1 Andrea Noboa Montenegro Diana Noboa MontenegroDISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN SISTEMA ELECTRÓNICO CON INTERFACE A PC PARA AUTOMATIZAR UNA MÁQUINA DE ESCRIBIR BRAILLE Andrea Noboa Montenegro Diana Noboa Montenegro

2 “DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN SISTEMA ELECTRÓNICO CON INTERFACE A PC PARA AUTOMATIZAR UNA MÁQUINA DE ESCRIBIR BRAILLE” De qué se trata? Documento en digital Imprimir en Braille

3 Solución: Conversión de alfabeto latino a alfabeto BrailleTexto digital Botón Imprimir Programación para activar motores Recepción de datos en el microcontrolador Envió de bytes desde Java hacia microcontrolador Automatización de Máquina de Escribir Braille

4 ESTADÍSTICAS 15 millones de habitantes en el Ecuador (Instituto Nacional de Estadística y Censos (INEC, 2010)) (0.28%) personas tienen discapacidad visual (Consejo Nacional de Igualdad de Discapacidades (Conadis))  inclusion social para una vida de calidad y aprendizaje. La Constitución de la República del Ecuador, pone en marcha el cumplimiento de principios, derechos y procedimientos de las normas con el objetivo de incluir a las personas no videntes dentro de la sociedad con una igualdad de derechos y oportunidades, brindándoles una calidad de vida superior

5 La vista, desde el nacimiento, es un canal sensorial socialLa vista, desde el nacimiento, es un canal sensorial social. Estudios realizados, hasta los doce años la mayoría de las nociones aprendidas se captan a través de la vista, en una proporción del 83%, frente a los estímulos captados por los otros sentidos, que se reparten entre el 17% de los restantes. Vidente  viendo No Vidente  leyendo y escuchando Desde temprana edad un niño/a, lo que con el ojo observa, quiere tocar con la mano y cuando ha tocado aquello, quiere ir más lejos, aprendiendo todos los días algo nuevo. Una persona no vidente, tiene esta limitación  nace el Sistema Braille para que puedan tener una comunicación con el medio que los rodea, teniendo un complemento adicional a su aprendizaje.

6 HISTORIA DEL BRAILLE “Las personas videntes suelen tener millares de deseos; el ciego, sólo uno...” . Louis Braille. 1819: Chales Barbier (francés, Cap.Ejército)  puntos en relieve, llamados “escritura nocturna’’ (1ra. Guerra mundial). Signos que representaban sonidos, se leían con las yemas de los dedos y se escribían con un punzón. Los signos eran grandes y no representaban la ortografía de las palabras, sino su sonido. Louis Braille ( ), estudiante ciego analiza el sistema de Barbier y realiza varias modificaciones: reduce el tamaño de los signos e inventa un alfabeto. 1827 : se publica el código de lectoescritura para personas no videntes 1840 : se acepta oficialmente el Sistema Braille 1878 : Promueven como método universal al considerarlo el mejor sistema de lectoescritura para personas no videntes, por su probada utilidad didáctica. 1era guerra mundial: los soldados necesitaban comunicarse entre si en la noche y oscuridad, no tenian oportunidad de prender una vela o algo por eso era escritura nocturna

7 QUÉ ES EL BRAILLE? Sistema de celdas de seis puntos en relieve, organizados en una matriz de tres filas por dos columnas, numeradas de arriba hacia abajo y de izquierda a derecha, llamado Signo Generador Es un alfabeto universal, no un idioma, se representa letras, signos de puntuación, números, símbolos matemáticos, música, etc. Se debe tomar en cuenta que las particularidades y la sintaxis siempre serán las mismas que para los caracteres visuales La lectura se realiza mediante el tacto con las yemas de los dedos, se debe desplazar de izquierda a derecha

8 Distribución y tamaño del Signo Generador, es estándar  Louis Braille investigó que las terminaciones nerviosas de la yema de los dedos están capacitadas para captar este tamaño en particular. Personas no videntes tienen a la mano un a herramienta poderosa que les permite: La lectura y escritura Válido y eficaz en comunicación, Representa letras del alfabeto común, los números, signos de puntuación, símbolos matemáticos, música, entre otros.

9 Con los seis puntos se obtiene 64 combinaciones diferentes. La presencia o ausencia de puntos permite la codificación del signo generador, se sabrá que letra es la que se está representando Con los seis puntos se obtiene 64 combinaciones diferentes. Las 64 combinaciones son insuficientes para cubrir con todo el alfabeto (números a-j) y los signos que existen, se utilizan signos diferenciadores especiales utilizados como prefijos para representar caracteres. Mayúscula Números Signos de puntuación Símbolos matemáticos Caracteres especiales, etc.

10 DISEÑO DEL CODIGO BRAILLESerie 1: utiliza los cuatro puntos superiores, puntos 1, 2, 4, y 5, forma las diez primeras letras del alfabeto. Serie 2: añade el punto 3 a los puntos ya formados de la serie 1, la letra Ñ es una excepción. Existe la letra Ñ en el Alfabeto Braille en español Son 5 series que combinadas entre si y con los puntos forman el alfabeto, numeros, caracteres especiales

11 Serie 3: se forma a partir de los puntos de la Serie 2, añadiéndole el punto 6.Serie 4: se forman a partir de la serie 1 y añadiéndole el punto 6. Serie 5: define los puntos de puntuación, se utiliza los puntos de la serie 1 omitiendo los puntos de la mitad superior de la matriz.

12 Prefijos letras mayúsculas y númerosLos signos complementarios usados como prefijos: Las letras mayúsculas se leen así: Los numeros se leen asi:

13 Alfabeto y números

14 Vocales con acento Signos matemáticos

15 Signos especiales

16 ESCRITURA EN BRAILLE Escritura a mano: utiliza punzón, regleta y papel especial (papel grueso). Se escribe de derecha a izquierda, invirtiendo la numeración de los puntos del signo generador, así los puntos marcados al escribir quedaran como puntos en relieve al momento de dar la vuelta al papel y de ésta manera poder leer. Se necesita alta precisión mecánica en el punteado y practica. Todos los puntos deben tener el mismo relieve.

17 Escritura a máquina: Fácil Tiene 6 teclas  una para cada uno de los puntos del signo generador. Tiene tecla de espacio ,tecla de retroceso y tecla para salto de línea. Se pueden pulsar las teclas por separado o simultáneamente, construyendo la combinación de los códigos Braille, tomando en cuenta que a cada tecla le corresponde un dedo en especifico para ser pulsada de esta manera las manos están en una posición cómoda La máquina de escribir Braille más común es la Perkins, ésta fue fabricada por la Perkins School of the Blinds en Massachusetts, USA.

