través

de una lluvia de ideas y de la discriminación posterior, bajo los

criterios de durabilidad y facilidad de implementación.

Como resultado, se identificó 4 posibilidades tecnológicas

para la identificación electrónica de las fichas: la utilización de

pulsadores, el uso de contactos, la aplicación de resistores, y,

sensores infrarrojos.

Sobre la utilización de pulsadores para la identificación de

fichas

Este concepto implica ubicar pulsadores en el tablero de

trabajo del panel (ver Fig.7), de forma tal que las fichas las

presionen al ser fijadas a el tablero (ver Fig.8).

Fig. 7. Ubicación de los pulsadores en el tablero de trabajo

del panel electrónico. [Diseño de los autores]

Fig. 8. Activación de los pulsadores al colocar las fichas

sobre el tablero de trabajo del panel electrónico. [Diseño de

los autores]

Considerando que las fichas numéricas representan valores

entre 0 y 9, utilizando código binario, se requerirá de 4

pulsadores.

Sobre el uso de contactos para la identificación de fichas

En este concepto, se propone diseñar pistas conductoras en el

tablero (ver Fig.9), que podrían habilitar circuitos activos, al

complementarse con contactos especialmente ubicados en la

parte inferior de las fichas (ver Fig.10).

Fig. 9. Pistas conductoras sobre el tablero de trabajo del

panel electrónico. [Diseño de los autores]

Fig. 10. Activación de las pistas conductoras al colocar las

fichas sobre el tablero de trabajo del panel electrónico.

[Diseño de los autores].

De igual manera, se sugirió la utilización de código binario

para la identificación de las fichas numéricas.

Sobre la aplicación de resistores para la identificación de

fichas

En esta idea, en el interior de cada ficha se coloca un resistor.

Al colocar la ficha sobre el tablero, se conforma un divisor de

voltaje (ver Fig.11). Predeterminados los valores de los 2

resistores, se podría asociar el nivel de voltaje en uno de los

segmentos del divisor a una ficha numérica en particular.

Fig. 11. Empleo de resistores internos para identificación de

las fichas sobre el tablero de trabajo del panel electrónico.

[Diseño de los autores].

Sobre el uso de sensores infrarrojos para la identificación de

fichas

En este concepto se propuso ubicar emisores / receptores

infrarrojos en el tablero de trabajo del panel, y, colocar bajo las

fichas superficies reflectante o no reflectantes; entonces, la

identificación de la ficha dependerá del patrón de reflexión (ver

Fig.12).

Fig. 12. Utilización de sensores infrarrojos para la

identificación de las fichas sobre el tablero de trabajo del

panel electrónico. [Diseño de los autores].

Análisis comparativo de las opciones tecnológicas para la

identificación de fichas

Las opciones tecnológicas para la identificación electrónica

de las fichas, fueron sometidas a un análisis comparativo,

considerando los parámetros de durabilidad y facilidad de

implementación. La Tabla 2 muestra los resultados obtenidos.

Tabla 2. Análisis comparativo de las opciones tecnológicas para la

identificación electrónica de las fichas. Diseño de autores

Opción tecnológica

Criterio

Durabilidad Facilidad de

implementación Pulsadores x Contactos x

Resistores x Sensores infrarrojos x x

El equipo de trabajo decidió incluir otro aspecto adicional en

el análisis, como es la facilidad de colocación de las fichas en

el tablero. En general, el análisis mostró que la mejor opción es

la utilización de sensores infrarrojos para la identificación de

las fichas.

B. Diseño electrónico del bloque de identificación de las

fichas del panel

Sobre la metodología de diseño

Definida la opción tecnológica a utilizar para la identificación

de electrónica de las fichas, se estableció una aproximación de

4 etapas para el diseño del bloque de identificación: definición

de requerimientos de diseño, diseño lógico de circuitos

electrónicos, cálculo de componentes, y, aproximación del

desempeño del circuito.

Definición de requerimientos de diseño

El bloque a diseñar utilizará código binario. En los sensores

infrarrojos, el nivel GND corresponderá a “0”, mientras que

VCC será asumido como “1”.

El bloque a diseñar deberá reconocer el valor absoluto de las

fichas numéricas, identificar las fichas operacionales y,

reconocer los espacios en los cuales no se ha ubicado ficha

alguna.

