Diseño y construcción de un dispositivo de comunicación alternativa

DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UN DISPOSITIVO DE COMUNICACIÓN
ALTERNATIVA-AUMENTATIVA PARA POBLACIÓN CON PARÁLISIS
CEREBRAL
MILLER FABIÁN BUITRAGO RAMIREZ
JULIÁN RICARDO MOSCOSO FORERO
UNIVERSIDAD DE SAN BUENAVENTURA
FACULTAD DE INGENIERÍA
PROGRAMA MECATRÓNICA
BOGOTÁ D.C.
2006
1
DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UN DISPOSITIVO DE COMUNICACIÓN
ALTERNATIVA-AUMENTATIVA PARA POBLACIÓN CON PARÁLISIS
CEREBRAL
MILLER FABIÁN BUITRAGO RAMIREZ
JULIÁN RICARDO MOSCOSO FORERO
Trabajo de Grado para optar al título de:
Ingenieros Mecatrónicos
Grupo:
LEONARDO RODRIGEZ URREGO
Ingeniero Mecatrónico
UNIVERSIDAD DE SAN BUENAVENTURA
FACULTAD DE INGENIERÍA
PROGRAMA MECATRÓNICA
BOGOTÁ D.C.
2006
2
Nota de aceptación:
__________________________________
__________________________________
__________________________________
__________________________________
__________________________________
__________________________________
__________________________________
______________________________
Firma del presidente del jurado
______________________________
Firma del jurado
______________________________
Firma del jurado
Bogota D.C. (DD/MM/AA)
3
A Dios y a nuestros padres por
su
apoyo
incondicional,
su
esfuerzo y comprensión. Por
que sin su ayuda esto no podría
ser posible; a ellos y a nuestros
maestros quienes nos guían en
nuestro
camino
para
poder
vencer las dificultades de cada
una
4
de
nuestras
metas.
AGRADECIMIENTOS
Al grupo de investigación EDUTRONIC por su apoyo y colaboración en el
desarrollo del proyecto.
A la Ingeniera Mariana Medina por su paciencia y colaboración en la revisión
metodologiíta del documento; también por su entusiasmo.
Al Ingeniero Carlos Mario Moreno desarrollador de Microgrades por sus asesorias
y recomendaciones en el desarrollo del proyecto.
A las instituciones educativas: PROPACE, ACONIÑO, FRINE, por su colaboración
en las visitas y disposición para informarnos de los problemas de la población.
5
CONTENIDO
pág.
INTRODUCCIÓN
20
1.
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
21
1.1
ANTECEDENTES
21
1.2
DESCRIPCIÓN Y FORMULACIÓN DEL PROBLEMA
23
1.3
JUSTIFICACIÓN
24
1.4
OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN
25
1.4.1
Objetivo General
25
1.4.2
Objetivos Específicos
25
1.5
ALCANCES Y LIMITACIONES DEL PROYECTO
25
1.5.1
Alcances
25
1.5.2
Limitaciones
26
2.
MARCO DE REFERENCIA
27
2.1
MARCO CONCEPTUAL
27
6
2.1.1
Parálisis cerebral
27
2.1.1.1 Según los efectos funcionales
27
2.1.1.2 Según la topografía corporal
28
2.1.2
La comunicación
28
2.1.3
Interfaz humano máquina (HMI)
28
2.1.4
Partes del dispositivo
29
2.2
MARCO LEGAL O NORMATIVO
29
2.2.1
Contexto Internacional
29
2.2.2
Contexto Nacional
30
2.2.3
Normatividad del Ministerio de comunicaciones
38
2.3
MARCO TEÓRICO
41
2.3.1
Parálisis cerebral
41
2.3.1.1 Causas
41
2.3.1.2 Trastornos asociados a la parálisis cerebral
42
2.3.2
42
Cuadriplejia espástica
7
2.3.3
Comunicación alternativa – aumentativa
43
2.3.4
Ayudas técnicas para la comunicación y la escritura
46
2.3.5
Ayudas técnicas para la comunicación
47
2.3.6
Comunicación electrónica
49
2.3.6.1 Componentes de la comunicación
49
2.3.6.2 Medios de transmisión
49
2.3.6.3 Modulación
50
2.3.6.4 Demodulación
55
2.3.6.5 Formas de transmisión de datos
55
2.3.6.6 Tipos de comunicación
58
2.3.7
Dispositivos de visualización
59
2.3.8
Tipos de alimentación
67
2.3.8.1 Por alimentación directa
67
2.3.8.2 Por almacenamiento de energía
68
2.3.8.3 Combinación de cargador de baterías y alimentación directa
71
8
2.3.9
Memorias
71
2.3.9.1 Operaciones básicas de una Memoria
71
2.3.9.2 Clases de Memorias
72
2.3.10
Microcontroladores
73
2.3.11
Máquinas de estado
75
3.
METODOLOGÍA
78
3.1
ENFOQUE DE LA INVESTIGACIÓN
78
3.2
LÍNEA DE INVESTIGACIÓN DE USB
79
3.3
TÉCNICAS DE RECOLECCIÓN DE INFORMACIÓN
79
3.3.1
Sitios
79
3.3.2
Rangos de selección de información
80
3.3.3
Organización de la información
80
3.4
POBLACIÓN Y MUESTRA
80
3.5
HIPÓTESIS
80
3.6
VARIABLES
81
9
3.6.1
Dependientes
81
3.6.2
Independientes
81
4.
DESARROLLO INGENIERIL
82
4.1
DESCRIPCIÓN DEL DISPOSITIVO
82
4.2
MÓDULO DE COMUNICACIÓN
82
4.3
MÓDULO DE VISUALIZACIÓN
86
4.3.1
Características
86
4.3.2
Clasificación de los Dibujos
91
4.3.3
Conversión de dibujos en datos
96
4.3.4
Forma de graficar un icono
99
4.4
MÓDULO DE ALMACENAMIENTO DE DATOS
100
4.4.1
Características de bus I2C
100
4.4.2
Almacenamiento de información
101
4.5
MÓDULO DE CONTROL
104
4.5.1
Diseño del dispositivo de comunicación.
108
10
4.5.1.1 Diseño de la
comunicación
4.5.2
aplicación
de
control
del
dispositivo
de
110
MÓDULO DE ALIMENTACIÓN
116
4.5.2.1 Potencia de consumo del dispositivo
116
4.5.2.2 Selección tipo de alimentación
119
4.6
MÓDULO DE ENTRADAS
119
4.7
DISEÑO FÍSICO DEL DISPOSITIVO DE COMUNICACIÓN
120
5.
PRESENTACIÓN Y ANÁLISIS DE RESULTADOS
122
6.
CONCLUSIONES
123
7.
RECOMENDACIONES
125
BIBLIOGRAFÍA
126
ANEXOS
130
11
LISTA DE TABLAS
pág.
Tabla 1
Cuadro de Atribución de Bandas
40
Tabla 2
Dimensiones y peso de elementos de NiCd de la firma Sanyo
68
Tabla 3
Dimensiones y Peso de baterías NiMH Empresa Sanyo
69
Tabla 4
Resistencia interna de los las baterías recargables de NiCd
69
Tabla 5
Corriente máxima de descarga de los elementos NiMH en
función de su resistencia interna
70
Tabla 6
Comparación de características Microcontroladores
74
Tabla 7
Características del Transmisor de Radiofrecuencia
83
Tabla 8
Características del receptor de Radiofrecuencia
84
Tabla 9
Características físicas LCD 1
86
Tabla 10
Configuración del Terminal de comandos LCD 1
87
Tabla 11
Características físicas LCD 2
87
Tabla 12
Configuración del Terminal de comandos LCD 2
88
Tabla 13
Tiempos de escritura y lectura de los display
88
Tabla 14
Secuencia de comandos LCD
90
Tabla 15
Criterios de selección
105
Tabla 16
Corriente típica consumida por los componentes dispositivo
118
Tabla 17
Voltajes típicos consumidos por los componentes dispositivo
118
Tabla 18
Potencia consumida por los componentes dispositivo
119
12
LISTA DE FIGURAS
pág.
Figura 1
Esquema de Modulación
51
Figura 2
Modulación por ASK
52
Figura 3
Modulación por FSK
53
Figura 4
Modulación por PSK
54
Figura 5
Esquema de Demodulación
55
Figura 6
Transmisión en paralelo
56
Figura 7
Transmisión en serie
56
Figura 8
Formato de un carácter
57
Figura 9
Transmisión simples
58
Figura 10
Transmisión duplex o semiduplex
59
Figura 11
Transmisión full duplex
59
Figura 12
Esquemas Interno del Display de 7 segmentos
59
Figura 13
Esquemas de aplicaciones de LEDs. Display de 7 segmentos
60
Figura 14
Esquemas Interno de la Matriz de LEDs 5 x 7
60
Figura 15
Esquemas de aplicaciones de LEDs, matriz de LEDs
61
Figura 16
Tipos de LCD
61
Figura 17
Fase Nemática
62
Figura 18
Fase Esméctico A
63
Figura 19
Fase Esméctico C ó Colestérica
63
13
Figura 20
Twisted Nematic (TN)
64
Figura 21
Super Twisted Nematic (STN)
64
Figura 22
Triple Super Twisted Nematic (TSTN)
65
Figura 23
LCD de texto
67
Figura 24
LCD gráfica monocromática
67
Figura 25
Baterías
69
Figura 26
Representación de un estado
75
Figura 27
Representación de la transición de estado
76
Figura 28
Representación de proceso en máquinas de estado
76
Figura 29
Características del estado
77
Figura 30
Esquema metodológico desarrollo proyecto
78
Figura 31
Esquema evaluación proyecto
79
Figura 32
Señal de comunicación
83
Figura 33
Antena monopolo omnidireccional
85
Figura 34
Diagrama tiempos de escritura
88
Figura 35
Proceso de salida de datos a la LCD
89
Figura 36
Secuencia configuración LCD
91
Figura 37
Logo presentación dispositivo
92
Figura 38
Numeración íconos de menú
92
Figura 39
Menús de pronombres
92
Figura 40
Menú de acciones
93
Figura 41
Menú 1 complemento de quiero
93
Figura 42
Menú 2 complemento de quiero
94
14
Figura 43
Menú 3 complemento de quiero
94
Figura 44
Menú complemento necesito
95
Figura 45
Menú complemento estoy
95
Figura 46
Menú complemento tengo
96
Figura 47
Mensaje recibido
96
Figura 48
Gráfico de icono
97
Figura 49
Lectura primer dato
97
Figura 50
Lectura segundo dato
97
Figura 51
Lectura tercer dato
98
Figura 52
Programa fastLCD 1.2.0 procesando imagen
98
Figura 53
Datos entregados por el programa fastLCD
99
Figura 54
Arreglo datos rutina programación
99
Figura 55
Señales manejo bus I2C
101
Figura 56
Orden de almacenamiento de datos logo
102
Figura 57
Icono y efecto de selección de icono
102
Figura 58
Icono de mensaje
102
Figura 59
Ejemplo icono, número de píxeles 1024
103
Figura 60
Máquina de estados de grabación memoria I2C
104
Figura 61
Esquema núcleo de microgrades
106
Figura 62
Secuencia desarrollo de proyectos
107
Figura 63
Diseño de capa de hardware
108
Figura 64
Diseño capa de puertos
108
Figura 65
Esquema de asignación de funciones por tareas
110
15
Figura 66
Máquina de estados secuencia principal
113
Figura 67
Máquina de estados de presentación
115
Figura 68
Máquina de estados de comunicación
116
Figura 69
Circuito Backlight
117
Figura 70
Circuito Backlight completo
118
Figura 71
Foto dispositivo completo
120
Figura 72
Foto presentación logo
121
16
LISTA DE ANEXOS
pág.
Anexo A
Visita FRINE
129
Anexo B
Entrevista realizada a la docente Sandra Guido Universidad
Pedagógica Nacional
131
Grabación realizada a la Docente Diana Nutt Asociación
PROPACE
136
Anexo D
Laboratorio manejo LCD gráfica
138
Anexo E
Configuración del núcleo
147
Anexo F
Código de programación dispositivo
149
Anexo G
Planos del dispositivo
163
Anexo H
Presupuesto
164
Anexo C
17
GLOSARIO
AFASIA: perturbación cerebral que impide o dificulta la expresión simbólica por
medio del lenguaje, puede ser motora sensorial o mixta.
ANISOTRÓPICO: dependiente de la dirección.
ANOXIA: escasez de oxigeno en la sangre.
APRAXIA: trastorno cerebral caracterizado por la incapacidad para realizar
movimientos programados.
ASK: la modulación por desplazamiento de amplitud, en inglés Amplitude-shift
keying (ASK), es una forma de modulación en la cual se representan los datos
digitales como variaciones de amplitud de la onda portadora.
AUTISMO: estado psíquico de atención a la propia intimidad con el consiguiente
desinter´s por la propia humanidad.
BAUDIO: unidad informática que se utiliza para cuantificar el número de cambios
de estado, o eventos de señalización, que se producen cada segundo durante la
transferencia de datos.
BIT: el bit es la unidad mínima de información empleada en informática, en
cualquier dispositivo digital, o en la teoría de la información.
BYTE: (8 bits) es considerado como una secuencia de bits contiguos, cuyo tamaño
depende del código de información o código de caracteres en que sea definido.
CISC: set de instrucciones complejo de microprocesadores.
CUADRIPLEJIA: pérdida de la capacidad motora y de la sensibilidad en las cuatro
extremidades (brazos y piernas).
DISARTRIA: deficiencia en el lenguaje debida a lesiones de los centros nerviosos.
DISPRAXIA: se refiere a la falta de organización del movimiento.
18
EMBRIOPATIA: alteración del desarrollo embrionario, producida antes de que se
hayan formado los órganos mayores y debe haberse determinado las
características externas importantes.
ESMÉTICO: estructura formada por moléculas orientales en secciones paralelas.
ESPÁSTICO: notable rigidez de movimientos incapacidad para relajar los
músculos, por lesión de la corteza cerebral que afecta los centros motores.
FETOPATÍAS: enfermedades ocurridas en el periodo de maduración del feto.
FSK: la Modulación por desplazamiento de frecuencia o FSK, (Frequency Shift
Keying) es la más simple de las modulaciones digitales y por lo tanto es de bajo
desempeño. Es similar a la modulación de frecuencia (FM), pero más sencillo,
dado que la señal moduladora es un tren de pulsos binarios que solo varía entre
dos valores de tensión discretos.
INTERFAZ: es cualquier medio que permita la interconexión de dos procesos
diferenciados con un único propósito común.
MULTIPLEXAR: es la combinación de dos o más canales de información en un
solo medio de transmisión.
PSK: consiste en asignar variaciones de fase de una portadora según los estados
significativos de la señal de datos.
RISC: set de instrucciones reducidas de microprocesadores.
SINDROME DE DOWN: trastorno que supone una combinación de defectos
congénitos, entre ellos, cierto grado de retraso mental, facciones características y,
con frecuencia, defectos cardíacos, mayor cantidad de infecciones, deficiencias
visuales y auditivas y otros problemas de salud.
TOXOPLASMOSIS: la toxoplasmosis es una enfermedad infecciosa ocasionada
por un parásito.
INTRODUCCIÓN
La integración social de las personas con discapacidad, la mejora de su calidad de
vida y la optimización de sus habilidades de comunicación funcional en la
sociedad, requieren que se pongan en práctica los procesos de rehabilitación y
habilitación, dirigidos tanto a las personas con discapacidad como a su entorno.
En el caso de la educación especial, debe darse relevancia al contexto en que
está el individuo con NEE (Necesidades Educativas Específicas) para desarrollar
competencias comunicativas a través de las cuales ganen reconocimiento
psicosocial y donde utilicen sus propios códigos de comunicación; los cuales
deben ser entendidos como potenciales comunicativos que en determinado
momento no se pueden expresar con palabras.
En los procesos de comunicación de personas con parálisis cerebral que
presentan dispraxia del habla y cuadriplejia se evidencian dificultades en el
desarrollo comunicativo del habla y su expresión, entendiendo la dispraxia como
un desorden expresivo, de origen neurológico, que interfiere con la producción de
los sonidos del habla y su secuencialización en sílabas o palabras. De ahí que la
comunicación alternativa-aumentativa es una nueva perspectiva de trabajo
interdisciplinario de la comunicación y el lenguaje, que se interesa en aportar
soluciones a las personas que no puedan comunicarse debido a una deficiencia
de tipo corporal y motor.
Se considera importante el trabajo conjunto de las ciencias de la educación e
ingeniería que ayuden a superar las alteraciones marcadas en la comunicación de
las personas que presentan parálisis cerebral, cambiando el paradigma de que la
única forma de interacción social se presenta a través del habla, relevando el
significado de comunicación humana.
Con base en lo anterior se plantea el desarrollo de un dispositivo, de comunicación
alternativa – aumentativa para la población con parálisis cerebral, específicamente
aquellos que topográficamente poseen una cuadriplejia espástica (dispraxia del
habla), cuyas características dependen de criterios como: el tipo de discapacidad,
la edad promedio, la capacidad cognitiva, la influencia socio – económica y la
existencia de un ambiente favorable para su implementación.
20
1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
1.1
ANTECEDENTES
Desde el punto de vista ingenieril, se tiene gran diversidad de dispositivos de alta
tecnología que ayudan a mejorar el nivel de comunicación en este tipo de
poblaciones.
Los sistemas alternativos - aumentativos para la comunicación involucran el uso
de dispositivos o métodos personalizados para complementar la capacidad de una
persona en su interacción dialógica, que dependen de sus potencialidades o
necesidades individuales.
Existen sistemas tecnológicos con y sin apoyo. Los sistemas sin apoyo son los
que no requieren de equipos adicionales. Estos incluyen el deletreo digital, la
gesticulación, la pantomima, la indicación digital o la mirada dirigida hacia un
objetivo específico. Los sistemas con apoyo incluyen algún tipo de dispositivo
externo, que pueden ser de industria casera, de baja o alta tecnología. Estos
últimos, generalmente involucran aparatos por medio de los cuales una persona
selecciona símbolos convencionalizados para transmitir mensajes a otros. Estas
ayudas técnicas para la comunicación son instrumentos mecánicos o electrónicos
diseñados para que la persona pueda comunicarse mejor, ya sea aumentando o
bien supliendo su habla oral.
Existen diferentes dispositivos diseñados para tal fin como son: tableros de
comunicación, ayudas técnicas sencillas que consisten en superficies sobre las
cuales se sitúan los signos gráficos. Éstas superficies acostumbran a ser de
madera, plástico, etc. Los signos se pueden indicar directamente señalándolos
con la mano, con el pie o con cualquier otra parte del cuerpo; los comunicadores
electrónicos de baja tecnología, consisten en pequeños aparatos en los que el
usuario puede activar una o varias teclas para producir mensajes en voz
digitalizada. Son ayudas pensadas y diseñadas para que las personas puedan
mantener una conversación social breve, para ejercer algunas funciones
comunicativas como hacer demandas o contestar en una situación muy concreta;
y formas de acceso a los signos gráficos, los cuales son utilizados cuando una
persona necesita una ayuda técnica, y requiere acceder a la misma.1
En el mercado existen diferentes dispositivos de comunicación para éste tipo de
población:
1
Centro Argentino de medios alternativos de comunicación. CAMAC.
21
•
Comunicador de 10 mensajes con soporte a la silla de ruedas, el cual contiene
10 luces que se encienden en secuencia, cada luz tiene asociado un mensaje
o pictograma, que es seleccionado por el usuario a través de un interruptor.
•
Comunicador no verbal con control remoto, el cual se adapta al control remoto
del usuario con las siguientes funciones: subir y bajar volumen, cambiar
canales, entre otros.
•
Comunicador no verbal activado por láser. Con éste dispositivo, el usuario
realiza una acción comunicativa a través del envío de una señal lumínica a un
sensor apropiado, indicando un mensaje específico.
•
Comunicador no verbal de dos mensajes con alta resolución visual. Este
dispositivo permite el entrenamiento visual y la discriminación entre dos objetos
con separación variable. Su uso es ideal en la primera etapa del proceso de
comunicación.
•
Comunicador verbal de 4 mensajes con botón grande. Permite grabar
mensajes verbales de 5 segundos cada uno y reproducirlos en forma
secuencial cada vez que se pulsa el botón.
•
Comunicador tipo Big-Mac. El comunicador contiene 4 teclas sensibles que al
ser oprimidas reproducen el mensaje verbal.
•
Switch activado por sonido, tipo gargantilla. Es un sensor que se coloca sobre
la garganta del usuario y se activa realizando cualquier sonido pudiendo así
controlar cualquier tipo de programa, comunicadores o dispositivos especiales
que requieran de un único movimiento voluntario.
•
Pizarrón interactivo. Su funcionamiento es igual a la del comunicador no verbal.
Puede ser utilizado por máximo 8 niños en el aula de clase.
En la publicación realizada por Colciencias2, en el área de electrónica,
telecomunicaciones e informática se observa una propuesta elaborada por la
Universidad de los Andes y Universidad Pedagógica Nacional, acerca de la
comunicación alternativa - aumentativa, donde se orienta a dar soluciones
tecnológicas a la población con discapacidad que presenta problemas de
interacción con el entorno. Por consiguiente el grupo de investigadores desarrolló
el diseño de un hardware y software, mediado por 11 estaciones de trabajo para
personas con discapacidad; las cuales consistían en interfaces al computador
amigables y ergonómicas para los usuarios, dotadas con ayudas técnicas como el
2
Colciencias. 75 maneras de generar conocimiento en Colombia. Casos seleccionados por los
programas nacionales de ciencia, tecnología e innovación. Colombia. 1990-2005.
22
teclado normal y mouse normal, dicha implementación fue realizada en el aula de
comunicación aumentativa de la Universidad Pedagógica Nacional, cuya
utilización demostró un impacto en las dimensiones cognitiva, motora y afectiva.
Conjuntamente Observaron que con la experimentación individual se produjo un
incremento en la motivación y en la atención, la tendencia a interactuar, respetar
turnos y ritmos de aprendizaje individual, mayor concentración, esfuerzo para
solucionar problemas y tendencia a construir conocimiento, mejorando las
funciones.
De otro lado; a nivel internacional IBM creó en España un software (SICLA)
implementado por la fundación telefónica. Éste sistema de comunicación para
lenguajes aumentativos, orienta a la persona que no se puede comunicar con
normalidad debido a una parálisis cerebral (PC), para que lo pueda hacer a través
de la computadora, usando este software especializado basado en íconos: cada
sustantivo, adjetivo y verbo esta representado por una figura que no está
preestablecida en el programa, sino que es causado por el mismo usuario3.
1.2
DESCRIPCIÓN Y FORMULACIÓN DEL PROBLEMA
En la etapa de reconocimiento de la necesidad mediante la observación de
diferentes Institutos como ACONIÑO, FRINE y PROPACE, se ha podido detectar
la dificultad en el proceso de comunicación en la población con parálisis cerebral,
y la importancia de emplear un dispositivo tecnológico que facilite la expresión de
palabras y frases, con el fin de mejorar la interacción de ésta población con su
entorno.
La investigación consiste en el diseño y construcción de un sistema tecnológico de
ayuda que soporte el proceso de comunicación en la población con parálisis
cerebral que presenta cuadriplejia espástica (dispraxia del habla). Para lograr un
diseño óptimo de este dispositivo se tienen en cuenta criterios como: tipo de
discapacidad, edad promedio, capacidad cognitiva, influencia socio – económica y
un ambiente favorable para la implementación del mismo. Dichos aspectos
permiten definir las especificaciones y características del dispositivo (tipo de
signos empleados, sistema de percepción, programación y visualización).
Lo que se espera es crear un dispositivo que interactué entre el docente y el
estudiante transmitiendo mensajes de imagen y texto entre dispositivos, de
acuerdo al nivel cognitivo y de comunicación que tenga la población objeto de
estudio para hacer viable su implementación. Por tanto, la formulación respondería
a:
3
Noticias financieras. IBM. Miami. Diciembre 15 de 2004.
23
¿El diseño e implementación de un dispositivo de comunicación mejorará
los procesos de comunicación alternativa – aumentativa, en poblaciones con
cuadriplejia espástica?
1.3
JUSTIFICACIÓN
En la cotidianeidad, el hombre está expuesto a compartir con personas con las
cuales se le dificulta establecer relaciones debido a las limitaciones que existen
para manejar otros sistemas de comunicación distintos al oral; esto limita la
expresión de sus necesidades, intereses y pensamientos; situación que sería un
poco más llevadera si la población tuviera sistemas alternos de comunicación con
los cuales se pudiera llevar a cabo el proceso comunicativo.
El comunicarse con personas no verbales exige una capacidad sistemática y
rigurosa para interpretar cada gesto para actuar consecuentemente con su
problemática comunicativa, lo que exige entender el desarrollo evolutivo de cada
persona y tener en claro que desde las primeras etapas se origina el proceso
alterno de la comunicación. En las personas no verbales el contacto con el
ambiente a veces está alterado presentándose obstáculos para su relación.
La idea de constituirse en un interlocutor válido implica el reto de buscar formas
diversas a las de los hablantes, así establecer interacción y estimulación con cada
acto que se realice. La comunicación alternativa - aumentativa facilitan sistemas a
través de los cuales se estimula el intercambio de ideas, como la capacidad de
abstraer, conceptuar y representar el mundo de acuerdo con las vivencias de cada
persona. Es esencial que la intervención pedagógica esta fundamentada en
principios de independencia, socialización, libertad, creatividad y actividad. Deben
ser el resultado de un trabajo pedagógico y tecnológico para construir y reconstruir
la base de la interacción social.
Básicamente la comunicación alternativa - aumentativa la utilizan las poblaciones
con: Retardo Mental, Síndrome Down, Autismo y Parálisis cerebral lo cual ha dado
muy buenos resultados, pero fundamentalmente, una de las poblaciones que
presenta deficiencias en su comunicación y dificultades en su motricidad, porque
no pueden hablar e inclusive les cuesta mucho trabajo digitar con todos sus
dedos, es la población con Parálisis Cerebral. Teniendo en cuenta que son
personas que tienen un buen nivel de comprensión, pero necesitan un dispositivo
que tenga una función comunicativa; esta sería la población más beneficiada con
un dispositivo tecnológico.
Para abordar ésta problemática se ve la posibilidad de trabajar la comunicación
alternativa - aumentativa como una nueva perspectiva de trabajo interdisciplinario
de la comunicación y el lenguaje, que brinda soluciones a las personas que no
24
puedan comunicarse debido a una deficiencia de tipo corporal y motora, todo lo
anterior a través de un dispositivo tecnológico que facilite la visualización de
símbolos de comunicación (pictogramas) y su almacenamiento.
1.4
OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN
1.4.1 Objetivo General. Diseñar y construir un dispositivo de comunicación
alternativa – aumentativa para la población con parálisis cerebral, específicamente
con cuadriplejia espástica.
1.4.2 Objetivos Específicos.
•
Sistematizar mediante el Estado del Arte, la temática objeto de la investigación.
•
Establecer los parámetros de diseño del dispositivo de comunicación a partir
de la población objeto de estudio.
•
Seleccionar el código de comunicación que se acondicione a las necesidades
de la población.
•
Diseñar el dispositivo de comunicación siguiendo los criterios básicos de
comunicación y lenguaje en esta población.
•
Construir el prototipo.
•
Implementar el dispositivo en dicha población.
•
Evaluar el impacto del dispositivo en la población objeto de estudio.
•
Elaborar el Manual de operación.
1.5
ALCANCES Y LIMITACIONES DEL PROYECTO
1.5.1 Alcances. El dispositivo posee características técnicas de diseño
electrónico y de uso de señales de frecuencia tales que no representen peligro
para el usuario. Dicho prototipo será funcional.
Con la creación de este primer prototipo, se busca impulsar en la universidad de
San Buenaventura, un grupo de investigación que ayude a personas con parálisis
25
cerebral (cuadripléjica espástica), a superar sus limitaciones mediante la
utilización de este tipo de tecnología.
El dispositivo permitirá a los niños con parálisis cerebral (cuadripléjica espástica),
contar con una forma de comunicación simple, con la cual se aumentara la
comprensión de las ideas por parte de las personas.
1.5.2 Limitaciones. La diversidad de respuestas que presenta el ser humano al
recibir distintos estímulos, hace necesaria la experimentación, verificación y
validación del dispositivo de comunicación, para determinar las respuestas más
frecuentes y así realizar un prototipo más eficiente a la hora de buscar satisfacer
la necesidad requerida por la población de estudio.
26
2. MARCO DE REFERENCIA
Dentro del marco de referencia, se encuentran descritos, las teorías y los
diferentes conceptos, concernientes a la parálisis cerebral, además, la
argumentación necesaria para el diseño y realización del dispositivo o prototipo.
2.1
MARCO CONCEPTUAL
Este marco conceptual se subdivide en dos partes bien definidas: una, la
concerniente a la población y su disposición médica; la segunda, menciona los
conceptos usados en el diseño y creación del dispositivo.
