Motores Vibradores en funcionamiento mediante señales de PWM

Se puede observar que existe un servidor que se encuentra implementado en la Raspberry Pi, con el fin de que el usuario acceda a él mediante la ip configurada de una red Wi-Fi en cualquier dispositivo. Internamente, el contacto entre el servidor y el usuario produce constantemente un parámetro de frecuencia numérico, que será traducido posteriormente, mediante lenguaje Java, en un modulador de ancho de pulso (PWM) que será la entrada principal de un opto-transistor y finalmente a un Puente H que lo dirigirá, con la potencia y corriente suficiente, a los motores vibradores. 

Palabras Clave

* Opto-Transistor: Dispositivo compuesto por un diodo emisor de luz y un transistor sensible a señales lumínicas. Cuando el diodo se polariza correctamente, el transistor recibe el impulso que el diodo produce, y entra en saturación, produciendo una conexión entre el colector y el emisor, entre los cuales se encuentra una salida.

* PWM: Modulación por ancho de pulso que permite controlar la frecuencia de un tren de impulsos con al cual puede controlarse la velocidad angular de cualquier dispositivo anexo.

* Puente H: Circuito electrónico cuyas aplicaciones se ven limitadas únicamente a la acción continuada de una serie de transistores en polarización saturada o corte. En este caso, este circuito permite a un motor de corriente continua girar en ambos sentidos: avance y retroceso. Debido a que el sentido de giro es irrelevante en el proceso de vibración, la polarización de los transistores     que componen el Puente H se hizo de una única manera.

Uso específico de Ubidots en la Rehabilitación de Usuarios con Déficit de audición

Ubidots es una plataforma que permite anexar, operar, modificar y en ocasiones actualizar datos procedentes de mediciones o procesos muestrales que impliquen gran amplitud. Esto beneficia el procesamiento, debido a que aquellos datos son casi automáticamente incluidos en esta base de datos, por lo que de ser necesaria alguna actualización o requerimiento de bloques de datos, es de mayor facilidad obtenerlos a partir de esta plataforma, que ejecutar todo un complejo sistema con infraestructura modificada que desarrolle estas mismas tareas.

Durante el desarrollo de este proyectos, la plataforma es utilizada con fines educativos para la cual los datos de mediciones constantemente ejecutadas eran guardados. Estos datos corresponden a frecuencias, fechas y caracteres en modo entero que son registradas de las entradas correspondientes que distintos usuarios realizan cotidianamente al hacer uso del servidor desarrollado. Estas mediciones pueden ser utilizadas para posteriores análisis estadísticos que prediga e informen características y comportamientos intrínsecos de cada uno de los usuarios que alguna vez se han conectado y han hecho uso del servidor desarrollado.

Modelo Cliente-Servidor Anexo a RaspBerryPi

En este vídeo se puede apreciar que el diodo emisor de luz es polarizado cuando se manda una señal digital de 5 voltios aproximadamente, mediante un servidor inalámbrico. De no denotarse la iluminación del diodo LED, puede entreverse su funcionamiento escuchanco la acción sonora que el mensaje produce.

DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN SISTEMA PARA REHABILITACIÓN DE PACIENTES SOMETIDOS A IMPLANTE COCLEAR ®