La sensibilidad del bloque será tal que, el reconocimiento se

realice a una distancia entre 1 y 5 mm, entre los sensores y las

fichas, con el objetivo de admitir imprecisiones en la impresión

3D y en la colocación de las fichas.

Diseño lógico de circuitos electrónicos

En la Fig.13 se muestra la identificación de las variables a

considerar en el diseño lógico de los circuitos electrónicos. Las

variables de la A a la J, pueden adoptar once estados diferentes,

diez para dígitos decimales y uno para indicar ausencia de

ficha. La variable K puede adoptar cinco estados, cuatro para

diferenciar las operaciones matemáticas básicas y uno para

indicar ausencia de ficha.

Fig. 13. Identificación de las variables a considerar en el

diseño lógico de los circuitos electrónicos de identificación

de fichas en el panel. [Autores]

Utilizando la expresión (1), el número requerido de

sensores en cada variable se calculó en 4 (variables A – J) y 3

(variable K) [10].

𝑆 = √E (1)

En dónde,

S, es el número requerido de sensores binarios

E, es el número de estados a reconocer

En el marco de este proyecto, se decidió utilizar como emisor

/ receptor infrarrojo, el dispositivo CNY70, cuyas

características técnicas se muestran en la Tabla 3. La Tabla 4

muestra la equivalencia entre los estados lógicos en los

sensores, y su equivalente decimal y operacional. A la salida

de cada sensor, el valor binario “1” representará la ausencia de

reflexión. La Tabla 5 muestra las características técnicas del

transistor TIP31c que se decidió usar como interruptor del

bloque de identificación electrónica.

Tabla 3.

Características técnicas del sensor infrarrojo del sensor CNY70 [11].

Parámetro Condiciones Símbolo Típico Unida

d

Emisor

Corriente máxima en


Voltaje en polarización

directa IFI = 20mA VF 1.15 V

Acoplamiento Emisor - Receptor

Corriente en el colector VCE = 5V

IF = 20mA

d = 0.3mm

IC 1 mA

Tabla 4.

Equivalentes decimales y operacionales de los estados binarios de

los sensores [Autores]. Valor binario Equivalente

Variables A, B, C, D, E, F, G, H, I y J

0000 0

0001 1

0010 2

0011 3

0100 4

0101 5

0110 6

0111 7

1000 8

1001 9






1111 Sin ficha

Variable K

000 +

001 -

010 x

011 ÷

1XX Sin ficha

Tabla 5.

Características técnicas del transistor TIP31c [12]. Parámetro Símbolo Típico Unidad

Corriente máxima en el colector 𝐼𝑐𝑀𝐴𝑋 3 𝐴


(𝐼𝑐 = 1𝐴)

h𝐹𝐸 100

Voltaje de saturación base-emisor

(𝐼𝑐 = 1𝐴)

V𝐵𝐸(𝑠𝑎𝑡) 0.9 𝑉

Fig. 14. Esquema del circuito de emisor / receptor infrarrojo propuesto para determinar los equivalentes decimales y operaciones de los

estados binarios de cada una de las variables. [Autores]

C. Cálculo de componentes del circuito

En cada una de las variables, como circuito para el receptor

infrarrojo, se decidió utilizar un esquema de polarización fija o

de emisor común (ver Fig.14), en el que el sensor actúa como

un interruptor controlado a través de la presencia de superficie

reflectora a corta distancia, permitiendo el paso de corriente al

existir reflexión, y, cortando el paso de corriente cuando no

hay reflexión.

Para un voltaje en corriente continua de 5V, y de acuerdo a

las recomendaciones de la bibliografía [12], el valor de

corriente en polarización directa se estimó en 20mA. De

acuerdo a [13], el valor de R1 se calculó a través de la

expresión (2), obteniendo un valor de 180Ω.

𝑅1 =𝑉𝐶𝐶 − 𝑉𝐹

𝐼𝐹𝐼

(2)

En dónde,

𝑅1, es el valor de la resistencia del resistor, Ω.

𝑉𝑐𝑐, es el valor del voltaje en corriente continua, V.

