Ian Yael Fernández Pérez[2o Chichen-Itza], Luis Fernando Martinez Albarran[2o Chichen-Itza], Valeria Manzanares Gonzalez[2o Chichen-Itza]
El proyecto DIDPROL-DV consiste en el desarrollo de un dispositivo inteligente capaz de detectar el nivel de llenado de recipientes y emitir alertas sonoras y por vibración, con el objetivo de mejorar la seguridad, autonomía e inclusión de personas con discapacidad visual. Este dispositivo utiliza un sensor ultrasónico HC-SR04 para medir la distancia entre el sensor y la superficie del líquido, lo que permite calcular el porcentaje de llenado en distintos tipos de recipientes.
Durante el desarrollo del prototipo se realizaron diversas pruebas con recipientes de diferentes tamaños, como tazas, vasos, botellas, jarras y cubetas. A partir de estas pruebas, se identificó que las alertas configuradas originalmente en niveles más altos no dan suficiente tiempo de reacción. Por esta razón, se ajustaron los niveles de alerta a 70% como advertencia preventiva y 80% como alerta crítica, permitiendo evitar derrames de manera más efectiva.
El sistema fue diseñado para ser portátil, fácil de usar y adaptable, integrando componentes electrónicos como Arduino Nano, buzzer y motor vibrador. Además, se priorizó que el dispositivo no tuviera contacto directo con el líquido, aumentando su seguridad, durabilidad e higiene al no tener contacto con el líquido.
Los resultados obtenidos demuestran que el dispositivo es capaz de detectar el nivel de llenado con buena precisión y emitir alertas oportunas. Este proyecto confirma que la tecnología puede aplicarse de forma práctica para resolver problemas cotidianos, contribuyendo al bienestar y a la inclusión de personas con discapacidad visual.
Technology has proven to be a fundamental tool for improving people’s quality of life, especially when applied to developing solutions that promote inclusion and accessibility. In this context, people with visual impairments face various challenges in performing everyday activities independently, safely, and efficiently, including filling
containers with liquids. The act of filling a glass, a cup, or any container may seem like a simple task; however, for a person with a visual impairment, it represents a constant risk of spills, wasted liquids, and potential accidents, such as burns from handling hot beverages. Generally, these individuals use alternative methods such as touch, the sound of the liquid falling, or assistance from others, which are not always accurate or safe. Given this problem, the need arises to develop a more efficient, adaptable, and accessible technological solution that allows people with visual impairments to anticipate the fill level of a container, reducing risks and increasing their independence.
During tests conducted with different containers, it was observed that the alerts originally programmed for higher levels provided very little time to react when the liquid was filling rapidly. For this reason, the system was adjusted to issue alerts at earlier levels (70% and 80%), giving the user more time to stop filling and prevent spills. This project integrates knowledge of electronics, programming, and design, and aims to demonstrate that technological innovation can be practically applied to solve real-world problems, contributing to social well-being and the inclusion of people with visual impairments.
The DIDPROL-DV project involves the development of a smart device capable of detecting the fill level of containers and emitting audible and vibration alerts, with the aim of improving the safety, autonomy, and inclusion of people with visual impairments. This device uses an HC-SR04 ultrasonic sensor to measure distance.
Keywords: device, inclusion, visual impairment, safety
Nopa tekitl DIDPROL-DV ki chiua se tlachijchiuali tlen se tlamachilistli tlen ueli kiitas keski temitok nopa contenedores uan kikixtis alertas auditivas uan vibraciones, ika nopa tlayejyekoli tlen kiyektlalis nopa tlamokuitlauilistli, autonomía uan tlen kinselis maseualmej tlen amo kuali tlachiaj. Ni tepostli kitekiuia se sensor ultrasónico HC-SR04 para kiyejyekos nopa uejkapantik tlen eltok tlatlajko tlen nopa sensor uan nopa tlali tlen eltok ipan atl, uan kiampa uelis kiixtomas nopa porcentaje tlen temitok ipan tlatlamantli tlamantli contenedores. Kemaj kichijchijkej nopa prototipo, kichijkej miak tlamantli ika tlamantli tlen kipiaj miak tlamantli, kej tazas, vasos, botellas, jarras uan cubos. Ni tlayejyekoli kinextik ke nopa tlajtolpanextili tlen achtoui kitlalijkej ipan niveles tlen más uejueyi amo temakakej nopa tonali tlen monekiyaya para tlanankilisej. Ika ni tlamantli, nopa niveles de alerta mosentlalijtoyaj ika 70% kej se tlajtolpanextili tlen ika timomanauisej uan 80% kej se tlajtolpanextili tlen tlauel ipati, tlen kichijtok ma onka se tlamokuitlauilistli tlen más kuali tlen ika timomanauisej. Nopa sistema kichijchijkej para ma eli tlauel ouij, amo ouij tijtekiuisej uan uelis tijpatlasej, pampa kipiaj tlamantli tlen ika titetlajpalosej kej se Arduino Nano, se timbre uan se motor tlen ika tlauilanij. Nojkia, tlauel ipati eliyaya ma kiitakaj nopa tepostli amo ma kipixto directamente contacto ika nopa atl, kiampa kichijki ma momiakili itlamokuitlauilis, ma uejkaua uan ma eli chipauak. Nopa tlayejyekoli tlen tijpixkej kinextia nopa tepostli ueli kiita ika melajkayotl nopa tlatepacholi uan temaka tlajtoli tlen kinamiki. Ni tekitl kinextia ke nopa tecnología uelis motekiuis ika tlen panos mojmostla, uan kinpaleuis ma itstokaj kuali uan ma kinpaleuikaj maseualmej tlen amo kuali tlachiaj.
