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UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL FACULTAD DE INGENIERIA INDUSTRIAL DEPARTAMENTO ACADÉMICO DE GRADUACIÓN TRABAJO DE TITULACIÓN PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERA EN TELEINFORMÁTICA ÁREA TECNOLOGÍA ELECTRÓNICA TEMA DISEÑO DE UN SISTEMA DE CONTROL Y ALERTA DE GRADO ALCOHÓLICO EN PERSONAS CON PROBLEMAS DE ADICCIÓN” AUTORA MIRANDA VIEJÓ SILVIA BELÉN DIRECTOR DEL TRABAJO ING. TELEC. VEINTIMILLA ANDRADE JAIRO GEOVANNY, MG. GUAYAQUIL, ABRIL 2019

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UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL

FACULTAD DE INGENIERIA INDUSTRIAL DEPARTAMENTO ACADÉMICO DE GRADUACIÓN

TRABAJO DE TITULACIÓN

PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE

INGENIERA EN TELEINFORMÁTICA

ÁREA

TECNOLOGÍA ELECTRÓNICA

TEMA

“DISEÑO DE UN SISTEMA DE CONTROL Y ALERTA DE

GRADO ALCOHÓLICO EN PERSONAS CON PROBLEMAS

DE ADICCIÓN”

AUTORA

MIRANDA VIEJÓ SILVIA BELÉN

DIRECTOR DEL TRABAJO 0

ING. TELEC. VEINTIMILLA ANDRADE JAIRO GEOVANNY, MG.

GUAYAQUIL, ABRIL 2019

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Declaración de Autoría

“La responsabilidad del contenido de este trabajo de Titulación, me corresponde

exclusivamente; y el patrimonio intelectual del mismo a la Facultad de Ingeniería

Industrial de la Universidad de Guayaquil”

Miranda Viejó Silvia Belén

C.I. 0931531297

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Dedicatoria

A Dios por haberme permitido llegar hasta este punto dándome salud para lograr mis

objetivos, metas, además de su infinito amor y bondad.

A mi madre Anita Viejó, por haberme apoyado en todo momento, por sus consejos día a

día, sus valores, por la motivación constante de ser una persona de bien útil a la sociedad y

a la patria, pero más que nada, por su infinito amor.

A mi padre Luis Miranda por haber sido un pilar fundamental en mi formación académica,

protegiéndome con sus consejos y por su infinito amor.

A mi tío, hermano, amigas y todos aquellos que siempre confiaron en mí y supieron

apoyarme.

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Agradecimiento

En primer lugar, agradezco a Dios por brindarme salud y vida, llenándome de bendiciones

en todas mis actividades.

A mi padre por el apoyo y comprensión brindada en cada momento.

A mi madre por lo que me enseñó, por su motivación, sus consejos y su apoyo diariamente

A la Universidad de Guayaquil y a la Facultad de Ingeniería Industrial, en especial a todos

los Ingenieros de la carrera de Ingeniería en Teleinformática que han compartido sus

conocimientos.

A mi tutor, Ing. Jairo Veintimilla por compartir sus conocimientos y tiempo para el

desarrollo de mi tesis.

A mis amigas, por estar ahí conmigo, gracias por sus consejos y disfrutar juntas bellos

momentos.

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v

Índice General

N° Descripción Pág.

Introducción 1

Capítulo I

El Problema

N° Descripción Pág.

1.1 Planteamiento del problema 3

1.1.1 Formulación del problema 4

1.1.2 Sistematización del problema 4

1.2 Objetivos 5

1.2.1 Objetivo general 5

1.2.2 Objetivos específicos 5

1.3 Justificación 5

1.4

1.5

1.6

Delimitación del problema

Delimitación temporal

Alcance

6

6

6

Capítulo II

Marco Teórico

N° Descripción Pág.

