PAPER PROYECTO CREATIVO
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Implementación de un Teclado de Enseñanza de Braille 1*
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David Castillo y Ronny Polanco1 1Escuela de Ingeniería Mecatrónica, Universidad Internacional del Ecuador,
Quito, Ecuador
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Autor principal/Corresponding principal/Corresponding author, e -mail:
[email protected]
Abstract: Project developing should have certain strategies to solve problems by finding the best way to solve it. This project consists in the design and implementation of a keyboard that teaches braille language. This keyboard is capable of teaching the alphabet in braille. The keyboard have a total of twenty-seven buttons which are connected to an Arduino and covered by a keyboard key, k ey, this key have, on the top of o f it, the letter that belongs to the button written in braille. Altogether the keyboard have the same name of keys as of buttons. By pressing a key this sends information to the Arduino and, in the same way, the Arduino send information to NetBeans so this last, using and interface will show the letter assigned in the screen and it will reproduce a voice saying the letter. Keywords — Arduino, Arduino, keyboard, NetBeans, button.
Resumen: El desarrollo de proyectos consiste en crear estrategias para resolver problemas al encontrar la mejor manera de resolverlos. Este proyecto consiste en el diseño e implementación implementación de un teclado de enseñanza enseñanza del lenguaje braille. braille. Este teclado teclado es capaz de enseñar enseñar el alfabeto en braille. Dicho teclado contiene un total de veintisiete pulsadores conectados a un Arduino y cubiertos por teclas que contien en la letra que le pertenezca al pulsador encima encima de ellas. ellas. En total el teclado tiene el el mismo mismo número de teclas que de pulsadores. Al presionar una tecla esta mandará mandará información a al Arduino, este tomará la información y la enviará a NetBeans para que q ue en una interfaz se muestre la letra perteneciente a la tecla presionada en la pantalla pantalla y se reproducirá una voz que diga la letra que es. Palabras clave — Arduino, Arduino, teclado, NetBeans, pulsador.
I. I NTRODUCCIÓN Este proyecto pretende aportar información y material didáctico a la comunidad educativa en el tema de la enseñanza del alfabeto en lenguaje braille. Dicho lenguaje es de gran utilidad en la vida diaria de las personas. Para aprender este lenguaje se han realizado varios métodos de enseñanza para ayudar a las personas que carecen de visión. Debido a esto se implementa este proyecto, para ayudar a dichas personas que desean aprender una parte del lenguaje braille a través de un teclado y una interfaz constando en este las veintisiete letras del alfabeto español. Como objetivo principal del proyecto se tiene la implementación de un teclado de aprendizaje del alfabeto español en braille. Los objetivos secundarios se dan a medida que se va avanzando en el proyecto, siendo: aplicar NetBeans para la realización de una interfaz; relacionar imágenes o sonidos con la parte práctica para un mejor aprendizaje; construir un dispositivo externo llamativo y con funcionalidad; inferir en el aprendizaje del usuario a través de material didáctico.
Botones
Pulsadores
Conexión serial
Conexiones
Conexión bluetooth.
Madera
II. DISEÑO DEL PROTOTIPO A. Análisis de Alternativas TABLA I A NÁLISIS DE ALTERNATIVAS
Material
Policarbonato Hardware
Como se desea trabajar didácticamente, se ha
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pensado realizar el componente externo que asimile al teclado de una computadora. La única opción que hay es utilizar pulsadores ya que se necesita teclas para poder poner poner en ellas las las letras en braille. La conexión del software de tipo B podría ser una opción muy buena, ya que trabaja directamente con el ordenador. La conexión a bluetooth, también puede ser una muy buena opción, opción, ya que el prototipo seria llamativo y no tendría dificultades en cuanto al funcionamiento de un cable. La madera es una muy buena opción, ya que en ella se pueden hacer orificios y decoraciones de manera práctica y sencilla. El policarbonato es otra buena opción, ya que este material es muy novedoso y duradero.