𝑉𝐹, es el valor del voltaje de polarización fija, V.

𝐼𝐹𝐼 , es el valor de la corriente en polarización fija, A.

De acuerdo con [11] (ver Fig.15) y [13], el valor de Rc (ver

Fig.14), se calcula a través de la expresión (3), obteniendo el

valor de 24KΩ, aproximado al valor comercial más próximo.

𝑅𝐶 =𝑉𝑅𝐶

𝐼𝐶

(3)

En donde,

𝑅𝑐, es el valor de la resistencia del resistor en el

colector, Ω.

𝑉𝑅𝐶, es la caída de voltaje en el resistor Rc, V.

𝐼𝐶 , es la el valor de corriente en el colector, A.

Fig. 15. Relación entre la corriente en el colector de los

transistores del esquema del circuito emisor / receptor

infrarrojo, y, la distancia entre los sensores y la superficie

refractaria [11].

De acuerdo con [11] y [12] (ver Tabla 7), el valor de

corriente máxima en el colector se estimó en 1A. De acuerdo a

[14], el valor de R2 mostrado en la Fig.16, se calcula a través

de la expresión (4), obteniendo un valor de 360Ω.

𝑅 =(V𝑖𝑛 − V𝐵𝐸(𝑠𝑎𝑡)) ∗ h𝐹𝐸

IC

(4)

En dónde,

h𝐹𝐸 , es el valor de la ganancia de corriente de U5.



VBE(𝑠𝑎𝑡),es el valor del voltaje de saturación base- emisor en

U5, V.


Fig. 16. Esquema interruptor del circuito de emisor /

receptor infrarrojo propuesto para determinar los

equivalentes decimales y operaciones de los estados binarios

de cada una de las variables. [Autores]

D. Evaluación de desempeño del circuito

Para aproximar una evaluación del desempeño del circuito

diseñado en el reconocimiento de patrones binarios, se montó

un esquema experimental para medir el voltaje a la salida de un

sensor infrarrojo conectado a un microcontrolador MEGA32A,

considerando diferentes distancias entre el sensor y las

superficies reflectarías y no refractarias. Como superficie

reflectaría se utilizó cinta aislante blanca, y, como superficie no

refractaria se empleó cinta aislante negra.

Las Fig.17 y 18 muestran los resultados obtenidos, siendo

VIL el voltaje máximo de entrada en baja al controlador, y VIH

el voltaje mínimo de entrada en alta. El voltaje real de la fuente

empleada fue de 5.27V. La Fig.17 muestra que el circuito es

capaz de reconocer el estado binario ‘0’ (refracción), en el

rango de distancia comprendido entre 0 y 6.5mm. La Fig.18

muestra que el estado binario ‘1’ (ausencia de refracción) se

reconoce a cualquier distancia. Estos resultados satisfacen los

requerimientos de diseño

Fig. 17. Variación del voltaje a la salida del sensor, en

función de la distancia entre el sensor y una superficie

reflectaría. [Autores].

Fig. 18. Variación del voltaje a la salida del sensor, en

función de la distancia entre el sensor y una superficie no

reflectaría. [Autores].

V. INGENIERÍA DE DETALLE E IMPLEMENTACIÓN DEL

BLOQUE DE IDENTIFICACIÓN ELECTRÓNICA DE FICHAS

A. Metodología de abordaje

Definido el diseño del bloque de reconocimiento electrónico

de fichas tipo LEGO, se estableció una metodología de

abordaje de la etapa de ingeniería de detalle 4 etapas:

identificación de pendientes, ingeniería de pendientes, diseño

mecánico del panel, y, fase de pruebas preliminares.

B. Identificación de pendientes

De acuerdo con el análisis de opciones de optimización, es

necesario que el panel cuente con salida de audio, un switch de

encendido, y un pulsador. Además, a criterio del equipo de

trabajo, se decidió incluir señales luminosas, y un circuito de

alimentación.

En definitiva, se decidió atender como pendientes al diseño

en un módulo de audio, al diseño de un módulo de señales

luminosas, y, al diseño de un módulo de alimentación.