Título del proyecto	DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN  DE UN SISTEMA PARA REHABILITACIÓN DE PACIENTES SOMETIDOS A IMPLANTE COCLEAR
Grupo:	Ingeniería Biomédica UPB
Facultad:	Facultades de Ingeniería Electrónica e Ingeniería de Sistemas e Informática
	NOMBRE	Semestre
Investigador 1	Aldo Rincón Mora	VI
Investigador 2	Juan Camilo Solano Estrada	VI
Investigador 3	Julián Darío Miranda	VII
Objetivos del Proyecto
Objetivo General Desarrollar e implementar un sistema software y hardware que permita a las personas sometidas a un implante coclear, tener una rehabilitación por medio de estímulos físicos y auditivos. Objetivos Específicos Montar un servidor web haciendo uso de la tecnología Rasperry PI y la tarjeta Wireless pertinente, con el fin de brindar al rehabilitando un espacio amigable, sencillo y funcional. Diseñar e implementar una interfaz web que permita al paciente generar los estímulos que permitan su recuperación. Identificar las frecuencias de las cuerdas vocales y transmitirlas a un motor que genere vibraciones dentro de la misma frecuencia, junto al sonido correspondiente. Proveer un sistema hardware-software de costo accesible para los centros de rehabilitación.
Productos a Desarrollar
Se pretende con este proyecto la implementación de un servidor web incorporado en una Rasperry PI, que  desde un dispositivo móvil permita el acceso a los usuarios en rehabilitación auditiva, el control de manera simultánea un motor vibrador a frecuencias que para el paciente representan sonidos, y a su vez un reproductor de audio que genere los sonidos ejemplificados en la etapa motora, para que dichos usuarios puedan interrelacionar cognitivamente la vibración y el sonido, y contribuir así en el proceso de reincorporación auditiva. El producto terminado obtenido mediante este proyecto incluye una herramienta que permite al usuario controlar, mediante un dispositivo portátil, la generación de sonidos de manera concomitante con las vibraciones de un motor, de manera que pueda correlacionar las imágenes en el dispositivo portátil, con los sonidos y las vibraciones que percibe, coadyuvando en su proceso de rehabilitación auditiva. En la Figura 1 del Anexo se presenta un diagrama del modelo de la herramienta que se pretende desarrollar.
Beneficios
En el proceso de la audición, los sonidos se perciben a través de un mecanismo que incluye varios elementos anatómicos, desde el oído externo, hasta el oído interno para activar otros elementos de origen neurológico que transforman las vibraciones de los sonidos en señales eléctricas que son transportadas por nervios al cerebro que las interpreta adecuadamente. Este proceso para un normo-oyente es completamente natural. Está tan habituado a ello, que se mezcla fácilmente como una parte imperceptible de su cotidianidad. En una persona con dificultades auditivas, originadas en un deficiente funcionamiento de la cóclea, la percepción de sonidos es muy limitada o incluso nula. El reemplazo electrónico de la cóclea se constituye en una alternativa de última tecnología para atender estas necesidades de solución de la sordera. Este tipo de implantes, bajo ciertas condiciones, podrán recuperar en cierta proporción su capacidad auditiva. Sin embardo, considerando que estas personas probablemente nunca han tenido la experiencia de escucha adecuada, tendrán obvias dificultades en interpretar lo que oyen y, por tanto, van a requerir de un proceso de rehabilitación complementaria. El proyecto que se propone contribuye a facilitar al individuo receptor de un implante coclear, el tránsito de no escuchar sonidos a percibirlos de manera coherente y sensible. La herramienta que se desarrolle apoyará la rehabilitación del paciente, a través de un sistema sencillo y funcional, que le permitirá asociar imágenes con sonidos y vibraciones. Todo este paquete coadyuvará en el mejoramiento de la calidad de vida del sujeto de rehabilitación a un bajo costo.

ANEXO
1 – Diagrama del modelo de herramienta propuesta
1.	El usuario, haciendo uso de su dispositivo móvil, identifica visualmente la letra o palabra que quiere oír y sentir. La selecciona y envía su requerimiento. Su selección se envía por medio de la señal WiFi disponible.
2.	La selección del usuario transmitida a través de la señal WiFi es recibida por un servidor Web residente en la unidad Raspberry PI.
3.	La unidad Raspberry PI procesa el requerimiento del usuario y genera un salida de audio amplificada y otra salida digital de voltaje.
4.	Mediante un conversor digital a análogo (DAC), la señal digital de voltaje originada en la unidad Raspberry PI es convertida en un voltaje DC que activa un motor de vibrador, teniendo en cuenta la frecuencia de giro que debe ser concomitante con la señal de audio.
5.	Las dos señales, la vibratoria del motor y la de audio amplificada, son percibidas por el usuario quien será capaz de interrelacionarlas con la imagen que tiene en su dispositivo móvil. De esta manera podrá entrenar sus nuevas habilidades de escucha en su proceso de rehabilitación.

Fig 1.

Diagrama general de procesos derivados.

(Cabe anotar que los aspectos de funcionamiento y procedimientos asociados al proyecto están dispuestos a modificaciones sucesivas y repentinas en beneficio del éxito del mismo).