Recepción: 24/10/2017 | Aprobación: 25/11/2017 | Pág. 62-69

Puerta Interactiva para el acceso a una sala de clases

Interactive Door for Accessing to a Classroom

Ronald D. Camacho-Reyes

Universidad Técnica Estatal de Quevedo

ronald.camacho@uteq.edu.ec

Jonathan A. Macías-Rivera

Universidad Técnica Estatal de Quevedo

jonathan.macias2014@uteq.edu.ec

Jefferson R. Herrera-Chávez

Universidad de las Artes

jefferson.herrera@uartes.edu.ec

Andrés Gracia-Montaño

Universidad Técnica Estatal de Quevedo

andres.gracia2014@uteq.edu.ec

RESUMEN

La tecnología moderna ha permitido actualmente que la sociedad como parte de una solución para sus

actividades diarias, utilice equipos, aplicaciones y muchos otros dispositivos electrónicos que conjuntamente

con la tecnología móvil permitan mejorar procesos y tareas, convirtiéndose en una herramienta de trabajo

para la interacción hombre-máquina. En el presente trabajo se detalla el diseño y construcción de un

prototipo de puerta interactiva controlada mediante módulo Arduino Uno y una aplicación de Android basada

en el lenguaje de programación Eclipse permitiéndole a los docentes utilizarla como instrumento de trabajo

durante sus horas laborables. Este tipo de puerta permitirá automatizar el ingreso al aula de clases,

disminuyendo los inconvenientes que pueden presentarse ya sea por dejarla abierta o por no estar disponible

la persona encargada de su apertura.

Palabras claves: Puerta interactiva, Software Eclipse, aplicación Android, Smartphone.

ABSTRACT

Modern technology has currently allowed society as part of a solution for its daily activities, equipment,

applications and many other electronic devices that have mobile technology to improve processes and tasks,

becoming a working tool for man-machine interaction. This work details the design and construction of an

interactive door prototype controlled by the Arduino Uno module and an Android application based on the

Eclipse programming language that allows teachers to transfer it as a working instrument during their working

hours. This type of door automatically automates the entrance to the classroom, reducing the inconveniences

that can arise either by leaving it open or by not being available to the person in charge of opening it.

Keywords: Interactive door, Eclipse Software, Android application, Smartphone.

INTRODUCCIÓN

El uso de aplicaciones, equipos y dispositivos automatizados en la actualidad ha permitido la reducción del

tiempo en la realización de una tarea determinada que comúnmente tomaría más tiempo llevarla a cabo si se

la efectuara de forma manual.

En estos casos, el empleo de la tecnología para la simplificación o colaboración en las tareas cotidianas es

cada vez más común en la sociedad (Harper, Rodden, Rogers, Sellen, & Human, 2008), jugando un papel

fundamental que obliga a que empresas e instituciones hagan uso de la misma con el objetivo de obtener

grandes beneficios. Particularmente, las instituciones educativas pueden obtener grandes beneficios con el

uso de la tecnología (Pico & Erazo, 2014).

En varias instituciones educativas existe un inconveniente a la hora de recibir clases, porque en ocasiones no

es eficiente el control para la apertura de las aulas cuando el docente trate de dar sus clases y si la puerta

permanece abierta pueden llegar a presentarse problemas de seguridad como robos de los equipos ahí

instalados (Abramovay, 2005).

Por este motivo, el presente proyecto permite el diseño y desarrollo de un prototipo de puerta interactiva para

el aula que permita a los docentes utilizarla de manera eficiente, mediante la programación basada en el

software Eclipse. Este dispositivo será controlado por una aplicación para smartphone que además contará

con un sistema de autentificación de cada docente y teniendo en cuenta su respectivo horario para brindarle

mayor seguridad y efectividad a la misma.

PROTOTIPO PROPUESTO

Materiales

 Hardware

 Módulo Arduino UNO.

 Tablet para la visualización de la información en la puerta interactiva.

 Smartphone para la instalación y comprobación de la aplicación.

 Software

 Lenguaje propio de programación del Módulo Arduino UNO.