C. Ingeniería de pendientes

Ingeniería del módulo de audio

En el marco de este proyecto, se desarrollará la capacidad

operativa en el procesador para generar mensajes de audio, que

orienten al usuario sobre la operación correcta o incorrecta del

panel. La decisión final sobre la cantidad y tipo de mensajes

audibles será abordada por un equipo de trabajo diferente,

conformado para diseñar e implementar la base del panel.

Debido a que el procesador utilizado en este trabajo (Atmega

32A) carece de la capacidad de generar señales analógicas, es

necesario prever la conversión de señales moduladas por ancho

de pulso PWM (generadas en el procesador) en su equivalente

de audio, siguiendo el proceso de conversión mostrado en la

Fig.19.

0

1

2

3

4

5

1 2 3 4 5 6 7 8 9 1011121314151617181920

VO

LTA

JE (

V)

DISTANCIA (MM)Voltaje medido VIL

0

1

2

3

4

5

6

1 2 3 4 5 6 7 8 9 1011121314151617181920

VO

LTA

JE (

V)

DISTANCIA (MM)Voltaje medido VIH

De acuerdo a [15], se requiere de un filtro pasa bajas para

transformar la señal PWM a analógica. Según [16], al utilizar

una señal PWM se puede aprovechar las limitaciones físicas de

un altavoz dinámico, como filtro pasa bajas. Al ingresar una

frecuencia mayor a aquella en la que el dinámico puede vibrar,

se promediará la señal consiguiendo un efecto de filtro similar

al requerido. La Fig.20 muestra el esquema propuesto para el

circuito de audio del panel. De acuerdo a las características del

dinámico descritas en la Tabla 6, el valor de corriente máxima

en el colector del transistor U2 se estimó en 750mA. De

acuerdo a [17], el valor de la resistencia de R3, se calculó en

560Ω, utilizando la expresión (5). Las características eléctricas

del transistor U2 se pueden encontrar en la Tabla 7.

Fig. 19. Esquema de conversión de una señal PWM a una

analógica. [Autores].

Fig. 20. Circuito de audio propuesto para el panel [Autores].

𝑅 =V𝑖𝑛 − V𝐵𝐸(𝑠𝑎𝑡)

IB

(5)

En dónde,


Vin, es el valor del voltaje de entrada (PWM), V.

VBE(𝑠𝑎𝑡), es el valor del voltaje de saturación base- emisor en

U2, V.


Por su parte, la corriente en la base del transistor se calcula a

través de la ecuación (6):

IB =IC

h𝐹𝐸

(6)

En dónde,



h𝐹𝐸 , es el valor de la ganancia de corriente de U2.

Tabla 6.

Características técnicas del dinámico EVL SP-328.


Resistencia eléctrica R 8 Ω

Potencia P 2 W

Tabla 7.

Características técnicas del transistor TIP31c [12].



colector IcMAX

3 A


(𝐈𝐜 = 𝟕𝟓𝟎𝐦𝐀) hFE 120


emisor (𝐈𝐜 = 𝟕𝟓𝟎𝐦𝐀) VBE(sat) 0.8 V

En el marco de este proyecto, para el audio se utilizará un

tono senoidal, de características similares a la señal presentada

en la Fig.19. Entonces, utilizando la expresión (7)

recomendada en la bibliografía [18], los valores RMS de la

señal se calcularon en 3,06 para voltaje, y 0,38 para intensidad

de corriente, obteniendo un valor de 1.16W de potencia.

𝑋𝑅𝑀𝑆 = √1

𝑇∫ 𝑋2(𝑡) 𝑑𝑡

𝑇

0

(7)

Ingeniería del módulo de señales luminosas

El módulo de señales luminosas brindará información al

usuario sobre la realización correcta o incorrecta de las

operaciones matemáticas, y, se apoyará con señales audibles.

Para la identificación visual de una operación correcta o

incorrecta, el equipo de trabajo decidió utilizar los arreglos

mostrados en la Fig.21. Una operación correcta se mostrará con

un “visto”, formado por diodos LED estándar, de color verde,

de 5mm. Una operación incorrecta se mostrará con una “X”,

formada por diodos LED estándar, de color rojo, de 5mm. Las

características eléctricas de los diodos LED se muestran en la

Tabla 8.

Fig. 21. Arreglos propuestos para la señalización luminosa.

[Autores].