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Tabla I. En la tabla se muestran las alternativas de los materiales a usar B. Modelamiento de la Estructura Mediante Software CAD
Para el modelamiento de la estructura, se hace uso del Software AutoCAD el cual, por su versatilidad de funcionamiento y facilidad de uso, es el Software más viable para el diseño de la estructura a través de la creación de planos. C. Diseño Preliminar del Software
Los programas que se han usado son NetBeans y Arduino. Para crear la interfaz de aprendizaje en el ordenador portátil se ha utilizado NetBeans, por la facilidad de la creación de una interfaz a partir de plantillas dadas en el software. Arduino es el software que se usó para programar los pulsadores, este es un software que se usa de manera funcional, ya que inicialmente se llaman las bibliotecas con las que se implementará la programación y luego se crean funciones como recurso para llamar cada vez que se necesite de un proceso que se utilice varias veces, de este modo no se tendrá que repetir líneas de programación de manera repetitiva.
Pin
2
Función
1
VSS o GND y un pin digital del arduino VDD o Alimentación(+5V) Tabla II. La columna iz quierda nos muestra el número de pin ( los pulsadores tienen 2) y la columna izquierda nos muestra la información de cada pin [1]. 2
Dados a conocer los pines de los pulsadores se procede a conectarlos con el Arduino con la siguiente configuración:
III. DISEÑO DEL SOFTWARE A. Comunicación
La comunicación del Arduino con los pulsadores es importante y, de la misma manera, la comunicación del Arduino con NetBeans. Ambas comunicaciones son diferentes, ya que la conexión de las dos primeras es mediante el protocolo SPI (Serial Peripherical Interface); y la comunicación del Arduino con NetBeans es a través de una conexión serial. 1) Conexión a Través de Puerto Serial: El software implementado mantiene una conexión de manera serial con la computadora que contenga la interfaz de aprendizaje. Esto es de suma importancia debido a que podrá permitir detectar cual será el puerto de comunicación a utilizarse, la información es transmitida como bits, la capacidad de transferencia es de un bit a la vez, para el caso de este proyecto las partículas deben ser bidireccionales para que exista una retroalimentación. 2) Conexión Mediante el Protocolo SPI: Para la conexión que se realiza entre el Arduino y los pulsadores no se necesitan librerías especiales. Luego de esto se procede a generar la programación deseada para obtener los resultados esperados . IV. DISEÑO ELECTRÓNICO A. Dimensionamiento del Circuito de los Pulsadores
La conexión, siguiendo el protocolo SPI de los pulsadores con el Arduino sigue un circuito específico de conexión entre ambos. Para la conexión se necesita de una resistencia de 270 ohmios, un punto de tierra y una fuente de alimentación que entregue 5 voltios. Un pulsador cuenta con los pines que son mostrados en la tabla II. TABLA II PINES DE UN PULSADOR
Figura 1. Conexión de Arduino con pulsador según las normas SPI [1].
De modo que el prototipo queda de la siguiente manera: .
V. CONCLUSIONES Netbeans es muy importante para este tipo de proyectos ya que permite realizar interfaces y existe mucha información en la red para poder realizar las debidas conexiones. Para la interfaz se ha utilizado de manera simultánea el uso de las imágenes de las letras que se complementan con la parte práctica (sentir las teclas). El dispositivo tiene un diseño llamativo ya que fue realizado en policarbonato. Aprender por medio del uso de tecnología puede llegar a ser complicado. Debido a esto, los equipos para enseñar deben estar destinados únicamente a este propósito. El proyecto ha tenido un costo no muy elevado, por lo que puede ser accesible para los colegios inclusivos donde se desee implementar este tipo de aprendizaje.
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VI. R ECOMENDACIONES Para la interfaz se recomienda mantener orden y jerarquía en los frames, para así poder comunicar una con otra. Hay que verificar de manera correcta las conexiones que se realizan ya que, si no se las verifica antes de mandar corriente, se puede dañar algún elemento perteneciente al circuito. Al momento de realizar la conexión serial, tener muy en cuenta las librerías que se van a usar y los diferentes componentes que permiten dicha comunicación. La comunicación serial solo se puede realizar con java de 32 bits por la naturaleza de la librería. VII. TRABAJOS FUTUROS Se puede mejorar mucho más el prototipo ya que se podrían añadir muchas más teclas con símbolos que se usan en el lenguaje braille. De este modo el modelo será mucho más sofisticado y atractivo. Referencias [1] Paruro, “Lectura Serial Digital Pulsador Paruro Pe, Feb. 2013. ”
[Online]. Disponible el 18.03.2017 en: https://paruro.pe/aprende/arduino/es-digitales/arduino-digital-pulsador
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