La tecnología ha demostrado ser una herramienta fundamental para mejorar la calidad de vida de las personas, especialmente cuando se aplica al desarrollo de soluciones que promueven la inclusión y la accesibilidad. En este contexto, las personas con discapacidad visual enfrentan diversos desafíos para realizar actividades cotidianas de manera autónoma, segura y eficiente, entre ellas el llenado de recipientes con líquidos.El acto de llenar un vaso, una taza o cualquier recipiente puede parecer una tarea sencilla; sin embargo, para una persona con discapacidad visual representa un riesgo constante de derrames, desperdicio de líquidos y posibles accidentes, como quemaduras al manipular bebidas calientes. Generalmente, estas personas utilizan métodos alternativos como el tacto, el sonido del líquido al caer o la ayuda de otras personas, los cuales no siempre resultan precisos ni seguros.Ante esta problemática, surge la necesidad de desarrollar una solución tecnológica más eficiente, adaptable y accesible, que permita a las personas con discapacidad visual identificar de manera anticipada el nivel de llenado de un recipiente, reduciendo riesgos y aumentando su autonomía. Por ello, se propone un dispositivo de detección del nivel de llenado que emite alertas en dos etapas (60% y 70%) y puede utilizarse en recipientes de diferentes tamaños sin contacto directo con el líquido.Este proyecto integra conocimientos de electrónica, programación y diseño, y busca demostrar que la innovación tecnológica puede ser aplicada de forma práctica para resolver problemas reales, contribuyendo al bienestar social y a la inclusión de personas con discapacidad visual.
La realización del proyecto Dispositivo de detección del nivel de llenado de recipientes para personas con discapacidad visual surge a partir de la necesidad de generar soluciones tecnológicas que contribuyan a mejorar la calidad de vida y la autonomía de las personas con discapacidad visual en actividades cotidianas. Una de estas actividades es el llenado de recipientes con líquidos, la cual puede representar un riesgo El proyecto propone el desarrollo de un dispositivo inteligente que integra sensores, procesamiento de datos y sistemas de alerta accesibles, demostrando que es posible aplicar la tecnología de manera práctica, funcional y de bajo costo. Finalmente, el proyecto se alinea con el Objetivo de Desarrollo Sostenible 10 que trata de reducir las desigualdades, al promover el acceso equitativo a soluciones tecnológicas que favorecen la inclusión social de personas con discapacidad visual.
Las personas con discapacidad visual enfrentan diversas dificultades para realizar actividades cotidianas de manera autónoma y segura. Una de estas actividades es el llenado de recipientes con líquidos, ya sea agua, bebidas calientes o frías, lo cual puede representar un riesgo constante debido a la imposibilidad de percibir visualmente el nivel de llenado.Actualmente, muchas personas con discapacidad visual dependen del tacto, del sonido del líquido al caer o de la ayuda de terceros para determinar cuándo un recipiente está próximo a llenarse. Sin embargo, estos métodos no siempre son precisos ni seguros, especialmente cuando se trata de líquidos calientes o recipientes de diferentes tamaños y formas. Esta situación limita la independencia y aumenta la probabilidad de accidentes domésticos.Por lo tanto, se identifica la necesidad de desarrollar un dispositivo inteligente, accesible y de bajo costo, que permita detectar el nivel de llenado de recipientes que emita alertas anticipadas con el fin de brindar mayor control, seguridad y autonomía a las personas con discapacidad visual durante el proceso de llenado de líquidos.