18 La tecla 1 con el índice izquierdo.La tecla 2 con el corazón izquierdo. La tecla 3 con el anular izquierdo. La tecla 4 con el índice derecho. La tecla 5 con el corazón derecho. La tecla 6 con el anular derecho. La tecla espaciadora con el pulgar

19 HARDWARE Requisitos del sistemaActuador lineal eléctrico, neumático, hidráulico Carrera 20[mm]  teclas , Carrera 30[mm]  tecla del salto de línea. Fuerza necesaria para presionar y marcar el papel Longitud a recorrer el mecanismo del retroceso de carro y motores. Microcontrolador  conexión USB Fuente de alimentación

20 Fuerza para presionar las teclasMASA [KG] ACELERACIÓN FUERZA [N] 0.45 9.8 4.45 0.5 4.9 0.54 5.34 0.59 5.79 0.63 6.23 0.68 6.68 0.72 7.12 0.77 7.57 0.81 8.01 0.86 8.46 0.90 8.90 1 9.80

21

22 Fluido aceite mineral (500 bar) Aire a presión (5 – 10 bar)ACTUADORES ELÉCTRICOS HIDRÁULICOS NEUMÁTICOS Fuente de energía Electricidad Fluido aceite mineral (500 bar) Aire a presión (5 – 10 bar) Opciones DC, AC, Motor paso a paso Servomotor, Actuadores Lineales, motor reductor Cilindros, Motor de paletas, Motor de pistones axiales Cilindros Motor de paletas Motor de pistón Tamaño del sistema Pequeño  cables eléctricos, fuente eléctrica Grande  mangueras, bomba y caja de aceite Mediano  mangueras y el compresor Costo Bajo Alto Potencia Potencia alta Alta relación potencia – peso, desarrolla grandes fuerzas

23 Corriente, voltaje, cables Bomba, caja de aceite, mangueras ACTUADORES ELÉCTRICOS HIDRÁULICOS NEUMÁTICOS Instalación Corriente, voltaje, cables Bomba, caja de aceite, mangueras Compresor, filtros, mangueras Velocidad de respuesta Rápida Lenta Mantenimiento Fácil  acceso de diferentes elementos utilizados en el proceso Complicado  acceso de los diferentes elementos utilizados en el proceso Ruido Silencioso Ruidoso Robustez Medianamente robusto Altamente robusto Robustos y duraderos Precisión Muy preciso y fiables Preciso Actuador Eléctrico es más optimo debido a todas las ventajas que lleva a favor comparándolas con los otros actuadores espacio en la instalación es muy pequeña, su costo es accesible, no es ruidoso, tiene la potencia necesaria para trabajar en el sistema de automatización, y sobre todo la fuente de alimentación es pequeña no necesita de un sistema de funcionamiento muy grande.

24 ACTUADORES ELÉCTRICOSVENTAJAS DESVENTAJAS Motor DC Rango amplio variación velocidad Facilidad de control de posición, velocidad, arranque, paro. Alta eficiencia, silenciosos, limpios. Fácil de manipular Ofrece gran potencia por tiempos cortos Problemas de mantenimiento  desgaste de algunas de las piezas Baja relación peso / potencia, ya que si se desea mayor potencia, el motor debe ser grande. El problema del torque y la velocidad se soluciona empleando cajas reductoras, permitiendo la disminución de la velocidad de giro y aumentar el torque del motor. Son ruidosos

25 Actuadores EléctricosVENTAJAS DESVENTAJAS Motor a pasos Es comercial Fácil de trabajar  secuencia binaria de programación, por lo tanto el ángulo de rotación es proporcional a los pulsos de entrada. Exactitud en la posición y repetición de movimientos Tiene una respuesta rápida frente al arranque, parada y reversa. Se sobrecalienta de manera continua. Muy difícil de controlar con altas velocidades y altas frecuencias, pierde pasos. Si se desea trabajar con una potencia elevada, el tamaño del motor aumenta y el costo también. No se puede conseguir motores de alta potencia con facilidad.

26 Actuadores EléctricosVENTAJAS DESVENTAJAS Servomotor Control  PWM con pulsos entre 0.5[ms] a 2.5[ms] Motor DC con etapa reductora y sensor de posicionamiento Son precisos y sumamente poderosos a pesar de su tamaño. No consume mucha energía Resolución máxima de 180 grados, limitado por el circuito de control. Necesita de un circuito driver para poder controlarlo con mayor precisión. Si se desea trabajar con un torque elevado el tamaño del motor y el costo aumentan

27 Actuadores EléctricosVENTAJAS DESVENTAJAS Solenoide Trabaja por un campo magnético uniforme e intenso. Alta fuerza y potencia Fácil mantenimiento, silencioso Presenta un núcleo móvil que puede ser de tipo “pull” (arrastre) o de tipo “push” (empuje) que presenta fuerza muy alta en carreras cortas El costo es alto, Consumo de corriente elevado Al consumir una alta corriente, se eleva la temperatura, lo que provoca pérdida del aislamiento del alambre de cobre causando un corto circuito. Si se necesita tener una fuerza elevada de accionamiento, se debe tener un devanado grande, esto hace que la solenoide sea pesada

28 Actuadores EléctricosVENTAJAS DESVENTAJAS Actuador lineal Movimiento lineal simple, seguro y limpio con un control de movimiento preciso y suave. Fácil instalación y necesita de menos espacio. Tiene una larga vida útil con un mantenimiento prácticamente nulo, asegurando el costo total de operación muy bajo en comparación con otros sistemas Sistema silencioso, limpio, no tóxico. Trabajan con energía eléctrica, permite un movimiento suave sin lubricación por parte del sistema En el mercado existen actuadores con carreras limitadas y estándares. Al tener carreras estándares se debe acoplar a las necesidades de la aplicación para que trabaje correctamente. Cuando se tiene un actuador pequeño, los engranes del conjunto de la caja reductora es de plástico, limitando la vida útil. Mientras más fuerza debe emplear más corriente debe consumir

29 ACTUADOR LINEAL ELÉCTRICOGran precisión de trabajo Movimiento lineal  simulan un dedo presionando la tecla de forma puntual Tamaño idóneo para implementar sobre la máquina Fuerza de trabajo necesario para marcar el papel Bajo costo  accesibles Carrera  longitud exacta que necesitan las teclas para ser presionadas Energía de alimentación es limpia

30 Actuadores lineales usadosActuador Lineal Eléctrico usado en las teclas que formaran el Signo Generador 20 [mm] carrera Actuador Lineal Eléctrico usado en la tecla del salto de línea. 30 [mm] carrera

31 Especificaciones técnicas del actuador lineal eléctrico a usarVoltaje de funcionamiento 12 [V] DC ±2[V] Máxima corriente 2.3 [A] Mínimo de corriente 0.15 [A] Fuerza máxima de carga 4.5 – 5.5 [Kg] Carrera 20 [mm] Control de tiempo 0.2 [seg] Temperatura de trabajo -30 [°C] [°C] Tiempo de vida útil veces Peso 0.11 [Kg] Motor Motor de corriente continua

32 MICROCONTROLADOR 18F2550 Trabaja baja velocidad  1.5Mbps, con un reloj de 6 Mhz Trabaja alta velocidad  12 Mbps con un reloj de 48 Mhz Posee comunicación a alta velocidad con un dispositivo USB y el microcontrolador. La operación de borrado y programación es muy sencilla, presenta memoria Flash.  grabar y borrar tantas veces como se quiera. Trabajar con un oscilador interno como con externo y trabaja con los dos perfectamente Tiene un circuito multiplicador de frecuencia Phase Locked Loop (PLL)  circuito encargado de controlar la velocidad de operación del microcontrolador, oscilador interno o externo determina la frecuencia y la configuración del PLL la multiplica según los requerimientos de operación.

33 Longitud de palabra es de 8 bits (alto rendimiento arquitectónico)Memoria ROM de datos  guardan los datos adquiridos a través de actuadores, los mismos que serán enviados al computador dependiendo de la programación requerida del microcontrolador. Tiene un consumo bajo de potencia Microcontrolador  comunicación 32 bits con puerto USV V2.0 Circuito integrado rectangular con 28 pines.