2.1.1 Parálisis cerebral. La parálisis cerebral se entiende por una serie de
trastornos específicos que se caracterizan por una lesión de los centros motores y
se manifiestan en la dificultad o pérdida del control del movimiento y la postura.
Dicha enfermedad se encuentra dentro de las afecciones del sistema nervioso
central. La parálisis cerebral (PC) se clasifican en:
2.1.1.1 Según los defectos funcionales.
•
PC Espástica. Es en la que los músculos están rígidos y dificultan el
movimiento. Cuando ambas piernas están afectadas (diaplejía espástica), en
otros casos sólo un lado del cuerpo se ve afectado (hemiplejia espástica) y la
más severa es la cuadriplejia espástica, en la cual todas las extremidades y el
tronco se encuentran afectados, a menúdo con los músuculos que controlan la
boca y la lengua.
•
PC Atetoide o discinética. Afecta la totalidad del cuerpo. Se caracteriza por
tener fluctuaciones en el tono muscular. Debido a que los músculos de la cara
y la lengua pueden verse afectados, también puede producirse dificultades
para comer y hablar.
•
PC Atáxica. Afecta el equilibrio y la coordinación, en algunos casos caminan
con pasos inestables y tienen problemas con los movimientos que requieren
una coordinación precisa, como la escritura.
27
2.1.1.2 Según la topografía corporal.
•
Paraplejia. Afectación de ambos miembros inferiores.
•
Cuadriplejia. Afectación de los miembros superior e inferiores por igual.
•
Diplejia. Afectación mayor de los miembros inferiores que de los superiores.
•
Monoplejia. Afectación de una extremidad.
•
Triplejia. Afectación de tres miembros, dos de éstos mucho más que el otro.
•
Hemiplejia. Afectación lateral de medio cuerpo.
2.1.2 La comunicación. "La comunicación es un proceso de interacción social a
través de signos y sistemas de signos que surgen como producto de la actividad
humana. Los hombres en el proceso de comunicación expresan sus necesidades,
aspiraciones, criterios, emociones".4
Dentro de los tipos de comunicación, existe la comunicación alternativa –
aumentativa que hace referencia a todas las formas de interacción que mejoran o
complementan el habla y la escritura. Las palabras alternativa - aumentativa se
pueden combinar intencionalmente con el ánimo de ilustrar el concepto de que
ambas pueden mejorar (aumentativa) y reemplazar (alternativa) las formas
convencionales de expresión para quienes no pueden comunicarse utilizando
primordialmente la expresión fónica - oral. Incluye formas convencionales y no
convencionales de transmitir información e ideas. 5
2.1.3 Interfaz humano máquina (HMI). El punto en el que seres humanos y
máquinas se ponen en contacto, transmitiéndose mutuamente tanto información,
órdenes y datos como sensaciones, intuiciones y nuevas formas de ver las cosas.
El ser humano está continuamente interactuando con los objetos que le rodean, y
crea expectativas sobre cómo éstos deben comportarse, basadas en experiencias
pasadas con estos objetos u otros similares. Cuando los seres humanos y los
computadores interactúan lo hacen a través de un medio o interfaz humano –
máquina (HMI).
4
Colectivo de autores del ISP Enrique José Varona, Texto básico Comunicación Profesional.
http://es.wikipedia.org/wiki/Comunicaci%C3%B3n
5
PARDO RODRÍGUEZ, Néstor Antonio. “Dispraxia del Habla”. Chiclayo, Perú.
www.geocities.com/speechbog/pcicom.html.
28
Por otro lado, la interfaz es también un límite a la comunicación en muchos casos,
ya que aquello que no sea posible expresar a través de ella permanecerá fuera de
nuestra relación mutua. Es así como en muchos casos la interfaz se convierte en
una barrera debido a un pobre diseño y una escasa atención a los detalles de la
tarea a realizar.
La interfaz forma parte de un entorno cultural, físico, social y por tanto se tiene una
serie de factores para lograr un diseño apropiado. Si la interfaz está bien
diseñada, el usuario encontrará la respuesta que espera a su acción; si no es así,
puede ser frustrante para el usuario.
2.1.4 Partes del dispositivo.
•
Pantalla cristal liquido (LCD). Sistema eléctrico de presentación de datos
formado por 2 capas conductoras transparentes y en medio un material
especial cristalino (cristal líquido) que tienen la capacidad de orientar la luz a
su paso.6
•
Memoria. Capacidad de almacenar y retener información durante algún
intervalo de tiempo.
•
Microcontrolador. Dispositivo electrónico capaz de llevar a cabo procesos
lógicos, estos procesos son descritos a través de un programa el cual
administra los recursos que posee el circuito integrado como son: CPU (Central
Procesing Unit), Memorias RAM (Ramdom Access Memory) y ROM (Read
Only Memory), líneas de entradas y salidas (Input/Output), puertos serie y
paralelo, temporizadores, entre otros.
2.2
MARCO LEGAL O NORMATIVO.
2.2.1 Contexto Internacional.
Actualmente se encuentra en proceso de
elaboración una Convención amplia e integral para promover el respeto y
protección de los derechos humanos de las personas con discapacidad ante las
Naciones Unidas en la ciudad de Nueva York. Luego de seis reuniones de los
países miembros de esta Organización internacional, se cuenta con un texto
borrador único, que recoge las diferentes posiciones de los países miembros. A
partir de este documento conformado por un preámbulo y 26 artículos, todos los
países se encuentran negociando y unificando sus posiciones para avanzar hacia
la validación de un instrumento internacional que defina las obligaciones básicas
6
http://es.wikipedia.org/wiki/LCD
29
de los Estados para garantizar el ejercicio efectivo de los derechos humanos por
parte de las personas con discapacidad.
Este proceso de movilización internacional surge tras la aprobación del Programa
de Acción Mundial en 1982, por parte de la Asamblea General de las Naciones
Unidas. El estudio y las acciones relativas a los derechos de las personas con
discapacidad, han cobrado un creciente interés en la agenda internacional. En
dicho Programa, la ONU centró sus objetivos en la búsqueda de la participación
plena y la igualdad de las personas con discapacidad.
A diferencia de enfoques previos que consideraban a las personas con
discapacidad como personas “vulnerables” y la discapacidad como un problema del
que tenían que ocuparse los servicios de atención médica, rehabilitación y
bienestar social, el Programa sienta las bases de una perspectiva de la
discapacidad en el contexto del desarrollo, que considera a dichas personas como
agentes y beneficiarios del desarrollo de las sociedades en donde viven. En ese
marco, se privilegian las acciones relacionadas con la promoción de la
accesibilidad, el entorno físico, el entorno de la información y las comunicaciones y
las estructuras institucionales, a fin de fomentar la equiparación de oportunidades
para todos, entendida como el mejoramiento de la accesibilidad al sistema general
de la sociedad, en especial, mediante la promoción de la participación plena de las
personas con discapacidad en los procesos de toma de decisiones.
En ese marco, y tras la Tercera Conferencia Mundial contra el Racismo, que
enfatizó en la necesidad de adoptar medidas a favor de este importante sector, la
Organización de las Naciones Unidas, ONU, decidió establecer un Comité
Especial para formular una Convención amplia e integral para promover y proteger
los derechos y la dignidad de las personas con discapacidad, mediante las
resoluciones 56/ 168 promovida por el Gobierno de México, que contó con el
apoyo de Colombia, entre otros países, y la resolución 2003/49 sobre "Derechos
Humanos de las Personas con Discapacidad" que contó con el copatrocinio de 55
delegaciones y que fue adoptada el 23 de abril del 2003.
2.2.2 Contexto Nacional. En Colombia, con anterioridad a la Constitución
Política de 1991, se habían dado algunas disposiciones con respecto a la
discapacidad7; sin embargo a partir de la expedición de la Carta Magna, se ha
venido consolidando un marco jurídico que determina los derechos de la población
con discapacidad, y al mismo tiempo las obligaciones del Estado y la sociedad
para con ellos.
7
Vale citar, el Decreto 2358 de 1981 que crea el Sistema Nacional de Rehabilitación; la Ley 50 de 1988 y el
Decreto 2177, que normatizan aspectos de educación, readaptación y reubicación laboral; y la Ley 82 de 1989
que ratificó el Convenio 159 de la OIT.
30
En la Constitución Política de 1991, se encuentran una serie de artículos que
hacen mención expresa a la protección, atención, apoyo e integración social de las
personas con discapacidad como los siguientes:
Artículo 13: “...El Estado protegerá especialmente a las personas que por su
condición económica, física o mental, se encuentren en circunstancia de debilidad
manifiesta y sancionará los abusos o maltratos que contra ellas se cometan”.
Artículo 47: “El Estado adelantará una política de previsión, rehabilitación e
integración social para los disminuidos físicos, sensoriales y psíquicos, a quienes
se prestará la atención especializada que requieran”.
Artículo 54: “El Estado debe...garantizar a los minusválidos el derecho a un trabajo
acorde con sus condiciones de salud”.
Artículo 68: “...La erradicación del analfabetismo y la educación de personas con
limitaciones físicas o mentales,...son obligaciones especiales del Estado”.
La Carta Magna define una serie de derechos fundamentales, sociales,
económicos y culturales, además de los ya mencionados, los cuales son de
carácter universal y por tanto cubren a quienes presenten algún tipo de limitación o
discapacidad. El Artículo 25 hace mención al trabajo como derecho y obligación
social, que se debe dar bajo condiciones dignas y justas; los Artículos 48 y 49, en
los cuales se prescribe que la seguridad social es un servicio público, obligatorio y
a la vez un derecho irrenunciable de todos los habitantes, además “Se garantiza a
todas las personas el acceso a los servicios de promoción, protección y
recuperación de la salud...”; el Artículo 52, fija el derecho de todas las personas a
la recreación y al deporte; el Artículo 67, determina que la educación es un derecho
de la persona; y el Artículo 70 se relaciona con el acceso de todos a la cultura.
En desarrollo del Mandato Constitucional, la Ley 361 de 1997 “Por la cual se
establecen mecanismos de integración social de las personas con limitación y se
dictan otras disposiciones”.
Esta Ley, que se ha reconocido como un importante avance en cuanto a la
definición de un marco para el manejo de la discapacidad, puntualiza diversos
aspectos en relación con los derechos fundamentales de las personas con
limitación y establece obligaciones y responsabilidades del Estado en sus
diferentes niveles para que las personas que se encuentren en esta situación,
puedan alcanzar “...su completa realización personal y su total integración social...”;
es así como se ocupa de asuntos como la prevención, la educación, la
rehabilitación, la integración laboral, el bienestar social, la accesibilidad; además a
través de esta norma, se constituye el “Comité Consultivo Nacional de las
Personas con Limitación” en calidad de “...asesor institucional para el seguimiento
y verificación de la puesta en marcha de las políticas, estrategias y programas que
31
garanticen la integración social del limitado...”, y se prevé la conformación de
Grupos de Enlace Sectorial (Art.6º).
La Ley 361 de 1997, en especial en su Artículo 6º, está reglamentada actualmente
mediante el Decreto 276 de 2000, que establece la conformación, define las
funciones y señala el funcionamiento del Comité Consultivo Nacional de las
Personas con Limitación, fija las funciones del Secretario Técnico, define la
coordinación del Comité Consultivo Nacional en la Consejería Presidencial para la
Política Social y reglamenta la conformación y funciones de los Grupos de Enlace
Sectorial.
Igualmente, la Ley 762 de julio 31 de 2002, mediante la cual se aprueba la
Convención Interamericana para la Eliminación de todas las formas de
Discriminación contra las Personas con Discapacidad, consagra de manera
específica la prohibición de cualquier forma de discriminación o exclusión de las
personas con discapacidad.
A nivel sectorial, se han aplicado otras normas, que en su conjunto son de carácter
universal y por tanto cobijan a toda la población. Pero, también en esta juridicidad
se encuentran una serie de preceptos normativos específicos para el caso de la
discapacidad:
En salud, empleo y protección social:
Mediante el Decreto 205 de 2003 se fusionan los Ministerios de Salud y de Trabajo
en el Ministerio de Protección Social, a quien se le atribuye la competencia,
especifica de “Proponer y promover la ejecución de políticas de readaptación
profesional y generación de empleo para personas con discapacidad, en
coordinación con las demás Direcciones Generales del Ministerio,8 es decir con las
Direcciones de Salud Publica, de Riesgos profesionales, de Empleo, entre otras.
En materia de salud, la Ley 100 de 1993 crea el “Sistema de Seguridad Social
Integral”, “...cuyo objeto es garantizar los derechos irrenunciables de la persona y
la comunidad para obtener la calidad de vida acorde con la dignidad humana,
mediante la protección de las contingencias que la afecten” (Art.1). Contempla
disposiciones específicas en relación con la invalidez y la discapacidad, en lo
concerniente al “Sistema General de Pensiones” (Arts. 38 y 39), “Sistema General
de Seguridad Social en Salud” y “Sistema General de Riesgos Profesionales” (Arts.
249 a 253 y 257). En el caso del Sistema de Salud, se prevé que toda la población
será cubierta en lo relacionado con la promoción de la salud, la prevención de la
enfermedad y la atención y recuperación; además señala que las personas con
discapacidad sin capacidad de pago serán beneficiarios del Régimen Subsidiado
(Art.157), y que en el caso del Régimen Contributivo la cobertura familiar incluye a
las personas con discapacidad permanentes con mayoría de edad (Art.163).
8
Artículo 28. Funciones de la Dirección de Promoción Social.
32
Dentro de este marco se han desarrollado otras normas para el sector salud, los
Decretos: el 2226 de 1996 y 1152/99 que asignan al Ministerio de Salud la función
relacionada con la dirección, orientación, vigilancia y ejecución de los planes y
programas que en el campo de la salud, se relacionen con la tercera edad,
indigentes, minusválidos y discapacitados. Las Resoluciones: 5261 de 1994 que
adopta el manual de actividades, intervenciones y procedimientos del Plan
Obligatorio de Salud en el Sistema de Seguridad Social en Salud, en el que se
incluyen las actividades y procedimientos de rehabilitación; la resolución 4288 de
1996 define el Plan de Atención Básica que contiene acciones de promoción de la
salud y prevención de la enfermedad para toda la población, la 3165 de 1996,
adopta los lineamientos de atención en salud para las personas con deficiencias,
discapacidades y minusvalías; la 3374 de 2000 que reglamenta el sistema de
información del Ministerio de Salud; 238 de 1999 “Por la cual se establecen las
normas técnicas, científicas y administrativas que contienen los requisitos
esenciales para la prestación de servicios de salud...” quedando incluidos los
servicios relacionados con psiquiatría, medicina física y rehabilitación, terapia
ocupacional, física y del lenguaje, etc.; la 1896 de 2001 adopta la Clasificación
Única de Procedimientos en Salud, incluyendo los procedimientos relacionados con
el desempeño funcional y la rehabilitación; la resolución 412 de 2000 y la 3384
de 2000, establecen las actividades, procedimientos e intervenciones de demanda
inducida y obligatorio cumplimiento, adoptan las normas técnicas y guías de
atención para eventos de detección temprana, protección específica y
enfermedades de interés en salud pública.
El Consejo Nacional de Seguridad Social en Salud ha expedido los Acuerdos: 72
de 1997 “Por medio del cual se define el Plan de Beneficios del Régimen
Subsidiado”; 74 de 1997, que adiciona al Plan de Beneficios del Régimen
Subsidiado la atención necesaria para la Rehabilitación Funcional de las personas
con deficiencia, discapacidad o minusvalía; 77 de 1997, que define la forma y
condiciones de operación del Régimen Subsidiado, incluyendo como priorizables
para la afiliación a la población con limitaciones físicas, síquicas o sensoriales; el
117 de 1998 “Por el cual se establece el obligatorio cumplimiento de las
actividades, procedimientos e intervenciones de demanda inducida y la atención de
enfermedades de interés en salud pública”.
En relación con el financiamiento en el sector salud, se expidió la Ley 643 de 2001
“Por la cual se fija el régimen propio del monopolio rentístico de juegos de suerte y
azar” en su Artículo 42 prevé dentro de la destinación de las rentas del monopolio
al sector salud, que el 4% debe destinarse a la vinculación al Régimen Subsidiado
de los discapacitados, limitados visuales y salud mental.
El Ministerio de Trabajo expidió los Decretos: 970 de 1994 que promulga el
Convenio sobre readaptación profesional y el empleo de personas inválidas;1295
de 1994; que establece las prestaciones económicas y asistenciales para los
trabajadores que sufren accidentes de trabajo y/o se les diagnostica enfermedad
33
profesional, 917 de 1999 sobre el “Manual Único de calificación de pérdida de
capacidad laboral”; 1128 de 1999 reestructura el Ministerio y se incluye la
asignación de funciones con respecto al tema de discapacidad; 1530 de 1996, en
el artículo 6, numeral 3, se estipula que: ”Las entidades administradoras de
riesgos profesionales deberán acreditar semestralmente ante la Dirección General
de Riesgos Profesionales, infraestructura propia ó contratada, que garantice el
cubrimiento para sus afiliados de los servicios de rehabilitación, de prevención y
de asesoría que les compete”
Además, Artículo 23 del Decreto 2463/01, establece la obligatoriedad de la
rehabilitación previa para acceder al trámite de calificación de invalidez, Ley 776
de 2002 establece la obligatoriedad del cubrimiento de las prestaciones
económicas y asistenciales para los trabajadores que han sufrido accidentes de
trabajo y enfermedad profesional, en sus artículos 4° y 8° obliga a la
reincorporación y a la reubicación de los trabajadores con discapacidad de origen
ocupacional y varias Circulares que tratan sobre pérdida de capacidad laboral, y
rehabilitación integral para el Sistema General de Riesgos Profesionales.
En materia de empleo, además de los estímulos establecidos en la ley 361 de
1997, se encuentra la ley 789 de 2002, que en su artículo 13 señala la exención en
el pago de aportes al ICBF, SENA y cajas de compensación familiar a las
empresas que vinculen trabajadores adicionales a los que tenía en promedio en el
año 2002, y cuando entre estos trabajadores se encuentran personas con
discapacidad comprobada no inferior al 25%, y cuando estos trabajadores no
devenguen más de 3 salarios mínimos legales mensuales vigentes.
Accesibilidad:
Adicionalmente, está el Decreto número 1538 del 7 de mayo de 2005 “Por el cual
se reglamenta parcialmente la Ley 361 de 1997” para establecer las condiciones
básicas de accesibilidad al espacio publico y la vivienda.
Para favorecer el acceso a la vivienda, El decreto número 975 del 31 de marzo
de 2004 que reglamenta parcialmente las Leyes 49 de 1990, 3 de 1991, 388 de
1997, 546 de 1999, 789 de 2002 y 812 de 2003 en relación con el Subsidio Familiar
de Vivienda de Interés Social establece una discriminación positiva para facilitar el
acceso de las personas con discapacidad a este subsidio de vivienda.
Se encuentra el Decreto número 1660 del 16 de Junio de 2003 que reglamenta
la la accesibilidad a los modos de transporte de la población en general y en
especial de las personas con discapacidad.
Por su parte, la Ley 105 de 1993 “Por la cual se dictan disposiciones básicas sobre
el transporte...”. En los principios definidos en el Artículo 3º, plantea el acceso al
transporte “ en el diseño de la infraestructura de transporte, así como en la
provisión de los servicios de transporte público de pasajeros, las autoridades
34
competentes promuevan el establecimiento de condiciones para su uso por los
discapacitados físicos, sensoriales y psíquicos”; y en lo que corresponde a
subsidios, se posibilita el establecimiento de éstos a favor, entre otros, de las
personas con discapacidad física. También, para lo correspondiente a la
accesibilidad, están las Normas Técnicas ICONTEC, 4139, 4140 a 4145, 4201,
4339, 4279, 4407, 4695 y 4774. Con el apoyo de la Universidad Nacional para el
Fondo de Prevención Vial, existe el Manual de Accesibilidad al Espacio Público y al
Transporte.
Educación:
El marco general a nivel educativo lo establece la Ley 115 de 1994 “Ley General
de Educación”. Que en su Capítulo 1 del Titulo III (Artículos 46 a 49), prevé la
“Educación para personas con limitaciones o capacidades excepcionales”, la cual
plantea que la educación para estos grupos “...es parte integrante del servicio
público educativo”. (Art. 46), y que “...el Estado apoyará a las instituciones y
fomentará programas y experiencias orientadas a la adecuada atención
educativa...” (Art. 47).
Recientemente se reglamentó esta ley mediante la resolución 2565 del 24 de
octubre de 2003 para establecer los parámetros y criterios para la prestación del
servicio educativo a la población con innecesidades especiales.
Igualmente, se han expedido los Decretos: 1006 de 2004 que modifica la
estructura y funciones del Instituto Nacional para Ciegos –INCI-; el 2082 de 1996
reglamenta la atención educativa para personas con limitaciones o capacidades
excepcionales9, en desarrollo del cual se formuló lo correspondiente al Plan de
Cubrimiento Gradual de Atención Educativa para las personas con limitaciones o
capacidades excepcionales10; el 2369 de 1997 da recomendaciones de atención a
personas con limitación auditiva; el 3011 de 1997 sobre adecuación de
instituciones en programas de educación básica y media de adultos con
limitaciones; el 672 de 1998 relacionado con la educación de niños sordos y la
lengua de señas. Igualmente la Ley 324 de 1996 “Por la cual se crean algunas
normas a favor de la población sorda”, en la cual el Estado reconoce la lengua de
señas y plantea la investigación y difusión de la misma.
El Decreto 2247 de 1997, indica que el ingreso al nivel de preescolar no está
sujeto a ninguna prueba de admisión o examen psicológico o de conocimientos, o
a consideraciones de raza, sexo, religión, condición física o mental.
9
El Decreto 2082 es de gran importancia en cuanto que a través de éste se indican aspectos relacionados con
principios y orientaciones curriculares, organización para la prestación del servicio, formación de educadores,
apoyo financiero, entre otros.
10
Este documento contiene los criterios generales para que las autoridades de las entidades territoriales
elaboren el Plan de Cubrimiento Gradual para la adecuada atención de las personas con limitaciones o con
capacidades excepcionales de los departamentos, distritos o municipios, articulándolo a los Planes de
Desarrollo correspondientes.
35
El Decreto 3012 de 1997, que reglamenta la organización y funcionamiento de las
escuelas normales superiores establece que éstas tendrán en cuenta
experiencias, contenidos y prácticas pedagógicas relacionadas con la atención
educativa de las poblaciones de las que trata el Título III de la Ley 115 de 1994, en
el momento de elaborar los correspondientes currículos y planes de estudio.
El Decreto 3020 de 2002, reglamentario de la Ley 715 de 2001, señala que para
fijar la planta de personal de los establecimientos que atienden a estudiantes con
necesidades educativas especiales, la entidad territorial debe atender los criterios
y parámetros establecidos por el MEN. Además, indica que los profesionales que
realicen acciones pedagógicas y terapéuticas que permitan el proceso de
integración académica y social sean ubicados en las instituciones educativas que
defina la entidad territorial para este propósito.
La Resolución 2565 de 2003, establece los parámetros y criterios para la
prestación del servicio educativo a las poblaciones con NECESIDADES
EDUCATIVAS ESPECIALES otorgando la responsabilidad a las entidades
territoriales.
Existen además las Normas Técnicas: 4595 que establece los requisitos para el
planeamiento y diseño físico-espacial de nuevas instalaciones escolares,
acogiendo los temas de accesibilidad, seguridad y comodidad; el 4596 establece
requisitos para diseñar y desarrollar un sistema integral de señalización en las
instituciones educativas, que contribuya a la seguridad y fácil orientación de los
usuarios dentro de éstas, dispone el uso de señales para personas con
discapacidad; 4732 y 4733, especifican los requisitos que deben cumplir y los
ensayos a los que se deben someter los pupitres y las sillas destinadas para uso
de los estudiantes con parálisis cerebral y en sillas de ruedas, respectivamente11.
Deporte:
Ley 181 de 1995 “Por la cual se dictan disposiciones para el Fomento del Deporte,
la Recreación, el Aprovechamiento del Tiempo Libre y la Educación Física...”. El
Numeral 4 del Artículo 3 plantea como parte del objeto “Formular y ejecutar
programas especiales para la educación física, deporte y recreación de las
personas con discapacidades físicas, síquicas, sensoriales...”, lo cual es también
tratado en los artículos 11,12 y 24.
La Ley 582 de 2000, establece el Sistema Deportivo Nacional de las personas con
discapacidad y crea el Comité Paralímpico Colombiano máximo ente rector del
deporte y organiza por modalidad de discapacidad cada una de las federaciones
deportivas.
11
Las Normas Técnicas citadas, fueron expedidas en noviembre de 1999.
36
Comunicaciones:
En el sector de las comunicaciones, la Ley 335 de 1996 relacionada con la
Comisión Nacional de Televisión (CNTV) y mediante la cual se crea la televisión
privada, ordena que “...Se deberá incluir el sistema de subtitulación o lengua
manual para garantizar el acceso de este servicio a las personas con problemas
auditivos o sordas” (Art.12). Igualmente, la Ley 361 de 1997 establece que el
Gobierno Nacional, a través del Ministerio de Comunicaciones, adoptará las
medidas necesarias para garantizarles a las personas con limitación el derecho a
la información. (Art.66).
Así mismo, se han expedido diferentes Decretos, entre los cuales está el 1900 de
1990 “Por el cual se reforman normas y estatutos que regulan las actividades y
servicios de telecomunicaciones y afines, y el 1620 de 2003, por el cual se
modifica
la
estructura
del
Ministerio
de
Comunicaciones
y se dictan otras disposiciones. En éstos, se plantea entre otros asuntos que: la
información es un derecho fundamental, las telecomunicaciones tienen por objeto
elevar el nivel de vida de los habitantes, las comunicaciones deben tener un uso y
beneficio social, y se debe investigar necesidades, formular y gestionar proyectos
de acceso y uso social de las tecnologías de la información y las comunicaciones
tendientes a satisfacer las necesidades de las comunidades vulnerables y
excluidas. Por su parte la CNTV, mediante el Acuerdo 38 de 1988 crea
mecanismos para garantizar el acceso al servicio público de televisión por parte de
las personas con limitación auditiva. La Resolución 001080 del 5 de agosto de
2002 fija los criterios aplicables a la programación de televisión para la población
sorda.
Cultura:
La Ley 397 de 1997 “Por la cual...se dictan normas sobre el patrimonio cultural,
fomentos y estímulos de la cultura, se crea el Ministerio de la Cultura...”. En el
numeral 13 del Artículo 1º (Principios fundamentales) señala que el Estado, al
formular la política cultural tendrá en cuenta y concederá “especial tratamiento a las
personas limitadas física, sensorial y psíquicamente...”. E igualmente, en los
Artículos 50 y 60, se fija que en los Consejos nacional, departamentales, distritales
y municipales, habrá un representante de las agremiaciones culturales de
discapacitados físicos, psíquicos y sensoriales.
Infancia.
Actualmente se trabaja en el proyecto de ley de infancia y adolescencia que integra
adecuadamente la protección y atención de los niños, niñas y jóvenes con
discapacidad.
37
Mientras esta ley se expide, contamos con el Decreto Ley 2737 de 1989 que
adoptó el Código del Menor, y en el cual se consideró al menor con deficiencias12
y se fijaron responsabilidades de la familia y del Estado en la atención de los niños
y niñas en esta condición. Finalmente, mediante el Decreto 2381 de 1999, se
determinó como Día Nacional de las Personas con Discapacidad el 3 de diciembre
de cada año.
Competencias territoriales:
En lo que hace a las competencias de las entidades territoriales, ha sido
promulgada recientemente la Ley 715 de diciembre de 2001 “Por la cual se dictan
normas orgánicas en materia de recursos y competencias...”. Esta Ley tiene
incidencia en el tema del manejo de la discapacidad, determina las
responsabilidades que tienen la Nación y las entidades territoriales
departamentales y municipales en la formulación y ejecución de los planes,
programas y proyectos de los sectores de educación, salud en correspondencia
con lo determinado en las Ley 100 de 1993 y 115 de 1994; y en los denominados
“otros sectores”, entre los cuales están transporte, deporte y recreación, cultura,
prevención y atención de desastres, y atención a grupos vulnerables.
Proyectos de Ley:
Actualmente cursan en el Congreso varios proyectos de ley sobre Discapacidad,
aprobados en el periodo anterior en la Plenaria de Cámara, correspondientes a los
Nos 199/05 Senado- 63/04 Cámara (Normas en favor de las personas con
discapacidad mental...); 204/05 Senado- 253/04 Cámara (Sistema Nacional de
Discapacidad....); 206/05 Senado-053/04 Cámara (Modifica y adiciona la ley 361
de 1997).