Si se desarrolla un dispositivo de detección del nivel de llenado de recipientes capaz de emitir alertas, entonces las personas con discapacidad visual lograrán llenar recipientes con líquidos de forma más segura y autónoma, reduciendo derrames y riesgos de accidentes.
Desarrollar un dispositivo inteligente que permita detectar el nivel de llenado de recipientes y emitir alertas con el fin de mejorar la seguridad, autonomía e inclusión de personas con discapacidad visual durante el llenado de líquidos.
3.Salud y Bienestar: Garantizar una vida sana y promover el bienestar para todos en todas las edades.
La discapacidad visual es la pérdida total o parcial de la capacidad para ver. Puede manifestarse de distintas formas: visión reducida, ceguera parcial, ceguera total, ceguera congénita o adquirida, así como enfermedades visuales como el glaucoma o la degeneración macular.
Las causas pueden ser genéticas, congénitas, traumáticas o derivadas de enfermedades oculares. Para afrontar los retos del entorno, las personas con discapacidad visual emplean ayudas como el braille, bastones, perros guía o tecnologías asistivas, lo que les permite participar activamente en la vida cotidiana.
Las discapacidades visuales moderadas y graves se agrupan bajo el término “baja visión”. La suma de los casos de baja visión y ceguera constituye el total de personas con discapacidad visual. Es importante destacar que muchas personas ciegas conservan cierta percepción visual, como la detección de luces o movimientos, lo que les permite orientarse.
En Edomex 180 mil personas tienen ceguera de un total 2.6 millones con alguna discapacidad, por ello es importante crear un entorno inclusivo y accesible para todos.
Arduino es una plataforma de electrónica «open-source» o de código abierto cuyos principios son contar con software y hardware fáciles de usar. Básicamente lo que permite esta herramienta es la generación de infinidad de tipos de microordenadores de una sola placa, que luego pueden tener una amplia variedad de usos según la necesidad de la persona que lo cree. Es decir, una forma sencilla de realizar proyectos interactivos para cualquier persona.
El hardware son los dispositivos cuyas especificaciones y diagramas son de acceso público, de manera que cualquiera puede replicarlos. Esto quiere decir que Arduino ofrece las bases para que cualquier otra persona o empresa pueda crear sus propias placas, pudiendo ser diferentes entre ellas pero igualmente funcionales a partir de la misma base. El software son los programas informáticos cuyo código es accesible por cualquiera para que quien quiera pueda utilizarlo y modificarlo.
Con un Arduino puedes crear básicamente lo que quieras, desde una báscula, un reloj, hasta unas puertas controladas por voz, etc. Para que puedas entender cómo podemos pasar de un microordenador a un sistema complejo como el que acabamos de mencionar, vamos a ahondar en qué son las placas arduino y en su historia.
El sensor ultrasónico HC-SR04 es un dispositivo electrónico que utiliza ondas sonoras de alta frecuencia para medir distancias. Funciona enviando un pulso de sonido que no se puede escuchar y midiendo el tiempo que tarda en regresar después de chocar con una superficie.
En este proyecto, el sensor se utiliza para medir la distancia entre el dispositivo y el nivel del líquido dentro del recipiente, lo que permite calcular qué tan lleno está.
En el diseño inicial del proyecto se consideró utilizar otro tipo de sensor para detectar el nivel del líquido. Sin embargo, durante las pruebas se observó que ese tipo de sensor requería recipientes más profundos para funcionar correctamente, ya que su margen de error era mayor.
Debido a esto, se decidió utilizar el sensor ultrasónico HC-SR04, el cual permitió obtener mediciones más precisas en recipientes de uso cotidiano como vasos, tazas y jarras.
Este sensor puede determinar la distancia entre el objeto y él mismo utilizando la información proporcionada. Su versatilidad y capacidad de funcionar en diversas condiciones hacen de este sensor una herramienta útil para una amplia gama de aplicaciones.
La medición de nivel mediante sensores ultrasónicos es un método fiable y rentable de detectar el nivel de llenado de líquidos. Es adecuada tanto para la medición continua como para la detección del nivel límite (protección contra sobrellenado y vaciado).
El principio de medición se caracteriza por una puesta en marcha sencilla, un funcionamiento sin contacto ni desgaste y una larga vida útil. Gracias al principio de medición oscilante, la suciedad difícilmente se deposita en el sensor. También puede utilizarse un sensor ultrasónico para supervisar el nivel de los materiales a granel. Es importante asegurarse de que no se forme ningún cono de residuos, lo cual podría desviar el sonido en ángulo y dar lugar a una medición incorrecta.