34 Características eléctricas principales del microcontrolador 18f2550PARAMETROS PIC 18F2550 ESPECIFICACIÓN Voltaje de Alimentación 5 V Voltaje en cualquier pin con respecto a VSS (excepto VDD, MCLR y A4) 0.3V a (VDD + 0.3V) Voltaje en MCLR con respecto a VSS 0 V a 13,25 V Voltaje en VDD con respecto a VSS -0.3V a 7.5 V Corriente máxima de salida 300 mA Corriente máxima de entrada 250 mA Corriente máxima de E/S de puertos 25 mA 200 mA Potencia de disipación total 1 W Temperatura de almacenamiento -65 ºC a 150 ºC Temperatura ambiente -40 ºC a 85 ºC Frecuencia de Operación 48 MHz DC Memoria de Programa (bytes) 32768 Puertos de entrada y salida Puertos A, B, C, (E) Timmers 4 Módulos de PWM 2

35 FUENTE DE ALIMENTACIÓNFUENTE ELÉCTRICA Los requerimientos eléctricos del sistema son: 12[V]  alimentación de los actuadores 2.5[A]  consume promedio de corriente por cada actuador FUENTE DE ALIMENTACIÓN Corriente de salida 15 [A] Voltaje de entrada 110 – 120 [V] AC Frecuencia 50 – 60 [Hz] Temperatura de trabajo 0 – 40 [°C] Temperatura de almacenamiento -20 a 60 [°C] Protecciones Sobrecargas, tensión de cortocircuito Humedad de ambiente % sin condensación Material Caja de metal con base de aluminio Dimensiones 198 x 109 x 50 [mm] Peso 808 [gr]

36 ESTRUCTURA METÁLICA Se construyó a partir de un armazón metálico de acero estructural Robusto para soportar el peso de todo el sistema (estructura, actuadores y el peso de la máquina de escribir). Sujete la máquina de escribir sin dañarlo físicamente  no tienda a moverse de su posición original cuando esté trabajando.

37 Recorrido del sistema del carroMotor reductor Poleas dentadas Banda Al ser activado el motor reductor permite el recorrido del sistema del carro tanto de ida como de regreso.

38 Estructura Mecánica finalizada

39 PLACA ELECTRÓNICA Se compone de dos partesCircuito digital: conexion del microcontrolador, usb (5[V], 200[mA]) Circuito de potencia: conexion de los motores (12 [V], hasta 15[A])

40 CONEXIÓN DEL MICROCONTROLADOR Y USBLa conexión de los elementos necesarios para que el microcontrolador 18f2550 funcione correctamente básicamente son: un cristal de 20 MHz, capacitores de 15pF, y resistencias para el master clear, capacitor de 0.47uF de desacoplo pin 14, los D+. D- Se debe conectar un capacitor de 0.1 uF de desacoplo entre los pines 19 y 20 para que almacene energía y estabilice la tensión de alimentación. Los pines 8 y 19 van a tierra y el pin 20 a Vcc del USB.

41 CONEXIÓN DE LOS ACTUADORES – TIP 122SIMBOLO PARÁMETRO RANGO UNIDAD VCBO TIP122: 100 V VCEO VEBO V EB 5 IC Ic (DC) A ICP Ic (Pulso) 8 IB Ib (DC) 120 mA PC Disipación Colector (Ta=25C) Disipación Colector (Tc=25C) 2 65 W TJ Temperatura de Junción 150 C TSTG Temperatura de Almacenamiento -65 ~150 VALORES MAXIMOS DE TRABAJO Vce y Vcb máx 100[V] y en el circuito consume 12[V] de los actuadores Ic máx 5[A]  actuadores lineales consumen una corriente de 2.5[A] Todos los valores se encuentran dentro del rango de trabajo

42 Conexión de los Actuadores – Tip 122SIMBOLO PARÁMETRO TEST MIN. MAX. UNI. VCEO(sus) TIP122: Ic= 100 mA Ib=0 100 V ICEO VCE=50V, IB=0 0,5 mA ICBO VCB=100V, IE=0 0,2 IEBO Corriente de corte OFF VBE=5V, IC=0 Hfe B Ganancia corriente DC VCE=3V IC=3 A 1000 VCE(sat) Voltaje Colector-Emisor IC=5A, IB=20mA 4,0 VBE(on) Voltaje Base-Emisor VCE=3V, IC=0, f=0,1MHz 2,5 CARACTERISTICAS ELECTRICAS Es importante saber estos valores para hacer que el transistpr trabaje como interruptor o switch interruptor: transistor capaz de pasar rápidamente de corte a saturación y viceversa, corte es un interruptor abierto saturación es un interruptor cerrado. Cuando un transistor se utiliza como interruptor o switch, la corriente de base debe tener un valor para lograr que el transistor entre en corte y otro para que entre en saturación - Un transistor en corte tiene una corriente de colector (Ic) mínima (prácticamente igual a cero) y un voltaje colector emisor VCE) máximo (casi igual al voltaje de alimentación). - Un transistor en saturación tiene una corriente de colector (Ic) máxima y un voltaje colector emisor (VCE) casi nulo (cero voltios). Para lograr que el transistor entre en corte, el valor de la corriente de base debe ser bajo o mejor aún, cero

43 Transistor como interruptorDatos: Voltaje del circuito a encender  Vcc voltaje nominal del circuito 12[V] Corriente que requiere con ese voltaje  corriente Icsat 2.5 [A] Calcular la corriente saturación mínima y resistencia de la base minima

44 Valor de resistencia de base máximo que garantice que el transistor trabaje como interruptor = 4,8 kohm  resistencia en la base debe ser de por lo menos 4 veces menor que RBmax, 1k<<<<4k , con este valor el transistor trabaja como interruptor sin problema, de esta manera cuando el microcontrolador 18f2550 envía la señal de control hacia la base, el transistor empieza a trabajar como interruptor lo que activa a los actuadores lineales de manera independiente con el valor de voltaje con el que trabajan.

45 CONEXIÓN DE LOS ACTUADORES – L293D4 circuitos puente H  manejar cargas de potencia media( motores y cargas inductivas) Controla corriente 1A y tensión 4,5 V a 36 V (cada puente H) Controla dos puentes H completos (maneja dos motores bidireccional con frenado rápido y con posibilidad de implementar fácilmente el control de velocidad. Difiere de la conexión de los actuadores de las teclas debido a que éstos solo necesitan un pulso para activarse y por su estructura mecánica el pistón regresa a su posición normal al desconectar la alimentación Los actuadores lineales eléctricos que activan al salto de línea y al movimiento del carrito, necesitan regresar a su posición inicial mediante las líneas programación del microcontrolador 18f2550, es decir, es necesario que estos dos actuadores lineales tengan un movimiento bidireccional y esto se lo hace mediante el uso del integrado L293D que controla motores de corriente continua.