Tabla 8.

Características eléctricas del diodo led de alto brillo rojo y

verde de 5mm RC301-05, GC451-03, [19].


Corriente sugerida en



(rojo) VF 2 V


(verde) VF 3.1 V

La Fig.22 muestra el esquema de conexión de los diodos en

el módulo de señalización luminosa. De acuerdo a [13], los

valores de las resistencias de R4 y R5, se calculan a través de

la expresión (8), obteniendo un valor de 100 y 150Ω

respectivamente (aproximado al valor comercial más próximo).

El esquema incluye un transistor (ver Tabla 9) configurado

como interruptor, en cada grupo de diodos LED, para suplir la

corriente requerida.

Fig. 22. Esquema de conexión de diodos en el circuito de

señales luminosas [Autores].

R =VCC − VF

IF

(8)

En dónde,

R, es el valor de la resistencia del resistor, Ω. Vcc, es el valor del voltaje en corriente continua, V.

VF, es el valor del voltaje en polarización fija, V.

IF, es el valor de la corriente en polarización fija, A.

Tabla 9.

Características técnicas del transistor 2N2222, [20].



colector IcMAX

600 mA


(𝐈𝐜 = 𝟐𝟎𝟎𝐦𝐀) hFE 175


emisor (𝐈𝐜 = 𝟐𝟎𝟎𝐦𝐀) VBE(sat) 0.9 V


(𝐈𝐜 = 𝟑𝟎𝟎𝐦𝐀) hFE 140


emisor (𝐈𝐜 = 𝟑𝟎𝟎𝐀) VBE(sat) 0.9 V

Según [17], el valor de las resistencias de R6 y R7, se

calculan a través de la ecuación (9). Considerando las

recomendaciones descritas en la bibliografía [20] se obtuvo los

valores de 3 y 1.5KΩ, respectivamente.

R = Vin − VBE

IB

(9)

En dónde,

R, es el valor de resistencia del resistor en la base, Ω. Vin, es el valor del voltaje de entrada, V.

VBE, es el valor del voltaje base-emisor, V.

IB, es el valor de la corriente de la base, A.

Ingeniería del módulo de alimentación

El módulo de alimentación responde al circuito mostrado en

la Fig.23, y, permite alimentar el panel desde una batería,

recargar la batería, y, alimentar desde la red pública. De

acuerdo a [21] y [22], el valor de la resistencia R8 se calcula a

través de la expresión (10), obteniendo un valor de 22Ω, para

una intensidad de 57mA. Las características técnicas de los

componentes a utilizar se muestran en las Tablas 10 a la 12.

R = 1250 ∗ I (10)

En dónde,

R, es el valor de resistencia del resistor R8, Ω. I, es el valor del intensidad de carga de las baterías, A.

Fig. 23. Esquema electrónico del circuito de alimentación

[Autores].

Tabla 10.

Características técnicas del limitador de corriente LM317, [21].


Corriente máxima de salida IOMAX 2.2 A

Voltaje máximo de salida VOMAX 37 V

Tabla 11.

Características técnicas del regulador de voltaje 7805, [23].


Voltaje máximo de entrada VI 35 V

Corriente máxima de salida IOMAX 1 A

Tabla 12.

Características técnicas de la batería GP Ni-MH

60AAM3BMU, [24].


Voltaje V 3.6 V

Capacidad mínima CMIN 600 mA

Tabla 13.

Resumen de características de resistores. Resistor Resistencia Potencia

R3 560 Ω 1 4⁄ W

R4 270 Ω 1 4⁄ W

R5 7.5 kΩ 1 4⁄ W

R6 4.2Ω 1 4⁄ W

R7 22 Ω 1 4⁄ W

D. Diseño mecánico del panel

Diseño de cubierta y circuitos impresos

Garantizada la operatividad del diseño electrónico propuesto,

se diseñó la cubierta del panel (ver Fig.24) y los circuitos

impresos de operación y de señales luminosas (ver Fig.25), y

de alimentación y señales de audio (ver Fig.26). Para el diseño

se utilizó los recursos del aplicativo Proteus v.7.10 [25]. (ver

Fig.25 y Fig.26).