2.2.3 Normatividad del Ministerio de comunicaciones. Estructura y manejo
del cuadro nacional de atribución de Bandas de frecuencias.
En el Cuadro Nacional de Atribución de Bandas de Frecuencias, se presenta la
atribución de bandas de frecuencias, por bandas, a los servicios de
radiocomunicación, en cinco columnas identificadas como: REGIÓN 1, REGIÓN 2,
REGIÓN 3, COLOMBIA y NOTAS. Las primeras tres columnas, corresponden al
Cuadro de Atribución Internacional de Bandas de Frecuencias del Reglamento de
Radiocomunicaciones, de la Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT).
12
Menor deficiente, fue definido en esta norma como “aquel que presenta una limitación temporal o definitiva
de su capacidad física, sensorial o mental que dificulte o imposibilite la realización autónoma de actividades
cotidianas y su integración al medio social” (Tomado de Comité Nacional para la Protección del Menor
Deficiente. 1998. Pág.: 16).
38
Todos los países están en igualdad de condiciones para acceder al recurso natural
denominado espectro radioeléctrico, de una manera adecuada que permita la
compartición internacional de este recurso limitado.
La cuarta columna se denomina "COLOMBIA" y las bandas de frecuencias allí
tratadas están atribuidas a servicios de radiocomunicaciones de manera
totalmente compatible con aquellos que figuran en la segunda columna llamada
"REGIÓN 2", toda vez que Colombia pertenece a ésta Región geográfica de la
UIT. En la columna "REGIÓN 2" a menúdo aparece dos o más servicios de
radiocomunicación. El Ministerio de Comunicaciones tiene la facultad de decidir si
uno, dos o todos ellos operarán en la banda de frecuencias respectiva, este
aspecto se refleja en la cuarta columna denominada "COLOMBIA", en la cual,
también aparecen los numerales del reglamento de 24 radiocomunicaciones de la
UIT (notas internacionales) que son aplicables a Colombia. Por supuesto, se
establecen los procedimientos y condiciones que aseguren que no ocurrirán
problemas de interferencias perjudiciales entre los servicios que compartan dicha
banda. La quinta columna está destinada para la relación y numeración de las
Notas Nacionales con siglas alfanuméricas CLM1, CLM2, CLM3, etc., cuyo
significado podrá consultarse en el Capítulo V de este documento.
El Cuadro Nacional de Atribución de Bandas de Frecuencias es un instrumento
ordenador del espectro radioeléctrico y para su interpretación, debe considerarse,
además de lo dicho, los aspectos siguientes:
•
La atribución de bandas de frecuencias a los diversos servicios de
radiocomunicación comienza a partir de 9 kHz.
•
En Colombia, la atribución nacional de frecuencias considera hasta 40,0 GHz.
•
En Colombia, a partir de la frecuencia de 40,0 GHz y hasta la frecuencia de
400 GHz, para fines de planeación, la atribución nacional de bandas de
frecuencias es idéntica a la atribución internacional del Reglamento de
Radiocomunicaciones de la UIT.
•
La banda de frecuencias 275 - 1000 GHz no tiene actualmente atribución de
servicios.
39
Tabla 1. Cuadro de Atribución de Bandas
Fuente: Ministerio de Comunicaciones. Cuadro de atribución de bandas de frecuencias.
•
CLM 42. La banda 430 - 440 MHz se atribuye, a título primario, a los servicios
de radiolocalización y aficionados.
•
CLM 85. De acuerdo con la Resolución 797 de 8 de junio de 2001, se
atribuyen en las bandas de frecuencias 285,000 – 322,000 MHz, 433,000 –
434,790 MHz, 902,000 – 928,000 MHz, 2900,000 – 3100,000 MHz, 3267,000 –
3332,000 MHz, 3339,000 – 3345,800 MHz, 3358,000 – 3400,000 MHz,
5785,000 – 5 815,000 MHz, 13400,000 – 13750,000 MHz, 24050,000 –
24250,000 MHz, 76000,000 – 77000,000 MHz, y las frecuencias 0,1250,
0,1232 y 0,1342 MHz; para ser utilizadas libremente por parte del publico en
general para aplicaciones de telemetría, telealarmas y telecontrol vehicular con
bajos niveles de potencia o intensidad de campo y respeten los límites de
intensidad de campo descritos en el artículo 3º, tabla No 3.5 de la citada
Resolución. 13
Extraído de Cuadro de atribución de bandas de frecuencias. Ministerio de Comunicaciones.
República de Colombia. 2004. Página 85.
13
40
2.3
MARCO TEÓRICO
2.3.1 Parálisis cerebral. La parálisis cerebral dificulta el desarrollo normal de
una persona, se caracteriza principalmente por el daño de las funciones motrices y
finalmente es una enfermedad que no evoluciona, pero que igualmente puede
causar problemas en el aprendizaje y en la supervivencia de la persona que la
posee.
2.3.1.1 Causas. Las causas de la parálisis cerebral son diversas aunque no
relacionadas con la genética. Los daños producidos pueden ser prenatales,
paranatales y/o posnatales.
•
Los daños prenatales: tienen relación con las lesiones ocurridas durante el
embarazo, y éstos a su vez pueden producirse: en el período embrionario
(embriopatías), en el cual las lesiones pueden ser debido a la rubéola, sífilis,
herpes o hepatitis y dan lugar a malformaciones cerebrales, oculares, auditivas
y cardíacas; en el periodo fetal (fetopatías), en el cual si la madre contrae
enfermedades intrauterinas y el feto no muere, el niño puede quedar con
meningitis, tener inclusiones citomegálicas (fenómetos de hipertonía),
toxoplasmosis (trastornos oculares) y/o intoxicaciones.
•
Los daños paranatales, es decir, los daños producidos en el momento del parto
y las causas pueden ser diversas: Shock técnico, cuando nace, el niño se ve
obligado a adaptarse a unas condiciones vitales muy distintas (Utilizar
respiradores, oxigenadores de aire); Anoxia (falta de oxígeno), sucede cuando
se presenta un parto muy prolongado, vueltas no deseadas del cordón
umbilical, aplicación de fórceps, produciendo asfixia y mal funcionamiento del
corazón; Prematuridad, los niños no han alcanzado la madurez por no haber
completado su edad neurológica; niños hipermaduros, sucede cuando el niño
nace después de los diez meses de embarazo; cesáreas secundarias, luego de
haber intentado extraer al niño por parto normal.
•
Los daños posnatales, son las lesiones ocasionadas después del embarazo
como: Meningitis, que puede terminar en una hidrocefalia; Enfermedades
metabólicas; Deshidrataciones; Traumatismos por accidentes graves;
Accidentes anestésicos; Incompatibilidad Rh, cuando la sangre de la madre
difiere de la del hijo.
La parálisis cerebral se diagnostica evaluando de qué manera se mueve un bebé
o un niño pequeño. El médico evalúa su tono muscular, verifica sus reflejos y se
fija si ha desarrollado una preferencia por su mano derecha o izquierda; Así mismo
41
se realizan algunas pruebas de diagnóstico con imágenes cerebrales, tales como
resonancias magnéticas, tomografías computarizadas o ultrasonidos.
2.3.1.2 Trastornos asociados a la parálisis cerebral. La parálisis cerebral se
relaciona con un déficit motor, al cual puede asociarse la gran dificultad en la
reeducación del habla y el lenguaje. Dichos trastornos pueden ser sensoriales, de
percepción, psíquicos, intelectuales y de lenguaje.
Ya que el proyecto se centra en el problema del habla y el lenguaje, se
profundizará en éste.
•
El Habla y el Lenguaje. La aparición de los sonidos en el niño está
relacionada con los primeros sonidos constituidos por las vocales y las
consonantes. Durante la fase de balbuceo el niño empieza a servirse de la
audición para producir los movimientos de la lengua, labios y paladar para
reproducirlos.
En relación con el habla, se pueden presentar tres trastornos: la disartria, la
afasia y la apraxia bucoarticulatoria. La disartria abarca un grupo de
alteraciones del habla que son el resultado de trastornos del control muscular,
debido a una alteración del sistema nervioso central; la afasia de boca se
produce por consecuencia de una lesión en la tercera circunvolución frontal del
hemisferio izquierdo, responsable de la expresión motriz del habla.
Paralelamente al trastorno de la expresión oral se observa un trastorno de la
comprensión del lenguaje a nivel de frases u órdenes complejas; la apraxia se
produce a consecuencia de una lesión localizada en el lóbulo parietal,
responsable del gesto proposicional o programación motriz del habla. 14
2.3.2 Cuadriplejia espástica. La Cuadriplejia Espástica se presenta cuando hay
una muestra de Parálisis cerebral en ambos brazos y ambas piernas. Usualmente
los niños con cuadriplejia espástica tienen problemas moviendo todas las partes
de su cuerpo, su cara y tronco así como sus brazos y piernas, pueden necesitar
de una silla de ruedas para desplazarse. A causa de los problemas controlando
los músculos de su cara y parte superior del cuerpo también pueden tener
problemas hablando y comiendo. Si el tono muscular es demasiado alto o fuerte,
se utiliza el término espástico para describir este tipo de parálisis cerebral. Los
niños con Cuadriplejia Espástica tienen movimientos desordenados y rígidos
porque su tono muscular es demasiado alto. Frecuentemente tardan mucho en
14
BUSTO BARCOS, M. del Carmen. “Reeducación del habla y del lenguaje en el paralítico cerebral”.
Colección Educación Especial. Ciencias de la Educación Preescolar y Especial. General Pardiñas. Madril
1984.
42
moverse de una posición a otra o dejando algo que tienen en sus manos. Este el
tipo de Parálisis Cerebral más corriente.
2.3.3 Comunicación alternativa – aumentativa. La comunicación alternativa aumentativa es considerada como una Lengua, en la medida que poseen tres
características fundamentales: La forma, la cual está determinada por el
instrumento material que se percibe a través de los sentidos; el contenido, el cual
se refiere a los significados y sentidos que se le dan a los signos y que están
dados por factores de orden contextual que varían de cultura a cultura; y el uso
que está definido por las situaciones comunicativas particulares en las que se da
la utilización de los signos.
La Comunicación aumentativa significa comunicación de apoyo o de ayuda. La
palabra “aumentativa” señala el hecho de que la enseñanza de las formas
alternativas de comunicación tiene un doble objetivo (promover y apoyar el habla)
y garantizar una forma de comunicación alternativa si la persona no aprende a
hablar. 15
La Comunicación Alternativa se refiere a cualquier forma de comunicación distinta
del habla y empleada por una persona en contextos de comunicación cara a cara.
Por ejemplo, el uso de signos manuales y gráficos, el sistema morse y la escritura.
Existen diferentes tipos de signos que son utilizados por poblaciones con
discapacidades que facilitan el proceso comunicativo. Estos están clasificados en:
signos gráficos, los cuales son configuraciones impresas que representan
palabras y conceptos. Son muy indicados para personas con dificultades motoras
que no han accedido a la escritura, ya sea por su edad o por su nivel cognitivo;
imágenes, diseñadas con signos gráficos e icónicos, y por ello, se supone que
son los más fáciles de aprender y usar por personas con niveles cognitivos bajos;
sistemas pictográficos, elaborados con dibujos lineales más simples y neutros
que las imágenes. También son altamente icónicos, y por lo tanto fáciles de
aprender y memorizar para muchas personas, específicamente cuando existe una
discapacidad motora; sistema pictográfico de comunicación (SPC), que
representan las palabras y conceptos más habituales en la comunicación
cotidiana. Su elección puede depender de varios factores, como son la
discriminación visual, la edad y las preferencias de la persona que lo usa; y
finalmente pictogramas PIC, que son dibujos estilizados en blanco sobre fondo
negro, con la palabra escrita también en blanco. Los gráficos resultan más
parecidos a las señales graficas habituales en el entorno comunitario normalizado,
en cambio los signos SPC resultan más similares a los dibujos propios de los
15
SALAZAR de, Nair. “Comunicación Aumentativa y Alternativa”. Universidad Pedagógica de Colombia.
2001.
43
cuentos, lo cual dificulta a veces que los interlocutores les atribuyan su verdadero
valor como palabras.
Según Tetzchner y Martinsen en 1993 demostraron empíricamente que el uso de
sistemas de signos no reduce, sino que aumenta las vocalizaciones de las
personas que los emplean. Por razones como las siguientes: El usuario aprende
que si en algún momento no puede pronunciar una palabra contará con la ayuda
de su sistema alternativo para expresarse; Se incrementa la comprensión de
conceptos porque el usuario dispone de diversos canales de entrada de los
estímulos (auditivo y visual), con la particularidad de que los signos gráficos son
permanentes; El uso de sistemas de signos puede ayudar al interlocutor a
mantener un estilo de diálogos más concretos, formular enunciados relevantes,
incidir sobre un mismo vocabulario, etc.16
Los signos pueden clasificarse asi:
•
Signos Manuales. Son aquellos que han tenido un origen natural y varían de
acuerdo a su país de origen.
•
Signos Gráficos. Se refiere al uso de ayudas técnicas para la comunicación
que comprenden desde simples tableros de señalar hasta equipos basados en
tecnología de computación avanzada. Los signos Bliss y las fichas de palabras
de Premack fueron dos de los primeros sistemas en uso.
ƒ
Bliss. Signos logo-gráficos, es decir, que no se basan en la composición
por letras. En ellos la palabra y no la letra constituye unidad gráfica más
pequeña del lenguaje. El sistema Bliss está basado en la escritura china.
Está conformado por 100 signos básicos que se pueden combinar
formando palabras nuevas, para las que no exista signo básico. Según el
Instituto de Comunicación Blissimbólica en Toronto y el Comité
Internacional de Símbolos Bliss, los signos que forman parte de una
combinación de signos se pueden considerar como elementos semánticos.
La combinación adquiere su significado a partir del contenido de cada uno
de los signos, que se componen por la analogía. El orden como se
coloquen los signos por lo general es parecido al lenguaje hablado por el
usuario. Este sistema es apropiado para personas con un buen
funcionamiento intelectual, pero con afectaciones del habla y problemas de
lectura.
16
BASIL, Almirall Carme. Sistemas de Signos y Ayudas Técnicas para la Comunicación Aumentativa y la
Escritura. Ed Masson, S.A. Barcelona, 2000. Pág. 35.
44
ƒ
Pictogramas PIC. Estos tienen su origen en Canadá. En muchos casos ha
sustituido al Sistema Bliss. Consiste en dibujos estilizados que forman
siluetas blancas sobre un fondo negro. La palabra está siempre escrita en
blanco sobre el propio dibujo. Este tipo de comunicación aunque es muy
fácil es más limitada. Sólo hay 563 pictogramas y la construcción de nuevas
palabras o la formación de frases resulta más difícil. Este sistema ha sido
utilizado por diversas personas, aunque ha habido muchos casos en los
que hubiera brindado más beneficio el sistema Bliss.
ƒ
SPC. (sistema pictográfico para la comunicación)- 1981. Consta de 1800
signos. Los dibujos son hechos con líneas simples en negro sobre fondo
blanco y la palabra está sobre estos.
ƒ
Fichas de palabras Premack. Estas fichas fueron creadas para investigar
si los monos podían aprender un idioma que no estuviera basado en el
habla. 1971. Deich y Hodges crearon varias fichas de palabras adicionales,
algunas de las cuales sí tiene cierta semejanza con los objetos a los cuales
se refieren. Las fichas de palabras están hechas de plástico o de madera.
Lo específico de estos signos es que pueden ser manipulados y movidos
físicamente. Además de las formas se caracterizan por el color, así por
ejemplo, las fichas de color rojo se refieren a los artículos, los verbos en
azul, los sustantivos en naranja y así sucesivamente y la sintaxis
simplificada para construir frases.
ƒ
Sistema Jeroglífico Rebus. Se concibieron como un sistema de escritura
logográfica, así como el sistema Bliss. Se creó principalmente para ayudar
a personas con retraso mental leve a aprender a leer. Consta de 950
signos, la mayoría de los cuales están basados en su semejanza
iconográfica con aquello que representan. Las letras se combinan con la
pronunciación de las glosas de los signos que acompañan, de manera que
dichas combinaciones de signos y letras forman palabras nuevas. Cuando
se combina un signo con una letra, la combinación representa la palabra
cuya pronunciación corresponde al sonido compuesto que forman ambos.
Este sistema ha tenido efectos positivos sobre las habilidades lectoras de
muchas personas.
ƒ
Lexigramas. Consiste en un conjunto de nueve elementos que se pueden
combinar para dar lugar a distintas configuraciones a las cuales se
atribuyen glosas. Han sido más usados en E.U, pero su uso ha estado
bastante restringido a experimentos limitados.
45
•
ƒ
Sigsym. Este sistema se basa tanto en la semejanza iconográfica como en
el lenguaje manual.
ƒ
Escritura Ortográfica. Muchas ayudas técnicas para la comunicación
alternativa se basan en la escritura normal. Esta dispone de combinaciones
de letras, palabras y frases además del alfabeto.
Imágenes. Las fotografías y dibujos fotográficos se usan a menúdo como una
primera forma de comunicación. La posibilidad de usar imágenes como
palabras puede depender de que la persona abandone el uso que hacía de
ellas originalmente.
2.3.4 Ayudas técnicas para la comunicación y la escritura. Las técnicas
alternativas - aumentativas tienen una amplia tradición que se remonta a más de
30 años con el uso de las primeras ayudas técnicas como lo eran los tableros de
comunicación. Las personas con graves problemas pueden usar prioritariamente
uno o diversos sistemas gráficos o manuales, juntamente con algunas palabras.
No debe hacerse énfasis en el desarrollo de un sistema de signos determinado,
sino en el desarrollo de una forma de comunicación global que resulte efectiva.
Podemos encontrar en éste campo dos tipos de sistemas; con ayuda y sin ayuda.
•
Sistemas sin ayuda. Son aquellos sistemas que no requieren ningún
instrumento ni ayuda técnica, aparte del propio cuerpo de la persona que se
comunica. El más común es el habla, los gestos, la mímica y los signos
manuales. La comunicación resulta más directa, puesto que la persona puede
atender directamente a su interlocutor sin que medie una ayuda técnica.
•
Sistemas con ayuda. Son aquellos sistemas en que la producción o la
indicación de los signos requiere el uso de un soporte físico o ayuda técnica.
Puede tratarse de signos tangibles (objetos, fichas, etc.) o de signos gráficos
(dibujos, pictogramas, palabras escritas, letras, etc.). Los sistemas con ayuda
tienen menores exigencias motoras que los sistemas sin ayuda, son más
comprensibles y fáciles para los interlocutores.
ƒ
Signos tangibles. Se trata de objetos, partes de objetos, miniaturas o
fichas de palabras, relacionados con aquellos que se quiere significar, que
se usan como signos para la comunicación.
46
ƒ
Signos Gráficos. Son configuraciones impresas que representan palabras
y conceptos. Son muy indicados para personas con dificultades motoras
que no han accedido a la escritura, ya sea por su edad o por su nivel
cognitivo.
2.3.5 Ayudas técnicas para la comunicación. Se define como una ayuda
técnica para la comunicación todo instrumento mecánico o electrónico diseñado
para que la persona pueda comunicarse mejor, ya sea aumentando o bien
supliendo su habla oral.
•
Tableros de comunicación y otros útiles. Son ayudas técnicas sencillas que
consisten en superficies sobre las cuales se sitúan los signos gráficos. Estas
superficies acostumbran a ser de madera, plástico, etc. Los signos se pueden
indicar directamente señalándolos con la mano, con el pie o con cualquier otra
parte del cuerpo.
•
Comunicadores electrónicos de baja tecnología. Los comunicadores
sencillos consisten en pequeños aparatos en los que el usuario puede activar
una o varias teclas para producir mensajes en voz digitalizada. Son ayudas
pensadas y diseñadas para que las personas puedan mantener una
conversación social breve, para ejercer algunas funciones comunicativas como
hacer demandas o contestar en una situación muy concreta.
•
Comunicadores electrónicos de alta tecnología. Las ayudas de alta
tecnología han hecho posible que las personas con alguna deficiencia,
discapacidad o minusvalía puedan comunicarse, escribir y acceder a
aprendizajes y contenidos curriculares, así como a la formación y al trabajo, y
puedan contar con mejores oportunidades lúdicas y de ocio.
•
Habla artificial. Es el progreso más importante que incorporan las ayudas
técnicas para la comunicación. Existe el habla digitalizada o pregrabada que
consiste en una grabación realizada por una persona con la ayuda de un
digitalizador de sonidos, algo parecido a una grabadora. El habla sintetizada
consiste en un procedimiento por el cual se pasa de la palabra escrita al habla
a partir de códigos fonéticos y matemáticos. Una ayuda técnica que disponga
de este tipo de habla permitirá pronunciar todo aquello que se escriba. La voz
sintetizada, a diferencia de la digitalizada, no tiene limitación de memoria, por
47
lo tanto, va a permitir al usuario un vocabulario ilimitado para poder
comunicarse en muchos contextos, con diferentes propósitos y sin restricción
de contenidos.
•
Comunicadores electrónicos.
Son ayudas técnicas especialmente
diseñadas para la comunicación, que se caracterizas por ser portátiles e
independientes de la red eléctrica, por utilizar unas baterías recargables.
•
Comunicadores electrónicos con voz digital. Son aparatos electrónicos que
permiten la comunicación de mensajes básicos. Generalmente son de tamaño
reducido para facilitar su transporte tanto en la mano con en una silla de
ruedas. La persona selecciona de las casillas lo que quiere pedir o explicar.
•
Comunicadores con diferentes niveles para almacenar léxico. Se puede
acceder a un número de mensajes superior. Estos comunicadores permiten el
acceso a un amplio vocabulario. Aparte de la posibilidad de almacenar
vocabulario por niveles, los comunicadores suelen incorporar la posibilidad de
combinar casillas para producir frases encadenadas.
•
Teclado versátil. La mayoría de los comunicadores permiten configurar el
teclado de tal forma que se pueda conseguir un mayor número de casillas más
pequeñas o menos casillas pero más grandes.
•
Almacenamiento de diversos vocabularios. Esto permite tener al alcance,
de forma rápida, diferentes contenidos que puedan ser útiles a una misma
personas en diferentes contextos.
•
Comunicadores electrónicos con voz sintetizada. La voz sintetizada
transforma electrónicamente el texto en voz, lo cual se produce en unos
instrumentos especialmente dedicados y diseñados para ello llamados
sintetizadores de voz.
•
Combinación del deletreo con mensajes preprogramados. La razón de ser
de la salida de voz sintetizada es la posibilidad que ofrece de emitir en forma
de habla los mensajes configurados letra a letra, y así dispones de una
posibilidad ilimitada de vocabulario.
48
2.3.6 Comunicación electrónica. La comunicación nace de la necesidad del
hombre de darse a entender hacia sus semejantes, en el afán de lograr un mayor
nivel de difusión o alcance de su información, inicio su investigación acerca de los
medio de transmisión y protocolos a emplear. A partir de este momento se
identifican las partes o componentes de la comunicación.
2.3.6.1 Componentes de la comunicación.
•
La fuente. es el que genera los datos a transmitir.
•
El transmisor. normalmente los datos generados no son transmitidos así
como son generados. El transmisor transforma y codifica la información
produciendo señales electromagnéticas para ser transmitidas a través de algún
sistema de transmisión.
•
El sistema de transmisión. que puede ser un cable desde una simple línea
de transmisión hasta una compleja red que conecte la fuente con el destino.
•
El receptor. que acepta la señal proveniente del sistema de transmisión y la
convierte de tal manera que pueda ser manejada por el dispositivo destino.
•
El destino. que toma los datos del receptor.
2.3.6.2 Medios de transmisión. Se pueden clasificar como guiados y no
guiados. En ambos casos, la comunicación se realiza con ondas
electromagnéticas. En los medios guiados, como son los pares trenzados, los
cables coaxiales y las fibras ópticas, las ondas se transmiten confinándolas a lo
largo del camino físico.
La transmisión se lleva a cabo con ondas electromagnéticas. En los medios
guiados las ondas se confinan en un medio sólido, como un par trenzado. En el
caso de los medios guiados, el medio es lo más importante en la determinación de
las limitaciones de transmisión.
Por el contrario, los medios no guiados proporcionan una forma de transmitir las
ondas electromagnéticas pero sin encauzarlas, por ejemplo, en la propagación a
través del aire, el mar o el vacío.
49
La atmósfera o el espacio exterior son ejemplos de medios no guiados, que
proporcionan un medio de transmitir las señales pero sin confinarlas; este tipo de
transmisión se denomina inalámbrica.
Las características y calidad de la transmisión están determinadas tanto por el tipo
de señal, como por las características del medio. En medios no guiados, el ancho
de banda de la señal emitida por la antena es más importante que el propio medio
a la hora de determinar las características de la transmisión.
•
Medios de transmisión guiados. En los medios de transmisión guiados, la
capacidad de transmisión, en términos de velocidad de transmisión o ancho de
banda, dependen drásticamente de la distancia y de si el medio se usa para un
enlace punto a punto o para un enlace multipunto.
•
Medios de transmisión no guiados. En medios no guiados, tanto la
transmisión como la recepción se lleva a cabo mediante antenas. Básicamente
hay dos tipos de configuraciones para las transmisiones inalámbricas:
direccional y omnidireccional. En la primera, la antena de transmisión emite la
energía electromagnética concentrándolas en un haz; por tanto la antena de
emisión y recepción deben estar perfectamente alineadas. En el caso
omnidireccional, el diagrama de radiación de la antena es disperso, emitiendo
en todas direcciones, pudiendo la señal ser recibida por varias antenas. 17
2.3.6.3 Modulación. Proceso de colocar la información contenida en una señal,
generalmente de baja frecuencia, sobre una señal de alta frecuencia.
Debido a este proceso la señal de alta frecuencia denominada portadora, sufrirá la
modificación de alguna de sus parámetros, siendo dicha modificación proporcional
a la amplitud de la señal de baja frecuencia denominada moduladora.
A la señal resultante de este proceso se la denomina señal modulada y la misma
es la señal que se transmite.
17
www.monografias.com/trabajos37/comunicaciones/comunicaciones.shtml
50
Figura 1. Esquema de Modulación
Fuente: www.textoscientificos.com/redes/modulacion.
Es necesario modular las señales por diferentes razones:
•
Si todos los usuarios transmiten a la frecuencia de la señal original o
moduladora, no será posible reconocer la información inteligente contenida en
dicha señal, debido a la interferencia entre las señales transmitidas por
diferentes usuarios.
•
A altas frecuencias se tiene mayor eficiencia en la transmisión, de acuerdo al
medio que se emplee.
•
Se aprovecha mejor el espectro electromagnético, ya que permite la
multiplexación por frecuencias.
•
En caso de transmisión inalámbrica, las antenas tienen medidas más
razonables.
En resumen, la modulación permite aprovechar mejor el canal de comunicación ya
que posibilita transmitir más información en forma simultánea por un mismo canal
y/o proteger la información de posibles interferencias y ruidos.
Dentro del grupo de transmisiones con señales de transmisión analógicas y datos
digitales tenemos los siguientes casos de técnicas de modulación o codificación
dependiendo del parámetro de la señal portadora que es afectado.
•
ASK - Desplazamiento de amplitud. ASK (Amplitudes-shift keying), es una
modulación de amplitud donde la señal moduladora (datos) es digital. Los dos
valores binarios se representan con dos amplitudes diferentes y es usual que
una de las dos amplitudes sea cero; es decir uno de los dígitos binarios se
representa mediante la presencia de la portadora a amplitud constante, y el
otro dígito se representa mediante la ausencia de la señal portadora. En este
caso la señal moduladora vale:
51
Mientras que el valor de la señal de transmisión (señal portadora) es dado por
vp(t) = Vp sen(2π fp t)
Donde Vp es el valor pico de la señal portadora y fp es la frecuencia de la señal
portadora.
Como es una modulación de amplitud, la señal modulada tiene la siguiente
expresión
v(t) = Vp vm(t) sen(2π fp t)
La señal moduladora vm(t) al ser una señal digital toma únicamente los valores
0 y 1, con lo cual la señal modulada resulta
La señal modulada puede representarse gráficamente de la siguiente manera:
Figura 2. Modulación por ASK
Fuente: www.textoscientificos.com/redes/modulacion/ask.
52
ASK es sensible a cambios repentinos de la ganancia, además es una técnica
de modulación ineficaz.
La técnica ASK se utiliza para la transmisión de datos digitales en fibras
ópticas, en los transmisores con LED, la expresión de la señal modulada sigue
siendo válida. Es decir, un elemento de señal se representa mediante un pulso
de luz, mientras que el otro se representa mediante la ausencia de luz. Los
transmisores láser tienen normalmente un valor de desplazamiento, "bias", que
hace que el dispositivo emita una señal de alta intensidad para representar un
elemento y una señal de menor amplitud para representar al otro.18
•
FSK - Desplazamiento de frecuencia. FSK (Frequency-shift keying), es una
modulación de frecuencia donde la señal moduladora (datos) es digital. Los
dos valores binarios se representan con dos frecuencias diferentes (f1 y f2)
próximas a la frecuencia de la señal portadora fp.
