Diseño y Construcción de Un Bastón Blanco Inteligente (1)

7/23/2019 Diseño y Construcción de Un Bastón Blanco Inteligente (1)

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Diseño y construcción de un Bastón Blanco Inteligente

“Design and construction of an Inteligent White Cane”

Ing. Luis Angel Izquierdo AdrianoInstituto Tecnológico de Puebla

correo: [email protected]

Ing. art!n de "es#s $onz%lez &ern%ndezInstituto Tecnológico de Puebla

correo: lordlestat'ra([email protected]

Ing. Israel )arraza *ol!sInstituto Tecnológico de Puebla

correo: basi+03@li(e.com

.,. "airo P-rez P-rezInstituto Tecnológico de Puebla

correo: bu'[email protected]

mailto:[email protected]











Resumen.-

El proyecto está enfocado directamente a las personas que sufren de una discapacidad visual, que no

les permita por si solas, darse cuenta de lo que hay a su alrededor. Su principal herramienta es el

bastón blanco, que es, a grandes rasgos un tubo hueco, los hay de diferentes tipos de materiales,

siendo el de aluminio el más utilizado. Sin embargo, éste bastón no les permite percatarse de losdiferentes obstáculos a lo largo del camino; cosas tan simples como una venta abierta o herrera a la

altura de la cabeza de quien va transitando por cierto corredor o banqueta. !o e"iste como tal, una

herramienta que, como el bastón blanco, les permita a las personas invidentes, prevenir obstáculos

de dicho tipo, para lo que, después de haber hecho este análisis se consideró implementar a este

bastón, sensores que puedan detectar dichos obstáculos a tiempo y que puedan ofrecer una respuesta

sensorial al usuario que les permita saber que el obstáculo detectado, está pró"imo y pueda ser

librado sin ninguna dificultad o da#o, con la ayuda del procesamiento de los microcontroladores al

que se decidió llamar como $%astón &'(). *sando materiales de ba+o costo para que el bastón

inteligente pueda ser adquirido con facilidad por personas de ba+os recursos y que les pueda brindar

el me+or servicio posible y un caminar más seguro.

Abstract

'he pro+ect is targeted directly to people ho-s suffering from a visual impairment that prevents

them for themselves, realize hat is around it. &ts main tool is the hite cane, hich is roughly a

hollo aluminum tube, although there are different types of materials, aluminum being the most

used. oever, this staff does not allo them to notice the different obstacles along the ay; simple

things such as a sale or blac/smith open up to on high of the head from a passing al/er. 'here is as

such a tool, li/e the hite cane, alloed to blind people, prevent obstacles of that /ind, for hich,

after ma/ing this analysis considered implementing this cane, sensors that can detect these obstacles

on time and that can provide sensory feedbac/ to the user that allos them to /no that the detectedobstacle is close and can be delivered ithout any trouble or damage, processing ith the help of

microcontrollers. *sing ine"pensive materials for the smart stic/ can be easily purchased by poor

people and that can provide them the best possible service and a safer al/ing.

(alabras 0lave 1bastón blanco, invidentes, sensores, microcontroladores, ba+o costo2.

Introducción.-

En 3é"ico, un gran porcenta+e de gente que sufre de alguna discapacidad visual, no cuenta con los

recursos necesarios para comprar un bastón que cubra sus necesidades. (ara ello, el proyecto se

enfoca principalmente en estas personas, que además de sufrir con una discapacidad visual, no

cuentan con los recursos necesarios para adquirir un bastón que cubra por completo sus

necesidades.

El bastón que se creó, cuenta con ciertos aditamentos que permiten al usuario, percatarse de cosas a

su alrededor, además del piso, que es para lo que se usa el bastón blanco com4nmente.



(ara ello se eligieron materiales de ba+o costo y de calidad. El producto como tal, cuenta con

diversas me+oras para avisarle al usuario de alg4n obstáculo que está por apro"imarse,

permitiéndole tomar las medidas de seguridad necesarias, con la ayuda de sensores de pro"imidad,

ensamblados y calibrados de la me+or manera posible para poder dar una respuesta rápida, efectiva

y confiable a quien lo use.

En la actualidad en la mayora de los pases, los ciegos. (ara su desplazamiento utilizan el conocido

bastón blanco, una sencilla herramienta que fue inventada en 5678, pero recién después de la

segunda guerra mundial surgieron las técnicas de orientación y movilidad. 9nteriormente, los

ciegos dependan en general para desplazarse de la colaboración de algunas personas que oficiasen

de lazarillo o se movilizaban con perros guas o varas.