46 Conexiones de pines L293D Terminal Función 1 ENHabilitación del puente 1 2 pic Entrada del amplificador 1 3 motor Salida del amplificador 1 4 GND 5 6 motor Salida del amplificador 2 7 pic Entrada del amplificador 2 8 12[V] Fuente de alimentación (motores) 9 EN Habilitación del puente 2 10 pic Entrada del amplificador 3 11 motor Salida del amplificador 3 12 13 14 motor Salida del amplificador 4 15 pic Entrada del amplificador 4 16 5[V] Fuente de alimentación (lógica)

47 SOFTWARE CCS COMPILER JAVA + NETBEANS

48 TRANSFORMAR EL ALFABETO LATINO EN ALFABETO BRAILLEA cada punto del signo generador se le ha asignado un valor en binario, para luego hacer una conversion de la letra que esta en braille hacia binario, primero a cada letra se le asigno un nuero entero, ese entero se trabformo en binario

49 LETRA BRAILLE EN NÚMERO DECIMAL LETRA BRAILLE EN CÓDIGO BINARIO a , 1 LETRAS Y NÚMEROS LETRA BRAILLE EN NÚMERO DECIMAL LETRA BRAILLE EN CÓDIGO BINARIO a , 1 1 b , 2 3 c , 3 9 d , 4 25 e , 5 17 f , 6 11 g , 7 27 h , 8 19 i , 9 10 j , 0 26 k 5 l 7 m 13 n 29 o 21 p 15 q 31 r 23 s 14 t 30 u 37 v 39 w 58 x 45 y 61 z 53 Conversion de cada letra en numero decimal y en binario

50 CARACTERES ESPECIALES CARACTERES BRAILLE EN NÚMEROS DECIMAL CARACTERES BRAILLE EN CÓDIGO BINARIO Espacio 64 ¡! 22 “ 38 & 47 ( 35 ) 28 * 20 + , 2 - 36 . 4 / 50 : 18 ; 6 < 42 = 54 > 21 ¿? 34 @ 16 [ 55 ] 62 | 56

51 CCS COMPILER EncabezadoSe registran características del microcontrolador como: Tipo de microcontrolador Convertidor análogo/digital Fuses Velocidad del oscilador Activación de transferencia y recepción de datos masivos del USB, Drivers para el microcontrolador

52 DECLARACIÓN DE VARIABLESconst int8 Lenbuf = 32 longitud del buffer de lectura en el puerto USB int8 recbuf (Lenbuf) se declara el buffer que recibe el dato para almacenarlo int8 envio[1] se declara variables enteras de 8 bits

53 Void Main Se genera una señal de salida en alto  indica conexión con el microcontrolador Se inicializa la conexión USB que va a tener con el microcontrolador Se programa la recepción de las letras del alfabeto Braille. El microcontrolador recibe un byte de lectura  dato enviado es el número entero de cada letra  codifica la señal  envía a la salida los pulsos necesarios para activar los actuadores. Conexión USB: se envía señal de control desde el microcontrolador hacia la interfaz gráfica (Netbeans) indica conexión física entre el software y la placa electrónica.

54

55 NETBEANS Programación tiene dos paquetes, cada uno trabaja con clases independientes, guardando relación entre sí, permite integración total de todo el proyecto Controladores: contiene las clases de codificación del alfabeto latino a alfabeto Braille, comunicación USB (Pic  PC , viceversa) Principal: integra las clases y métodos para ejecutar al proyecto total

56 Librería jpicusb Establece comunicación PC  microcontrolador 18f2550 por medio del puerto USB Implementa las funciones de la API USB de Microchip Java llama a la librería dinámica de NetBeans  llama a la librería jpicusb.dll que facilita el camino para tener una comunicación optima entre las dos interfaces mediante el cable USB. Se agrega los componentes jpicusb.jar: interfaz java con la librería dinámica jpicusb.dll, Javadoc: contiene toda la documentación de la clase y se encarga de describir los métodos. API: conjunto de todas la librerias, JPICUSB engloba todas las librerias que tiene java con el micro

57 CLASE CONTROLADOR_DECODIFICADOR Se convierte el alfabeto latino en el alfabeto Braille El método decodifica(char caracter)  obtiene el número ascii de cada letras  retorna una variable int La variable int es una codificación propia de cada letra en Alfabeto Braille transformadas en número decimal entero y luego a código binario.

58 Diagrama de flujo CLASE CONTROLADOR_DECODIFICADOR

59 CLASE CONTROLADOR_PRINCIPALSe toma la cadena de caracteres  separa en caracteres individuales para reconocerlos uno a uno (mayúsculas, minúsculas, números y caracteres especiales)  reconocidos se codifica  envía el dato hacia el microcontrolador 18f2550  mediante el cable USB. Trabaja con hilos o Thread para enviar continuamente la información y datos hacia el microcontrolador, enviando datos continuamente mientras el software trabaja La programación está divida en: letras en mayúscula letras minúsculas Números caracteres especiales.

60 Minúsculas: rango ASCII del 97 al 122, Mayúsculas: rango ASCII del 65 al 90, Números: rango ASCII 48 al 57 Caracteres especiales: rango ASCII del 32 al 47, Se obtiene el número ascii de la letra  se envía a la clase controlador_decodificador  codifica en un número entero  se representa en número binario. Letras mayúsculas y números se antepone prefijo que representa mayúscula o número. * La lógica de programación es la misma para cada uno de éstos casos ya que se empieza comparando a cada letra con el correspondiente número ascii

61 Se integra a la clase envio_usb, establece la conexión entre el PC y el microcontrolador 18f2550 mediante la sentencia pic_salida(salida) que es el que envía la información adquirida Se cuenta los caractres impresos en forma horizontal y vertical  hoja A4  28 signos generadores mas espacios en horizontal y 27 saltos de línea Finalizada la impresión el programa tiene una pausa con el tiempo suficiente para cambiar la hoja de forma manual.

62 Diagrama de flujo CLASE CONTROLADOR_PRINCIPAL

63

64

65 CLASE ENVIO_USB Realiza la conexión USB entre el PC mediante entorno de NetBeans y Java con el microcontrolador 18f2550, abre el canal USB que permitirá la comunicación e intercambio de datos. Dos métodos llamados “método” y “pic_salida” , con esto se establece la comunicación del USB entre el microcontrolador y la interfaz gráfica. Programado con hilos, existencia de errores en el envío y recepción de datos, éstos serán notificados oportunamente. Establecer el VID y PID  parámetros que establece el canal de comunicación al llamar a todos los componentes de la librería JPicUsb, se configura la librería utilizando sus propios métodos de inicialización por defecto. Hilos: recepcion y transmision de datos constantemente

66 Método Qwrite: establecer una conexión al vid&pid por defecto,Los datos enviados son de tipo byte, se almacenan en un arreglo para luego ser enviados hacia el microcontrolador. Método Qwrite: establecer una conexión al vid&pid por defecto, iface.QWrite(out, 1, 10000), Out: representa al arreglo en bytes enviados, 1: la longitud del dato en bytes 10000: tiempo con el que se van a enviar los datos en milisegundos. Conexión establecida, método retorna el número de bytes que se han escrito con éxito.

67 Diagrama de flujo CLASE ENVIO_USB

68 Recibe todos los datos que el microcontrolador envía CLASE RECIBO_USB Recibe todos los datos que el microcontrolador envía Se sabe si el cable USB está conectado o no en el sistema Cable USB envía al microcontrolador 5 V DC  microcontrolador envía esta señal al método recibo_usb  método informa el estado físico del cable USB al usuario. Trabaja bajo hilos. Se llama al iface.set_vidpid(“vid_04d8&pid_000b”) VID y PID por defecto  establecer el canal de comunicación cuando se llama a la librería JPicUsb, utilizan sus propios métodos de inicialización (set_vid&pid, set_instance). Trabaja bajo hilos enviará y recibirá datos constantemente, si existiese algún error informará al usuario la falla

69 Datos recibidos en un arreglo de bytes, Se utiliza el método iface.QRead(2,5000) 2: se recibe 2 datos 5000: valor en bytes recibidos Los datos recibidos en el arreglo de bytes se convierten en una cadena de codificación utf-8 y son almacenados, UTF-8 : 8 Bit Unicode Transformation Format  formato de codificación de caracteres Unicode. Estándar Unicode: asigna un código a cada caracter, los tamaños de cada dato utilizan 8 bits, codifica caracteres del Código ASCII microcontrolador envía el número entero 120  es decodificado como un número del código ASCII  código que determina si el dato fue enviado y cumplir con instrucciones

70 Diagrama de flujo CLASE RECIBO_USB.

71 En el paquete principal se han desarrollado dos clases.gemes_tesis principal Integran todas las clases en un solo proyecto para ser ejecutado y operado.