Generalmente f1 y f2 corresponden a desplazamientos de igual magnitud pero
en sentidos opuestos de la frecuencia de la señal portadora.
Figura 3. Modulación por FSK
Fuente: www.textoscientificos.com/redes/modulacion/fsk.
18
www.textoscientificos.com/redes/modulacion/ask.
53
El índice de modulación tiene gran incidencia en la señal modulada y
determina los dos tipos fundamentales de FSK.19
•
PSK - Desplazamiento de fase.
PSK (Phase-shift keying), es una
modulación de fase donde la señal moduladora (datos) es digital.
Existen dos alternativas de modulación PSK: PSK convencional, donde se
tienen en cuenta los desplazamientos de fase y PSK diferencial, en la cual se
consideran las transiciones.
Las consideraciones que siguen a continuación son válidas para ambos casos.
Figura 4. Modulación por PSK
Fuente: www.textoscientificos.com/redes/modulacion/psk.
En PSK el valor de la señal moduladora está dado por:
Mientras que la señal portadora vale:
19
www.textoscientificos.com/redes/modulacion/fsk.
54
vp(t) = Vp cos(2π fp t)
En donde Vp es el valor pico de la señal portadora y fp es la frecuencia de la
señal portadora.
La modulación PSK está caracterizada por
v(t) = vp(t) . vm(t)
o sea,
Luego para Vm = 1
y para Vm = -1
v(t) = Vp . Vm cos(2π fp t)
v(t) = Vp cos(2π fp t)
v(t) = -Vp cos(2π fp t) = Vp cos(2π fp t + π)
Entre las dos últimas expresiones de v(t), existe una diferencia de fase de
180º, y la señal varia entre dos fases, es por ello que se denomina 2PSK.20
2.3.6.4 Demodulación. Proceso mediante el cuál es posible recuperar la señal
de datos de una señal modulada.
Figura 5. Esquema de Demodulación
Fuente: www.textoscientificos.com/redes/modulacion.
2.3.6.5 Formas de transmisión de datos.
electrónicos se realiza de dos maneras:
20
www.textoscientificos.com/redes/modulacion/psk
55
La comunicación en los medios
•
Paralelo. Todos los bits se transmiten simultáneamente, existiendo luego un
tiempo antes de la transmisión del siguiente bloque.
Este tipo de transmisión tiene lugar en el interior de una máquina o entre
máquinas cuando la distancia es muy corta. La principal ventaja de esto modo
de transmitir datos es la velocidad de transmisión y la mayor desventaja es el
costo.
También puede llegar a considerarse una transmisión en paralelo, aunque se
realice sobre una sola línea, al caso de multiplexación de datos, donde los
diferentes datos se encuentran intercalados durante la transmisión.
Figura 6. Transmisión en paralelo
Fuente: http://www.textoscientificos.com/redes/comunicaciones/modos
•
Serie. En este caso los n bits que componen un mensaje se transmiten uno
detrás de otro por la misma línea.
Figura 7. Transmisión en serie
Fuente: http://www.textoscientificos.com/redes/comunicaciones/modos.
A la salida de una máquina los datos en paralelo se convierten los datos en
serie, los mismos se transmiten y luego en el receptor tiene lugar el proceso
inverso, volviéndose a obtener los datos en paralelo. La secuencia de bits
transmitidos es por orden de peso creciente y generalmente el último bit es de
paridad.
El aspecto fundamental de la transmisión serie es el sincronismo,
entendiéndose como tal al procedimiento mediante el cual transmisor y
receptor reconocen los ceros y unos de los bits de igual forma.
El sincronismo puede tenerse a nivel de bit, de byte o de bloque, donde en
cada caso se identifica el inicio y finalización de los mismos.
Dentro de la transmisión serie existen dos formas:
ƒ
Transmisión asincrónica. Es también conocida como Start/stop. Requiere
de una señal que identifique el inicio del carácter y a la misma se la
56
denomina bit de arranque. También se requiere de otra señal denominada
señal de parada que indica la finalización del carácter o bloque.
Figura 8. Formato de un carácter
Fuente: http://www.textoscientificos.com/redes/comunicaciones/modos.
Generalmente cuando no hay transmisión, una línea se encuentra en un
nivel alto. Tanto el transmisor como el receptor, conocen cual es la cantidad
de bits que componen el carácter.
Los bits de parada son una manera de fijar qué delimita la cantidad de bits
del carácter y cuando e transmite un conjunto de caracteres, luego de los
bits de parada existe un bit de arranque entre los distintos caracteres.
A pesar de ser una forma comúnmente utilizada, la desventaja de la
transmisión asincrónica es su bajo rendimiento, debido a que se necesitan
más bits para efectuar la transmisión en cada trama.
ƒ
Transmisión sincrónica. En este tipo de transmisión es necesario que el
transmisor y el receptor utilicen la misma frecuencia de clock en ese caso la
transmisión se efectúa en bloques, debiéndose definir dos grupos de bits
denominados delimitadores, mediante los cuales se indica el inicio y el fin
de cada bloque.
Éste método es más efectivo por que el flujo de información ocurre en
forma uniforme, con lo cual es posible lograr velocidades de transmisión
más altas.
Para lograr el sincronismo, el transmisor envía una señal de inicio de
transmisión mediante la cual se activa el clock del receptor. A partir de
dicho instante transmisor y receptor se encuentran sincronizados.
57
Otra forma de lograr el sincronismo es mediante la utilización de códigos
auto sincronizantes los cuales permiten identificar el inicio y el fin de cada
bit.
2.3.6.6 Tipos de comunicación. En los canales de comunicación existen tres
tipos de transmisión.
•
Simplex. En éste caso el transmisor y el receptor están perfectamente
definidos y la comunicación es unidireccional. Este tipo de comunicaciones se
emplean usualmente en redes de radiodifusión, donde los receptores no
necesitan enviar ningún tipo de dato al transmisor.
Figura 9. Transmisión simplex
Fuente: http://www.textoscientificos.com/redes/comunicaciones/modos.
•
Duplex o Semi-duplex. En este caso ambos extremos del sistema
comunicación cumplen funciones de transmisor y receptor, los datos
desplazan en ambos sentidos pero no simultáneamente. Este tipo
comunicación se utiliza habitualmente en la interacción entre terminales y
computador central.
de
se
de
un
Figura 10. Transmisión duplex o semiduplex
Fuente: http://www.textoscientificos.com/redes/comunicaciones/modos.
• Full Duplex. El sistema es similar al duplex, pero los datos se desplazan en
ambos sentidos simultáneamente. Para ello ambos transmisores poseen
diferentes frecuencias de transmisión o dos caminos de comunicación
separados, mientras que la comunicación semi-duplex necesita normalmente
uno solo.
58
Para el intercambio de datos entre computadores este tipo de comunicaciones
son más eficientes que las transmisiones semi-duplex.21
Figura 11. Transmisión full duplex
Fuente: http://www.textoscientificos.com/redes/comunicaciones/modos.
2.3.7 Dispositivos de visualización. Existe un semiconductor que tiene la
característica de emitir luz, este tipo de dispositivo ha generado un gran campo de
investigación llamado opto electrónica. La opto electrónica es el nexo de unión
entre los sistemas ópticos y los sistemas electrónicos. Este dispositivo llamado
LED (Diodo Emisor de Luz) permite la formación de figuras básicas como lo son
números, letras, signos, caracteres o dibujos de poca resolución, a estas formas
básicas se les llama display o visualizador y existen diferentes tipos, como son el
de 7 Segmentos, 7 segmentos con signo + -, de 16 segmentos y matriz de LED.22
Un display de 7 segmentos es un dispositivo que permite iluminar 7 segmentos y
en el cual se representan los dígitos 0 a 9, así como algunas letras del alfabeto;
esto es posible si se hace la iluminación de los segmentos adecuados. El display
puede tener un punto o una coma decimal adicional.
Figura 12. Esquemas Interno del Display de 7 segmentos
Fuente: Autores
21
www.textoscientificos.com/redes/comunicaciones/modos
22
http://www.monografias.com/trabajos11/leds/leds.shtml
59
Figura 13. Esquemas de aplicaciones de LEDs. Display de 7 segmentos
Fuente: http://www.monografias.com/trabajos11/leds/leds.shtml.
De igual forma La matriz de LEDs posee un arreglo matricial de estos, que permite
representar letras mayúsculas y minúsculas, signos de puntuación y caracteres
especiales, de una forma más clara y precisa, mediante la iluminación o no de los
LEDs. Para poder realizar esta acción, es necesario energizar cada uno de los
LEDs de forma independiente y a una velocidad adecuada, para que los cambios
no sean perceptibles al ojo humano.
Figura 14. Esquemas Interno de la Matriz de LEDs 5 x 7
Fuente: Autores.
60
Matriz gráfica. Consiste en una matriz más grande, que puede representar tanto
caracteres como gráficos. Las matrices graficas de LED están constituidas por un
mosaico de displays más pequeños (8x8, normalmente). Pueden ser multicolores
(Rojo-Naranja-Verde o Rojo-Verde-Azul).
Figura 15. Esquemas de aplicaciones de LEDs, matriz de LEDs
Fuente: http://www.monografias.com/trabajos11/leds/leds.shtml.
Otro tipo de display o visualizadores es el LCD o pantalla de cristal liquido, este
tipo de visualizadores son mas complejos y los mas utilizados por su versatilidad,
durabilidad, fiabilidad, resolución entre otras.
Figura 16. Tipos de LCD
Fuente http://linkshideout.blogspot.com/2006_05_01_linkshideout_archive.html.
61
Una LCD, es un sistema eléctrico de presentación de datos, formado por 2 capas
conductoras transparentes y en medio un material llamado cristal líquido, que
tienen la capacidad de orientar la luz a medida que esta atraviesa el material.
Cuando la corriente circula entre los electrodos transparentes el material cristalino
se reorienta alterando su transparencia.
La base de una LCD es el cristal líquido, el cual tiene un comportamiento similar al
de los líquidos y las propiedades físicas anisotrópicas similares a las de los
cristales. Las moléculas de cristal líquido poseen una forma alargada y son más o
menos paralelas entre sí en estado cristalino. Según la disposición molecular y su
ordenamiento, se clasifican en tres tipos: nemáticos, esméticos y colestéricos. La
mayoría de cristales responden con facilidad a los campos eléctricos, exhibiendo
distintas propiedades ópticas en presencia o ausencia del campo. El tipo más
común de visualizador LCD es, el denominado nemático de torsión, término que
indica que sus moléculas en su estado desactivado presentan una disposición en
espiral. La polarización o no de la luz que circula por el interior de la estructura,
mediante la aplicación o no de un campo eléctrico exterior, permite la activación
de una serie de segmentos transparentes, los cuales rodean al cristal líquido.
Según sus características ópticas, pueden también clasificarse como: reflectivos,
transmisivos y transreflectivos.23
Las tres fases más importantes del cristal líquido según su disposición molecular
son:
Figura 17. Fase Nemática
Fuente:
http://www.uam.es/departamentos/ciencias/fisicateoricamateria/especifica/hojas/kike/PAGKI
KE/cristaliquidpruebaNet.htm.
•
23
Nemático: Las moléculas, al igual que en una fase líquida (fase isótropa
normal) se encuentran esencialmente desordenadas en cuanto a las
posiciones de sus centros de masa, pero alguno de los ejes principales de las
moléculas (su eje longitudinal) se encuentran todos orientados en promedio en
una determinada dirección, llamada director.
http://es.wikipedia.org/wiki/LCD
62
Figura 18. Fase Esméctico A
Fuente:
http://www.uam.es/departamentos/ciencias/fisicateoricamateria/especifica/hojas/kike/PAGKI
KE/cristaliquidpruebaNet.htm.
•
Esméctico A: Al igual que en la fase nemática las moléculas se orientan en
una determinada dirección, pero sus centros de masa se disponen formando
capas perpendicularmente a la dirección del director.
Figura 19. Fase Esméctico C ó Colestérica
Fuente:
http://www.uam.es/departamentos/ciencias/fisicateoricamateria/especifica/hojas/kike/PAGKI
KE/cristaliquidpruebaNet.htm
•
Esméctico C ó Colestéricos: La configuración molecular es similar a la del
Esméctico A, excepto que el director se encuentra formando un ángulo distinto
de 90º con respecto a las capas esmécticas.24
Las características de las LCDs según la polarización de la luz son:
•
24
Twisted Nematic (TN)
Rotación: Las moléculas son rotadas 90º
Color: monocromático
Ventajas: Bajo consumo; peso ligero; bajo costo.
http://www.uam.es/departamentos/ciencias/fisicateoricamateria/especifica/hojas/kike/PAGKIKE/cr
istaliquidpruebaNet.htm
63
Inconvenientes: No puede manejar una gran capacidad. El contraste cae con
pantallas muy grandes.
Figura 20. Twisted Nematic (TN)
Fuente: http://linkshideout.blogspot.com/2006_05_01_linkshideout_archive.html.
•
Super Twisted Nematic (STN)
Rotación: 160º
Color: Amarillo-verde/Azul oscuro
Giro de 180º a 260 º. Color amarillo/azul
Ventajas: Gran capacidad; peso ligero; bajo consumo; alto contraste.
Inconvenientes: No son posibles gráficos en blanco y negro.
Figura 21. Super Twisted Nematic (STN)
Fuente: http://linkshideout.blogspot.com/2006_05_01_linkshideout_archive.html.
•
Triple Super Twisted Nematic (TSTN)
Estructura: Reemplaza al DSTN
Color: B/N, multicolor
Ventajas: Gran capacidad; peso ligero; bajo consumo; alto contraste; display
en color; alta velocidad.
64
Figura 22. Triple Super Twisted Nematic (TSTN)
Fuente: http://linkshideout.blogspot.com/2006_05_01_linkshideout_archive.html.
Un polímetro de película de doble refracción es usado para crear LCDs en
monocromos de alta calidad. La variante de una única película de
compensación se denomina FSTN (Film Super Twisted Nematic)25
En general las pantallas LCD poseen las mismas caracteristicas y se diferencian
muy poco unas de otras, pero una de las diferencias mas relevantes y que hace
que cambien los controladores, los pines y comandos de funcionamiento es la
forma de graficación. Las dos formas de graficación son:
•
Por caracteres. A esta forma de graficar es necesario enviar ciertos
comandos al puerto paralelo y el controlador interno de la pantalla se encarga
de graficar los diferentes caracteres preestablecidos.
•
Por píxeles. Esta forma de graficar es mas complicada que la anterior, ya que
además de los comandos de configuración básicos, se requiere enviar los
datos a graficar, especificando que píxeles quiere encenderse y cuales no.
Los LCDs se componen de una pequeña placa integrada que consta de:
•
•
•
•
•
La propia pantalla LCD.
Un microchip controlador.
Una pequeña memoria que contiene una tabla de caracteres.
Un interfaz de contactos eléctricos, para conexión externa.
Opcionalmente, una luz trasera para iluminar la pantalla.
El controlador simplifica el uso del LCD proporcionando una serie de funciones
básicas que se invocan mediante una interfaz eléctrica instalada:
•
•
•
25
La escritura de caracteres en la pantalla.
El posicionado de un cursor parpadeante, si se desea.
El desplazamiento horizontal de los caracteres de la pantalla (scrolling), etc.
http://linkshideout.blogspot.com/2006_05_01_linkshideout_archive.html
65
La memoria implementa un mapa de bits para cada carácter de un juego de
caracteres, es decir, cada octeto de esta memoria describe los puntos o píxeles
que deben iluminarse para representar un carácter en la pantalla. Generalmente,
se pueden definir caracteres a medida modificando el contenido de esta memoria.
Así, es posible mostrar símbolos que no están originalmente contemplados en el
juego de caracteres.
El interfaz de contactos eléctricos generalmente es de tipo paralelo, donde se
envían comandos de forma binaria, que indican la función que debe ejecutar el
controlador. Para lograr esto, se requiere cierta sincronización en el envió de los
comandos.
La luz trasera facilita la lectura de la pantalla LCD en cualquier condición de
iluminación ambiental, pero algunas no traen esta opción. Entre los tipos de
pantallas LCD del mercado se encuentran las pantallas de texto y pantallas
gráficas.
•
LCD de texto. Los LCD de texto son los más baratos y simples de utilizar.
Solamente permiten visualizar mensajes cortos de texto. Existen algunos
modelos estandarizados en la industria, en función de su tamaño medido en
número de líneas y columnas de texto. Existen modelos de una, dos y cuatro
líneas únicamente; y el número de columnas típico es de ocho, dieciséis,
veinte y cuarenta caracteres.
El controlador Hitachi HD44780 se ha convertido en un estándar de industria
cuyas especificaciones funcionales son imitadas por la mayoría de los
fabricantes. Este controlador cuenta con los siguientes interfaces eléctricos:
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
D0-D7: ocho pines que componen un bus de datos.
R/W: un pin que indica si se desea leer o escribir (en general solo se
escribe).
RS: un pin que indica si los datos presentes en D0-D7 corresponden a una
instrucción o a un comando.
E: un pin para activar o desactivar la pantalla.
V0: Una señal eléctrica conectada a este pin para determinar el contraste
de la pantalla. Generalmente en el rango de cero a cinco voltios.
Vss y Vdd: los pines de alimentación de la pantalla. Generalmente a cinco
voltios.
Estas señales son fácilmente controladas desde un ordenador a través de un
interfaz paralelo, típicamente a través del interfaz IEEE 1284, también conocido
como "Centronics". El mismo que se utiliza para conectar impresoras.
66
Figura 23. LCD de texto
Fuente: http://www.crystalfontz.com.
•
LCD de gráficos. Las pantallas LCD gráficas permiten encender y apagar
individualmente pixels de la pantalla. De esta manera es posible mostrar
gráficos en blanco y negro. No solamente texto. Los controladores más
populares son el Hitachi HD61202 y el Samsung KS0108. Los tamaños
también están estandarizados y se miden en filas y columnas de pixels.
Algunos tamaños típicos son 128x64 y 96x60. Naturalmente, algunos
controladores también permiten la escritura de texto de manera sencilla.
Estas pantallas son más caras y complejas de utilizar. Existen pocas
aplicaciones donde una LCD de texto no es suficiente y son necesarias las
LCD graficas.26
Figura 24. LCD gráfica monocromatica
Fuente: http://www.crystalfontz.com.
26
http://es.wikipedia.org/wiki/LCD
67
2.3.8 Tipos de alimentación.
2.3.8.1 Por alimentación directa. Este tipo de alimentación se realiza tomando
el voltaje de corriente alterna de una toma de corriente para transformarlo a través
de un circuito electrónico en voltaje de corriente directa, con el valor de voltaje
deseado; esta cantidad depende de la cantidad de voltaje y corriente que necesite
el circuito deseado.
2.3.8.2 Por almacenamiento de energía. El almacenamiento de la energía es
realizado a través de baterías, las cuales necesitan ser conectadas
periódicamente para ser recargadas; esta recarga es realizada mediante
diferentes circuitos y su duración depende del tamaño, capacidad de
almacenamiento, fabricación y del tipo de material en que esta fabricada la
batería. A continuación se exponen los tipos de baterías mas usados:
•
Baterías de NiCd y NiMH. Las baterías de NiCd y NiMH (Níquel Cadmio y
Níquel Metal de Hidruro) se compone de un conjunto de elementos individuales
(o celdas de carga) conectados en serie, cada uno de los cuales tiene un
voltaje nominal, en estado cargado, de 1.2 V. Comercialmente se encuentran
celdas de carga con capacidades entre 50 mA/h y 3300 mA/h. Una batería de
1000 mA/h es capaz de entregar una corriente de 1000 mA (1A) durante una
hora, ó 10 A durante 1/10 de hora, etc.
Hay que considerar tres parámetros fundamentales al escoger los elementos
de una batería: capacidad, peso y resistencia interna. La capacidad va, ligada
al peso del elemento. En las tablas 1, 2, 3 se muestran el tipo, las dimensiones
y el peso de los elementos NiCd y NiMH, de la firma Sanyo.
Tabla 2. Dimensiones y peso de elementos de NiCd de la firma Sanyo
Denominación,
Capacidad (mAh)
N 50 AAA
N 110 AA
N 120 TA
N 150 N
N 250 AAA
N 270 AA
N 350 AAC
N 500 AR
N 600 AA
KR 600 AE
N 700 AR
N 800 AR
N 1000 3US
N 1000 SCR
Tamaño, peso
11x15mm, 4g
14x15mm, 7g
8x42mm, 6g
12x29mm, 9g
11x45mm, 11g
14x29mm, 13g
14x29mm, 14g
17x28mm, 19g
14x50mm, 22g
17x28mm, 18g
17x42mm, 30g
17x49mm, 33g
14x50mm, 22g
23x34mm, 41g
NiCd
Denominación,
Capacidad (mAh)
N 1250 SCRL
KR 1100 AEL
KR 1400 AE
KR 1700 AU
N 1700 SCR
N 1700 RC
KR 1800 SCE
N 2400 RC
N 3000 CR
KR 5000 DEL
CP 1300SCR
CP 1700SCR
RC 2/3 SC (1200 mAh)
RC 4/5 SC (1600 mAh)
Tamaño, peso
23x34mm, 42g
17x42mm, 28g
17x49mm, 32g
17x50mm, 33g
23x42mm, 54g
23x42mm, 55g
23x42mm, 48g
23x42mm, 59g
26x50mm, 84g
34x61mm,160g
23x26mm, 34g
23x34mm, 44g
23x24mm, 34g
23x34mm, 44g
Fuente: http://www.icmm.csic.es/jaalonso/velec/baterias/peso-bat.htm.
68
Tabla 3. Dimensiones y Peso de baterías NiMH Empresa Sanyo
NiMH Sanyo
Denominación,
Dimensiones, peso
capacidad (mAh)
Twicell 750 AAA 11x44mm, 12g
Twicell 1850 AA 14x50mm, 26g
Twicell 2100 AA 14x50mm, 28g
Twicell 2700 AU 17x50mm, 40g
RC 3000 HV
23x43mm, 59g
RC 3300 HV
23x43mm, 60g
Fuente: Fuente: http://www.icmm.csic.es/jaalonso/velec/baterias/peso-bat.htm.
La figura presenta las baterías 1300 (NiCd), 1700 (NiMH) y 2000 (NiCd) mA/h,
de 34, 26 y 57 g de peso, respectivamente.
Figura 25. Baterias
Fuente: http://www.icmm.csic.es/jaalonso/velec/baterias/bateria.htm.
La siguiente Tabla muestra la resistencia interna de los las baterías
recargables de NiCd. Como referencia, una pila alcalina de tamaño AA tiene
una resistencia de 150 mΩ.
Tabla 4. Resistencia interna de los las baterías recargables de NiCd
Res. Int.
(mΩ)
Tipo
Res. Int.
(mΩ))
N-50AA
55
KR-1200AUL
12
N-500AR
9
N-110AA
30
KR-1300SC
6
N-800AR
6
N-270AA
15
KR-1400AE
10
N-1250SCRL
KR-600AE
8.5
KR-1700AE
7
N-1700SCR
4
N-600AA
12
KR-1800SCE
RC-2000
4
KR-800AAE
12
RC-2400
4
Tipo
6.5
Tipo
Res. Int.
(mΩ)
4.5
Fuente: http://www.icmm.csic.es/jaalonso/velec/baterias/bateria.htm.
69
Las baterías recargables son capaces de liberar una corriente muy elevada,
pues la corriente máxima está limitada por su resistencia interna. Las baterías
de NiMH, son de mayor capacidad que las de NiCd, por que tienen una
resistencia interna menor.
Tabla 5. Corriente máxima de descarga de los elementos NiMH en función de su resistencia
interna
Res. Int. X elemento
(mΩ)
Corriente máxima de
descarga (A)
4
70
5a9
30
10 a 12
menos de 25
12 a 17
menos de 15
Fuente: http://www.icmm.csic.es/jaalonso/velec/baterias/bateria.htm.
En una batería de elementos en serie, la resistencia interna por elemento se
suma. Cuando se cierra el circuito eléctrico a través de un elemento que
consuma energía, por ejemplo un motor, la resistencia interna de la batería
produce una caída de tensión; el voltaje suministrado es inferior al que se mide
en circuito abierto. Esto significa que parte de la energía de la batería es
consumida y disipa en su interior en forma de calor.
•
Baterías de LiPo. Una batería de LiPo (Litio Polímero) tiene un voltaje
nominal, cargado, de 3.7 V. Los niveles de voltaje de este tipo de baterías,
nunca debe bajar de 3.0 V, ni subir de 4.3 V.
Las baterías de Li-Po, además de especificar su capacidad (en mAh) y su
número de elementos (voltaje= nx3.7), indican la corriente máxima que son
capaces de suministrar sin sufrir daños, en múltiplos de C (capacidad). Así,
una batería de 800 mA/h y 15 C es capaz de suministrar una corriente máxima
de 15x0.8A= 12A lógicamente, una batería dimensionada para proporcionar
mayor corriente tiene también mayor peso y volumen, por lo que a la hora de
escoger la batería de LiPo es necesario evaluar la corriente máxima que puede
llegar a ser consumida.
Las baterías de LiPo han permitido alcanzar una reducción de peso muy
buena, que se ve reflejada en las características de tamaño y tiempos de
mayor duración. Para cargar este tipo de baterías es necesario cargarlas con
70
un valor menor a 1C; donde C es la capacidad; una batería de 1000 mA/h se
debe cargar a 1A máximo, lo que nos da un tiempo de una hora.27
2.3.8.3 Combinación de cargador de baterías y alimentación directa. Implica
la utilización de un circuito para cargar las baterías y mantener el dispositivo
funcionando al mismo tiempo. Para poder realizar esta aplicación es necesario
realizar una configuración de diodos Schottky para alternar los tipos de
alimentación y que en el momento en que ingrese la alimentación directa se pueda
cargar la batería y el dispositivo continué funcionando si presentar inconvenientes;
de igual forma al realizar la desconexión de la alimentación directa el dispositivo
debe seguir con sus funciones sin que se presenten perdidas de información.
2.3.9 Memorias. La mayoría de los procesos lógicos en electrónica digital se
encuentran constituidos por sistemas que manipulan la información binaria para
dar como resultado una o varias salidas. En el proceso de manipular la
información, los sistemas requieren del almacenamiento temporal o permanente
de los estados lógicos.
Las unidades de memoria son módulos conformados por un conjunto de
condensadores agrupados de tal forma que almacenan varias palabras binarias de
n bits. Cada una de ellas tiene la capacidad de almacenar un bit de información (1
o 0), y se conocen con el nombre de celdas de memoria. Las celdas o bits de
memoria se ubican mediante la fila y la columna en la que se encuentra. Las
palabras binarias se identifican con una dirección la cual define la ubicación dentro
del arreglo y generalmente se designa con un número binario, octal o
hexadecimal. En la mayoría de las aplicaciones se asocian en grupos de ocho
unidades para formar bytes.
El parámetro básico de una memoria es su capacidad, la cual corresponde al total
de unidades que puede almacenar. Regularmente estas memorias en la
actualidad se consiguen en tamaños del orden megabytes.
Otro parámetro importante en las memorias es el tiempo de acceso este
corresponde al tiempo que tarda la memoria en acceder a la información
almacenada en una dirección.
2.3.9.1 Operaciones básicas de una Memoria. La función básica de las
memorias es almacenar información. Sin embargo las memorias tienen la función
específica de escribir y leer los datos en su interior.
El orden lógico de funcionamiento de las memorias es:
27
http://www.icmm.csic.es/jaalonso/velec/baterias/bateria.htm
71
•
•
•
•
•
Apuntar a la dirección de memoria que se desea leer o escribir mediante el uso
del bus de direcciones
Selección del tipo de operación: Lectura o escritura.
Cargar los datos a almacenar (en el caso de una operación de escritura)
Retener los datos de la memoria (en el caso de una operación de lectura)
Habilitar o deshabilitar la memoria para una nueva operación.
2.3.9.2 Clases de Memorias.
•
Memorias de Solo Lectura (ROM) (Read Only Memory). Se caracterizan por
ser memorias de lectura y contienen celdas de memoria no volátiles, es decir
que la información almacenada se conserva sin necesidad de energía. Este
tipo de memoria se emplea para almacenar información de forma permanente
o información que no cambie con mucha frecuencia.
•
Memoria PROM (Programmable Read Only Memory). Esta memoria a
diferencia de la ROM no se programa durante el proceso de fabricación, en vez
de ello la programación la efectúa el usuario y se puede realizar una sola vez,
después de la cual no se puede borrar o volver a almacenar otra información.
El proceso de programación es destructivo, es decir, que una vez grabada, no
es posible borrarla o volverla a programas.