 Software JDK de java

 SDK de Android y eclipse ADT como IDE

Descripción del software

Eclipse

Es un programa informático compuesto por un conjunto de herramientas de programación de código abierto

multiplataforma para desarrollar lo que el proyecto llama "Aplicaciones de Cliente Enriquecido", (Gil, 2010).

Esta plataforma, típicamente ha sido usada para desarrollar entornos de desarrollo integrados (del inglés

IDE), como el IDE de Java llamado Java Development Toolkit (JDT) y el compilador (ECJ) que se entrega

como parte de Eclipse. (Romero, 2010).

En la figura 1 se presenta la interfaz del software.

Figura 1. Presentación de la interfaz de Eclipse

Arduino UNO

Otro de los recursos de software empleados fue el lenguaje propio de programación del Módulo Arduino

UNO, aquí se establecieron los parámetros que permitirán el almacenamiento de los datos ingresados por la

aplicación. A continuación se muestra el código del dispositivo (Módulo Arduino UNO) para el funcionamiento

de la puerta interactiva.

//Pines donde conectaremos los LEDS

#define AbrirPuerta 4

//Pines del Bluetooth

#define TX 10

#define RX 11

#include <SoftwareSerial.h>

//Estados de los LEDS

int abrirpuerta = LOW;

//Creamos la conexión con el Bluetooth

SoftwareSerial bluetooth(TX, RX);

void setup() {

//Inicializamos los pines de los LEDS

pinMode(AbrirPuerta, OUTPUT);

//Configuramos el bluetooth a 9600

bluetooth.begin(9600);

//Iniciamos los LEDS

digitalWrite(AbrirPuerta,abrirpuerta);

}

void loop() {

//Si hay datos por leer los leemos

if (bluetooth.available()) {

//Obtenemos el LED a leer

int ABRIR = bluetooth.read();

abrirpuerta= !abrirpuerta; //Invertimos el estado

digitalWrite(AbrirPuerta,abrirpuerta); //Ponemos el LED al estado

}

//Esperamos 100 milisegundos antes

//de volver a comprobar el bluetooth

delay(100);

}

Características del software de la aplicación

Gracias a las múltiples ventajas de las herramientas de software empleadas, la aplicación diseñada ofrece

una interfaz sencilla, de fácil manejo para el docente, estas características u opciones son descritas a

continuación:

 El ingreso del usuario y la contraseña del docente, teniendo como punto de partida la pantalla

mostrada en la Figura 2.

Figura 2. Pantalla principal de la aplicación en el Smartphone

 Muestra información acerca del horario correspondiente a su materia.

 Permite la apertura de la puerta en el caso de que al docente le toquen sus horas clases en esa aula.

 Ofrece la opción de permitirle al docente dejar algún tipo de mensaje que pueden visualizar los

alumnos, en cualquier caso que él estime conveniente.

Descripción del hardware

El hardware del proyecto contempla el prototipo en el que se presenta la puerta, la chapa, el módulo Arduino

UNO y la Tablet que será colocada en la parte de arriba para que muestre la información (Figura 3).

Figura 3. Proyecto de puerta interactiva para docentes de una institución educativa.

Se utilizó un módulo de automatización Arduino Uno (Figura 4), instalado en la parte de atrás de la puerta,

este dispositivo posee su propio lenguaje de programación, el mismo que es diferente al utilizado en el

software en el que se realiza el ingreso y autenticación del usuario.

Para las pruebas pertinentes se utilizaron resistencias y una fuente de energía de 12V para la comprobación

de su funcionamiento.

Figura 4. Módulo Arduino y componentes de la puerta interactiva.

Procedimientos realizados

 Lo primero que se realizó fue la obtención de los dispositivos electrónicos y materiales para lo que sería la

puerta.

 A continuaci se identificó el software a utilizar, el cual fue Eclipse por sus características y ventajas en la

programación para aplicaciones de smartphones.

 Como tercer paso, se empezó la construcción del prototipo y la instalación de los dispositivos electrónicos

en su lugar correspondiente.

 Una vez realizada esta tarea, se procedió a programar y diseñar la aplicación que permitiría el ingreso al

docente y la automatización para la apertura de la puerta.