72 Diagrama de flujo LA CLASE PRINCIPAL.

73 CLASE GEMES_TESIS Se encuentra el método void main, ejecuta al proyecto usando los métodos propios: setLocationRelative(null): hace que la ventana principal se ejecute siempre en un mismo lugar en toda la pantalla de la computadora, setVisible(true): hace que la ventana principal se muestre visible cada vez que se la ejecute.

74 Diagrama de flujo CLASE GEMES_TESIS.

75 CLASE PRINCIPAL Se desarrolló la parte gráfica del programa, se desarrolla la parte operativa que va a ser manejada por el usuario. El usuario interactúa con el proyecto para escribir, copiar, abrir, entre otros cualquier documento que se encuentre en un formato digital para convertirlo en alfabeto Braille y de esta manera envíe a imprimir. Interfaz gráfica sencilla, fácil de interpretar el nuevo entorno gráfico

76 Botones básicos: imprimir, borrar, salir del sistema.

77 Barra de menú,: abrir, guardar, copiar, etc, por ejemplo abre un archivo y a su vez lo envíe a imprimir

78 DISEÑO DE LA INTERFAZ GRÁFICADiseñar una aplicación sencilla, fácil de interpretar por el usuario, La interfaz gráfica se diseña sobre un frame, toda la GUI, estarán los componentes gráficos. Componentes de una GUI son objetos de las clases que heredan de la clase base: Jbutton Jlabel JTextField JCheckBox JRadionButton, entre otras.

79 BARRA DE MENÚ Archivo “Abrir”, “Guardar”, “Imprimir”, “Salir”,En toda interfaz grafica es muy importante tener una barra menú que permitirá que el usuario acceda a las opciones que sean de mayor importancia dentro del proyecto, en este caso se ha incorporado tres menús: Archivo, Editar y Ayuda.

80 Abrir Abre cualquier documento con extensión *.txt, Programación :Permite abrir una ventana de dialogo en donde es posible buscar el archivo o documento que se desea abrir Método FileNameExtensionFilter: crea la ventana de dialogo  explorar los archivos que se desean abrir  abrir archivos *.txt. Método JFileChooser : permite escoger el archivo que se desee abrir dentro de la ventana de dialogo. Método FileReader: lee al archivo Ventana de dialogo permite explorar para seleccionar el archivo que se desea abrir

81 Método BufferedReader: coloca al archivo en el cuadro de texto.Todas las funciones utilizadas para crear ventana de dialogo son parte de la librería javax.swing, por esta razón se debe importar la librería: javax.swing.filechooser.FileNameExtensionFilter.

82 La siguiente figura muestra a la ventana de dialogo que mediante una exploración sobre ella permite abrir el archivo deseado, siempre con extensión *.txt

83 Interfaz gráfica del proyecto con el área de texto totalmente llena con el contenido del archivo seleccionado previamente y abierto

84 Se advierte al usuario posibles errores al momento de abrir algún archivo

85 Guardar Permite guardar texto que haya sido escrito en el área de texto, es necesario abrir una ventana de dialogo que permita explorar las carpetas en donde se desea guardar el archivo de tipo *.txt. Se usa un filtro para guardar texto con extensión *.txt, siempre y cuando el área de texto no se encuentre vacía. Método .getSelectedFile : crea una ventana de dialogo para explorar la carpeta en donde se desea guardar el archivo, método de la clase fileChooser,  se obtiene la ruta del archivo. Método PrintWriter : para acceder a toda la información que se encuentra en el área de texto.

86 El menú de Guardar :

87 Ventanas emergentes que indican errores al momento de guardar el archivo y si el archivo se guardo exitosamente,

88 Imprimir Todas las instrucciones del programación se ejecutan:cada uno de los métodos creados anteriormente de forma separada se unifican para ejecutarse todos en conjunto. Aparece ventana emergente con la opción de imprimir, éste mensaje es por seguridad  se puede ejecutar dicha acción por accidente  cancelar acción Área de texto restringida: evitar sobre escribir algún texto sobre él, ocasionando problemas de impresión, perdida de datos, perdida de comunicación y sincronización con el texto actual, Método disable: mensaje de Advertencia Función principal del proyecto: imprimir.

89 Ejecución de acción Imprimir

90 Imprimiendo documento, área de texto deshabilitada

91 Salir Cortar y Copiar Pegar AyudaCierra el programa  ventana emergente, pregunta al usuario si realmente desea cerrar el programa  NO: trabaja normalmente. SI: se cierra , sentencia System.exit(0); Cortar y Copiar Corta el texto  Método cut  clase javax.swing. Copia el texto  Método copia  clase javax.swing. Pegar Pega el texto  Método paste  clase javax.swi. Ayuda Información del sistema

92 Área de ingreso del textoIngresar el texto que se quiere imprimir en Alfabeto Braille. Admite el ingreso de cualquier texto, por cualquier medio Método setLineWrap: salto de línea en cualquier lugar de la palabra Método setWrapStyleWord: salto de línea buscando espacios entre las palabras. Solo texto *txt

93 Acción de los botones Botón imprimir: imprime el texto ingresadoBotón borrar: borra el texto que se encuentra en el área de texto Método null  anula el texto Botón salir: abandona la aplicación  función exit y Método System.out(0) Ventana emergente, pregunta opciones de salida. Botón home Botón diseñado para casos de emergencia  actuadores regresan a posición original (sistema pierde energía , cable USB desconectado, se apaga la computadora) Es importante que cada cierto tiempo, a pesar de no haber ocurrido cualquier tipo de emergencia, presione el botón home como medida de seguridad para el sistema.

94 Mnemónicos Introducir mnemónicos  activar directamente un button, checkbox, radio buttons, etc, sin utilizar el mouse Método.setMnemotic(“nombre”)  paréntesis va la letra del enlace  combinación de alt+”letra”. Lista de mnemónicos Por lo general la primera letra del nombre de cada acción, es la letra del mnemónico correspondiente, tal como lo indica el siguiente cuadro.

95 Sonido en ventanas emergentesCada evento tiene un sonido característico  usuario reconocerá mediante el sentido del oído las acciones que está realizando. Importar la librería java.applet.AudioClip;, reproduce un clip de sonido, extensión .wav. En cada accion se agrega el sonido especifico de cada uno. Las instrucciones de programación son las mismas para todos los casos, lo único que cambia es el archivo.wav específico.