Para almacenar la información se emplean dos técnicas: por destrucción de
fusible o por destrucción de unión.
•
Memoria EPROM (Erasable Read Only Memory). Esta memoria permite
realizar varias grabaciones de información. La programación se efectúa
aplicando en un pin especial de la memoria una tensión entre 10 y 25 Voltios
durante aproximadamente 50 ms, según el dispositivo, al mismo tiempo se
direcciona la posición de memoria y se pone la información a las entradas de
datos. La información contenida puede permanecer por un período aproximado
de 10 años.
Por otra parte el borrado de la memoria se realiza mediante la exposición del
dispositivo a rayos ultravioleta durante un tiempo aproximado de 10 a 30
minutos.
•
Memoria EEPROM (Electrical Erasable Programmable Read Only
Memory). La memoria EEPROM es programable y borrable eléctricamente.
72
Actualmente estas memorias se construyen con transistores de tecnología
MOS (Metal Oxide Silice) y MNOS (Metal Nitride-Oxide Silicon).
Esta memoria tiene algunas ventajas con respecto a la Memoria EPROM, de
las cuales se pueden enumerar las siguientes:
ƒ Las palabras almacenadas en memoria se pueden borrar de forma
individual.
ƒ Para borra la información no se requiere luz ultravioleta.
ƒ Las memorias EEPROM no requieren programador
ƒ Para reescribir no se necesita se necesita hacer un borrado previo.
ƒ Se pueden reescribir aproximadamente unas 1000 veces sin que se
observen problemas para almacenar la información.
El tiempo de almacenamiento de la información es similar al de las EPROM, es
decir aproximadamente 10 años.28
2.3.10 Microcontroladores. Los microcontroladores por sus características de
tamaño, costo y funcionamiento constituyen una de las herramientas más
importantes en el desarrollo de nueva tecnología dando solución a problemas de
la vida cotidiana en diferentes ámbitos, además nos permite la realización de
mejoras de forma fácil y rápida dependiendo de las necesidades del usuario y su
entorno.
A través de los recursos que poseen los microcontroladores permiten el manejo de
elementos externos, basados en los requerimientos propios de cada elemento se
logra por medio de la programación generar las señales propias para su
funcionamiento. Al integrar diferentes elementos que nos permitan la interacción
en un proceso, la aplicación del microcontrolador es más compleja pero a su vez
al emplearlo tendremos una solución económica con una reducción de tamaño
considerable del hardware o instrumento creado para tal fin.
Las características del lenguaje dependen del fabricante así como de la
arquitectura que se emplea en la construcción, el código de instrucciones puede
ser reducido o complejo, el código reducido presenta las operaciones básicas para
el manejo del microcontrolador, permitiendo que el usuario sea quien limite la
creación de aplicaciones porque las operaciones complejas son realizadas a partir
de la operaciones básicas.
El manejo de código de instrucciones complejo permite una mayor facilidad de
trabajo al poseer un mayor número de instrucciones, permite diseñar aplicaciones
con un mayor grado de complejidad al tener instrucciones de un mayor nivel, el
usuario puede manejar distintos procesos de control, además de diferentes teorías
para el diseño.
28
http://encuentro.virtual.unal.edu.co/cursos/ingenieria/2000477/lecciones/100101.htm.
73
Las principales marcas conocidas del mercado con Microchip y Motorola, las
características de los integrados que poseen gran variedad de recursos de cada
marca se presentan a continuación.
Tabla 6. Comparación de características Microcontroladores
MOTOROLA
MICROCHIP
Fabricante
MC68HC908GP32
PIC16F877A
Referencia
Von Neuman
Harvard
Arquitectura
32 Mhz
20Mhz
Frecuencia
máxima
Tamaño
8 bits
8 bits
Registros
internos
CISC (107 instrucciones)
RISC (35 – 66 instrucciones)
Código de
instrucciones
32 Kbytes
14 Kbytes
Memoria Flash
512 bytes
368 bytes
Memoria RAM
Tamaño de
8 bits
8 bits
registros
internos
33
33
Entradas/Salidas
8 conversores con resolución de 8
8 conversores con resolución de 10
Conversor A/D
bits
bits
Sincrona y asíncrona (SPI - SCI)
Comunicación
SCI manejado a través USART (Universal Serial Asíncrono Receptor
Serial
Transmisor). Norma de protocolos de comunicación IEEE.
Tiene 2 canales:
Tiene 2 canales:
PWM0 Ö D4 CH0
CCP1 Ö RC2
PWM
PWM1 Ö D5 CH1
CCP2 Ö RC1
2 temporizadores de 16 bits
2 temporizadores de 8 bits
Temporizadores
1 temporizador de 16 bits
(Timers)
Apto para aplicaciones didácticas, la
Apto para trabajar ambientes referencia
para
aplicaciones
Relación
industriales.
industriales se identifican con la letra
Señal/Ruido
I.
ASEMBLER
ASEMBLER
Lenguajes de
C ++
C ++
Programación
Codewarrior, winide (instruccional
MPLAB, PIC C
Herramientas
escrito)
(Instruccional escrito)
para
Microgrades (entorno grafico)
programación
$ 17.000
$ 20.000
Costo
Fuente: Autores.
Para la programación del microcontrolador se puede realizar en lenguaje máquina
(asembler), en un lenguaje de mayor nivel (lenguaje C) o a través de lenguaje
gráfico el cual es orientado al manejo de objetos. Cada lenguaje posee sus
ventajas y desventajas, al manejar el lenguaje asembler el código de la aplicación
maneja directamente el hardware del microcontrolador que es una ventaja, pero al
74
momento de realizar correcciones de mejoramiento el ubicar el error es mucho
más complicado, y al realizar la corrección del error hay que mirar las condiciones
de los segmentos de programación involucrados para no tener que volver a
realizar todo el programa. El manejo del lenguaje grafico basado en objetos
permite una forma de diseño más compleja, pero a su vez al momento de la
corrección de fallas por su trabajo por módulos permite una localización y ajuste
de errores en una forma más eficiente.
2.3.11 Máquinas de estado. "Una máquina de estados está definida por dos
funciones, una calcula el estado siguiente en que se encontrará el sistema, y la
otra calcula la salida. El estado siguiente se calcula, en general, en función de las
entradas y del estado presente. La salida se calcula como una función del estado
presente y las entradas” 29
•
El estado. El estado es en si la función actual que está cumpliendo el
sistema, es decir una tarea específica para un momento determinado de
operación.
Existen, entonces, dos tipos de estados: El estado presente y el estado futuro,
que será la operación que es realizada dependiendo de las condiciones del
estado presente.
Generalmente se representa como un círculo.
Figura 26. Representación de un estado
Fuente: Entorno Microgrades, Control Key.
•
29
La transición. Los cambios entre los estados se denominan transiciones
(borrar coma) y permiten el cambio de operaciones a una máquina de estados.
Estas transiciones pueden estar ligadas directamente con las entradas del
proceso o a partir de decisiones del estado.
Se representa como una flecha entre dos estados
Fernando Pardo, Universidad Valencia, VHDL lenguaje de modelado
75
Figura 27. Representación de la transición de estado
Fuente: Entorno Microgrades, Control Key.
•
El proceso. Cuando se conjugan los estados y las transiciones, se construye
un proceso que realiza una labor completa de cada estado y con el cual se
ejecuta una tarea determinada.
Figura 28. Representación de proceso en máquinas de estado
Fuente: Entorno Microgrades, Control Key.
•
Inicio y Final. Un estado tiene tres características principales: un inicio, un
final y una acción. Lo primero que ocurre es que cuando se ingresa a este
estado, se pueden adecuar variables que trabajen sobre el mismo antes de
ejecutar las acciones del mismo.
En la acción se lleva a cabo la operación normal del estado, hasta que se
decide realizar un cambio de estado, es allí cuando se ejecuta un final de
estado, en el cual se optar por realizar acciones de culminación del estado.30
30
Entorno Microgrades pág 40, Control Key. www.microgrades.com
76
Figura 29. Características del estado
Fuente: Entorno Microgrades, Control Key.
77
3. METODOLOGÍA
3.1
ENFOQUE DE LA INVESTIGACIÓN
Ésta investigación está basada en el enfoque empírico – analítico, de tipo descriptivo, el
cual incluye tanto el análisis de resultados como la experimentación para lograr
caracterizar el problema de estudio. El diseño del dispositivo dependerá de ciertas
variables y parámetros generadas a partir del análisis de la población de estudio, el cual
se realiza de manera constante con el fin de obtener el diseño más apropiado que supla la
necesidad de comunicación en la misma.
El siguiente esquema explica la metodología que se emplea en el desarrollo del proyecto
desde la Facultad de Ingeniería.
Figura 30. Esquema metodológico desarrollo proyecto
Fuente: Autores Edutronic.
78
Figura 31. Esquema evaluación proyecto
Evaluación y elección
del diseño más
apropiado.
Construcción e
Implementación
Validación del Dispositivo con
la población objeto de estudio.
Aportes y
conclusiones
Realización de
las Mejoras
correspondientes.
Fuente: Autores Edutronic.
3.2
LÍNEA DE INVESTIGACIÓN DE USB
El trabajo de grado se enmarca dentro de la línea de investigación: Tecnologías
actuales y sociedad. Facultad de Ingeniería.
Sublínea de Investigación. Procesamiento digital y análogo de señales.
3.3
TÉCNICAS DE RECOLECCIÓN DE INFORMACIÓN
3.3.1 Sitios:
•
•
•
•
Páginas Web.
Bibliotecas de instituciones en Bogotá.
Observación de campo (Ver Anexo A).
Entrevistas personales (Ver Anexo B y C).
79
3.3.2 Rangos de selección de información:
•
Tipo de limitación. Parálisis cerebral cuadripléjica espástica.
•
Población. Niños con parálisis cerebral cuadripléjica espástica.
•
Herramientas didácticas utilizadas en los métodos de enseñanza aprendizaje y
comunicación a nivel nacional e internacional.
•
Enfoques pedagógicos. Los concernientes a niños con parálisis cerebral.
•
Investigaciones realizadas por universidades y centros de información para
niños con parálisis cerebral.
•
Usos actuales de herramientas tecnológicas en el proceso de comunicación de
niños con parálisis cerebral.
3.3.3 Organización de la información. Se organiza la información técnica
actual y se realizan propuestas teóricas y sugerencias recogidas de la información.
Se reseñan las propuestas pedagógicas que tienen que ver con parálisis cerebral.
3.4
POBLACIÓN Y MUESTRA
La población de estudio es la población con parálisis cerebral, que presentan
disartria del habla y cuadriplejia espástica de Aconiño y PROPACE, Instituciones
dedicadas al cuidado y enseñanza de niños que presenten éste tipo de
discapacidad.
3.5
HIPÓTESIS
La mayoría de los niños con parálisis cerebral, poseen un gran impedimento o
defectos en su capacidad motora, lo que incluye el aparato fono articulador y por
tal motivo no poseen la capacidad de expresión oral ni físicas necesarias para
poder expresar sus ideas con libertad; de igual forma no poseen los conocimientos
de lecto-escritura que puedan ayudarlos a expresar sus ideas en papel. Es por
esto, que se cree que la construcción de un dispositivo que posea características
tales como, la visualización de pictogramas o una asociación entre dibujos y
palabras, ayudara a los niños a expresar sus ideas con más claridad y rapidez.
80
Las características que posiblemente deba poseer, el dispositivo para brindar esta
ayuda son:
•
•
•
•
•
•
•
Visualización de pictogramas.
Facilidad para construir mensajes.
Organización de los mensajes.
Transmisión y recepción de mensajes.
Inalámbrico.
Bajo peso.
Anuncio luminiscente o vibro-táctil de la transmisión o la recepción de
mensajes.
Portátil.
•
3.6
VARIABLES31
3.6.1 Dependientes:
•
•
•
•
•
La velocidad de transmisión de datos entre dispositivos.
La velocidad de procesamiento del dispositivo.
La velocidad de respuesta de una orden.
La cantidad de dispositivos que pueden interactuar a la vez.
El número de mensajes máximo.
3.6.2 Independientes:
•
•
•
•
•
31
Capacidad de comprensión de los dibujos por los usuarios.
Que tan representativos son los mensajes para el usuario.
Capacidad intelectual de los usuarios.
Forma en que manejan los usuarios el dispositivo.
El ambiente de utilización del dispositivo.
Las variables del proyecto fueron tomadas con respecto al diseño del dispositivo.
81
4. DESARROLLO INGENIERIL
4.1
DESCRIPCIÓN DEL DISPOSITIVO
La investigación consiste en el diseño y construcción de un sistema tecnológico de
ayuda que soporte el proceso de comunicación en la población con parálisis
cerebral que presenta cuadriplejia espástica (dispraxia del habla). Para lograr un
diseño óptimo de este dispositivo se tienen en cuenta criterios como: tipo de
discapacidad, edad promedio, capacidad cognitiva, influencia socio – económica y
un ambiente favorable para la implementación del mismo. Dichos aspectos
permiten definir las especificaciones y características del dispositivo (tipo de
signos empleados, sistema de percepción, programación y visualización).
Lo que se espera es crear un dispositivo que interactué entre el docente y el
estudiante transmitiendo mensajes de imagen y texto entre dispositivos, de
acuerdo al nivel cognitivo y de comunicación que tenga la población objeto de
estudio para hacer más viable su implementación.
Las características generales que debe poseer el dispositivo son: Que sea portátil,
inalámbrico, que visualice diferentes imágenes simbólicas, de acuerdo a las
necesidades específicas de la población. Para lograr esto se va a manejar una
LCD grafica de 128 * 64 píxeles; para el sistema de comunicación inalámbrico, se
encontró un módulo en el mercado con su respectivo sistema de modulación y
desmodulación; el controlador es un chip motorola, esto depende del tipo de
comunicación y de la programación que se use para la transmisión de datos entre
dispositivos; la interfase humano-máquina se realizará a través de un teclado.
El dispositivo se desarrollará mediante los módulos de comunicación, de
visualización, de almacenamiento de datos, de control y de alimentación.
4.2
MÓDULO DE COMUNICACIÓN
Para la comunicación se utiliza una salida de datos de modo serial, debido a que
maneja dos líneas para la transmisión, y para su utilización no requiere gran
cantidad de elementos físicos. Este modo de transmisión maneja una codificación
NRZ (no retorno a cero), es decir, cuando la línea de datos se encuentra sin uso
permanece en estado alto, para iniciar una transmisión en este código se emplea
una transición a cero como indicador de inicio y fin de transmisión.
82
En el receptor y el transmisor se debe efectuar un muestreo a igual frecuencia, de
los indicadores de recepción y transmisión.
El código NRZ no es autosincronizante, y su principal ventaja es que al emplear
pulsos de larga duración requiere menor ancho de banda que otros sistemas de
codificación que emplean pulsos más cortos.
El medio de transmisión es un medio no guiado, es decir, no se encausan las
ondas electromagnéticas a través de ningún elemento físico, el medio de
propagación es el aire.
Debido a las características presentes en los medios no guiados y las condiciones
de la población de estudio se elige un sistema inalámbrico como la transmisión por
radiofrecuencia, ya que permite un mayor alcance y al no tener un medio físico
para la comunicación permite tener una mayor movilidad del usuario.
Como elementos transmisores se emplean los módulos (TLP434, RLP434)
fabricados por Laipac. El módulo de transmisión posee las siguientes
características:
Tabla 7. Características del Transmisor de Radiofrecuencia
Transmisor TLP434
Modulación
ASK
Voltaje de operación
2 – 12 VDC
Frecuencia de Sintonización
433.92 Mhz
Alcance promedio
100 mts en línea de visión
Rata de datos
4.8 Kbps
Dimensiones
(10.3 x 13.3) mm. A x L
Fuente: Datasheet TLP434 / RLP434.
La transmisión se maneja a través de un buffer el cual nos permite la ubicación de
los datos de acuerdo con las necesidades de la transmisión, maneja una velocidad
2400 baudios. En los datos se manejaran unos datos para la sincronización o el
ajuste del receptor, lo cual permite que los datos sean recibidos, de otra manera
solo se recibirá ruido.
La trama serial posee los siguientes datos:
Figura 32. Señal de comunicación
Fuente autores.
83
El preámbulo nos permite la sincronización del transmisor con el receptor, esta
constituido por dos bytes, el primero el dato AA, seguido por FF ambos en
hexadecimal.
El dato AA que es equivalente en binario a 10101010, permite que el receptor se
sintonice a la misma frecuencia del emisor, para que al llegar los datos del
mensaje sean los correspondientes a los enviados.
El Dato FF es 11111111 en binario, la función que cumple este dato es dar un
tiempo de espera en la trama, debido a que no sabemos a partir de que bit del
primer dato empezara a estar sincronizado el receptor.
Los datos entregan información como:
ID TX
ID RX
Icono 1
Icono 2
Icono 3
Dispositivo que envía
Dispositivo que recibe
Información del pronombre
Información de la acción
Información del complemento
La información contenida en los tres bytes de íconos tiene un formato, el cual nos
permite ubicar la posición de memoria donde se encuentra el icono a visualizar.
Para el icono 1, se encuentran los valores de 00 a 07 o de 10 a 17, el primer digito
es el número de menú al que pertenece el icono y el segundo digito es el número
de icono. Con el primer digito se ubica la posición de memoria donde inician los
íconos del menú, el segundo icono da la cantidad de veces que debe sumar 280
que es el tamaño del icono de mensaje.
Tabla 8. Características del receptor de Radiofrecuencia
Receptor RLP434
Modulación
Voltaje de operación
Frecuencia de Sintonización
Rata de datos
Dimensiones
ASK
3.3 – 6 VDC
433.92 Mhz
4.8 Kbps
(43.4 x 11.5) mm. A x L
Fuente: Datasheet TLP434 / RLP434.
La antena permite mejorar el alcance de la comunicación de los módulos de
radiofrecuencia, es necesario seleccionar la clase de antena y sus parámetros.
84
Comúnmente estos módulos son usados con una antena monopolo
omnidireccional, la cual tiene unas características, la antena debe encontrarse en
ángulo recto del plano de tierra del dispositivo, y su longitud es determinada por
λ 4 , donde λ es la longitud de onda de la señal de transmisión.32
Figura 33. Antena monopolo omnidireccional
Fuente : KRAUS, Jhon D, ANTENNAS FOR ALL APPLICATIONS.
λ=
λ=
c
Velocidad de la luz
⇒
f
Frecuencia de señal
30000000000 cm
434 Mhz
s = 69.1244 cm
λ = 69.1244 cm = 17.281 cm
4
4
La longitud de la antena es de 17.281 cm, perpendicular al plano de tierra de los
dispositivos de comunicación.
32
KRAUS, Jhon D, MARHEFKA, Ronald J. ANTENNAS FOR ALL APPLICATIONS. Editorial Mc Graw
Hill. 2002. Pág. 60, III Edición.
85
4.3
MÓDULO DE VISUALIZACIÓN
Se decidió utilizar un display grafico y no un display Alfanumérico, debido
principalmente a que se va a trabajar con niños, ellos no poseen una buena
comprensión del lenguaje escrito y les es mas fácil asociar las imágenes con su
entorno, por esta razón es más fácil la comprensión de imágenes que simbolizan
una acción o un evento y no de frases escritas.
Dentro de los display gráficos se encuentran los de matriz de LEDs, o los de
pantalla de cristal liquido optando por los segundos debido principalmente a
tamaño, velocidad, facilidad de manejo y baja potencia de consumo.
4.3.1 Características.
obtenidos.
•
Estas son las características físicas de los display
Display número 1.
Empresa: Crystalfontz America, Inc. Modelo Nº: CFAG12864B-TMI-V
Tabla 9. Características físicas LCD 1
Item
Dimensión
Número de caracteres
128 x 64 Puntos
Dimensiones del display
75.0 x 52.7 x 8.9(MAX)
Área visible
60.0 x 32.6
Area de grafica
55.0 x 27.48
Área de punto
0.41 x 0.41
Base del punto
0.44 x 0.44
Tipo de LCD
STN Negativo, Transmisible , azul
Ciclo
1/64
Dirección de visibilidad
6 horas
Tipo de luz trasera
LED de luz blanca
Fuente: Datasheet LCD CFAG12864B-TMI-V.
86
Unidades
Mm
Mm
Mm
Mm
Mm
Tabla 10. Configuración del Terminal de comandos LCD 1
PINES DE LA LCD
1
Vss
V: 0V
2
Vdd
V: 5V
3
Vo
V: Voltaje Variable
H: Data
4
DT_INS
L: Instructions
H: Read (MPU ← Module)
5
RW
L: Write (MPU → Module)
6
E
H: Señal Activa
7 - 14 DB0 − DB7
Data Bits
15
CS1
H: Column 1 − 64
16
CS2
H: Column 65 − 128
17
RST
L: Señal de Reset
18
Vout
V: Voltaje Negativo de Salida
19
A
V: Back Light
20
K
V: 0V
Fuente: Datasheet LCD CFAG12864B-TMI-V.
•
Display número 2.
Empresa: Powertip corporation.
(Ver.0)
Modelo Nº: PG12864BRS-ANN-H
Tabla 11. Características físicas LCD 2
Item
Dimensión
Unidades
Número de caracteres
128 x 64 Puntos
Dimensiones del display
93.0 x 70.0 x 10.2(MAX)
mm
Área visible
72.0 x 40.0
mm
Area de grafica
66.52 x 33.24
mm
Área de punto
0.48 x 0.48
mm
Base del punto
0.52 x 0.52
mm
Tipo de LCD
STN, Gris, Transmisible , Positiva, Temperatura Extendida
Ciclo
1/64
Dirección de visibilidad
6 horas
Tipo de luz trasera
LED de luz blanca
Fuente: Datasheet LCD PG12864BRS-ANN-H.
87
Tabla 12. Configuración del Terminal de comandos LCD 2
PINES DE LA LCD
1
Vss
V: 0V
2
Vdd
V: 5V
3
Vo
V: Voltaje Variable
H: Data
4
DT_INS
L: Instructions
H: Read (MPU ← Module)
5
RW
L: Write (MPU → Module)
6
E
H: Señal Activa
7 - 14 DB0 − DB7
Data Bits
15
CS1
H: Column 1 − 64
16
CS2
H: Column 65 − 128
17
RST
L: Señal de Reset
18
Vout
V: Voltaje Negativo de Salida
19
A
V: Back Light
20
K
V: 0V
Fuente: Datasheet LCD PG12864BRS-ANN-H.
Tabla 13. Tiempos de escritura y lectura de los display
Fuente: Datasheet LCD CFAG12864B-TMI-V.
88
Figura 34. Tiempos de escritura LCD gráfica.
Fuente: Datasheet LCD CFAG12864B-TMI-V.
Para que la LCD acepte los datos o las instrucciones es necesario seguir el
diagrama de tiempos, el cual indica que para escritura, se debe encender o apagar
la mitad de la pantalla deseada de acuerdo a los bit de selección CS1 o CS2,
activar o desactivar el bit de dato o instrucción esperar min 140ns y activar el bit
de enable E, activar el dato o instrucción en el puerto DB0 ∼ DB7 antes de los
siguientes 250ns, apagar el bit de enable E y esperar mínimo 10 ns para
desactivar el los datos del puerto DB0 ∼ DB7 y los bit CS1 o CS2 que hallan sido
activados. Estos comandos fueron comprobados mediante un laboratorio. (Ver
Anexo D)
Figura 35. Proceso de salida de datos a la LCD
SALIDA_DISPLAY
Se manda al puerto de la LCD, los bits
activados y los datos o instrucciones que
se encuentran en el Acumulador
Se activa el enable E=1
Espera un tiempo
Se desactiva el enable E=0
Fuente: Autores.
89
•
Descripción de los comandos de la LCD para escritura:
Tabla 14. Secuencia de comandos LCD
R/W D/I DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2
Encendido=1
Apagado=0
Inicio de línea
Posición en Y
Posición en X
Escritura
DB1
DB0
1
1
D
0
0
1
1
A
A
A
A
0
0
1
0
1
1
1
A
0
0
0
1
A
A
A
A
0
1
D
D
D
D
D
D
Fuente: Datasheet LCD CFAG12864B-TMI-V.
A
A
A
D
A
A
A
D
0
0
0
0
1
1
1
ƒ
El encendido del display se cambia la D por 1 para encender el display o 0
para apagarlo.
ƒ
El inicio de línea se refiere a la posición que se quiere correr el dibujo en
posición vertical, de esta forma el dibujo se corre hacia arriba o hacia abajo
en 64 posiciones.
ƒ
La posición en Y es igual a 8 paginas ya que se tiene la pantalla de 64 bit
en Y la cual es dividida por el bus, así el display se grafica por líneas
horizontales.
ƒ
En X el display es de 128 posiciones pero con el bit CS1 se selecciona la
parte izquierda del display y con el bit CS2 la parte derecha del display, por
este motivo solo se seleccionan 64 posiciones en X.
ƒ
Las anteriores instrucciones son necesarias si se quiere controlar la
posición de escritura del display, después de esto solo se activan los bit que
se desea ver en el display.
Esta es la rutina de configuración inicial del display: En ella se envían los datos al
display configurando su posición cero o inicial, los bits mostrados con valor A son
cambiados por 0, los datos obtenidos son enviados al registro del acumulador,
luego es llamada la rutina SALIDA_DISPLAY para que ejecute la acción deseada.
90
Figura 36. Secuencia configuración LCD
Fuente: Autores.
4.3.2 Clasificación de los Dibujos. Dentro de los gráficos se encuentran las
siguientes partes:
•
•
•
•
•
Pantalla de presentación.
Menú de Pronombres.
Menú de Acciones.
Menú de Complementos:
ƒ Complementos de Quiero.
ƒ Complementos de Necesito.
ƒ Complementos de Estoy.
ƒ Complementos de Tengo.
Mensajes de recepción.
91
Pantalla de presentación:
Figura 37. Logo presentación dispositivo
Fuente: Autores.
Para los menús manejados en el dispositivo es necesario decir que la numeración
de los íconos es de cero a siete y que su organización en la pantalla es como
sigue:
Figura 38. Numeración íconos de menú
Fuente: Autores.
La forma de selección se realiza mediante un desplazamiento libre sobre el menú,
mediante un cursor que indica el icono seleccionado, posteriormente se presiona
el botón de aceptar, para almacenar en una variable del programa, el número con
el cual se encuentra identificado cada icono.
Menús de Pronombres:
Figura 39. Menús de pronombres
Fuente: Autores.
92
Menú de Acciones:
Figura 40. Menú de acciones
Fuente: Autores.
El primer icono significa Quiero.
El segundo icono significa Necesito.
El tercero icono significa Estoy.
El cuarto icono significa Tengo.
A cada uno de los íconos le corresponde un menú diferente que complementa el
significado de la oración.
Menú de complementos de quiero:
Figura 41. Menú 1 complemento de quiero
Fuente: Autores.
El primer icono significa Ir al baño.
El segundo icono significa Bañarse.
El tercero icono significa Vestir.
El cuarto icono significa Desvestir.
El quinto icono significa Levantarse.
El sexto icono significa Sentarse.
El séptimo icono significa Subir.
El octavo icono significa Bajar.
93
Figura 42. Menú 2 complemento de quiero
Fuente: Autores.
El primer icono significa Salir.
El segundo icono significa Entrar.
El tercero icono significa Estudiar.
El cuarto icono significa Leer.
El quinto icono significa Rayar.
El sexto icono significa Colorear.
El séptimo icono significa Dibujar.
El octavo icono significa Pintar.
Figura 43. Menú 3 complemento de quiero
Fuente: Autores.
El primer icono significa Picar.
El segundo icono significa Ensartar.
El tercero icono significa Abrasar.
El cuarto icono significa Un beso.
El quinto icono significa Hablar.
El sexto icono significa Saludar.
El séptimo icono significa Dar.
El octavo icono significa Jugar.
94
Menú de Complemento de Necesito:
Figura 44. Menú complemento necesito
Fuente: Autores.
El primer icono significa Ayuda.
El segundo icono significa Mi camisa.
El tercero icono significa Mi pantalón.
El cuarto icono significa Mi saco.
El quinto icono significa Mis zapatos.
El sexto icono significa Peinarme.
El séptimo icono significa Cubiertos.
El octavo icono significa Tasa o vaso.
Menú de Complemento de Estoy:
Figura 45. Menú complemento estoy
Fuente: Autores.
El primer icono significa Feliz.
El segundo icono significa Triste.
El tercero icono significa Enojado.
El cuarto icono significa Aburrido.
El quinto icono significa Sorprendido.
El sexto icono significa Cansado.
El séptimo icono significa Enfermo.
El octavo icono significa Sucio.
95
Menú de Complemento de Tengo:
Figura 46. Menú complemento tengo
Fuente: Autores.
El primer icono significa Calor.
El segundo icono significa Frió.
El tercero icono significa Hambre.
El cuarto icono significa Sed.