 Como cuarto paso, se procedió a ingresar a los docentes y sus respectivos horarios en la base de datos

de la aplicación.

 Finalmente se instalaron todos los equipos necesarios (Módulo Arduino y Tablet) para proceder con la

comprobación del prototipo de la puerta interactiva, mediante el ingreso de un usuario y contraseña

correspondiente al docente al que le toca su hora de clase.

RESULTADOS

Una vez diseñado el prototipo se pretende describir cada una de las funciones que realiza la puerta

interactiva y será comprobada. Un docente a cargo compruebe su funcionamiento. A continuación sus

funcionalidades:

Interacción

El usuario puede interactuar con la puerta ya sea abriendo la puerta, chequeando el horario, dejando notas

para la clase (Figura 5).

Figura 5. Interacción con la aplicación y el hardware de la puerta interactiva.

Abrir puerta

El usuario tiene que interactuar con la puerta para saber si es el aula indicada, en la cual él debe chequear el

horario que se encuentra en la pantalla interactiva, después de eso si el aula es la indicada, el usuario

autorizado digita la clave de acceso que abrirá la puerta (Figura 6).

Figura 6. Módulo Arduino y componentes de la puerta interactiva.

Chequear horario

Cualquier usuario puede interactuar con la puerta para verificar el horario del aula dependiendo de la jornada

en que se encuentre (Figura 7).

Figura 7. Visualización del horario de acuerdo al usuario que ha autentificado

Dejar mensaje

Solo los usuarios autorizados pueden dejar mensajes en la puerta interactiva los cuales estarán visibles para

cualquier usuario (Figura 8).

Figura 8. Opción de mostrar un mensaje en la pantalla de la puerta

Leer mensajes

El mensaje que deje el usuario autorizado solo permanecerá publicado en la pantalla de inicio mientras dure

la clase, y luego desaparecerá el mensaje de la pantalla de inicio.

CONCLUSIONES

 El diseño de la puerta interactiva ha permitido la interacción hombre-máquina en cuanto a la

automatización para la apertura de la puerta del aula de clases.

 Todos los instrumentos de trabajo, equipos y herramientas utilizados, han permitido culminar

exitosamente este proyecto.

 Gracias a la utilización del software Eclipse se ha logrado que la aplicación funcione de manera

correcta y se muestre una interfaz muy fácil de utilizar, si en el caso de que la aplicación necesite

mejoras, lo que lo hace mucho más conveniente porque permitirá usar otros lenguajes de

programación como son C/C++ e inclusive Python.

 A futuro se podrían incorporar mejoras a la puerta interactiva propuesta. Una primera opción es dar la

posibilidad de interactuar con la aplicación sin necesidad de tocar la pantalla; es decir, a distancia o

sin contacto (Erazo & Pico, 2014) y/o utilizando gestos manuales (Vicuña & Erazo, 2016). Otra

posibilidad consiste en que la aplicación realice un reconocimiento facial del docente como

mecanismo de autenticación.

REFERENCIAS

Abramovay, M. (2005). Victimización en las escuelas. Ambiente escolar, robos y agresiones físicas. Revista

mexicana de investigación educativa, 10(26), 833-864.

Erazo, O., & Pico, R. (2014). Interfaces de usuario basadas en gestos manuales sin contacto para la sala de

clases: una revisión bibliográfica. Enfoque UTE, 5(4), 34-53.

Gil, M. (2010). Manual de Eclipse para el desarrollo de aplicaciones Java ME. México: Taurus.

Harper, E. R., Rodden, T., Rogers, Y., Sellen, A., & Human, B. (2008). Human-Computer Interaction in the

year 2020. Microsoft Research Ltd.

Pico, R., & Erazo, O. (2014). Aulas de clase futuristas: ¿realidad o ficción? Universidad Técnica Estatal de

Quevedo.

Romero, M. (2010). Introducción a Eclipse. España: Planeta.

Vicuña, A., & Erazo, O. (2016). Interacción basada en gestos de dibujos para complementar el proceso de

enseñanza-aprendizaje. Enfoque UTE, 7(4), 1-15.