96 PRUEBAS DE FUNCIONAMIENTOHARDWARE SOFTWARE PROBLEMA SOLUCIÓN

97 SOFTWARE DE GRAMATICA Prefijo  identifica si es mayúscula o número, el prefijo se escribe una sola vez y a continuación el signo generador correspondiente Problema: el prefijo se anteponía a cada signo generador Solución: se creó un contador para el prefijo que se encera cada vez que hay un espacio. a=0  prefijo mayúscula o número  a++ If ascii (mayúsculas o números ) If a=>2  impresión de signo generador Signo generador = espacio  a=0

98 JAWS El jaws  software “lector de pantalla”  lee la línea en donde se encuentra la flecha, tab, entre otros (teclado del computador)  mediante audio en que opción se encuentra y de esta manera indica la acción que debe realizar para continuar. Problema: Jaws es un software compatible con Windows Software de multiplataforma (Java y NetBeans) no funciona correctamente  instalar un “access bridge” que permite la compatibilidad. Access bridge y librerías de java tiene problemas de compatibilidad  java: un programa de desarrollo de lenguaje Solución: se programo un audio que informan al usuario lo que debe hacer o que acción se esta realizando

99 BOTÓN HOME Problema: se necesita un botón o mecanismo que permita que los actuadores regresen a su posición inicial cuando se interrumpe el suministro de energía que alimenta al sistema (5[V] 12[V]) o emergencia. Solución: se programó una sentencia que hace que el actuador del salto de línea y el motor que mueve el mecanismo del carrito regresen a su posición inicial, se usó un fin de carrera para indicar la posición correcta.

100 DESHABILITAR LA PANTALLAProblema: mientras se esta imprimiendo se debería deshabilitar el área de texto para que no se puede escribir nada hasta que la impresión termine Solución: se deshabilito la pantalla hasta que la impresión de todo el texto termine, de esta manera no se pierden datos

101 CONEXIÓN USB Problema: Cómo saber si el cable USB se encuentra desconectado o conectado Solución: Clase envio_usb en NetBeans que recibe un dato lógico que ingresa en el pin A0 del microcontrolador cada vez que se conecta o desconecta el cable Fundamental para el funcionamiento del sistema Sin la conexión del cable USB se pierde la transmisión de datos

102 MICROCONTROLADOR Problema: se mostraba en consola el mensaje de “cable USB desconectado” a pesar de que estaba conectado cuando se ejecutaba el programa. Solución: se uso un capacitor de desacople en los pines de alimentación del microcontrolador 0,1uF (100nF)/ 10-50V Van lo mas cerca de los terminales del microcontrolador Capacitor de desacople:  debido a que los circuitos integrados conmutan a muy altas velocidades y al conmutar producen pequeño cortocircuitos en la línea de alimentación que pueden afectar a otros circuitos ya que el voltaje de la fuente baja a cero por pocos microsegundos, es por eso que se añaden capacitores de desacoplo que evitan que caiga el voltaje en la línea durante algunos microsegundos Los capacitores almacenan energía, si por una línea les llegara un pico o baja de tensión generado por una interferencia estos tratarán de contrarrestar ese efecto oponiéndose al cambio, si es un pico lo absorberán y si es una baja de tensión, otorgarán a la línea parte de la energía almacenada por ellos, tratando siempre que la línea se encuentre a la misma tensión.

103 TRANSISTOR Problema: cada vez que el actuador se activaba, se mostraba en consola de Java el mensaje de “USB desconectado” Solución: se conecto un capacitor y un diodo polarizado inversamente en paralelo al actuador (diodo volante). Las cargas inductivas generan un campo magnético cuando por ella circula una corriente, cuando se suspende el suministro de corriente de golpe reaccionan produciendo un sobrevoltaje, en ocasiones muy alto, esto ocasiona que el transistor se queme. El diodo freewheeling (volante) que se conecta en paralelo con la carga inductiva evita este sobrevoltaje, permitiendo que, cuando el transistor se abra, la corriente que venía circulando por la bobina continúe ahora su paso por el diodo, con lo cual la bobina siente que su corriente disminuye suavemente a medida que circula por el diodo. Cuando el transistor conduce, la corriente fluye por el motor (inductancia) desde la fuente de 12V hacia tierra y por el diodo no circula corriente alguna por estar polarizado inversamente. A consecuencia de los sobrevoltaje se coloca el capacitor de 1 uF para q cumpla la funcion de capacitor de desacople

104 ACTUADORES LINEALES Problema: carrera y ubicación de actuadores lineales, cristal 20MHz Solución: actuadores lineales intercalados y acople de nylon para no interferir en la carrera cada tecla tiene acoplado un sistema de pivote hecho de nylon, para que al momento en que el actuador se active, éste pivote mediante un movimiento angular, aplique la misma fuerza que está aplicando el actuador sobre cada tecla.

105 Problema : motor de actuador lineal se quemóSolucion: cambiar cristal de oscilación de 4MHz a a 20 MHz y cambiar en programación los fuses correspondientes

106 MOTOR - REDUCTOR Problema: motor muy pequeño fisicamenteSolución: cambiar motor – reductor con un eje más grande MOTOR 1: 60 RPM / 12 V / 20 Kg*cm MOTOR 2: 80 RPM / 12 V / 18Kg*cm El eje del primer motor era muy pequeno lo que ocacionaba problemas con el mecanismo de la banda y los engranes, se salia la banda, los engranes se salian, el motor sgui girando y los actuadores estaban aislados

107 PLACA ELECTRÓNICA Problema: Solución:No existe comunicación  PC y Microcontrolador, Pistas de etapa de potencia se desoldó Solución: Conexiones de diferentes pines de la placa electrónica deben tener continuidad entre si, se trabaja con USB  Tx y Rx rápida de datos (alimentación, tierra, control, etc) Las pistas de la etapa de potencia deben ser gruesas, porque pasa un aproximado de 10 [A] cuando trabajan los actuadores

108 ACOPLES MECÁNICOS Problema: máquina de escribir Braille y actuadores inestables Solución: se colocó bandas de nylon y caucho para tener mayor estabilidad, se colocó una platina de sujeción para que los actuadores este sujetos y estables cuando están trabajando mientras se presionaban las teclas, la máquina de escribir era inestable

109 ALIMENTACIÓN DE ACTUADORESProblema: con 5 Vdc de alimentación los actuadores no presionaban el papel Solución: se alimentó con 12 Vdc los actuadores y marcaron el papel correctamente 5 Vdc 12 Vdc

110 ESTRUCTURA METÁLICA Problema: estructura muy grande, pesada, no portátil Solución: Inestabilidad de la estructura mientras máquina trabaja, la banda de retorno de carro se salía por tener soportes muy livianos, actuadores lineales no tenían soporte robusto, por esto, se opto en hacer una estructura robusta, grande, pesada, con tapas y platinas de soporte internas, ayudaron a reducir la inestabilidad

111 PRUEBA GLOBAL DEL SISTEMAA continuación se hará una demostración del sistema.

112 ANÁLISIS DE RESULTADOSVarios errores  software y hardware Solucionados a lo largo del proceso de la automatización,  tener un trabajo optimo y eficiente, causando el menos riesgo de problemas de ejecución. Errores de software iniciales  importación de las librerías JpicUSb de Java Versión que se instaló fue la JPicUsb 1.0, y la versión actualizada de NetBeans es compatible con la JPisUsb1.1.1, ésta versión actualizada se la puede descargar de la pagina web de Java.