El sargento :ichard oover, quien se desempe#aba como irector de :ehabilitación <sica,

=rientación y :ecreación en un hospital de Estados *nidos en donde se desarrollaba un programa

en un hospital de rehabilitación para veteranos de guerra que haban perdido la visión, observó que

aquellos ciegos se desplazaban con la ayuda de bastones cortos y pesados que les servan como

apoyo pero que no les serva para anticipar obstáculos. Entonces tuvo la brillante idea de sustituir

aquellos bastones por otros más largos y livianos, y desarrollo la técnica de uso que hoy lleva su

nombre y que le permitió a los ciegos del mundo desplazarse en forma autónoma y segura.

esde entonces, los centros de rehabilitación y las escuelas para ciegos se encargan de brindar las

instrucciones necesarias para el uso de los bastones blancos. Esto incluye una e"plicación de las

$leyes del bastón blanco) que estipulan que los conductores de automóviles deben otorgar el

derecho de paso a los ciegos y a las personas con problemas de la vista.

El bastón blanco es un dispositivo de movilidad en el que son entrenadas preferentemente las

personas sin resto visual. >ale decir, que es un instrumento au"iliar a la movilidad que sirve para

que las personas ciegas puedan desplazarse con mayor autonoma y seguridad en su vida cotidiana,

al servir como distintivo, como informador y como protección.

El uso correcto del bastón blanco implica un con+unto de técnicas para que las personas ciegas

puedan desplazarse con relativa seguridad. 0uando se emplea la técnica rtmica de contacto de dos

puntos, la puntera del bastón deberá describir un arco levemente superior al ancho del cuerpo de la

persona.

(or ello el bastón blanco es y será una herramienta, que en el marco de una adecuación a las

técnicas de uso, permiten la integración de la persona humana al escenario social dentro de una

concepción solidariamente comprometida. 19nónimo, ?8572

@eneralmente se elabora con tubos de aluminio plegables entre s mediante un resorte elástico. En

la parte superior, la empu#adura es de goma, lo cual permite tomarlo con soltura y mayor

comodidad. En el e"tremo inferior tiene una puntilla con un deslizador metálico rodante. 9demás

del %astón %lanco plegable, también e"isten otros modelos que son completamente rgidos y con la

empu#adura curveada.



9 decir de la mayora de los ciegos que usan el bastón plegable, éste es más práctico porque al

doblarse generalmente en cuatro tramos, puede guardarse fácilmente dentro del portafolio, mochila

o en el ca+ón del escritorio; mientras que el modelo rgido, si bien es más durable por su

consistencia, muchas veces resulta estorboso y poco funcional para la localización de obstáculos.

El tama#o del bastón blanco debe llegar a la altura del esternón, y la medida vara de acuerdo a laestatura. ay bastones de 5.8A, 5.58, 5.5A y 5.?8 metros. En consecuencia, un bastón corto no

permite detectar a tiempo los obstáculos, además de que origina esfuerzos innecesarios y maniobras

incorrectas al momento del desplazamiento de la persona ciega, ocasionando fatiga, torpeza para

caminar, trastornos musculo esqueléticos, e incluso cadas y tropezones 1(ulido, ?88B2.

Proceso de diseño y fabricación del “Bastón ITP”.-

(ara la fabricación del $%astón &'() fue necesario primero hacer un dise#o que cubriera las

caractersticas de eficiente y económico, optamos por elegir el micro controlador para ser elencargado procesar la información al ser un dispositivo económico, fácil de adquirir y operar. (ara

hacer la selección de un sensor realizamos distintas pruebas en las que se tomaron en cuenta

distintos aspectos tales como, rango de operación, tiempo de respuesta y sensibilidad entre otras

siendo el sensor ultrasónico el que diera me+ores resultados. 0omo indicador optamos por un motor

vibrador miniatura.

(rimer sé traba+o con el tubo, se realizaron los barrenos necesarios, posteriormente se le inserto el

motor miniatura y el sensor ultrasónico en sus respectivos sitios.

Se configuro el rango del sensor ultrasónico para que se pudiera

personalizar seg4n la estatura de cada usuario, en el mango del

bastón se colocó en peque#o motor con la finalidad de ser indicador

de que el sensor haba detectado un ob+eto y as el usuario poder

evadirlo.

Se realizó una peque#a ca+a para proteger el circuito impreso,

seguido de esto se colocó el cableado de tal suerte que este quedase

oculto para hacerlo más estético y seguro. (osteriormente

realizamos una etapa de pruebas en las que los usuarios realizaron

un recorrido en donde haba diferentes ob+etos a distintas alturas, el

bastón reacciono correctamente permitiendo a los usuarios detectar

obstáculos de diferentes vol4menes y materiales.



onclusión.-

0omo ya se ha mencionado anteriormente, la finalidad de este proyecto es darle la facilidad de

monitorear al usuario sobre los ob+etos que encuentran a su alrededor, en especfico, los que seencuentra por encima de su cintura.

(ara ello se utilizaron componentes de ba+o costo, de fácil acceso y lo que

es me+or, de fácil entendimiento para el usuario.

El funcionamiento de este bastón $inteligente) se adapta al usuario, ya

que puede detectar obstáculos a C8cm de distancia. 0uando el sensor

detecta un ob+eto, manda un pulso al motor el cual tiene un retardo de

AmS, lo suficientemente rápido para que el usuario se detenga antes de

chocar con el obstáculo.

espués de haber realizado varias pruebas con el bastón, se pudo

observar que funciona de la manera esperada para que el usuario tenga la

seguridad y facilidad de andar por la calle de forma más autónoma, sin

preocuparse por obstáculos que puedan estar por encima de su cintura.