La carcasa del panel consta de una caja base y de una

cubierta. En este trabajo se atendió el diseño de la cubierta, que

se construyó en una impresora 3D tipo Makerbot Replicator 2

[8], cuyo espacio de trabajo limitado obligó a dividir la

impresión en 4 segmentos (ver Fig.27).

Fig. 24. Diseño físico de la cubierta del panel [Autores].

Fig. 25. Circuito impreso de operación y señales luminosas del panel. [Autores]

Fig. 26. Circuito impreso de alimentación y señales de audio

del panel. [Autores]

Fig. 27. Segmentación de la cubierta en cuatro segmentos

para impresión 3D. [Autores]

Diseño de la estrategia de ensamblaje

Para el ensamblaje de los circuitos impresos dentro de la

carcasa del panel, se planteó la estrategia mostrada en la

Fig.28.

Una vez ubicados los elementos electrónicos en los circuitos

impresos, la cubierta se une a la tarjeta de operación y señales

luminosas. A esta última se añade la tarjeta de alimentación y

señales de audio, y, la tarjeta del bloque de control (de diseño

pendiente). Cada tarjeta se fija con pernos y tuercas (ver

Fig.29), y, se apoya sobre soportes (ver Fig.30). Las tarjetas

electrónicas están separadas entre sí 1.2cm, utilizando el aire

como aislante eléctrico. La decisión final sobre el material,

diseño y armado de la caja base será abordada por un equipo de

trabajo diferente.

Fig. 28. Estrategia de ensamblaje del panel [Autores]

Fig. 29. Fijación de las tarjetas electrónicas en el panel

[Autores]

Fig. 30. Aislamiento electrónico y mecánico de las tarjetas

en el panel [Autores]

Construcción de tarjetas electrónicas

Para la construcción de las tarjetas electrónicas, se utilizó el

método de planchado descrito en [26]. En la etapa de impresión

del circuito, con ayuda de una impresora a laser, se imprimió

las pistas de los circuitos diseñados, en papel de termo

transferencia (ver Fig.31).

Fig. 31. Circuito impreso en papel termo-transferencia a

laser. [Autores]

En la etapa de preparación de la placa, se recortó la placa

PCB al tamaño requerido, y, se lijó la placa para eliminar

impurezas sobre el cobre. En la etapa de grabado de placa, se

utilizó calor para transferir las pistas del papel de termo-

transferencia a la placa PCB, obteniendo el resultado mostrado

en la Fig.32.

Fig. 32. Circuito grabado en placa de cobre PCB. [Autores]

En la etapa de lavado de la placa, se utilizó cloruro férrico,

lana de acero, y acetona, para obtener el producto mostrado en

la Fig.33.

Fig. 33. Circuito impreso en placa de cobre PCB. [Autores]

En la etapa de perforado de placa y montaje de componentes,

se realizaron perforaciones de 0.8 y 1.2mm de diámetro, y, se

soldó los componentes electrónicos de acuerdo al diseño (ver

Fig.34).

Fig. 34. Tarjeta de operación y señales luminosas del panel

terminada. [Autores]

E. Pruebas preliminares de funcionamiento

Dada la naturaleza del proyecto, se requerirá de pruebas de

campo protocolizadas para calificar adecuadamente el

desempeño integral del panel. En esta etapa, se acordó realizar

una serie de pruebas preliminares para validar la capacidad

operativa del panel.

Para verificar la operatividad del módulo de audio, se utilizó

un algoritmo para emisión de audio PWM, reproduciendo la

frase “It;s working” [27]. El algoritmo se implementó en un

controlador Atmega 32A, conectado a la tarjeta electrónica

respectiva. Utilizando el aplicativo Sound Meter [28], se midió

la potencia acústica a 20cm del dinámico, registrando un nivel

promedio de 63dB. Ya que de acuerdo a [29], 60dB se

considera un nivel aceptable para mantener una conversación

convencional a 90cm de distancia, los resultados obtenidos

muestran que el sonido reproducido será perceptible para el

usuario.

Para verificar la operatividad del módulo de señales

luminosas, se conectó el controlador Atmega 32A a la tarjeta

electrónica, y se generó una secuencia de comandos correcto –

incorrecto, corroborando el funcionamiento de los arreglos de

LEDs (ver Fig.35).