2.1 Antecedentes de la investigación. 8

2.2 Marco Teórico 8

2.2.1 Sistema de control 10

2.2.2 Internet de las cosas (IoT) 10

2.2.2.1 Arquitectura de IoT 12

2.2.2.1.1 Capa de Objeto 12

2.2.2.1.2 Capa de Servicio 13

2.2.2.1.3 Capa de Red 13

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vi

N° Descripción Pág.

2.2.2.1.4 Capa de Dispositivo 13

2.2.2.1.5 Capa de Aplicación 14

2.2.2.2 Plataformas de IoT y Seguridad 14

2.2.3 Comunicaciones Inalámbricas 14

2.2.3.1 WiFi 14

2.2.3.1.1 Ventajas y Desventajas de la tecnología WiFi 15

2.2.3.1.2 Funcionamiento de la tecnología WiFi 15

2.2.3.1.3 Tipos de WiFi 16

2.2.4 Sistemas Embebidos 17

2.2.5 Microcontroladores 17

2.2.6 Alcoholismo 17

2.2.6.1 Consecuencias 17

2.2.6.2 Enfermedades 18

2.2.6.3 Tratamiento 19

2.2.7 Dispositivos portátiles de control de alcohol 20

2.2.7.1 Tipos de dispositivos para el control de alcohol 20

2.3 Marco Conceptual 24

2.3.1 Arduino NODEmcu Esp8266WiFi 24

2.3.2 Sensor de alcohol MQ-3 27

2.3.2.1 Características del sensor de alcohol MQ-3 27

2.3.3 Protoboard 27

2.3.4 Fuente de poder para protoboard 28

2.3.4.1 Características de la fuente de poder para protoboard 28

2.3.5 Buzzer 29

2.3.5.1 Especificaciones técnicas del buzzer 29

2.3.6 Software de Aplicación 30

2.3.6.1 MyDevices Cayenne 30

2.3.6.2

2.4

Arduino Software 1.8.9

Marco Legal

31

32

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Capítulo III

Metodología

N° Descripción Pág.

3.1 Marco metodológico 34

3.2 Tipos de investigación 34

3.2.1 Investigación exploratoria 34

3.2.1.1 Características de la investigación exploratoria 34

3.2.2 Investigación de campo 35

3.2.3 Investigación Aplicada 35

3.2.4 Investigación Bibliográfica 35

3.2.5

3.3

Investigación Descriptiva

Método para el análisis de los datos

36

36

3.3.1 Método Cualitativo 36

3.3.2 Método Cuantitativo 36

3.4 Población 37

3.5 Herramientas o Estrategias de investigación 37

3.6 Análisis de los resultados 45

Capítulo IV

Propuesta De Investigación

N° Descripción Pág.

4.1 Estructura de desarrollo del prototipo a elaborarse 47

4.2 Parámetros para la elaboración del prototipo 47

4.3 Diseño de bloque del prototipo 47

4.4 Etapa 1: Determinación y evaluación de los componentes

utilizados

48

4.4.1

4.4.2

4.4.3

4.4.4

4.5

Evaluación de los microcontroladores

Evaluación del sensor de alcohol MQ-3

Evaluación de la fuente de poder para protoboard

Evaluación del buzzer

Etapa 2: Esquema de las funciones principales del prototipo

48

50

50

51

51

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viii

4.5.1

Descripción

Conexiones del diagrama del prototipo

Pág.

51

4.6 Etapa 3: Elaboración del prototipo 53

4.7 Programación 56

4.7.1 Diagrama de flujo 56

4.7.2 Instalación del software Arduino 56

4.8 Etapa 5: Instalación de la aplicación 60

4.8.1 Configuración de la alerta 62

4.9 Elaboración y evaluación del prototipo 63

4.9.1 Evaluación del prototipo 64

4.9.1.1 Funcionalidad del prototipo 64

4.9.1.2 Características técnicas del prototipo 65

4.9.1.3 Valores obtenidos del prototipo con su aplicación 65

4.9.1.4 Características técnicas del alcoholímetro 68

4.9.1.5 Valores obtenidos con un alcoholímetro 68

4.9.1.6 Comparación de los valores obtenidos de los dispositivos 70

4.10 Tabla de costos de los elementos para la elaboración del

prototipo

70

4.11 Conclusiones 70

4.12 Recomendaciones

71

Anexos 73

Bibliografía 77

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Índice De Figuras

N° Descripción Pág.