Discusión y an!lisis de resultados.-

0omo se puede apreciar en las imágenes presentadas en el documento, el bastón tiene

implementado el sistema que se fabricó para la obtención de las se#ales que se quieren identificar y

mandar al receptor. Da posición en la que se puso el sensor permite detectar los ob+etos en un rango

de distancia de la cintura hasta la cabeza del usuario. (ara personas que midan en promedio 5.C8m

de altura. (ero la distancia de respuesta puede ser adaptada a petición de quien lo use.

El sensor de pro"imidad que se eligió, permite detectar ob+etos translucidos, como ventanas, a

diferencia de otro tipo de sensores, a los que se les dificulta detectar dichos ob+etos, lo que ofrece al

bastón, una respuesta más confiable.

Agradecimientos.-

9gradecemos el apoyo brindado por parte de la institución; las instalaciones que ofrecen a nosotros

los estudiantes, que fueron las que permitieron el desarrollo de este proyecto.

En la preparación de éste, se recogieron las opiniones desinteresadas de los (rofesores y

0oordinadores de &nvestigación del &nstituto 'ecnológico de (uebla, as como de académicos y

personal administrativo de la misma.

En particular, agradecemos al 3.0. airo (érez (érez por la participación y asesoramiento para la

realización de nuestro proyecto, además, el haber revisado el te"to y sus atinados comentarios parame+orarlo.

Referencias.-

Anónimo. 20/3. Varieduca. 1btenido de arieduca:

tt4:55(arieduca.6imdo.com5orientaci7,37)3n9mo(ilidad5istoriadelbast

7,37)3nblancolaorientaci7,37)3n9mo(ilidad5

nrique Palacios; &. <. 200=. Microcontrolador PIC16F84 Desarrollo de

proectos! ->ico ?&: Alaomega.



$a(io; <. B. 20/0. Introducci"n a los siste#as de control! do. de ->ico:

PA<*1C.

Ba9t; D. B. 200E. $n%lisis de circuitos en Ingenier&a! ->ico ?&: c $raF Bill.

Gnut; ?. . /H8. olume /: &undamental Algoritms. n ?. . Gnut; 'he $rt of

Co#puter Progra##ing! assacusetts: Addison Desle9.

Pulido; ". ?iciembre de 200. Contacto (raile. 1btenido de ,ontacto )raile:

tt4:55FFF.contactobraille.com5baston.tml

Dilliam ? ,oo4er; A. ?. /HH/. Instru#entaci"n )lectr"nica Moderna '*cnicas

de Medici"n! do. de ->ico: PA<*1C.

"emblan#a corta.-

Duis 9ngel &zquierdo 9driano

Estudiante de la &ngeniera en electrónica en el &nstituto 'ecnológico de (uebla, egresado como

au"iliar de 0ontador del &nstituto 0asa %lanca 9.0. donde se graduó como uno de los primeros

lugares de su generación. entro del 'ecnológico de (uebla, gana en el primero semestre, el

concurso de ciencias básicas, organizado en el propio &nstituto 'ecnológico, con el (royecto $%razo

:obótico %ombero), as también como el concurso de $3onstruonics), en el séptimo semestre, con

el (royecto $Silla eléctrica del 'error), y colaboró en el dise#o y armado del (royecto $3edidor de

:adiación Solar) que participó en el concurso de innovación tecnológica que se realiza con el

apoyo del 0=!90F' dentro de la &nstitución.

3artin de es4s @onzález <ernández

El estudiante de &ngeniera Electrónica en el instituto 'ecnológico de (uebla, egresado como

profesional técnico bachiller en Electrónica &ndustrial por el 0olegio !acional de Educación

(rofesional 'écnica, ah obtiene el primer lugar en el concurso de S*3= %='S y carros

seguidores de lnea as también en el concurso de Da semana de la tecnologa con el proyecto $Silla

de :uedas 9utomática) ya en el tecnológico de puebla es ganador del concurso de ciencias básicas

organizado en el 'ecnológico vespertino de puebla con el proyecto $%razo :obótico %ombero), as



también como el concurso de $3onstruonics) e innovación que se realiza con el apoyo de

0=!90F' con el proyecto $3edidor de radiación Solar) que posteriormente fue presentado en el

planetario de (uebla, evento con+unto con otras universidades.

%arraza Solis &srael

El estudiante de &ngeniera el Electrónica en el &nstituto 'ecnológico de (uebla, egresado del

%achillerato =ficial >espertino ermanos Serdán, participando en diversos concursos internos de

ciencia y sustentabilidad.

entro del &nstituto 'ecnológico de (uebla participo en el concurso de $3onstruonics), con el

(royecto Seguidor de Dneas, el cual se realiza dentro del instituto.

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Diseño y Construcción de Un Bastón Blanco Inteligente (1)