El quinto icono significa Sueño.
El sexto icono significa Miedo.
El séptimo icono significa Tarea.
El octavo icono significa Dinero.
Ejemplo de un mensaje típico de recepción:
Figura 47. Mensaje recibido
Fuente: Autores.
4.3.3 Conversión de dibujos en datos. Los dibujos son convertidos en datos
binarios, para que puedan ser entendidos por el microcontrolador, que es el
encargado de enviarlos a la pantalla LCD, donde cada punto o píxel negro
equivale a un 1 binario y cada píxel blanco es un 0.
96
Figura 48. Gráfico de icono
Fuente: Autores.
Los datos que utiliza el microcontrolador son de ocho bits, por esta razón los datos
del dibujo son leídos en grupos de ocho de izquierda a derecha. En la siguiente
figura se resalta la línea que vamos a transformar en byte y que posteriormente
transformaremos a hexadecimal para comodidad y fácil identificación de los datos.
Figura 49. Lectura primer dato
Fuente: Autores.
Éste dato corresponde al número B”00000011” que equivale al número h03.
Figura 50. Lectura segundo dato
Fuente: Autores.
Éste dato corresponde al número B”10000001” que equivale al número h81.
97
Figura 51. Lectura tercer dato
Fuente: Autores.
Éste dato corresponde al número B”11000000” que equivale al número hC0.
Para realizar este proceso de una forma mas rápida y efectiva, se cuenta con un
programa hallado en la Internet33, el cual se encarga de transformar los dibujos
realizados a números hexadecimales y a los cuales se les realiza un pequeño
ajuste al formato del microcontrolador para que este lo pueda manejar.
Figura 52. Programa fastLCD 1.2.0 procesando imagén
Fuente: Autores.
El programa entrega un archivo de texto con la siguiente información del la
imagen:
33
http://www.fastavr.com/
98
Figura 53. Datos entregados por el programa fastLCD
Fuente: Autores.
Después de realizar las modificaciones necesarias, para adecuar la información, al
formato de tablas del microcontrolador, la información queda de la siguiente forma:
Figura 54. Arreglo datos rutina programación
Fuente: Autores.
4.3.4 Forma de graficar un icono. Para graficar las diferentes imágenes
guardadas, es necesario configurar en el programa algunas variables y llamar la
rutina de DESCARGA_REGIÓN, que es la encargada de ordenar los datos en la
pantalla; estas variables son usadas para que la rutina realice bien las
operaciones programadas y grafique como se desea. Las variables usadas son:
•
•
•
•
La cantidad de datos o TAMAÑO_REGIÓN.
El ancho de la región o COLUMNAS_REGIÓN.
La posición inicial en X u ORIGEN_X_REGIÓN.
La posición inicial en Y u ORIGEN_Y_REGIÓN.
99
Además de esto antes de llamar la rutina DESCARGA_REGIÓN, es necesario
cargar los datos a graficar, en el buffer llamado BUFFER_REGIÓN.
4.4
MÓDULO DE ALMACENAMIENTO DE DATOS
Para el almacenamiento de datos se utiliza una memoria serial, que maneja el bus
I2C, ya que maneja solo dos líneas para la comunicación y al emplear el protocolo
I2C nos permite la conexión de otros dispositivos en el bus, solo realizando el
direccionamiento de cada uno de los dispositivos, este direccionamiento se realiza
en forma externa al integrado.
Las dos líneas que utiliza para la comunicación serial son (SCL, SDA)
•
SCL (Serial clock). Este pin es usado para sincronizar la transferencia de
datos desde y hacia el dispositivo.
•
SDA (Serial data). Es un pin bidireccional utilizado para la transferencia de
direcciones, datos de entrada o datos de salida del dispositivo. Para
transferencia normal de datos, SDA solo permite el cambio durante el estado
bajo de SCL. Los cambios durante el estado alto de SCL son reservados para
indicar las condiciones de inicio y fin de transmisión.
4.4.1 Características de bus I2C. El protocolo ha sido definido de la siguiente
manera:
•
La transferencia de datos puede ser iniciada solo cuando el bus de transmisión
no este ocupado.
•
Durante la transferencia de datos, la línea de datos debe permanecer estable
cada vez que la línea de reloj este en alto, los cambios de la línea de datos
mientras se encuentra en alto la línea del reloj pude interpretarse como
condiciones de inicio y fin.
Las condiciones del Bus están definidas por:
•
Bus no ocupado. Las líneas de datos y reloj se encuentran en estado alto.
•
Inicio de transferencia de datos. La transición de alto a bajo de la línea de
datos mientas que la línea de reloj permanece en alto determina la condición
de inicio de transferencia. Todos los comandos deben ser precedidos por la
condición de inicio.
100
•
Fin transferencia de datos. La transición de bajo a alto de la línea de datos
mientras que la línea de reloj permanece en alto determina la condición de fin
de transferencia. Todos los comandos deben terminar con la condición de fin
de transferencia.
•
Validación datos. El estado de la línea de datos representa la validez de los
datos cuando después de una condición de inicio, la línea de datos es estable
durante un periodo de estado alto de la línea de reloj. Cada transferencia de
datos es iniciada con una condición de inicio y terminada con la condición de
fin. El número de bytes de datos transferidos entre las condiciones de inicio y
fin son determinados por el dispositivo maestro.
•
Reconocimiento. Cada dispositivo receptor, cuando es diseccionado esta
obligado ha generar una señal de reconocimiento después de la recepción de
cada datos.
Figura 55. Señales manejo bus I2C
Fuente:Datasheet 24LC512.
4.4.2 Almacenamiento de información. La información se almacena de
acuerdo con la imagen a visualizar por medio de la LCD gráfica y la frecuencia con
que se usa para las diferentes acciones que se realizan en el proceso de
comunicación.
Existen tres tipos de imagen que se visualizan a través de la LCD, las cuales son:
el logo de presentación del dispositivo, los menús para la selección de los distintos
elementos del mensaje y por ultimo el mensaje.
Los datos del logo que identifica el dispositivo son almacenados horizontalmente.
101
Figura 56. Orden de alamcenamiento de datos logo
Fuente: Autores.
Los datos de cada renglón son 128 posiciones de memoria, cada cuadro contiene
ocho bytes, El almacenamiento de esta imagen al no ser usada sino una vez y al
no presentar ningún efecto o necesidad de señalamiento no tiene ninguna
característica especial para su almacenamiento.
La siguiente clase de imagen a presentar son los menús, los que se visualizan a
partir de sus íconos. Estos son almacenados en grupos de 128 posiciones de
memoria, dado que los íconos tienen un tamaño de 32 x 32 puntos (píxeles).
Figura 57. Icono y efecto de selección de icono
Fuente: Autores.
Para el almacenamiento de los menús, se decide realizar por íconos debido a que
será usado frecuentemente, al necesitarse identificar el icono donde esta ubicado,
dada esta condición se crea un cursor como apuntador para realizar la selección
del icono. Para la creación del cursor se empleo como efecto la inversión de los
datos correspondientes al icono en el cual se encuentra ubicado.
Por último se almacenan los íconos correspondientes a los del menú, pero con un
texto que hace referencia a la imagen o idea que se desea transmitir. El tamaño
de los pictogramas de mensaje es de 40 x 56 puntos (píxeles), 280 posiciones de
memoria.
Figura 58. Icono de mensaje
Fuente: Autores.
102
El manejo de la información por íconos, permite identificar a partir de que posición
de memoria inician los datos pertenecientes a cada menú, y así mismo la
ubicación de los íconos que contiene este menú.
Para el almacenamiento de datos en la memoria se crea una aplicación que
permite introducir gran cantidad de datos haciendo el proceso menos tedioso y
demorado.
La aplicación para grabar datos en la memoria I2C solo requiere que se le diga la
cantidad de dibujos que se quiere grabar, cuantos son los datos por dibujo, la
cantidad de datos que se pueden guardar en la memoria por ciclo, lo que nos da la
cantidad de veces por dibujo que se tiene que realizar y por ultimo la posición
donde se quiere empezar a grabar dentro de la memoria.
Ejemplo:
Figura 59. Ejemplo icono, número de pixeles 1024
Fuente: Autores.
Para éste dibujo se requieren un total de 128 Bytes; si la cantidad de datos que se
guarda en la memoria por ciclo es de 32 que es el número máximo de datos que
microgrades puede guardar cuando se utiliza una tabla, entonces la cantidad de
veces que tiene que realizar el ciclo es de 4 y si adicionalmente se tienen mas
dibujos deben ser de las mismas características de este.
Adicionalmente el programa posee un estado para la verificación manual de cada
uno de los datos por si se llega a necesitar, en este estado se permite el
desplazamiento por cada una de las posiciones de memoria, para la revisión del
dato que se encuentra en esta posición. El funcionamiento por estados es el
siguiente:
103
Figura 60. Máquina de estados de grabación memoria I2C
Fuente: Autores.
4.5
MÓDULO DE CONTROL
Para administrar el trabajo de los distintos periféricos se seleccionó un
microcontrolador, dado a que es un elemento programable brinda flexibilidad para
el desarrollo de la aplicación de control, además sus dimensiones favorecen para
obtener un tamaño ideal para la manipulación del dispositivo de comunicación.
Al presentar mejores características en campos indispensables para el desarrollo
se determina utilizar el Microcontrolador Motorola MC68HC908GP32: (De acuerdo
a la siguiente tabla donde se presentan los criterios de selección).
104
Tabla 15. Criterios de selección
Característica
Frecuencia
Máxima
operación
Código de
Instrucciones
Tamaño de
Memoria
(Flash) (RAM)
Herramienta
de
Programación
Razón selección
Al emplear dispositivos que manejan gran
32 Mhz
información para generar una visualización (1024
datos), se debe emplear una velocidad alta para
eliminar el efecto de barrido de datos al momento
de realizar la visualización del mensaje.
(Complex instruction set computer), Al poseer 107
CISC
instrucciones entre ellas operaciones aritméticas
permite un mayor manejo y posibilidades de
programación, facilitando la implementación de una
lógica estructurada en el desarrollo de cualquier
proyecto.
Para las características que debe cumplir el
32 Kbytes dispositivo de comunicación la memoria es un
(Flash)
recurso fundamental, ya que no se puede
512 Bytes determinar el tamaño de la aplicación y permite
(RAM)
tener una tolerancia de espacio para la
programación y realización de futuras mejoras.
El desarrollo a través de esta herramienta permite
un diseño estructurado a partir de los recursos y
Microgrades periféricos con los que cuenta el dispositivo de
comunicación, a su vez permite de una manera
más rápida y eficiente la corrección de errores
durante su funcionamiento.
Fuente: Autores.
El lenguaje de programación seleccionado es Microgrades por estar orientado a
objetos, permitiendo un desarrollo modular el cual genera una mejor estructuración
de la aplicación para la detección, corrección de errores y mejoramiento del
dispositivo haciendo menor el tiempo empleado para dicho fin.
De acuerdo con la filosofía de trabajo de Microgrades, su funcionamiento no es en
el dominio del tiempo sino en dominio de la frecuencia, lo que permite que el
microcontrolador recorra todas las tareas y las condiciones implícitas en las tareas
evitando que ejecute las instrucciones de estas o salte a la siguiente tarea.
El concepto de multitarea es posible por su funcionamiento basado en la
frecuencia, ya que revisa las condiciones para cada tarea. Si estas tareas se
encuentran relacionadas no se pondrán en funcionamiento a menos que la que
controle el proceso lo autorice, si son totalmente independientes tendrán una
relación entre las ejecuciones dependiendo de la clase de tarea que sea o de los
elementos que controle.
105
Un programa en el dominio de la frecuencia permite evitar que los ruidos afecten
la ejecución, los rebotes generados por un pulsador no serán visibles si este se
encuentra en una tarea a una frecuencia baja. Si el programa no es capaz de
ejecutar todas las tareas a una frecuencia establecida, se recurre a dividir el
programa en múltiples tareas de acuerdo con la función que cumple y los
dispositivos que controla.
Las tareas normales y lentas; cada una de éstas se ejecutará ciertas cantidad
veces desde la tarea rápida, asumiendo que la tarea normal tiene un periodo igual
al periodo de la tarea rápida n veces.
Cada vez que se ejecuta una tarea rápida, se corre una de las tareas que se
encuentran de la tarea normal, demostrando así que la tarea rápida siempre tiene
una mayor frecuencia que la tarea normal.34
Figura 61. Esquema núcleo de microgrades
Fuente: Ayuda programa microgrades.
El diseño de proyectos en microgrades se basa en los siguientes principios:
•
34
Programación estructurada. Los programas deben sostener una
metodología modular; es decir, que cada parte del programa esta
representada y desarrollada en varios bloques; otra característica de este tipo
de programación es la no existencia de saltos a bloques anteriores, el único
salto que existe es una vez se halla recorrido todo el programa, por lo tanto
ningún bloque quedara “enganchado” dentro de un ciclo sino que cada bloque
dejará fluir libremente el programa.
Extraido ENTORNO microgrades pág 6 (BIS – CONTROL KEY)
106
•
Programación por capas
Figura 62. Secuencia desarrollo de proyectos
Aplicación
Sistema Operativo
RAM
Núcleo
BIOS
Puertos
Hardware
Fuente: Ayuda programa microgrades.
El diagrama presenta la manera de plantear el diseño de cualquier aplicación,
se debe desarrollar en forma ascendente.
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
•
Hardware. selección de periféricos que caracterizan el dispositivo (LCD,
teclado, comunicaciones, etc).
Puertos. selección de pines del microcontrolador en donde se conectan los
periféricos.
BIOS. Sistema Básico de entradas y salidas, conjunto de subrutinas que se
encargan de llevar la información de la RAM a los puertos o viceversa.
Sistema operativo.
el sistema operativo se encarga de hacer
procesamientos específicos de la información que llega desde la BIOS y la
aplicación la cual es la capa más alta.
Aplicación. Programa que se desarrolla por el usuario y controla el
proyecto a desarrollar.
Muestreo y retención. Se basa en el criterio de que la información se toma y
se presenta cada cierto periodo.
Su proceso es tomar la información y llevarla a RAM después de un proceso
básico, después se procesa, se generan los resultados y se llevan a los
puertos nuevamente, generalmente el muestreo es tomar la información para
llevarla a RAM y desde allí ponerla en los puertos.
La retención es guardar la información en la memoria RAM, ésto es necesario
porque durante el desarrollo de la aplicación se garantiza la estabilidad de la
información durante su procesamiento y por lo tanto durante las operaciones la
información no cambiara y se evitaran fantasmas o bugs. Con respecto a las
107
salidas se garantiza no presentar a la salida resultados parciales eliminando la
posibilidad de errores.
•
Tiempo real. Es el hecho por el cual el microcontrolador puede responder y
estar presto al proceso en cualquier momento; y por otro lado, las unidades de
tiempo como segundos, minutos entre otros. Esto se puede realizar gracias al
muestreador ya que este establece una base de tiempo, además el
microcontrolador utiliza un cristal el cual garantiza un ciclo de instrucción
estable.
•
Muestreo multifrecuencial. Permite tomar entradas o presentar datos en la
salida a la frecuencia establecida para cada tarea, por ejemplo que la
adquisición análoga venga determinada por la tarea rápida y las salidas
digitales en la tarea lenta.35
La descripción del funcionamiento del dispositivo de comunicación nos brinda
información para el diseño de la aplicación que controla los elementos conectados
al microcontrolador. (Ver anexo F)
La visualización requiere una frecuencia de trabajo alta para permitir emplear el
menor tiempo posible en mostrar el mensaje en la LCD gráfica y evitar mostrar
como son ubicados los datos. Los datos ha ser visualizados están contenidos en
una memoria externa. Por medio de esta forma de almacenamiento de datos se
evita ser llenada la memoria del microcontrolador, además los mensajes pueden
ser cambiados por la colocación de otra memoria en la cual se sigan los
parámetros empleados para la visualización, la frecuencia de este segmento de la
aplicación no es tan critica ya que los datos de la memoria son enviados a la
pantalla, pero se debe tener cierta relación con el proceso de visualización, de
forma que no se pierda información entre los dos procesos.
Para el manejo de la comunicación y las entradas que permiten la navegación por
los menús y la selección de los distintos mensajes, no se necesita una frecuencia
de trabajo elevada debido a que en este proceso se encuentra una relación directa
con el usuario y algunos elementos mecánicos los cuales tienen un manejo
relativamente lento.
4.5.1 Diseño del dispositivo de comunicación. Basados en las limitaciones
presentes en la población con parálisis cerebral (cuadriplejia espástica), se
seleccionan los periféricos que pueden ayudar a mejorar su forma de
comunicación, así mismo permitiéndole una forma de expresión.
35
Tomado de ayuda Microgrades.
108
Figura 63. Diseño de capa de hardware
Tareas
Configuración
HMI
Lcd Gráfica
Tarea Rápida
Menus
Necesidad
ENTRADAS
Configuración
SALIDAS
COMUNICACION
DATOS
Serial y RF
Memoria I2C
Maquina de
Estados
Tarea Lenta
Configuración
Maquina de
Estados
Tarea Normal
Configuración
Fuente: Autores.
Teniendo en cuenta las especificaciones de los elementos a utilizar y la función
que cumple dentro del dispositivo de comunicación, se determina en cual tarea se
ubicará el manejo de éste dispositivo y la velocidad a la cual debe estar para un
óptimo desempeño.
Figura 64. Diseño capa de puertos
Fuente: Autores.
109
El manejo del núcleo muestra como se configuran los distintos recursos del
microcontrolador para la administración de los elementos que componen el
dispositivo de comunicación. (Ver anexo E).
Basados en la capa de hardware se asignan funciones a las tareas a partir de los
elementos que intervienen en cada proceso. La tarea lenta recibe la manipulación
directa del usuario, debe controlar el proceso general del dispositivo de
comunicación. En ésta tarea se define la acción que se debe realizar (visualización
de menú, icono); En la tarea normal se preparan los datos a utilizar y manejará el
orden de presentación (ubicación y lectura de datos en memoria), por último la
tarea rápida ubica la información leída de la memoria en la pantalla para ser
presentada.
Figura 65. Esquema de asignación de funciones por tareas
Controla a
Controla a
Tarea Rápida
Tarea Normal
Tarea Lenta
Realiza
Realiza
Realiza
Manejo rutinas de
visualización
Preparación datos a
visualizar
Control de aplicación
(salidas a LCD Gráfica)
(Manejo orden de salida a LCD
Gráfica)
(Administra comunicación)
(Envió orden de
elemento a visualizar)
Fuente: Autores.
4.5.1.1 Diseño de la aplicación de control del dispositivo de comunicación.
Para determinar el valor de las frecuencias de las otras tareas se debe tener en
cuenta el número de aplicaciones, entre las que se encuentran varias clases, las
aplicaciones del sistema operativo que son: aplicación de temporizado (T),
aplicación de entradas (E) y la aplicación de salidas (Q).
La Aplicación tipo A, es la aplicación de desarrollo o la de implementación del
proyecto.
Para determinar la frecuencia que debe emplear la tarea rápida se necesita
observar el funcionamiento de la LCD gráfica variando la frecuencia para
encontrar en cual se tiene la mejor respuesta para así evitar los efectos de llenado
de datos.
Además de las características del hardware para la presentación del mensaje
también influyen otros elementos como: el código que permite el funcionamiento
110
de la pantalla, el lugar donde se encuentren los datos. Al ubicar datos en la
memoria del microcontrolador se tendrá una velocidad ejecución más rápida, pero
al estar almacenados en una memoria externa depende de la velocidad que
maneje este dispositivo así como la limitación que presente el programa de
lectura.
Se realizaron pruebas en las cuales se obtuvó que la frecuencia a la cual presenta
el mejor comportamiento es a 4000 Hz, presentando un efecto de barrido apenas
perceptible.
Ya seleccionada la frecuencia de la tarea rápida de 4000 Hz, se determinan las
frecuencias que deben tener las demás tareas a emplear, de acuerdo a los
dispositivos que manejen, para ello debemos emplear una regla implícita para el
diseño de aplicaciones multitarea basadas en el lenguaje Microgrades.
La frecuencia de la tarea normal se obtiene a partir de la tarea rápida y la cantidad
de tareas a ejecutar en esta frecuencia, además si tenemos tarea lenta se debe
sumar uno al número de tareas, ya que la tarea lenta es la última de las tareas
normales.
La frecuencia de la tarea rápida es conocida, a partir de esta se obtienen las
frecuencias de las demás tareas a emplear en el desarrollo del dispositivo de
comunicación, por medio de la siguiente ecuación:
Frecuencia máxima tarea normal =
Frecuencia Tarea rápida
número de tareas en tarea Normal
La frecuencia de la tarea rápida es 4000 Hz, en la tarea normal tenemos tres
tareas de aplicación, dos tareas de sistema (entrada y salida) y hay tarea lenta se
debe sumar 1 a el valor de las tareas, por esta razón la cantidad de tareas
normales es de 6.
Frec. máx.Tarea Normal =
4000 Hz
= 666.66 Hz
6
La frecuencia máxima para la tarea normal es de 666.66 Hz, para la sincronización
de las tareas se debe emplear frecuencias sin valores decimales, es decir valores
exactos. Si se emplean valores con cifras decimales en cada ejecución se
acumula tiempo a medida que se ejecuta la aplicación de control y genera errores
en las demás tareas del proceso.
Como se muestra la ecuación anterior la relación mínima entre frecuencias es 6,
pera tener sincronizadas las tareas se necesita un valor de frecuencia sin valores
111
decimales, el siguiente divisor de 4000 que nos entrega un valor entero es 8 que
es el nuevo valor de la relación entre las frecuencias de las tareas rápida y normal.
Frec. Tarea Normal =
4000 Hz
= 500 Hz
8
Siguiendo la misma condición para determinar la frecuencia de la tarea lenta, la
frecuencia a emplear en el cálculo es 500 Hz perteneciente a la tarea normal y el
número de tareas que se ejecutaran en la tarea lenta cuyo número es 4.
Frec. Tarea Lenta =
500 Hz
=125 Hz
4
Para tener una tolerancia en tiempo aumentamos la relación entre frecuencias a 5,
obteniendo un valor de frecuencia para la tarea lenta de 100 Hz.
La condición para determinar la frecuencia de tarea en la cual se controla la
comunicación serial es:
Frecuencia de tarea =
Velocidad en Baudios
10
El factor de 10 en la ecuación anterior se utiliza como la comunicación se realiza a
través de un buffer, que es un arreglo de memoria en el cual se ubican los datos
para la transmisión, este proceso requiere más tiempo en la manipulación de los
datos, tanto para el almacenado como para la lectura.
La velocidad de transmisión es de 2400 baudios,
Frecuencia de tarea =
2400 Baudios
= 240 Hz
10
La frecuencia mínima para la comunicación es mayor a la frecuencia de la tarea
lenta, por esta razón se ubica la tarea normal que tiene una frecuencia de 500 hz.
En la tarea lenta se encontraran el control de ejecución de las acciones que
determinan el funcionamiento del dispositivo de comunicación y que son
controladas por el usuario, en esta tarea se activan las ordenes para las distintas
visualizaciones a través de una máquina de estados que realiza un filtraje de las
señales de entrada y que se acciona solo por la señal indicada.
112
Figura 66. Máquina de estados secuencia principal
Fuente: Autores.
Inicia el estado de arranque, cuya función es hacer un retardo para la
estabilización de todas las señales y voltajes que tienen contacto con el
microcontrolador al terminar el tiempo de espera cambia al estado de limpiar
pantalla.
•
Estado limpiar pantalla. Se envía la orden de borrado de LCD, dependiendo
del estado del indicador cambia al estado de ver logo o al de selección de
proceso.
•
Estado ver logo. Se ingresa a este estado si el indicador de carga de logo
esta encendido en el estado de limpiar pantalla y cumple la función de activar
113
la orden de visualizar el logo del dispositivo de comunicación, espera un
tiempo y vuelve al estado de limpiar pantalla.
•
Estado selección de proceso. El estado se encuentra esperando que ocurra
un evento que indique cual proceso debe ejecutarse. Los eventos son: el
pulsador de aceptar que selecciona el proceso de construcción del mensaje
para su posterior transmisión, el segundo evento es el indicador de recepción
de la transmisión que informa que ha llegado un
mensaje para su
presentación.
•
Estado control menús. Aquí se activa la orden de visualización de los
distintos menús, así como los indicadores de clase de menú, ya que por estos
indicadores se guía el programa, asignando los límites y cambiando las
variables para el almacenamiento. Al visualizar el menú cambia al estado de
desplaza icono.
•
Estado desplaza icono. Al iniciar el estado activa la orden de icono la cual
permite visualizar el cursor que permite la navegación por los menús. La
función principal de este estado es controlar la navegación por el menú,
comprobar a que icono debe seguir o cambiar al estado de desplaza menú si
el menú posee más de 8 íconos. Si es presionado el aceptar se dirige al
estado de datos tx, o si se presiona cancelar se dirija al estado de de limpiar
pantalla.
•
Estado desplaza menú. Este estado comprueba por donde se excede el
menú y ubica el cursor dentro del siguiente menú que pertenece a la misma
categoría para ser visualizado al cambiar al estado de control menús.
•
Estado Datos TX.
El estado realiza la codificación de los datos y
almacenamiento de la información en una variable que es indicada según el
menú de procedencia. Si es el tercer dato el que se almacena se activa la
orden para realizar la transmisión, esta orden es recibida por la máquina que
controla las comunicaciones.
En la tarea normal se maneja una máquina de estados que controla todas las
acciones relacionadas con la visualización, debido a que es aquí donde se
preparan los datos que serán visualizados, es decir, la lectura de datos de la
memoria I2C y la ubicación de estos datos en un vector en memoria ram de donde
serán leídos y enviados a la pantalla LCD.
El proceso de envió de datos se realiza varias veces, debido a que la memoria
ram del microcontrolador no permite almacenar la cantidad de datos necesarios
para que se ejecute una sóla vez, además se debe tener memoria disponible para
los procesos que ejecuta el microcontrolador.
114
Además administra las comunicaciones en donde se codifican y decodifican los
datos de la transmisión así como la orden de visualización del mensaje recibido.
Figura 67. Máquina de estados de presentación
Fuente: Autores.
Esta máquina inicia por el estado de control de presentación
•
Estado control de presentación: Aquí es donde comparan las órdenes, se
asigna el valor a las variables necesarias en los procesos de preparación de
datos a visualizar y se activa el proceso de lanzado según orden. Las variables
son: posición dentro de datos dentro de la memoria I2C, cantidad de datos a
leer, cantidad de veces para llenado de buffer, cantidad de regiones a
visualizar, posición en LCD de la región, tamaño y ancho de región.
•
Estado lanzar borrado: En este estado se activa el indicador que maneja la
rutina de borrado de la pantalla que se realiza por regiones de 128 datos.
115
•
Estado lectura de datos: A partir de cual proceso activa la lectura de datos,
se ubica la posición de la memoria donde inicia la información a ser enviada
hacia el LCD para ser llenado el buffer y cambiar al estado de lanzado de
datos.
•
Estado lanzar XXX: Al tener el buffer con los datos, activa el indicador que
controla la rutina de salida de los datos hacia el LCD, además comprueba si
han sido lanzadas todas las regiones de la imagen a presentar para retornar al
estado de control de presentación, sino es así retorna al estado de lectura de
datos.
Figura 68. Máquina de estados de comunicación
x
nR
de
Or
Or
de
n
Inicio
Comunicación
TX
TX
Transmisión
RX
Transmisión
Fuente: Autores.
4.5.2 MÓDULO DE ALIMENTACIÓN
4.5.2.1 Potencia de consumo del dispositivo. Una de las partes de mayor
consumo de corriente del dispositivo es el backlight de la LCD, y la cual es
necesario calcular:
Este es el circuito realizado para controlar el de consumo de corriente del
backlight.
116
Figura 69. Circuito Backlight
Fuente: Autores.
Según especificaciones del backlight para un voltaje de 3.5 V la corriente típica es
de 60mA; algunos valores adicionales son:
Voltaje de la fuente VF = 5V
Voltaje colector emisor en corto VCE = 0.2V
Voltaje base emisor VBE = 0.7V
La ganancia típica ßTyp = 200 por tanto el beta de saturación es ßSat = 20
IC =
IC
β Sat
=
60mA
= 3mA
20
VRB = Vin − VBE
VRB = 5V − 0.7V
VRB = 4.3V
RB =
VRB 4.3V
=
= 1.43KΩ
3mA
IB
Re calculando :
IB =
Comercialmente RB = 1.5KΩ
VRB
4.3V
=
= 2.86mA
RB 1.5KΩ
I c = I B × β Sat
I c = 2.9 × 20
I c = 58mA
RC =
VF − (VCE + V LED ) 5V − (0.2V + 3.5V )
=
= 22.4Ω
IC
58mA
Comercialmente RB = 22Ω
117
I B ≅ 2.9mA
Figura 70. Circuito Backlight completo
Fuente: Autores.