El motor vibrador es un pequeño motor que al momento de ser conectado a un voltaje entre 3V a 5V, causará un efecto vibratorio. Es útil como actuador en proyectos de electrónica, para teléfono celular, equipos de masaje de vibración, relojes electrónicos, juguetes inteligentes, proyectos estudiantiles ya que se puede usar directamente con alguna batería considerando que entre mayor sea el voltaje de alimentación el consumo de corriente será más alto. También lo puedes usar en con tarjetas de desarrollo (Arduino, ESP, Raspberry..) y otros microcontroladores.
Un buzzer pasivo o un altavoz son dispositivos que permiten convertir una señal eléctrica en una onda de sonido. Estos dispositivos no disponen de electrónica interna, por lo que tenemos que proporcionar una señal eléctrica para conseguir el sonido deseado. A pesar de tener la complejidad de proporcionar y controlar nosotros la señal eléctrica, los buzzer pasivos y de los altavoces tienen la ventaja de que podemos variar el tono emitido modificando la señal que aplicamos al altavoz, lo que nos permite generar melodías.
El transistor es un dispositivo electrónico semiconductor capaz de modificar una señal eléctrica de salida en respuesta a una de entrada. Puede funcionar como amplificador, conmutador, oscilador o rectificador de señales eléctricas. Se trata de un componente de uso muy común en numerosos aparatos, como relojes, lámparas, tomógrafos, celulares, radios, televisores y, sobre todo, en circuitos integrados (chips o microchips).
Los transistores operan sobre un flujo de corriente, pueden funcionar como amplificadores (reciben una señal débil y generan una fuerte) o como interruptores (permiten o interrumpen el paso de la corriente). Esto depende de la posición de funcionamiento que adopte el transistor en un determinado momento. En este sentido, el transistor funciona como una llave de paso de una tubería: si está totalmente abierto deja entrar todo el caudal del agua, si está cerrado no deja pasar nada, y en sus posiciones intermedias deja pasar más o menos agua.
Un diodo rectificador es un tipo de diodo diseñado específicamente para convertir corriente alterna (CA) en corriente continua (CC). Este proceso, conocido como rectificación, es fundamental en diversas aplicaciones electrónicas y eléctricas. Los diodos rectificadores tienen dos terminales: el ánodo y el cátodo. Cuando se aplica una diferencia de potencial positiva en el ánodo y negativa en el cátodo, el diodo permite que la corriente fluya a través de él. Si se invierte la polaridad, el diodo bloquea el flujo de corriente, actuando como un interruptor unidireccional.
Un capacitor o condensador eléctrico es un dispositivo que se utiliza para almacenar energía (carga eléctrica) en un campo eléctrico interno. Es un componente electrónico pasivo y su uso es frecuente tanto en circuitos electrónicos, como en los analógicos y digitales. Todo capacitor tiene la misma estructura básica: dos placas conductoras separadas por un dieléctrico aislante ubicado entre ambas. En ellas se almacena la carga de energía cuando fluye una corriente eléctrica y su dieléctrico debe ser de un material no conductor, como el plástico o la cerámica.
Las baterías LiPo (abreviatura de Litio y polímero) son baterías recargables compuesta en ocasiones de múltiples celdas usadas en aplicaciones que requieren corrientes superiores a 1A con bajo peso y tamaño reducido, por ejemplo sistemas de radio control, como aviones, helicópteros, drones, cámaras, celulares, linternas, entre otros.
La capacidad indica cuánta corriente puede suministrar la batería y se mide en miliamperios por Hora (mAh). Es una manera de indicar la cantidad de carga medida en miliamperios que puede suministrar la batería durante 1 hora antes que se descargue completamente. Por ejemplo una batería LiPo de 1000 mAh sería completamente descargada en una hora con una demanda de 1000 miliamperios. Si ésta misma batería tenía una demanda de 500 miliamperios tomaría 2 horas para descargarla.
Las placas fenólicas perforadas son ideales para montar tus proyectos y facilitar el montaje ya que evitas las perforaciones. ideal para armar prototipos con soldadura de circuitos integrados. Son excelentes para desarrollar proyectos de electrónica, utilizado por estudiantes y hobbistas desde principiantes hasta expertos, ya que con esta tablilla vas a poder crear tus propios PCB y que tus proyectos sean originales.
El protoboard o breadbord, es una tablilla de plástico con orificios, en la cual se pueden armar de manera fácil circuitos electrónicos mediante la utilización de componentes electrónicos y cables.