Fig. 35. Operatividad de los arreglos de LEDs del módulo

de señales luminosas [Autores]

Para validar la operatividad del módulo de alimentación, se

midió el voltaje de salida en diferentes escenarios de uso (en

vacío, a media carga, y, a full carga). Se considera que, en un

correcto funcionamiento, el voltaje no será menor a 4.5V, y

que la corriente de carga de las baterías no será mayor a 60mA

[22]. Los resultados mostraron que el voltaje de circuito abierto

es de 5V, y, que el voltaje a full carga es de 4.80V. En todos

los escenarios estudiados, la intensidad de carga de la batería

fue de 57mA. En este contexto, se confirmó la operatividad del

módulo.

Para verificar la operatividad del módulo de operación

(reconocimiento de fichas), se utilizó una ficha de prueba (ver

Fig.36). Modificando la posición de las superficies refractarias

en la ficha de prueba, se midió el voltaje a la salida del circuito,

y, utilizando un controlador Atmega 32A se comprobó la

correspondencia con lo esperado.

Fig. 36. Ficha de prueba para el bloque de identificación

electrónica. [Autores]

VI. CONCLUSIONES

Ante los problemas existentes en un panel electrónico

diseñado para la enseñanza de operaciones


especiales, se decidió desarrollar un nuevo concepto

integrando el uso de fichas tipo LEGO.

Establecida la conceptualización del nuevo panel, se

dividió la fase de diseño e implementación de un

prototipo en cuatro actividades: diseño e

implementación del tablero, el diseño e

implementación del bloque de identificación

electrónica de fichas, el diseño e implementación del

algoritmo de control del panel, y, el análisis de

resultados.

En este trabajo se ha demostrado la

factibilidad técnica de desarrollar un bloque de

identificación electrónica de fichas, que corresponda a

los requerimientos conceptuales de funcionamiento

del panel, y, a los requerimientos formulados ´por los

investigadores responsables.

VII. REFERENCIAS

[1] «Diseño del Material Didáctico Matemático y

Discapacidad Visual en niños de educación básica,» [En

línea]. Disponible en:

http://memorias.utpl.edu.ec/sites/default/files/documenta

cion/arte2013/utpl-diseno-material-didactico-

matematico.pdf .

[2] «Los niños ciegos y su educación,» [En línea].

Disponible en:

http://catarina.udlap.mx/u_dl_a/tales/documentos/lda/art

eaga_j_g/capitulo2.pdf. [Último acceso: 11 Marzo 2014].

[3] J. E. Fernandez del Campo, «Braille y Matemática,»

[En línea]. Disponible en:

http://sid.usal.es/idocs/f8/fdo10191/braille_y_matematic

a.pdf. [Último acceso: 4 Marzo 2014].

[4] LEGO, «Lego Classic,» [En línea]. Disponible en:

http://creative.lego.com/es-

ar/default.aspx?icmp=COARFRBricksMore. [Último

acceso: 15 Marzo 2014].

[5] LEGO, «LEGO Education,» [En línea]. Disponible en:

http://education.lego.com/en-us/lego-education-product-

database/preschool/9027-lego-duplo-brick-set. [Último


[6] Bermeo. Figueroa. Lima. Ochoa. Peña. Romero.

Jaramillo, «Diseño de las fichas tipo LEGO a utilizar en

el panel electrónico para la enseñanza de operaciones

matemáticas básicas a niños con capacidad visual

especial,» Loja, 2014.

[7] SOLIDWORKS, «Software de diseño CAD en 3D,»

[En línea]. Disponible en: http://www.solidworks.com.

[Último acceso: 23 Abril 2014].

[8] Makerbot, «Replicator 2,» [En línea]. Disponible en:

http://store.makerbot.com/replicator2x. [Último acceso:

9 Abril 2015].

[9] Impresoras 3D, «El material de impresión ABS y sus

características,» [En línea]. Disponible en:

http://www.impresoras3d.com/el-material-de-impresion-

abs-y-sus-caracteristicas/. [Último acceso: 25 Agosto

2014].

[10] T. W. Moss, Sistemas Digitales, Principios y

Aplicaciones, México: Pearson Educación, 2007.