La corriente total consumida por el circuito de backlight IT = 69.15mA.
Adicionalmente la pantalla consume una corriente de operación de 1.5 mA, que
sumada a la anterior da como resultado ITLCD = 70.65 mA. Los siguientes datos
fueron tomados de los PDF de cada componente, estos datos son los valores
típicos de cada componente, al valor de voltaje correspondiente:
Tabla 16. Corriente tipica consumida por los componentes del dispositivo
Componente
Corriente de consumo
Pantalla LCD
70.7 mA
Microcontrolador
100 mA
Memoria I2C
Max corriente de lectura 400 μA
Transmisor TLP 434
19.4 mA
Receptor RLP 434
4.5 mA
78L05
5 mA
Total Corriente Consumida
200 mA
Fuente: Datasheet elementos
Tabla 17. Voltajes típicos consumidos por los componentes dispositivo
Componente
Voltaje de consumo
Pantalla LCD
5.25 V
Microcontrolador
5.25 V
Memoria I2C
5.25 V
Transmisor TLP 434
12 V
Receptor RLP 434
5.25 V
12 V
78L05
Fuente: Datasheet elementos
118
Tabla 18. Potencia consumida por los componentes dispositivo
Componente
Potencia consumida
Pantalla LCD
371.2 mW
Microcontrolador
525 mW
Memoria I2C
2.1 mW
Transmisor TLP 434
232.8 mW
Receptor RLP 434
23.6 mW
78L05
63 mW
Total Corriente Consumida
1217.7 mW
Fuente: Datasheet elementos
4.5.2.2 Selección tipo de alimentación.
Para la alimentación del dispositivo, se va a utilizar dos reguladores de voltaje,
cuya referencia es 78L05; los cuales proporcionan una corriente típica por módulo
de 100 mA y es por ésta causa que se requieren dos reguladores para suplir la
corriente consumida por el intercomunicador. Se utilizó uno de los reguladores
para la corriente que consume el módulo de visualización y el otro para los demás
módulos restantes.
Para la alimentación de los dos reguladores se utiliza un adaptador de pared con
una variación de voltajes entre 7 y 12 voltios DC, además de una corriente mínima
de 250 mA.
La distribución de elementos electrónicos se puede ver en el
esquemático del dispositivo. (Ver Anexo G)
4.6
•
diagrama
MÓDULO DE ENTRADAS
Selección Manual. El dispositivo de comunicación tiene seis pulsadores que
permiten la navegación a través de los menús con las teclas de
desplazamiento y posteriormente permite el almacenamiento de datos en
variables para la construcción de mensaje, para su posterior envió.
119
4.7
DISEÑO FÍSICO DEL DISPOSITIVO DE COMUNICACIÓN
Figura 71. Foto dispositivo completo
Fuente: Autores.
El dispositivo HMI consta de una serie de pulsadores con los cuales se realiza el
desplazamiento y toma de acciones visualizadas en una ventana que permite ver
una LCD gráfica.
El tamaño del dispositivo es de grandes dimensiones ya que debe ser adecuado
para la población para la cual es dirigida, ya que los niños con parálisis cerebral
tienen poca movilidad en sus miembros, afectando de esta manera la precisión
con la que realizan sus acciones.
Respecto a los pulsadores cuenta con 6 de ellos distribuidos de la siguiente forma:
cuatro de ellos está organizados de manera de cruz direccional, por medio de los
cuales el usuario puede navegar por los diferente menús para localizar el símbolo
deseado, un pulsador que permite aceptar o seleccionar el fragmento de mensaje
y un último pulsador que da la opción de cancelar o retroceder la última acción
realizada.
120
Figura 72. Foto presentación logo
Fuente: Autores.
121
5. PRESENTACIÓN Y ANÁLISIS DE RESULTADOS
El proyecto ha dado resultados concretos en los ámbitos educativos, investigativos
y tecnológicos. Los más destacados son:
•
•
•
•
•
Generación de nuevos conocimientos.
Diseño y construcción del prototipo.
Acopio y clasificación de información (Visitas, entrevistas).
Formación de nuevos investigadores en diferentes disciplinas.
Formación y consolidación de nuevos grupos.
Avances de las líneas de investigación de la Universidad.
122
6. CONCLUSIONES
ƒ
La comunicación alternativa - aumentativa se convierte en opción para facilitar
el proceso de interlocución en poblaciones con alguna discapacidad o
limitación.
ƒ
El diseño de un dispositivo mejora la comunicación alternativa en poblaciones
con Parálisis Cerebral (cuadriplejia espástica).
ƒ
Las personas con discapacidad necesitan para su habilitación y rehabilitación
el uso de ayudas alternativas las cuales permiten contribuir en sus procesos de
enseñanza aprendizaje.
ƒ
La creación de dispositivos que implementen la comunicación alternativa –
aumentativa generan bienestar a las personas con discapacidad permitiendo
un desarrollo integral para una vinculación a la sociedad.
ƒ
Se empleó un lenguaje de programación gráfico (Microgrades), como
herramienta para desarrollar el dispositivo de comunicación de manera
estructurada permite facilidad de programación, así como para la detección y
corrección de fallas.
ƒ
El manejo de información a través de memorias externas permite tener
facilidad al implementar nuevos mensajes acordes al medio donde se utiliza.
ƒ
El dispositivo elaborado es un sistema de comunicación más personalizado
frente a las otras tecnologías actuales. Éstos sistemas dan respuesta a una
necesidad pero la interacción es distinta.
ƒ
El dispositivo elaborado determina de manera específica mediante sus
pictogramas: querer, tener, necesitar y estar, como necesidades básicas del
sujeto. En los otros sistemas el sujeto crea la imagen, los pictogramas se
limitan al querer y necesitar.
123
ƒ
El dispositivo elaborado establece una comunicación con otros dispositivos,
situación que no sucede con otros existentes.
ƒ
El manejo del dispositivo es sencillo, debido a la estructura del programa, la
cual crea procesos independientes para la transmisión y recepción.
ƒ
La utilización de comunicación por medios no guiados permiten a los usuarios
tener mas movilidad, además poder lograr comunicación a mayor distancia.
ƒ
La visualización de mensajes a través de pictogramas permite tener una mayor
población beneficiada con el dispositivo, llegando a ser utilizado en otras
discapacidades.
ƒ
La comunicación por radiofrecuencia mejora el alcance del dispisitivo de
comunicación, pero la sincronización de la señal portadora con los datos a ser
enviados representa el mayor inconveniente, debido a que se necesita realizar
varios envios antes de lograr una comunicación exitosa.
124
7. RECOMENDACIONES
ƒ
Para la utilización del dispositivo se necesita tener una capacitación previa en
la cual se identifican los mensajes y pictogramas a utilizar, para obtener el
mejor beneficio.
ƒ
La implementación de una fuente independiente de energía daría al dispositivo
de comunicación la aplicación en lugares carentes de redes eléctricas.
ƒ
Al implementar en otras poblaciones con discapacidades motoras con
diferentes afectaciones se requieren sistemas de señalamiento de acuerdo a
sus movimientos voluntarios, que le permitan el manejo del dispositivo.
ƒ
Implementación en otras poblaciones con discapacidad seleccionando los
mensajes adecuados a las actividades a realizar, basados en la discapacidad
presente en la población a trabajar.
ƒ
Implementar la divulgación de mensajes a través de voz artificial, la cual
permita atender cualquier mensaje al no estar cerca del dispositivo de
comunicación.
ƒ
Ampliar la pantalla para obtener un mayor tamaño, cantidad, variedad de
íconos, y poder hacerlos mas comprensibles al usuario.
125
BIBLIOGRAFÍA
BASIL, C.; SORO, E., y ROSELL, C. Sistemas de signos y ayudas técnicas para
la comunicación aumentativa y la escritura: principios teóricos y aplicaciones.
Barcelona: MASSON. 1998.
BASIL, Almirall Carme. Sistemas de Signos y Ayudas Técnicas para la
Comunicación Aumentativa y la Escritura. Barcelona: Masson, S.A. 2000. p. 35.
BAUMGART, D., JONSON, J., y HELMSTETTER, E. Sistemas alternativos de
comunicación para personas con discapacidad. Madrid: Alianza Editorial, 1996.
BOYLESTAD NASHELSKY. Electrónica: Teoría de Circuitos y Dispositivos
Electrónicos. 8 ed. Mexico: Prentice may, 1997.
BUSTO BARCOS, M. del Carmen. “Reeducación del habla y del lenguaje en el
paralítico cerebral”. Colección Educación Especial. Ciencias de la Educación
Preescolar y Especial. Madril: General Pardiñas. 1984.
CEAPAT. Catálogo de Ayudas Técnicas 2.0. Madrid: IMSERSO. (CDROM),
1999.
Centro Argentino de medios
http://www.centrocamac.com.ar
alternativos
de
comunicación.
CAMAC.
COLCIENCIAS. 75 maneras de generar conocimiento en Colombia. Casos
seleccionados por los programas nacionales de ciencia, tecnología e innovación.
Colombia: 1990-2005.
Entorno Microgrades, Control Key. www.microgrades.com
126
ESCOIN, J., y otros. Apoyos digitales para repensar la educación especial.
Barcelona: Octaedro-EUB, 2001.
GALLARDO, V., y SALVADOR, M. L. Discapacidad Motórica: aspectos
psicoevolutivos y educativos. Archidona: Ediciones Aljibe, 1994.
GRAF, D.: Señálalo. Diccionario de imágenes. Madrid: CEAPAT, 2001.
http://encuentro.virtual.unal.edu.co/cursos/ingenieria/2000477/lecciones/100101.
htm.
http://encuentro.virtual.unal.edu.co/cursos/ingenieria/2000477/lecciones/100101.
htm.
http://es.wikipedia.org/wiki/Comunicaci%C3%B3n
http://es.wikipedia.org/wiki/LCD
http://linkshideout.blogspot.com/2006_05_01_linkshideout_archive.html
http://www.geocities.com/speechbog/pcicom.html.
http://www.icmm.csic.es/jaalonso/velec/baterias/bateria.htm
http://www.monografias.com/trabajos11/leds/leds.shtml
http://www.monografias.com/trabajos37/comunicaciones/comunicaciones.shtml
http://www.textoscientificos.com/redes/comunicaciones/modos
http://www.textoscientificos.com/redes/modulacion/ask.
http://www.textoscientificos.com/redes/modulacion/fsk.
127
http://www.textoscientificos.com/redes/modulacion/psk
http://www.uam.es/departamentos/ciencias/fisicateoricamateria/especifica/hojas/
kike/PAGKIKE/crist aliquidpruebaNet.htm
KRAUS, John D, MARHEFKA, Ronald J.
APPLICATIONS. 3 ed. Mc Graw Hill, 2002. p.60.
ANTENNAS
FOR
ALL
MINISTERIO DE COMUNICACIONES. Cuadro de atribución de bandas de
frecuencias. Colombia: 2004. p.85.
Noticias financieras. IBM. Miami. Diciembre 15 de 2004.
PARDO RODRÍGUEZ, Néstor Antonio. “Dispraxia del Habla”. Chiclayo, Perú.
PUYUELO, M. y otros. Logopedia en la parálisis cerebral: diagnóstico y
tratamiento. Barcelona: MASSON, 1996.
SALAZAR de, Nair. “Comunicación Aumentativa y Alternativa”. Universidad
Pedagógica de Colombia. 2001.
SÁNCHEZ, R. Ordenador y discapacidad: guía práctica. Madrid: CEPE, 1998.
TORRES, S. Sistemas alternativos de comunicación. Manual de comunicación
aumentativa y alternativa: sistemas y estrategias. Archidona: Ediciones Aljibe,
2001.
VON TETZCHNER, S., y MARTINSEN, H. Introducción a la enseñanza de
signos y al uso de ayudas técnicas para la comunicación. Madrid: Aprendizaje
Visor, 1993.
WARRICK, A. Comunicación sin habla: comunicación aumentativa y alternativa
alrededor del mundo. Madrid: CEAPAT, 2002.
128
Anexo A. Visita FRINE
Fecha: 18 de Mayo de 2006
Hora: 9:00A.M.
Lugar: FRINE.
Autor del Protocolo: Julián Moscoso.
Asistencia: En esta ocasión estuvieron presentes Mariana Medina, Julián
Moscoso, Carolina Franco y Karime Osorio Sánchez.
Ingresamos a la Institución a las 9:00 A.M., preguntamos por Diana Martínez,
quien fue la persona con la que realizamos el primer contacto.
Inicialmente conocimos el grupo de niños de edad preescolar que presentaban
diferentes discapacidades con asociaciones (parálisis cerebral, autismo, retraso
mental).
Nos dividimos en dos grupos para poder conocer las actividades que se llevaban a
cabo diariamente para la formación de los niños de educación preescolar. Por una
parte, Karime y Julián estuvieron en la sesión de fisioterapia; Carolina y Mariana
en el aula de clase.
En la sesión de fisioterapia se pudo observar algunas rutinas de ejercicios que se
les practicaban así como la respuesta de cada uno de los niños a estos. Por
ejemplo se encontraban dos niños autistas que reaccionaban a diferentes
estímulos; uno con características emocionales (respondía más al trato que se le
daba), y el otro con características racionales.
En el caso del aula de clase, la docente les enseñaba a vestirse y a desvestirse
(camiseta, amarrarse los zapatos), con el propósito de que fueran niños
funcionales e independientes en sus hogares.
En ambos casos se observó que la docente mostraba directamente a cada uno de
los niños la actividad que debería desarrollar y los acompañaba en el proceso.
La Directora del nivel de preescolar comentó al grupo sobre las ventajas que
podría tener una herramienta como la propuesta por el Grupo de Investigación
Interdisciplinario EDUTRONIC, en el proceso de enseñanza – aprendizaje, ya que
facilitaba el intercambio de información, así como su visualización.
129
Finalmente, Diana Martínez dio a conocer al grupo los diferentes cursos presentes
en la Institución, así como los talleres complementarios (joyería en plata y
artesanal) que se prestan a los niños de nivel avanzado para lograr una mayor
funcionalidad e independencia, mostrando que las discapacidades no son una
limitante para el desarrollo de un persona en la sociedad actual.
La visita finalizó a las 11:00A.M. y se concluyó que el proyecto planteado por el
Grupo EDUTRONIC puede tener aplicación en poblaciones diferentes a la de
parálisis cerebral, específicamente en discapacidades como el autismo, retraso
mental y discapacidades con asociaciones; y una vez más Diana Martínez reiteró
el interés que se tiene por parte de FRINE de implementar dicho dispositivo y
estudiar la viabilidad de este en la población antes mencionada.
130
Anexo B. Entrevista realizada a la docente Sandra Guido
Universidad Pedagógica Nacional
DOCENTE DE LA ESPECIALIZACIÓN EN COMUNICACIÓN AUMENTATIVA Y
ALTERNATIVA. COAUTORA DEL LIBRO COMUNICACIÓN AUMENTATIVA Y
ALTERNATIVA
Fecha: Abril 20 de 2006
Asistentes: Karime Osorio. Docente en formación. Lep.
Carolina Franco. Docente en formación. Lep
Julian Moscoso. Estudiante. Ing. Mecatrónica.
Mariana Medina. Docente. Ing. Mecatrónica.
Emma Gómez. Egresada de la lep. I ciclo 2006
Lugar: Universidad Pedagógica Nacional
Se da inicio con la pregunta por parte de la docente en formación Karime Osorio,
de la Licenciatura en Educación Preescolar.
Pregunta: ¿Qué dispositivos existen para la población con sordera profunda, estos
hacen uso de la comunicación aumentativa y alternativa?
Respuesta de la docente Sandra Guido: Hay varias cosas que tendríamos que
aclarar ahí, porque los sordos tienen la lengua de señas, y la lengua de señas no
es un sistema de comunicación aumentativa y alternativa, los sordos no trabajan
con comunicación aumentativa y alternativa. Básicamente la comunicación
aumentativa y alternativa la utilizan Retardo Mental, Síndrome Down, Autismo ha
dado muy buenos resultados, pero fundamentalmente con Parálisis cerebral. ¿Por
qué la parálisis cerebral? Porque normalmente son personas que tienen un buen
nivel de comprensión, pero el problema está a nivel de comprensión, necesitan un
dispositivo que les permita comunicarse, puede ser un computador que tenga un
sintetizador de voz en la medida que él escribe y él reproduce, puede ser un
sistema de signos, donde ellos te quieren decir que quieren tomar coca cola con
hamburguesa y lo que hacen es hacer un barrido en un computador o en tablero,
un álbum, dependiendo de la tecnología que se utiliza en donde ellos ubican los
dibujos, y expresan a través de los dibujos qué es lo que quieren. Hay infinidad de
tecnologías de la comunicación, muchísimas. Para todo es muy importante el
diseño tanto mecánico como electrónico. Como Ingeniera de Sistemas, como
diseño Industrial. Nosotros hemos hecho proyectos interdisciplinarios en donde
131
trabajan un Ingeniero, Educadores
dependiendo de lo que necesites.
especiales,
diseñadores
Industriales,
Particularmente, nosotros no estamos de acuerdo con que se generen proyectos
sin usuarios, sin hacer prototipo, y sin nada, es decir yo sé que esto sirve, y
hacerlo y luego mirar y comprobar si creo que esto sirvió o no, es como el proceso
contrario, yo miro unos usuarios, hago una evaluación de Lenguaje y
Comunicación que es particularmente lo que ustedes quieren trabajar y de
acuerdo a esto delimito y digo bueno, si me parece que podría ser un usuario de
tal tipo de sistema y me apoyo en una tecnología, la tecnología es como un apoyo,
pero lo principal es el aporte pedagógico que se le da en toda la enseñanza del
sistema, los sistemas de comunicación se enseñan, no se aprenden
espontáneamente como normalmente aprendemos, adquirimos el lenguaje; a
ustedes nunca su mamá les enseñó y les dijo repite tal palabra, les enseñó en la
cotidianidad, se fue aprendiendo, se fue adquiriendo, pero en este caso con los
niños pequeños con discapacidad de comunicación y lenguaje sí es necesario
enseñarle el tema, luego pasar de la comunicación en la familia a la comunicación
en el colegio, la comunicación en la comunidad, son como varios aspectos que se
tendrían que trabajar.
Bueno, otra cosa que es como importante e interesante de resaltar es que
normalmente se tendrían que hacer diseños tanto para baja como alta tecnología,
porque como es un prototipo y lo van a utilizar diferentes niños, dependiendo del
nivel social, de la disponibilidad económica se tendrían que generar distintas
opciones.
La versión que ustedes tienen de alta tecnología, también tratar que salga con
baja tecnología; esto es un poco lo que trabajamos nosotros con los estudiantes.
No es fácil implementar un sistema de comunicación, para eso toca saber de
discapacidad, de comunicación, nosotros en este momento tenemos la VI corte de
la especialización en comunicación aumentativa y alternativa, gente que hace un
postgrado para trabajar un sistema de comunicación, han tenido una formación
base que les permite hacerlo.
Solamente para mencionarles, que si van a trabajar en ello, es importante un
grupo más amplio donde incluyan educadores especiales, los ingenieros que
necesiten, varios profesionales, no solamente los ingenieros, que no tienen
conocimiento del tema, se demorarían más tiempo para diseñar lo que quieren,
ustedes tienen un conocimiento de pedagogía Infantil, pero el educador especial
conoce de discapacidad, pero el ingeniero me puede ayudar en el diseño.
132
Les cuento, la experiencia que tenemos nosotros, una investigación que hicimos
con Colciencias - Universidad de los Andes - Colciencias - Universidad
Pedagógica Nacional, para conformar una sala de comunicación aumentativa y
alternativa para niños con discapacidad, esto que incluyó: los diseñadores hicieron
el manejo ergonómico de sillas para niños con problemas motores, para que
pudieran hacer el posicionamiento que les permitieran el nivel de atención
requerido. Diseñaron software, teclados y Mouse adaptados que les permitieran a
las personas con discapacidad acceder al computador, todo ese tipo de cosas,
proyecto de más de 1 año, con apoyo económico de Colciencias, estudiantes de
diseño, ingenieros de sistemas y electrónicos, psicopedagogos, de muchos
profesionales trabajando en el proyecto, bueno tocaría buscar como esas alianzas.
No me parece descabellada la idea de diseñar un dispositivo para comunicación
aumentativa y alternativa y más cuando en este momento los educadores
infantiles tienen que manejar el tema de la integración, lo que sí se tiene que tener
claro, que debe trabajar con población, los dispositivos y los prototipos antes que
salga, lo que ustedes van a desarrollar, haberlo comprobado muchas veces, y otra
cosa bien interesante es poder delimitar exactamente la población, por lo menos
para el proyecto que trabajamos con Colciencias eran niños entre 6 años y 12
años, demarcar eso,. Porque eso va a delimitar el tipo de material de lo usuarios
con los que ustedes vayan a trabajar.
Frente a lo de los sordos, no estoy totalmente de acuerdo en generar un
dispositivo de atención, los sordos son los más atentos de todos, como les digo,
los sordos no necesitarían para nada este dispositivo. En este momento los sordos
qué tecnología manejan: el celular, mensajes de texto, el Internet, otro dispositivo
no sería poco funcional, pero de pronto ustedes en el aula van a encontrar un niño
con Parálisis cerebral, con retardo mental, hasta un niño con dificultades de
lenguaje y de aprendizaje severo en donde el niño no es muy hábil en la
comunicación, y ven que un dispositivo puede ayudarle y se puede trabajar lectoescritura, pues ese es un tema muy interesante y que hay ayudas técnicas
buenísimas; ahí ya se tendría que trabajar con los software. Como que allí sí veo
más funcionalidad de trabajar con mecatrónica, en comunicación aumentativa y
alternativa con distintas poblaciones. Lo de los sordos no lo ubico muy bien allí, al
menos que fuera una cosa distinta metiéndose con lengua de señas, en donde
ustedes tienen que partir de la problemática que tiene la población, no de lo que a
uno le parece que podría ayudar.
Carolina Franco docente en formación de la LDP, le dice a Emma Gómez
egresada de la LEP-USB, que cuente su experiencia: Emma comenta la
experiencia que tuvo en su clase con los sordos en la práctica con INSOR; dice
que allí había dificultad para comunicarse, los profesores hablaban muy rápido y
allí no había intérprete, tocaba hablar personalmente. Con esta experiencia dice
133
Carolina Franco, surgió la idea de trabajar con la población sorda y la docente
Solángel Materón dio las pautas para iniciar la investigación, pero gracias a la
entrevista con Jaime Collazos en INSOR, se determinó que los sordos no tienen
problemas de déficit de atención.
La docente en formación Carolina Franco cuenta cómo se orientó la decisión de
tomar la comunicación aumentativa y alternativa en vez del déficit de atención
pues el objetivo del dispositivo era facilitarle al sordo la comunicación mediante la
imagen-seña; la docente Sandra Guido interviene: para eso hay software, no un
dispositivo pequeño; Sandra ejemplifica diciendo que si se le muestra una imagen
al niño sordo, esto es puro conductismo, a esta metodología hay que buscarle un
sustento pedagógico, esto hace tiempo dejó de funcionar, al menos en algunos
casos en niños con discapacidad funciona.
Hay que mirar el problema del aula, y delimitar básicamente la población; es
importante buscar qué se va a alcanzar con educación especial, opciones de
tecnología, qué es lo que nos interesa trabajar. Uno de los problemas de los
sordos es la lecto-escritura, existen varias investigaciones.
En el caso de trabajar con comunicación aumentativa y alternativa, hay que leer
todo lo de los sistemas de apoyo, aquí en la biblioteca hay más de 40 tesis de
grado, libros, hay que revisarla para saber con qué población vamos a trabajar,
tratar de hacer la evaluación con base en eso que vamos a diseñar, lo que quiero
decir es que la ayuda técnica es lo último, luego de haber trabajado en equipo
toda una valoración que les permita definir qué es lo que quieren diseñar, tiene
que hacerse para la necesidad de una persona, justifico mi proyecto y por qué
comunicación aumentativa infantil para ustedes, considero que aquí el tema sería
de inclusión de personas con discapacidad al aula regular, ya que normalmente
las personas con discapacidad tienen problemas de comunicación.
Frente al dispositivo comenta la ingeniera Mariana a la docente Sandra Guido el
diseño y la estructura del mismo; la docente pregunta ¿cuál es el objetivo?, ¿Qué
el sordo comprenda lo que no puede hacer en la lectura labio-facial?, pone un
ejemplo: el profesor le dice a los niños sordos: “Hoy no vamos a salir al parque
porque está lloviendo mucho”, al sordo le aparece parque y lluvia, ¿qué entendió?
pregunta ella: que se puede ir para el parque de pronto que llueve, pero que igual
puede ir al parque, eso sólo para decirles que el nivel de la logidad del lenguaje
oral no tiene nada que ver con el nivel gramatical. En el caso contrario se puede
utilizar, da nuevamente un ejemplo: tengo en el aula 5 niños sin ninguna
discapacidad y 2 con PC, como educadora infantil voy a hacer una ronda o leer un
cuento, y quiero que participen activamente, en ese caso cada uno tiene un rol, los
dos niños con parálisis cerebral uno es conejo y el otro pato, no pueden hablar;
existe un dispositivo, un aparato que graba onomatopeyas conejo y pato, cada vez
134
que participan el maestro la activa. Hay una gama para problemas de
comunicación, en el sordo el 50% de la información se pierde, en imagen pierde el
80%, es diferente cuando el niño se comunica en imagen. Habría que aclarar lo
gráfico, hay que procurar un dispositivo que permita la expresión del niño, un
mecanismo para comunicarle a través de dibujos. En los sordos, en este sentido
no es tan útil, es más útil para otra población: un niño con parálisis cerebral que no
puede mover sus manos; es más práctico por lo tanto definir el tipo de población, y
observar mucho a niños en el aula sordos y con PC es muy recomendable.
La docente Mariana Medina ingeniera mecatrónica comenta las experiencias
vividas en la instituciones de sordos ICAL, la sabiduría, entre otros; la docente
Sandra Guido opina que el dispositivo se debe hacer para determinada población,
caracterizarla por edades y problemática y una vez adecuado, iniciar el desarrollo
del prototipo y comprobarlo con esos usuarios, ofrece la biblioteca y los textos de
la UPN respecto al tema y su ayuda personal para cualquier consulta.
135
Anexo C. Grabación realizada a la docente Diana Nutt asociación PROPACE
DOCENTE DE INFORMÁTICA
Fecha: Mayo 18 de 2006
Asistentes: Karime Osorio. Docente en formación. LEP.
Carolina Franco. Docente en formación. LEP.
Julian Moscoso. Estudiante. Ing. Mecatrónica.
Mariana Medina. Docente. Ing. Mecatrónica.
Lugar: PROPACE.
Autor del Protocolo: Miller Fabián Buitrago.
DN = Diana Nutt
E = Entrevistador
DN: Hay niños que no pueden hablar y es por este motivo que se necesita hacer
un aparato muy barato, que les permita manejar el computador, ya que ellos se
expresan mediante otros dispositivos, no todos los niños lo van a lograr, pero
aquellos que poseen un coeficiente cercano al normal lo pueden hacer, si se
crearan aparatos que les ayuden a controlar los movimientos del computador
como por ejemplo:
•
•
Un protector de acrílico para el teclado; el cual permite que el niño no pulse
todas las teclas del teclado al mismo tiempo.
Un casco con una vara adherida a el, ya que existen niños que solo pueden
controlar el movimiento de la cabeza.
En algunos congresos se mostraron aparatos donde una persona con parálisis
cerebral podía escoger letras y formar una palabra con solo mirar una pantalla
pero este tipo de tecnología es muy costosa para este tipo de personas.
Ella considera que la población debería dividirse en dos tipos los que leen y los
que no pueden leer.
E: ¿Qué tipo de población es la más indicada para este trabajo?
DN: Es más difícil la comunicación con niños que no saben leer, pero lo importante
es hasta donde se quiere llevar el proyecto; porque ambas poblaciones son
136
importantes y por ejemplo hay niños que se hacen entender cuando quieren ir al
baño, pero hay otros que no poseen esta capacidad debido principalmente a su
nivel intelectual y son estas personas a las que hay que darles la opción de
respuesta cuando se les pregunta si quieren ir al baño o si están tristes o
contentos.
E: ¿Cuáles son esas opciones?
DN: Tengo hambre, tengo sed; el trabajo se tiene que enfocar hacia aquellos niños
que no pueden leer, pero pueden comprender instrucciones mas complejas,
porque el lenguaje de manos es muy complicado para ellos y el lenguaje de
pictogramas es muy abstracto.
E: Lo que se ha leído hasta el momento, es que el proyecto como tal, va
encaminado hacia la comunicación aumentativa y alternativa; alternativa porque
es otro tipo de comunicación y aumentativa por que se da un apoyo tecnológico
que ayuda a aumentar la comunicación. ¿Qué piensa de esto?