113 Error comunicación USB pues se debe tener la configuración del circuito correctamente conectado, con esto se evita errores de conexión. Pin 14  conectar capacitor de 4,7 uF  regula el voltaje y provee de 3.3 V constantes Pin 19 y 20  conectar capacitor de 0.1 uF de desacople Datos de envío y recepción de NetBeans deben estar sincronizados con los datos de envío y recepción del microcontrolador y viceversa  se pierden datos por falta de sincronización.

114 Instalar correctamente el driver MCHUSB (driver USB de microchip) para que la computadora detecte al microcontrolador  comunicación USB – PC Cable y puertos USB  perfecto estado  problemas de conexión y desconexión constantes mientras se esta realizando cualquier envío y recepción de datos. Estructura metálica  fácil de introducir la máquina de escribir Braille, debido a sus características físicas, la máquina queda muy estable, esto evita desperfectos de las teclas y de los actuadores.

115 Actuador del salto de línea  varias pruebasEl software es capaz de imprimir cada una de las letras, números y caracteres especiales Reglas gramaticales que tiene el alfabeto Braille Limitante que tiene el software es la escritura en español  programación fue desarrollada en la plataforma Java en ingles, no reconoce las vocales tildadas y la letra Ñ y ñ  borrar manualmente las vocales tildadas y la letra “eñe”, para evitar errores, se las debe reemplazar por la letra “ene” y por vocales sin tilde. Actuador del salto de línea  varias pruebas Carrera muy corta no hace el salto de línea Carrera muy larga puede ocasionar problemas en la tecla

116 Cristal de oscilación  20MHz  sincronización de datos de transmisión y recepción son constantes  sin perder ningún dato. Incompatibilidad entre Jaws y Java  agregó a cada ventana emergente y funciones de la barra menú audio para que las personas no videntes puedan saber en qué lugar del software se encuentran, conocer lo que va a realizar Es necesario escuchar los mensajes de audio que el software proporciona, para saber que acción se debe realizar, los mensajes indican también los mnemónicos que puede presionar para ejecutar dicho trabajo.

117 COSTOS Costos directos: Elementos electrónicos Actuadores y motoresEstructura metálica Costos indirectos Copias bibliográficas Impresiones B/N, color Útiles de oficina Movilidad Gastos varios

118 Costos directos: actuadores y fuenteNo. Descripción Cantidad Valor unitario Valor total 1 Actuador lineal carrera 2[mm], 12[V] 7 6 42 2 Actuador lineal carrera 5[mm], 12[V] 95 3 Motor reductor 80[rpm], 12[V], 18Kgcm 40 4 Fuente de poder 12[V], 20[A] 35 TOTAL 212

119 Costos directos: estructura Máquina BrailleNo. Descripción Cantidad Valor unitario Valor total 1 Caja de acero estructural 250 150 2 Accesorios de nylon para pulsar teclas 100 3 Sistema de recorrido lineal con rodamientos lineales auto entrantes, poleas dentadas, y banda 300 4 Mano de obra 5 Gastos Extras 50 TOTAL 750

120 Costos directos: placa y elementos electrónicosNo. Descripción Cantidad Valor unitario Valor total 1 Ruteado, perforación y soldadura de la placa 40 2 Resistencia 10k ohm 11 0.02 0.20 3 Capacitor electrolítico 4.7uF/25V 0.07 4 Capacitor 15 pF 0.14 5 Capacitor 100 nF 8 0.57 6 Zocalo 28 pines 0.13 7 Zocalo 16 pines 0.09 Transistor Tip122 NPN 0.45 3.12 9 Led 5V 10 Diodo 1N4007 0.50 Bornera 2 pines 0.22 2.23 12 Switch 2 posiciones 0.27 13 Conector USB tipo B 0.58 14 Cristal 20MHz 0.49 15 Baquelita 16 Cable USB 17 Bornera de cable 0.25 1.25 18 Cable 2 [m] 2.50 19 Espagueti Termico 5 [m] 0.40 20 Enchufe blindado 3 terminales 0.60 21 Cable Sucre 3x18 AWG 3 [m] 3.75 Subtotal: 75.13 IVA: 9.01 Total: 84.15

121 Costos indirectos: costos variosNo Descripción Cantidad Valor unitario Valor total 1 Copias bibliográficas 100 0.03 3 2 Impresiones blanco y negro 700 0.05 35 Impresiones a color 80 0.30 24 Anillados 4 3.50 14 Empastado de tomos de tesis 5 Útiles de oficina 50 6 Movilización TOTAL 226

122 Resumen de costos 1046.15 Descripción Valor total Costos directosCostos indirectos 226 Imprevistos 250 TOTAL 1522,14

123 ANALISIS ECONÓMICO Costos directos  influyen netamente en los gastos de construcción e implementación del sistema Importancia de realizar este proyecto comparándolo con sistemas de automatización o impresora Braille que existe en el mercado actualmente. Costos directos  dólares americanos. Se considera que es un valor accesible tomando en cuenta la dificultad y trabajo del sistema, tanto de diseño como de construcción. Costos indirectos mas imprevistos  474 dólares americanos Total  1600 dólares americanos

124 ANALISIS ECONÓMICO Importación de elementos por internet (actuador lineal y fuente de poder) abarato costos En Ecuador fue difícil encontrar un actuador lineal con las características requeridas, La fuente de poder tenía un precio elevado que sobrepasaba el presupuesto general para el proyecto.

125 COSTO BENEFICIO La necesidad de diseñar e implementar este proyecto  proyecto que sea de un costo bajo y accesible Si se compara con el presupuesto que se necesitaría para adquirir una impresora Braille comercial, la diferencia es muy notable Investigando en portales web de fundaciones, instituciones y organizaciones orientadas a la ayuda social de personas no videntes ubicadas en Argentina, México y España  impresoras Braille  a 7000 dólares americanos (bajo impresoras usadas y con tecnología desactualizada, alto impresoras nuevas, con tecnología actualizada, con alimentación directa de papel, de tamaño pequeño, entre otras características.)

126 COSTO BENEFICIO Ecuador  difícil y costoso acceder a una máquina de escribir Perkins estándar, aún más difícil una impresora Braille. Máquina de escribir Braille  directamente en el portal de Perkins en EEUU, o por medio de la FENCE  1000 dólares americanos aquí en el país. Si ya se tiene una máquina de escribir Braille estándar Fácil y económico adquirir el sistema de automatización Máximo se pagarían 2000 dólares americanos para acceder al sistema de automatización  económico  comparando el valor con el costo más bajo de una impresora Braille comercial.

127 CONCLUSIONES Se diseño e implemento un sistema capaz de automatizar a una máquina de escribir Braille, que está dirigido tanto a personas no videntes como videntes, pues la interfaz contiene funciones básicas y necesarias para imprimir cualquier documento que se encuentre en formato digital hacia Braille, este sistema ayuda a disminuir el tiempo de transcripción de un texto digital en alfabeto latino hacia alfabeto Braille, con la orden de ejecución en el software que lo hará el usuario. La interfaz a PC desarrollada en el presente proyecto es una interfaz gráfica que contiene las operaciones básicas para el manejo del sistema, su implementación es sencilla debido a que está dirigido a personas no videntes por esta razón es una interfaz más funcional que llamativa, presenta mnemónicos dentro de la programación para un fácil acceso a las funciones del sistema y contiene audio que le permite al usuario conocer en que lugar de la interfaz se encuentra y que esta realizando el programa en tiempo real.