1 Ministerio de salud pública 4

2 Ecosistema de internet de las cosas IoT 11

3 Capas de IoT 12

4 WiFi 15

5 Funcionamiento de la tecnología WiFi 16

6 Consecuencias del alcoholismo 18

7 Tasa de grado de alcoholemia 19

8 Pulsera inteligente Bactrack Skyn 21

9 Dispositivo Soberlink 21

10 Pomo en palanca de cambio 22

11 Sistema de reconocimiento facial 22

12 Sensor en asiento del conductor 23

13 Sistema Dadss 23

14 Alcoholímetro Lifeluc Sentinel 24

15 NODEmcu Esp8266 WiFi 25

16 Plataforma Ubidots 25

17 Plataforma Thingspeak 26

18 Plataforma Thinger.io 26

19 Sensor de alcohol MQ-3 27

20 Protoboard 28

21 Fuente de poder para protoboard 29

22 Buzzer o zumbador 29

23 Diseño de bloque de aplicación Cayenne 30

24 Arduino IDE 1.8.9 31

25 Importancia como parte de la rehabilitación 38

26 Monitoreo a los pacientes 39

27 Opinión de los adictos de algún dispositivo para medir los

grados de alcohol

39

28 Uso de un dispositivo tecnológico 40

29 Frecuencia para utilizar un dispositivo 41

30 Uso de la tecnología 41

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x

32

Descripción

Tipos de dispositivos

Pág.

42

32 Dispositivo para emitir una alerta 42

33 Uso del prototipo 43

34 Grado de alcohol a consumido por medio de un dispositivo 44

35 Diseño de bloque de control 48

36 Esquema de las funciones principales del prototipo 51

37 Conexiones del diagrama del prototipo 53

38 Elaboración del prototipo con sus respectivas conexiones 53

39 Conexión del sensor de alcohol MQ-3 a la placa NODEmcu

Esp8266WiFi

54

40 Conexión del buzzer a la placa NODEmcu Esp8266WiFi 55

41 Conexión de la fuente de poder a la placa NODEmcu

Esp8266WiFi

55

42 Diagrama de flujo de la programación 56

43 Instalación del software Arduino 57

44 Descarga del software Arduino 57

45 Windows zip file for non admin install 57

46 Arduino Software 58

47 Extraer en el escritorio 58

48 Instalación de controladores de dispositivo 58

49 Preferencias 59

50 Localización del proyecto 59

51 Reconocimiento de la placa NODEmcu Esp8266WiFi 60

52 Placa NODEmcu Esp8266WiFi 60

53 Aplicación Cayenne 60

54 Registro en la plataforma 61

55 Primer enlace de comunicación con la placa y Cayenne 61

56 Segundo enlace de comunicación con la placa y Cayenne 61

57 Tercer enlace de comunicación con la placa y Cayenne 62

58 Configuración de la alerta 62

59 Destinario de la alerta 63

60 Conexión del sensor de alcohol MQ-3 64

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61

Descripción

Conexión del buzzer

Pág.

64

62

63

Conexión de la fuente de poder

Primera evaluación realizada con el prototipo

65

66

64 Segunda evaluación realizada con el prototipo 67

65

66

Tercera evaluación realizada con el prototipo

Primera evaluación y valores obtenidos con el alcoholímetro

68

68

67 Segunda evaluación y valores obtenidos con el

alcoholímetro

69

68 Tercera evaluación y valores obtenidos con el alcoholímetro 69

69 Entrevista realizada por el director de la clínica de

rehabilitación

74

70 Encuesta realizada por uno de los pacientes de la clínica de

rehabilitación

74

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xii

Índice De Tablas

N° Descripción Pág.