DN: Que esta muy bien enfocado el proyecto.
E: ¿Que piensa de los diferentes signos que se tienen en la comunicación
aumentativa y alternativa? Como por ejemplo el Sistema Bliss basado en la
escritura china y que permite armar expresiones mas completas.
DN: Tienen que tener mucho cuidado ya que este tipo de escritura la utilizan niños
con un coeficiente normal alto y como les dije antes este tipo de escritura es muy
compleja para ellos. Ahora que si el programa posee varios niveles de complejidad
puede funcionar pero se tiene que delimitar el proyecto por que si el proyecto es
demasiado grande no va a ser de buena calidad y de esta forma no funcionaria.
Los ítems a tener en cuenta son el tipo de retraso mental que posee el niño, el tipo
de limitación física.
E: El tipo de población que se piensa es el mas indicado, es en niños en edad
preescolar sin limitación cognitiva y con resultados vistos en el aula.
DN: Lo que pienso es que el tablero debe tener todo lo que el niño tiene que
aprender en preescolar o un tablero que le permita aprender todo lo que es
aprestamiento de preescolar pero que adicionalmente le permita preguntar o
responder para saber si entendió, porque esto no existe y como el niño no habla
ese es el gran problema.
137
Anexo D. Laboratorio manejo LCD gráfica
Realizado por: Miller Fabián Buitrago Ramírez y Julian Ricardo Moscoso Forero.
OBJETIVOS
Objetivo general
Determinar el funcionamiento general de la LCD grafica de referencia
CFAG12864B-TMI-V.
Objetivos Específicos
•
•
•
Realizar el montaje en protoboard siguiendo las especificaciones técnicas.
Ejecutar los comandos de la LCD y comprobar su ejecución.
Realizar un programa para graficar en la LCD.
DESARROLLO
Montaje realizado con microcontrolador PIC 16F877
LCD
1
Vdd
2
Vss
3
Vo
DB0
4-11
DB7
12
CS1
13
CS2
14
RST
V: 5V
V: 0V
V: Voltaje Variable
−
15
RW
16
17
18
19
20
DT_INS
E
Vee
A
K
Data Bits
L:
L:
L:
H:
L:
H:
H:
V:
V:
V:
Column 1 − 64
Column 65 − 128
Señal de Reset
Read (MPU ← Module)
Write (MPU → Module)
Data
L: Instructions
Señal Activa
Voltaje Negativo de Salida
Back Light
0V
138
Características de conexión de LCD gráfica.
DB0
DB1
DB2
DB3
DB4
DB5
DB6
DB7
LCD_Time = Puerto C
Puertos de control
LCD_CTLR = Puerto D
CS1
CS2
RST
RW
Inicializa
Clear
Dibuja
PWM
BLK _A
LCD DATA = Puerto B
Puerto de Datos
DT_INS
Selección de pines de hardware
El puerto B esta conectado al puerto de datos, el puerto D es el puerto de
instrucciones de la LCD y el puerto C es el puerto de control utilizado por el
microcontrolador.
A continuación se muestra el programa utilizado para graficar en la LCD; este
programa se encarga de graficar los números, las letras y algunos caracteres, los
cuales se encuentran especificados, enfrente de cada una de las líneas del
código. La parte de ejecución de comandos es codificada en la rutina de
INICIALIZACION DE LA LCD llamada INICIALIZA.
LIST P=16F877A
INCLUDE "P16F877A.INC"
LCD_DATA
LCD_TIME
LCD_CTRL
PWM
BLK_A
E
DT_INS
RW
RST
CS2
CS1
WT
REG_F
CONT_PAG
CONT1_128
DATO
CONT_LET
Y_ACTUAL
PAG_ACT
CONT1_64
EQU
EQU
EQU
EQU
EQU
EQU
EQU
EQU
EQU
EQU
EQU
EQU
EQU
EQU
EQU
EQU
EQU
EQU
EQU
EQU
06H
07H
08H
0
1
2
3
4
5
6
7
20H
21H
22H
23H
24H
25H
26H
27H
28H
;PUERTO B
;PUERTO C
;PUERTO D
;BIT 0
;BIT 1
;BIT 2
;BIT 3
;BIT 4
;BIT 5
;BIT 6
;BIT 7
;REGISTRO DE TESTEO DE BITS PARA W
;INVERSOR DE REGISTROS
;<@0861> CONTADOR DE PAGINAS
;<@0862> CONTADOR DE LINEAS
;<@0961>
;<@0962> CONTADOR DE LETRAS
;<@1061>CONTADOR DE DIRECCION "Y"
;<@1062>
;<@1161>CONTADOR_1 ---- DE 0 HASTA 64
RESET
ORG 00H
139
GOTO INICIO
ORG 05H
INICIO
BSF
STATUS,RP0
;CAMBIO A BANCO 1
BCF
STATUS,RP1
MOVLW
.255
MOVWF
PORTC
;PUERTO A COMO SALIDA
CLRF
PORTB
;PUERTO B COMO SALIDA
CLRF
PORTD
;PUERTO D COMO SALIDA
BCF
STATUS,RP0
;CAMBIO A BANCO 0
CLRF
LCD_CTRL
;*************************************************************************************************************************************
;PROGRAMA PRINCIPAL DE LA LCD
CICLO
BSF
LCD_CTRL,BLK_A
BSF
LCD_CTRL,RST
;SIEMRE EN 1 PARA QUE LA LCD SE ENCIENDA
CLRF
LCD_DATA
BTFSC
LCD_TIME,1
CALL
INICIALIZA
BTFSC
LCD_TIME,1
GOTO
CICLO_INI
BTFSC
LCD_TIME,2
CALL
CLEAR
BTFSC
LCD_TIME,2
GOTO
CICLO_CLE
BTFSC
LCD_TIME,3
CALL
DIBUJA
BTFSC
LCD_TIME,3
GOTO
CICLO_DIB
GOTO
CICLO
CICLO_INI
BTFSS
LCD_TIME,1
GOTO
CICLO
GOTO
CICLO_INI
CICLO_CLE
BTFSS
LCD_TIME,2
GOTO
CICLO
GOTO
CICLO_CLE
CICLO_DIB
BTFSS
LCD_TIME,3
GOTO
CICLO
GOTO
CICLO_DIB
;*************************************************************************************************************************************
;INICIALIZACION DE LA LCD
INICIALIZA
BCF
LCD_CTRL,CS1
BCF
LCD_CTRL,CS2
BCF
LCD_CTRL,DT_INS
;"D/I" EN "0" ESCRITURA DE INSTRUCCIONES
MOVLW
B'11111100'
;LCD PRENDIDA
MOVWF
WT
CALL
LA3
MOVLW
B'00000011'
;COMIENZAR LINEA DE VISUALIACION EN "0"
MOVWF
WT
CALL
LA3
MOVLW
B'00000010'
;COMIENZAR DIRECCION "X" EN 0
MOVWF
WT
CALL
LA3
MOVLW
B'00011101'
;COMIENZAR PAGINA "Y" EN 0
MOVWF
WT
CALL
LA3
RETURN
;*************************************************************************************************************************************
;BORADO TOTAL DE LA LCD
CLEAR
MOVLW
B'10111000'
;COMIENZAR PAGINA EN 0 HASTA 7
MOVWF
CONT_PAG
LOOP
BCF
LCD_CTRL,CS1
BCF
LCD_CTRL,CS2
BCF
LCD_CTRL,DT_INS
;"D/I" EN "0" ESCRITURA DE INSTRUCCIONES
MOVFW
CONT_PAG
CALL
INVER_F
;INVIERTE EL REGISTRO PARA LA LCD
CALL
LA3
MOVLW
B'00000010'
;COMIENZAR DIRECCION "Y" EN 0 HASTA 64
140
MOVWF
WT
CALL
LA3
CLRF
CONT1_64
;CLEAR CONTADOR DE 0 A 64
CLRF
WT
BORRA
BTFSC
CONT1_64,6
GOTO
OUT
BSF
LCD_CTRL,DT_INS
;"D/I" EN "1" ESCRITURA DE DATOS
CALL
LA3
INCF
CONT1_64,F
GOTO
BORRA
OUT
INCF
CONT_PAG,F
;ADICION DE 1 AL CONTADOR "10111AAA"
BTFSS
CONT_PAG,6
;COMPARA LA PAGINA DE VISUALIACION CON "8"
GOTO
LOOP
RETURN
;*************************************************************************************************************************************
;DIBUJA EN LA LCD
DIBUJA
MOVLW
B'10111000'
;COMIENZAR PAGINA EN 0 HASTA 7
MOVWF
CONT_PAG
CLRF
CONT_LET
CLRF
DATO
LOOP2
BCF
LCD_CTRL,CS1
BCF
LCD_CTRL,CS2
BCF
LCD_CTRL,DT_INS
;"D/I" EN "0" ESCRITURA DE INSTRUCCIONES
MOVFW
CONT_PAG
;INGRESAR PAGINA DE ESCRITURA
CALL
INVER_F
CALL
LA3
MOVLW
B'00000010'
;COMIENZAR DIRECCION "X" EN 0 HASTA 64
MOVWF
WT
CALL
LA3
CLRF
CONT1_128
;CLEAR CONTADOR DE 0 A 127
ESCRITURA
BTFSC
CONT1_128,7
GOTO
OUT2
CALL
DIBUJO
CALL
INVER_F
BSF
LCD_CTRL,DT_INS
;"D/I" EN "1" ESCRITURA DE DATOS
BTFSC
CONT1_128,6
GOTO
LADER
BSF
LCD_CTRL,CS2
;SELECCIONA LA MITAD IZQUIERDA DE LA LCD
BCF
LCD_CTRL,CS1
GOTO
DATA_0
LADER
BSF
LCD_CTRL,CS1
;SELECCIONA LA MITAD DERECHA DE LA LCD
BCF
LCD_CTRL,CS2
DATA_0
CALL
LA3
INCF
CONT1_128,F
INCF
DATO,F
GOTO
ESCRITURA
OUT2
INCF
CONT_PAG,F
;ADICION DE 1 AL CONTADOR "10111AAA"
BTFSS
CONT_PAG,6
;COMPARA LA PAGINA DE VISUALIACION CON "8"
GOTO
LOOP2
RETURN
;*************************************************************************************************************************************
LA3
MOVFW
WT
MOVWF
LCD_DATA
;CARGA EL PUERTO D CON EL VALOR DE W
BSF
LCD_CTRL,E
;"E" EN "1" LCD ACEPTA LOS DATOS / INSTRU
NOP
NOP
BCF
LCD_CTRL,E
;"E" EN "0" LCD NO ACEPTA DATOS / INSTRU
NOP
NOP
RETURN
;*************************************************************************************************************************************
DIBUJO
MOVLW
HIGH(INICIO_TABLA)
MOVWF
PCLATH
INCF
DATO,F
BTFSC
STATUS,Z
INCF
CONT_LET,F
MOVFW
DATO
141
ACCESO
INICIO_TABLA
ADDLW
LOW(INICIO_TABLA)
BTFSC
STATUS,C
INCF
PCLATH,F
MOVFW
CONT_LET
BTFSC
STATUS,Z
GOTO
ACCESO
MOVFW
CONT_LET
ADDWF
PCLATH,F
DECF
DATO,F
MOVFW
DATO
ADDWF
PCL,F
dt 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x0
dt 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00
dt 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00
dt 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00
dt 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00
dt 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00
dt 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00
dt 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00
dt 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00
dt 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00
dt 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00
dt 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00
dt 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00
dt 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00
dt 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00
dt 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00
dt 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00
dt 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00
dt 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00
dt 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00
dt 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
0x00 'configurable........
0x01
0x02
0x03
0x04
0x05
0x06
0x07
0x08
0x09
0x0A
0x0B
0x0C
0x0D
0x0E
0x0F
0x10
0x11
0x12
0x13
0x14
dt 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00
dt 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00
dt 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00
dt 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00
dt 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00
dt 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00
dt 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00
dt 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00
dt 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00
dt 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00
dt 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00
dt 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00
dt 0x00,0x00,0x00,0x5F,0x00,0x00
dt 0x00,0x00,0x03,0x00,0x03,0x00
dt 0x14,0x7F,0x14,0x7F,0x14,0x00
dt 0x24,0x2A,0x7F,0x2A,0x12,0x00
dt 0x26,0x16,0x08,0x34,0x32,0x00
dt 0x76,0x49,0x55,0x22,0x50,0x00
dt 0x00,0x00,0x05,0x03,0x00,0x00
dt 0x00,0x1C,0x22,0x41,0x00,0x00
dt 0x00,0x41,0x22,0x1C,0x00,0x00,0x00
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
!
"
#
$
%
&
'
(
)
0x15
0x16
0x17
0x18
0x19
0x1A
0x1B
0x1C
0x1D
0x1E
0x1F 'configurable........
0x20 space
0x21
0x22
0x23
0x24
0x25
0x26
0x27
0x28
0x29
dt 0x00,0x14,0x08,0x3E,0x08,0x14,0x00
dt 0x08,0x08,0x3E,0x08,0x08,0x00
dt 0x00,0x50,0x30,0x00,0x00,0x00
dt 0x08,0x08,0x08,0x08,0x08,0x00
dt 0x00,0x60,0x60,0x00,0x00,0x00
dt 0x20,0x10,0x08,0x04,0x02,0x00
dt 0x3E,0x51,0x49,0x45,0x3E,0x00
dt 0x00,0x42,0x7F,0x40,0x00,0x00
dt 0x42,0x61,0x51,0x49,0x46,0x00
dt 0x21,0x41,0x45,0x4B,0x31,0x00
dt 0x18,0x14,0x12,0x7F,0x10,0x00
dt 0x27,0x45,0x45,0x45,0x39,0x00
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
*
+
,
.
/
0
1
2
3
4
5
0x2A
0x2B
0x2C
0x2D
0x2E
0x2F
0x30
0x31
0x32
0x33
0x34
0x35
142
dt 0x3C,0x4A,0x49,0x49,0x30,0x00
dt 0x01,0x01,0x79,0x05,0x03,0x00
dt 0x36,0x49,0x49,0x49,0x36,0x00
dt 0x06,0x49,0x49,0x29,0x1E,0x00
dt 0x00,0x36,0x36,0x00,0x00,0x00
dt 0x00,0x56,0x36,0x00,0x00,0x00
dt 0x00,0x08,0x14,0x22,0x41,0x00
dt 0x14,0x14,0x14,0x14,0x14,0x00
dt 0x41,0x22,0x14,0x08,0x00,0x00,0x0
;
;
;
;
;
;
;
;
;
6
7
8
9
:
;
<
=
>
0x36
0x37
0x38
0x39
0x3A
0x3B
0x3C
0x3D
0x3E
dt 0x00,0x02,0x01,0x51,0x09,0x06,0x0
dt 0x3E,0x41,0x49,0x55,0x5E,0x00
dt 0x7E,0x11,0x11,0x11,0x7E,0x00
dt 0x7F,0x49,0x49,0x49,0x36,0x00
dt 0x3E,0x41,0x41,0x41,0x22,0x00
dt 0x7F,0x41,0x41,0x22,0x1C,0x00
dt 0x7F,0x49,0x49,0x49,0x41,0x00
dt 0x7F,0x09,0x09,0x09,0x01,0x00
dt 0x3E,0x41,0x49,0x49,0x3A,0x00
dt 0x7F,0x08,0x08,0x08,0x7F,0x00
dt 0x00,0x41,0x7F,0x41,0x00,0x00
dt 0x20,0x41,0x41,0x3F,0x00,0x00
dt 0x7F,0x08,0x14,0x22,0x41,0x00
dt 0x7F,0x40,0x40,0x40,0x40,0x00
dt 0x7F,0x02,0x0C,0x02,0x7F,0x00
dt 0x7F,0x04,0x08,0x10,0x7F,0x00
dt 0x3E,0x41,0x41,0x41,0x3E,0x00
dt 0x7F,0x09,0x09,0x09,0x06,0x00
dt 0x3E,0x41,0x51,0x21,0x5E,0x00
dt 0x7F,0x09,0x19,0x29,0x46,0x00
dt 0x46,0x49,0x49,0x49,0x31,0x00,0x00
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
?
@
A
B
C
D
E
F
G
H
I
J
K
L
M
N
O
P
Q
R
S
0x3F
0x40
0x41
0x42
0x43
0x44
0x45
0x46
0x47
0x48
0x49
0x4A
0x4B
0x4C
0x4D
0x4E
0x4F
0x50
0x51
0x52
0x53
dt 0x00,0x01,0x01,0x7F,0x01,0x01,0x00
dt 0x3F,0x40,0x40,0x40,0x3F,0x00
dt 0x1F,0x20,0x40,0x20,0x1F,0x00
dt 0x3F,0x40,0x3C,0x40,0x3F,0x00
dt 0x63,0x14,0x08,0x14,0x63,0x00
dt 0x07,0x08,0x70,0x08,0x07,0x00
dt 0x61,0x51,0x49,0x45,0x43,0x00
dt 0x00,0x7F,0x41,0x41,0x00,0x00
dt 0x02,0x04,0x08,0x10,0x20,0x00
dt 0x00,0x41,0x41,0x7F,0x00,0x00
dt 0x04,0x02,0x01,0x02,0x04,0x00
dt 0x40,0x40,0x40,0x40,0x40,0x00
dt 0x00,0x01,0x02,0x04,0x00,0x00
dt 0x20,0x54,0x54,0x54,0x78,0x00
dt 0x7F,0x48,0x44,0x44,0x38,0x00
dt 0x38,0x44,0x44,0x44,0x20,0x00
dt 0x38,0x44,0x44,0x48,0x7F,0x00
dt 0x38,0x54,0x54,0x54,0x18,0x00
dt 0x08,0x7E,0x09,0x01,0x02,0x00
dt 0x08,0x54,0x54,0x54,0x3C,0x00
dt 0x7F,0x08,0x04,0x04,0x78,0x00,0x00
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
T
U
V
W
X
Y
Z
[
\
]
^
_
`
a
b
c
d
e
f
g
h
0x54
0x55
0x56
0x57
0x58
0x59
0x5A
0x5B
0x5C
0x5D
0x5E
0x5F
0x60
0x61
0x62
0x63
0x64
0x65
0x66
0x67
0x68
dt 0x00,0x00,0x44,0x7D,0x40,0x00,0x00
dt 0x20,0x40,0x44,0x3D,0x00,0x00
dt 0x7F,0x10,0x28,0x44,0x00,0x00
dt 0x00,0x41,0x7F,0x40,0x00,0x00
dt 0x7C,0x04,0x18,0x04,0x78,0x00
dt 0x7C,0x08,0x04,0x04,0x78,0x00
dt 0x38,0x44,0x44,0x44,0x38,0x00
dt 0x7C,0x14,0x14,0x14,0x08,0x00
dt 0x08,0x14,0x14,0x18,0x7C,0x00
dt 0x7C,0x08,0x04,0x04,0x08,0x00
dt 0x48,0x54,0x54,0x54,0x20,0x00
dt 0x04,0x3F,0x44,0x40,0x20,0x00
dt 0x3C,0x40,0x40,0x20,0x7C,0x00
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
i
j
k
l
m
n
o
p
q
r
s
t
u
0x69
0x6A
0x6B
0x6C
0x6D
0x6E
0x6F
0x70
0x71
0x72
0x73
0x74
0x75
143
dt 0x1C,0x20,0x40,0x20,0x1C,0x00
dt 0x3C,0x40,0x38,0x40,0x3C,0x00
dt 0x44,0x28,0x10,0x28,0x44,0x00
dt 0x0C,0x50,0x50,0x50,0x3C,0x00
dt 0x44,0x64,0x54,0x4C,0x44,0x00
dt 0x00,0x08,0x36,0x41,0x00,0x00
dt 0x00,0x00,0x7F,0x00,0x00,0x00
dt 0x00,0x41,0x36,0x08,0x00,0x00,0x00
;
;
;
;
;
;
;
;
v
w
x
y
z
{
|
}
0x76
0x77
0x78
0x79
0x7A
0x7B
0x7C
0x7D
dt 0x00,0x08,0x08,0x2A,0x1C,0x08,0x00
dt 0x00,0x08,0x1C,0x2A,0x08,0x08
dt 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00
dt 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00
dt 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00
dt 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00
dt 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00
dt 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00
dt 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00
dt 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00
dt 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00
dt 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00
dt 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00
dt 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00
dt 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00
dt 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00
dt 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00
dt 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00
dt 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00
dt 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00
dt 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
->
<-
0x7E
0x7F
0x80 'configurable........
0x81
0x82
0x83
0x84
0x55
0x66
0x77
0x88
0x89
0x8A
0x8B
0x8C
0x8D
0x8E
0x8F
0x90
0x91
0x92
dt 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00
;
0x93
dt 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00
;
0x94
dt 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00
;
0x95 'configurable........
dt 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00
;
0x96
dt 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00
;
0x97
dt 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00
;
0x98
dt 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00
;
0x99
dt 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00
;
0x9A
dt 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00
;
0x9B
dt 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00
;
0x9C
dt 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00
;
0x9D
dt 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00
;
0x9F
dt 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00
;
0xA0
dt 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00
;
0xA1
dt 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00
;
0xA2
dt 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00
;
0xA3
dt 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00
;
0xA4
dt 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00
;
0xA5
dt 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00
;
0xA6
dt 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00
;
0xA7
dt 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00
;
0xA8
;*************************************************************************************************************************************
INVER_F
MOVWF
WT
CLRF
REG_F
BTFSC
WT,0
BSF
REG_F,7
BTFSC
WT,1
BSF
REG_F,6
BTFSC
WT,2
BSF
REG_F,5
BTFSC
WT,3
BSF
REG_F,4
BTFSC
WT,4
BSF
REG_F,3
BTFSC
WT,5
BSF
REG_F,2
144
BTFSC
WT,6
BSF
REG_F,1
BTFSC
WT,7
BSF
REG_F,0
MOVFW
REG_F
MOVWF
WT
RETURN
;*************************************************************************************************************************************
END
145
CONCLUSIONES
•
En el programa se realizo un PWM que conectado a un circuito generar un
voltaje negativo; este voltaje es necesario para el contraste de la pantalla. Pero
esta pantalla ya genera un voltaje negativo y por esta razón solo se tiene que
conectar, un potenciómetro de ajuste entre los pines de Vee, Vo y tierra, para su
correcto funcionamiento.
•
Para la ejecución de los comandos de esta pantalla, es necesario poner un
cero en los bits de selección de la pantalla (CS1 ó CS2) dependiendo de si
selecciona la parte derecha o izquierda, enviar el comando y luego activar el bit
enable durante un tiempo mínimo de 450 ns para que sea aceptada la
instrucción.
•
Después de la desactivación de CS1 ó CS2, es necesario esperar máximo 140
ns, para activar el enable; también se necesita esperar mínimo 10 ns después
de desactivar el enable, para cambiar los datos y bits, para que la LCD acepte
correctamente los comandos de escritura.
•
Es necesario direccionar la LCD con frecuencia, o por lo menos cada vez que
se cambie de banco para evitar graficar mal sobre la pantalla.
146
Anexo E. Configuración del núcleo
Configuración.
Núcleo – estructura.
Configuración de los recursos del microcontrolador, asignación de frecuencia a las
tareas, declaración de rutinas y máquinas de estado.
Interfaz – Entradas y salidas digitales.
Las entradas se activan a través del flanco ascendente.
147
Interfaz – Especiales
Configuración de memoria I2C.
Interfaz – Serial SCI.
Configuración del puerto serial, en modo 7, transmisión y recepción por buffer.
148
Anexo F. Código de programación
En la tarea lenta contiene la máquina de estado que controla el proceso principal,
debido a su interacción con el usuario.
Tarea lenta.
Invocación máquina de estados (secuencia principal).
Estado Arranque.
Espera para puesta en marcha del dispositivo de comunicación.
Estado Limpiar pantalla (Clr_screen)
Activación de orden de limpiar pantalla.
149
Estado ver_logo
Activación orden ver logo y temporizado para visualizar logo.
Estado Selección proceso.
De acuerdo con el evento que suceda, se elije el proceso, transmisión o recepción.
Estado control menús
Activa orden de visualizar menú, de acuerdo con la cantidad de visualizaciones
por menú y la posición del icono cambia el menú a visualizar.
150
Estado desplaza icono.
Activa la visualización del cursor, identifica la dirección de desplazamiento del
cursor, cancela transmisión y cambia a estado de almacenamiento de datos.
151
Estado Datos TX.
Codifica el icono y el menú en un dato a ser enviado, prepara siguiente menú a ser
visualizado.
152
Rutina de codificación.
Estado visualización RX.
Activa orden de visualización de mensaje y maneja el tiempo para observar
mensaje.
153
Tarea Normal
A esta frecuencia se tienen tres tareas de aplicación, la primera maneja la rutina
de lectura y escritura de dispositivos I2C.
La segunda tarea contiene la máquina de estados (Presentación), la cual controla
el proceso de lectura indicando la posición de memoria y las características de
presentación en la LCD gráfica.
Invocación de la máquina de estado y control de apagado de LCD.
Estado de espera de presentación
Selección de posición de memoria para la lectura y lanzamiento de datos a la
LCD, según imagen a mostrar.
154
155
Estado lectura de datos
Maneja los ciclos de lectura de memoria y llenado de buffer de datos para la
visualización, además direcciona el proceso para el lanzado de información según
la visualización.
Estado lanzar logo
Establece las características de la región de visualización, la cantidad de regiones
y enciende el indicador de lanzado de región para la presentación en la LCD.
Además de los ciclos de lectura para completar la imagen a presentar.
156
Estado lanzar borrado LCD.
Activa el indicador de borrar display, de la rutina de borrado de display.
Estado de lanzar menú
Establece las características de las regiones por íconos, cantidad de regiones a
visualizar y veces que se debe realizar el ciclo de lectura.
157
Estado lanzar icono.
Este estado administra maneja la lectura e inversión de datos para el cursor, la
inversión de datos y la posterior normalización de los datos.
Rutina inversión de datos.
Lee la información del buffer de datos de envió para la LCD e invierte estos datos
y los almacena de nuevo en el buffer y activa el indicador de lanzamiento de datos
hacia la LCD.
158
Estado lanzar mensaje.
Establece los datos para la ubicación de los íconos de mensaje en la pantalla así
como los ciclos de lectura de la memoria para la visualización total del mensaje.
La tercera tarea a la frecuencia normal administra la comunicación a través de una
máquina de estado, la cual posee dos estados, transmisión y recepción donde se
codifican y decodifican los datos.
159
Estado inicio com.
Estado donde se recibe la orden de transmisión o recepción y se selecciona el
proceso.
Estado TX_transmisión.
Estado donde se construye el protocolo de comunicación, ubicando dentro del
buffer.
Estado RX_transmisión
Lee la información contenida en el buffer, se ubica dentro de las variables para ser
manipulada, decodifica la información de los mensajes para ser presentada.
160
Rutina de Decodificación RX
Tarea rápida.
Inicia el proceso a realizar hacia la LCD, borrado display o lanzado de datos.
Rutina borrado display.
161
Rutina salida display.
Rutina de configuración display.
162
Anexo G. Planos del dispositivo
Plano esquemático del dispositivo
Fuente: autores
163
Anexo H. Presupuesto
Materiales
Elemento
Microcontrolador MC68HC908GP32
LCD gráfica PG12864B
Menmoria 24LC512
TLP434 (Transmisor radiofrecuencia)
RLP434 (Receptor radiofrecuencia)
Portaintegrado 40 pines
Portaintegrado 8 pines
Regulador 78L05
Transistor 2N3904
Cable ribbon 20 hilos (metro)
Cristal 4 MHz
Resistencias (Varios valores)
Condensadores (Varios valores)
Pulsadores (tamaño grande)
Pulsador (pequeño)
Bornera
Terminales (pulsador)
Conector pulsador
Regleta 2 x 20 (conexión)
Circuito impreso
Caja acrilica
Adaptador voltaje 9V
Diodo led
Cantidad
2
2
2
2
2
2
2
4
2
2
2
50
20
12
2
2
24
12
2
2
2
2
4
Valor unitario
17.000
105.000
10.000
20.000
20.000
1000
500
2000
500
3000
600
2.000
3.500
1.200
200
500
200
500
2.000
30.000
30.000
10.000
700
Valor total
34.000
210.000
20.000
40.000
40.000
2.000
1.000
8.000
1.000
6.000
1.200
4.000
7.000
14.400
400
1.000
4.800
6.000
4.000
60.000
60.000
20.000
2.400
547.200
Total Materiales
Equipos
Equipo
Computador
Programador circuitos integrados
Uso (en horas)
100
50
Total
Valor
2.000
4.000
Valor total
200.000
200.000
400.000
164
Presupuesto global
Rubros
Valor
547.200
400.000
94.720
Materiales
Equipos
Imprevistos (10%)
1.041.920
Total
165