128 El Sistema Braille es un código de lectura diseñado para que las personas no videntes puedan leerlo mediante el tacto ya que son signos en alto relieve basado principalmente en la combinación de 6 puntos que se encuentran dispuestos en una matriz de dos columnas y tres filas. El Sistema Braille es un código pues todos sus signos se adaptan al idioma en el que la persona no vidente lo escribe y/o lee y como tal se debe respetar las particularidades y la sintaxis que componen a este código, de la misma manera se considera la distribución y el tamaño en el que deben estar ubicados en el Signo Generador (código Braille) debido a que éste signo es estándar, Louis Braille llego a determinar que las yemas de los dedos son capaces de captar este tamaño y distribución en cada signo. Debido a que el código Braille se basa en la composición de 6 puntos, se tiene un número limitado de signos que no representan a todas las letras del alfabeto, por esta razón existen signos diferenciadores especiales utilizados como prefijos para representar caracteres como: letras en mayúscula, números, signos de puntuación, símbolos matemáticos, caracteres especiales, signos musicales, entre otros

129 Los actuadores lineales ideales para la automatización del presente proyecto son aquellos actuadores lineales eléctricos que tengan como características técnicas 20[mm] de carrera para las teclas de los puntos y 30[mm] de carrera para la tecla del salto de línea, fuerza máxima de 1[N], pues se comprobó que ésta es la fuerza necesaria para que el papel se marque sin que se rompa y que el signo Braille sea legible. El microcontrolador 18f2550 utilizado en el presente proyecto desarrolla una alta y veloz comunicación con el USB, la transmisión y recepción de datos se la realiza byte a byte entre el PC y el microcontrolador, además el driver de este microcontrolador que establece la comunicación, es de fácil acceso y no tiene costo, lo que no implica un gasto extra al momento de adquirirlo. Tanto el entorno de programación del microcontrolador (PIC C Compiler) como el de la interfaz grafica (Java – NetBeans) proveen al programador las librerías necesarias que establecen y facilitan el desarrollo de prototipos como el que se implemento debido a la comunicación USB que permite al usuario interactuar con el software y mediante la ejecución de la orden envía a imprimir en Braille lo que necesita automatizando al sistema.

130 Se construyó una estructura metálica que acopla los actuadores lineales eléctricos en el lugar exacto para que presionen a cada una de las teclas de la Máquina de Escribir Braille de tal manera que se controlan mediante el microcontrolador y el circuito electrónico diseñado para tal objetivo. El lenguaje de desarrollo del código para la conversión del alfabeto latino al alfabeto Braille es una plataforma de distribución gratuita que se encuentra en inglés, por lo que el sistema no reconoce los caracteres especiales de la lengua en español como son las vocales tildadas y la letra eñe. Los datos de transmisión y recepción de la aplicación de NetBeans deben estar sincronizados con los datos de transmisión y recepción programados en el microcontrolador 18f2550, ya que si esta sincronización no existe se corre el riesgo de perder datos produciendo que la ejecución del sistema no sea óptima ni exacta

131 El costo de la construcción e implementación del sistema tiene un valor accesible para la población ecuatoriana tomando en cuenta la aplicación a la que se le va adaptar y sobre todo a la dificultad y trabajo del sistema, tanto de diseño como de construcción comparado con el alto precio actual de una impresora Braille comercial, este sistema de automatización es económico. El proyecto desarrollado presenta una gran ventaja, pues al ser un programado en Java que es una multiplataforma, el archivo ejecutable del software puede ser instalado en cualquier sistema operativo independientemente de la versión, solo se necesita instalar las librerías y drivers que permiten la comunicación USB entre el computador y el microcontrolador y además se necesita instalar el JRE de java que es el que permite que el ejecutable corra en cualquier plataforma. Hay que recordar que éste diseño es un prototipo, por lo que a medida que trabaje, tal vez irán surgiendo algunos desperfectos en su funcionamiento, es por esto que este proceso de automatización queda abierto para que se pueda ir mejorando su desempeño en diferentes aspectos, pueden ser estos: incluir el lenguaje en español, realizar una estructura metálica mas optima, utilizar otro tipo de actuadores lineales, entre otros y también ampliar nuevas aplicaciones de conversión Braille tales como signos matemáticos, signos musicales, entre otras aplicaciones

132 RECOMENDACIONES Previo el desarrollo de un proyecto como éste, es importante investigar sobre las posibles soluciones al problema planteado, tales como los elementos electrónicos y eléctricos que se desean usar, pues deben ser elementos de fácil acceso comercial, que no representen un mayor gasto que el presupuestado y que el tiempo que toma en adquirirlos no sea demasiado largo, pues provocará la pérdida de tiempo en la elaboración del proyecto. Se recomienda ocupar una fuente de poder que suministre el voltaje y la corriente necesarios para que todos los actuadores lineales eléctricos y el motor que se encuentran implementados en la estructura mecánica funcionen correctamente y cumplan con el objetivo específico designad evitando así cualquier daño en el sistema.

133 Es recomendable que antes de realizar el circuito electrónico impreso y transferirlo a la placa electrónica, se realicen pruebas de funcionamiento tanto en el simulador como en un circuito implementado en el protoboard para que justifiquen y comprueben que el circuito diseñado esta en óptimas condiciones de uso y sin errores. Es de suma importancia usar lenguajes desarrolladores de código que sean de alto nivel ya que éstos cuentan con las librerías y drivers necesarios que permiten establecer una correcta transmisión y recepción de datos entre el PC y el microcontrolador18f2550 mediante el cable USB con alta confiabilidad en lo que se refiere a la comunicación.

134 Al momento de trabajar con el sistema, se recomienda colocar a la estructura metálica sobre una mesa que sea estable, de esta manera tanto la estructura como la máquina de escribir Braille no sufrirán daños al momento en que se encuentra en funcionamiento. Se recomienda realizar una limpieza de polvo y partículas del medio ambiente de la estructura metálica y de la Máquina de Escribir Braille cada cierto tiempo de uso para que todos los mecanismos funcionen sin problema.

135 Como se utilizó un lenguaje de desarrollo del código para la conversión del alfabeto latino al alfabeto Braille en una plataforma en ingles, los caracteres especiales de la lengua en español como son las vocales tildadas y la letra eñe no serán reconocidas, por este motivo se recomienda que el usuario borre y reemplace las vocales tildadas por vocales no tildadas y de la misma manera la letra eñe la reemplace por la letra ene en el área de texto de la interfaz gráfica antes de ejecutar la orden de impresión, pues estos caracteres no se van a imprimir y se presentaran inconvenientes gramaticales al momento de leer el texto en Braille. Al finalizar la impresión, el sistema le indicará que ya acabo de imprimir y le preguntará si desea imprimir un nuevo documento o no, indiferentemente de cuál sea la opción que escoja, deberá sacar la hoja de la máquina de escribir manualmente, e ingresar una nueva hoja para poder continuar con un nuevo proceso de impresión

136 Cuando ocurra algún tipo de emergencia como por ejemplo, falta de energía mientras está trabajando el sistema, o perdida de datos porque la computadora se apago, o el cable USB se desconecto en la mitad del proceso, entre otros, y los actuadores del retorno del carro y del salto de línea se quedaron activados en la mitad del camino, es importante presionar el “Botón Home” para que éstos actuadores regresen a sus posiciones originales, y de esta manera el sistema trabaje correctamente y no exista ningún daño físico de la estructura, así como también de los actuadores.

137 GRACIAS “Si todos pudiéramos mirar con los ojosdel alma, aprenderíamos a querer lo que realmente somos” GRACIAS