1 Mantener un monitoreo del consumo de alcohol 38

2 Fuera de la clínica existe alguien que monitoree su consumo 39

3 Utilización de algún dispositivo tecnológico 39

4 Uso de dispositivo para el control de bebidas alcohólicas 40

5 Frecuencia a utilizar un dispositivo 41

6 Uso de la tecnología 41

7 Tipos de instrumentos para medir el nivel de alcohol 42

8 Opinión de los adictos acerca del dispositivo 43

9 Uso del prototipo 43

10 Por medio de un dispositivo saber el grado de alcohol 44

11 Características principales de distintos microcontroladores 49

12 Características del sensor de alcohol MQ-3 50

13 Características de la fuente de poder para protoboard 50

14 Características del buzzer 51

15 Distribución de pines de microcontrolador Arduino

NODEmcu Esp8266WiFi

51

16 Características técnicas del prototipo 65

17 Características técnicas del alcoholímetro 68

18 Valores de grado de alcohol obtenidos a través del

alcoholímetro y el prototipo

70

19 Tabla de costo 70

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Anexos

N° Descripción Pág.

1 Evaluación de las encuestas y entrevista 74

2 Programación del prototipo 75

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FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL

CARRERA DE INGENIERÍA EN TELEINFORMÁTICA

UNIDAD DE TITULACIÓN

“DISEÑO DE UN SISTEMA DE CONTROL Y ALERTA DE GRADO

ALCOHÓLICO EN PERSONAS CON PROBLEMAS DE ADICCIÓN”

Autora: Miranda Viejó Silvia Belén

Tutor: Ing. Veintimilla Jairo, Mg.

Resumen

Este trabajo de investigación está enfocado en generar una solución tecnológica que

permita facilitar el control, chequeo con respecto al consumo en personas las cuales está

completamente prohibido el consumo de alcohol debido a medidas sociales, de salud,

familiar o que estén en un proceso de rehabilitación, para prevenir alguna recaída o un tipo

de crisis. Por lo tanto, se diseña un sistema preventivo de control y alerta de grado alcohólico

en personas con problemas de alcoholismo. Para el desarrollo de este proyecto el prototipo

consta de algunos componentes conectados a una placa NODEmcu Esp8266 wifi, un sensor

de alcohol que envía información y Arduino la recibe. La placa NODEmcu Esp8266 WiFi

se encarga de procesar esa información y los datos enviarla a la plataforma Cayenne, la cual

emitirá una alerta que llegará como mensaje de texto al dispositivo móvil del responsable de

la persona en tratamiento. El mensaje de texto es una alerta y al recibirla significaría que

excedió el nivel de alcohol por ende al acceder a la plataforma se puede visualizar en su

historial los grados de alcohol de la persona.

Palabras Claves: Grado alcohólico, Salud, Arduino, WiFi.

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FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL

CARRERA DE INGENIERÍA EN TELEINFORMÁTICA

UNIDAD DE TITULACIÓN

“DESIGN OF A CONTROL AND ALERT SYSTEM OF

ALCOHOLIC DEGREE IN PEOPLE WITH ADDICTION

PROBLEMS”

Author: Miranda Viejó Silvia Belén

Tutor: TE Veintimilla Andrade Jairo, MBA

Abstract

This research work is focused on generating a technological solution that facilitates

control, check-up with respect to consumption in people who are completely prohibited from

consuming alcohol due to social, health, family or in a rehabilitation process, to prevent any

relapse or a type of crisis. Therefore, a preventive system of control and alert of alcoholic

degree in people with alcoholism problems is designed. For the development of this project,

the prototype consists of some components connected to a NODEmcu Esp8266 WiFi board,

an alcohol sensor that sends information and Arduino receives it. The NODEmcu Esp8266

WiFi board is responsible for processing that information and sending the data to the

Cayenne platform, which will issue an alert that will arrive as a text message to the mobile

device of the person in charge of the treatment. The text message is an alert and upon

receiving it, it would mean that the level of alcohol has been exceeded, therefore when

accessing the platform, it can be visualized the history of the degrees of alcohol of the

person.