El Mini Protoboard 170 Pts es una tablilla de pruebas, que internamente está dividida por columnas verticales de material conductor, que te permite construir prototipos, realizar prácticas y simulaciones de circuitos electrónicos pequeños, cuenta con un adhesivo en la parte inferior para sujetarse a casi cualquier superficie. Puedes unir 2 o más mini protoboards para realizar circuitos más complejos gracias a su sistema de ensamblaje a presión.
Los microswitches o microinterruptores son una parte esencial de múltiples dispositivos electrónicos. Se utilizan principalmente para controlar que el flujo de corriente eléctrica de un circuito sea el más adecuado. Incorporan una palanca que se puede accionar para abrir o cerrar los contactos de la misma.
Existen productos específicos llamados 2-Stage Liquid Level Indicator / 2-Stage Liquid Level Alert, que emiten dos señales: una cuando el nivel se aproxima al borde y otra cuando llega más arriba (por ejemplo, beep lento y luego beep rápido).
Limitaciones típicas observables en la documentación comercial:
Las etapas están orientadas a “cerca del tope” y “en el tope”, es decir, no entregan alerta progresiva por porcentaje sino por casi lleno.
Profundidad de prongs limitada (por ejemplo, modelos con rango aprox. menor a ~3–4 cm), lo cual restringe el uso en recipientes más profundos.
Dependen del contacto con el líquido.
También hay dispositivos que alertan por vibración y/o beep al acercarse al llenado, normalmente en una sola etapa, con funcionamiento por contacto.
Ventajas:
Muy accesibles en costo y fáciles de usar.
Limitaciones:
No entregan alerta progresiva por porcentaje.
No informan un “nivel relativo” calculado, sino un punto fijo de contacto.
Se han publicado prototipos orientados a seguridad con líquidos (por ejemplo, soportes o recipientes “inteligentes”) que combinan sensores para estimar nivel y mejorar el manejo de bebidas (incluyendo líquidos calientes), generalmente como desarrollos experimentales.
Limitación para adopción cotidiana:
Suelen ser más grandes, menos portátiles o con mayor complejidad/costo que soluciones simples de clip.
En documentación de patentes se reconoce explícitamente que ya existen dispositivos de asistencia para personas con discapacidad visual (por ejemplo, detectores por vibración, indicadores de nivel en taza), lo cual confirma que el problema es real y que hay soluciones previas.
Etapa 1: Preparación de materiales y revisión de componentes.
Procedimiento:
R Resultado: Materiales listos para ensamble.
R Resultado: Circuito completo y listo para programación.
Procedimiento lógico:
o ≥ 70% → alerta preventiva
o ≥ 80% → alerta crítica
R Resultado: El Arduino interpreta correctamente los niveles.
Procedimiento de calibración:
o Distancia vacío
o Distancia al 70%
o Distancia al 80%
o Taza (10 cm)
o Vaso (15 cm)
o Botella (20 cm)
o Jarra (25 cm)
o Cubeta (40 cm)
R Resultado: El dispositivo se adapta a distintos recipientes.
Procedimiento:
Resultado: Prototipo compacto y funcional.
Procedimiento:
o Al 70% → beep intermitente + vibración corta.
o Al 80% → beep continuo + vibración continua.
Resultado: Funcionamiento correcto y confiable.
Variables, controles y mediciones
Para evaluar el funcionamiento del prototipo DIDPROL-DV se identifican tres tipos de variables: independiente, dependiente y controladas.
Obtuvimos un dispositivo capaz de detectar el nivel de llenado de un recipiente y emitir una alerta, facilitando esta tarea y ayudando a evitar derrames o accidentes.
Se puede desarrollar un dispositivo económico y funcional capaz de detectar el nivel de llenado de un recipiente, ayudando a las personas con discapacidad visual a realizar esta tarea con mayor seguridad, autonomía y precisión.
Organización de las Naciones Unidas. (s. f.). Objetivo 10: Reducción de las desigualdades.
World Health Organization. (2021). Blindness and vision impairment.
https://www.who.int/news-room/fact- sheets/detail/blindness-and-visual-impairment
Organización Mundial de la Salud. (2018). Tecnologías de asistencia (Informe mundial). OMS.
https://www.who.int/es/news-room/fact-sheets/detail/assistive-technology
Carroll Center for the Blind. (s. f.). EZ-Fill liquid level indicator [Descripción de producto].
https://carroll.org/product/ez-fill-liquid-level-indicator/