[11] Vishay Semiconductors, «CNY70,» 2 Julio 2009. [En


http://www.vishay.com/docs/83751/cny70.pdf. [Último

acceso: 26 Enero 2015].

[12] Fairchild Semiconductors, «TIP 31A / TIP 31C NPN

Epitaxial Silicon Transistor,» Noviembre 2014. [En


https://www.fairchildsemi.com/datasheets/ti/tip31c.pdf.

[Último acceso: 25 Marzo 2015].

[13] N. Boylestad, Electrónica: teoría de circuitos y

dispositivos electrónicos 8va. ed., México: Pearson

Educación, 2003.

[14] W. Storr, «Transistor - Basic Electronics Tutorials,»

[En línea]. Disponible en: http://www.electronics-

tutorials.ws/transistor/tran_4.html. [Último acceso: 3

Marzo 2015].

[15] Microchip, «Using PWM to Generate Analog Output,»

1997. [En línea]. Disponible en:

http://ww1.microchip.com/downloads/en/AppNotes/005

38c.pdf. [Último acceso: 28 Enero 2015].

[16] J. Leonard, «Sound Devices and Techniques,»

Oldskool.org, 6 Diciembre 2014. [En línea]. Disponible

en: http://www.oldskool.org/sound/pc/#digitized.

[Último acceso: 25 Marzo 2015].

[17] W. Storr, «Basic Electronics Tutorials,» [En línea].

Disponible en:

http://www.electronics-

tutorials.ws/transistor/tran_4.html. [Último acceso: 03

Marzo 2015].

[18] Royal Academy of Engineering, «The Study of Root

Mean Square (RMS) Value,» [En línea]. Disponible en:

http://www.raeng.org.uk/publications/other/8-rms.

[Último acceso: 12 Febrero 2015].

[19] PCBOARD, «LED Technical Specifications,» [En


http://www.pcboard.ca/kits/leds/5mm.html. [Último

acceso: 9 Abril 2015].

[20] Tiger Electronic CO, «All Datasheet,» 2N2222A, [En


http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-

pdf/view/447006/TGS/2N2222A.html. [Último acceso:

05 Marzo 2015].

[21] Texas Instruments, «LM317 Datasheet,» [En línea].

Disponible en:

http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm117.pdf. [Último


[22] Gary, «NTLworld,» NiCD and NiMH Battery

Chargers, [En línea]. Disponible en:

http://homepage.ntlworld.com/g0xan/robots/chargers.ht

m. [Último acceso: 19 Marzo 2015].

[23] Fairchild Semiconductor Corporation, «LM78XX /

LM78XXA 3-Terminal 1 A Positive Voltage Regulator,»

2006. [En línea]. Disponible en:

https://www.fairchildsemi.com/datasheets/LM/LM7805.

pdf. [Último acceso: 08 Abril 2015].

[24] GP Batteries, «Cordless Phone Batteries,» [En línea].

Disponible en:

http://www.gpbatteries.com/INT/index.php?option=com

_k2&view=item&id=372&Itemid=504. [Último acceso:

08 Abril 2015].

[25] Labcenter Electronics, «Proteus,» 2015. [En línea].

Disponible en: http://www.labcenter.com/index.cfm.

[Último acceso: 07 Febrero 2015].

[26] F. Rey, «Como hacer una placa de circuito impreso

empleando el método de transferencia de tonner,» [En


http://usuaris.tinet.cat/fmco/download/Tutorial_placas.pd

f. [Último acceso: 05 Abril 2015].

[27] T. Regit, «AVR, PCM audio,» 8 Noviembre 2010. [En


http://avrpcm.blogspot.com/2010/11/playing-8-bit-pcm-

using-any-avr.html. [Último acceso: 9 Abril 2015].

[28] Smart Tools co., «Sonómetro : Sound Meter,» 6

Febrero 2015. [En línea]. Disponible en:

https://play.google.com/store/apps/details?id=kr.sira.sou

nd&hl=es_419. [Último acceso: 9 Abril 2015].

[29] Educastur, «Nivel de intensidad del sonido,» [En


http://web.educastur.princast.es/proyectos/jimena/pj_fran

ciscga/intenson.htm. [Último acceso: 13 Abril 2015].

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