Keywords: Alcoholic degree, Health, Arduino, WiFi

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Introducción

Si la persona consume una cantidad moderada de alcohol no sufrirá ningún daño

psicológico ni físico, pero al tomar constantemente esto termina por convertirse en un

consumo excesivo, por lo cual esto podría producir serios problemas de salud. El tomar en

cantidades no moderadas o en exceso esta relaciona con el asesinato, suicidio, los accidentes

de tránsito y muchas enfermedades mortales. Puede que sea de mucha utilidad el conversar

de los asuntos que conlleva a tener un problema de alcoholismo con una persona calificada,

que podrá ayudar a tener un control y saber manejar de una forma adecuada el consumo de

alcohol. Se deduce que 1 de cada 3 personas alcohólicas puede dejar de tomar o reducir el

consumo sin ayuda profesional.

Ecuador ha llegado a estar en los últimos años en el top ten de países con mayor cantidad

de consumidores, según la Organización Mundial de la Salud (OMS). Según Telégrafo

(2019) La Organización Mundial de la Salud ubicó a Ecuador en el noveno puesto en

América Latina que su población tiende a tener problemas con el alcohol. 7,2 litros de

alcohol por capital cada año (promedio por habitante). Para el desarrollo de nuevas

tecnologías que permitan ayudar en los cuidados preventivos y de control en las diferentes

áreas de la medicina y así automatizar algunos procesos médicos.

De acuerdo con estas cifras, se optó por realizar el trabajo de titulación con la

finalidad de tener un control con respecto al consumo en las personas con problemas

de alcoholismo ya sea por voluntad propia, por salud o porque estén en un proceso de

rehabilitación se harán el respectivo chequeo, control por su propio bienestar y

familiar, por lo cual se decidió utilizar los avances de las nuevas herramientas

tecnológicas en éste trabajo de titulación.

El presente trabajo de titulación consta de cuatro capítulos, los cuales se proceden a

describir a continuación:

El capítulo I se presenta el planteamiento del problema, la delimitación del problema

conjuntamente con el objetivo general y objetivos específicos, su respectiva justificación y

alcance del trabajo de titulación.

El capítulo II se describe en el marco teórico en el que se enmarca los antecedentes de la

investigación, la fundamentación teórica, y técnicas más importantes que están relacionadas

de manera directa con el presente trabajo de titulación, el concepto de los componentes que

se utilizarán en el prototipo, a continuación, se detalla el contenido del marco contextual y

por último se encuentra el marco legal en donde se hace referencia a las leyes y artículos.

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Introducción 2

El Capítulo III se indica la metodología en la cual se basó este trabajo de titulación, en

donde se centra los diferentes tipos de investigación, la recolección de información mediante

las encuestas y entrevistas, la validación y el análisis de los resultados obtenidos.

El Capítulo IV se describe la propuesta del trabajo de titulación donde se explica de forma

detallada todos los pasos que se utilizaron para desarrollar el prototipo, la forma de obtener

la información y la evaluación de la misma seguido de las conclusiones y recomendaciones

que se obtuvieron en el transcurso del desarrollo de este proyecto.

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Capítulo I

El problema

1.1 Planteamiento del problema

En la actualidad se está viviendo una gran revolución de las herramientas tecnológicas,

por lo cual se debe actualizar constantemente los conocimientos relacionados a estas nuevas

tecnologías. Los constantes cambios tecnológicos que brindan nuevas oportunidades y

desafíos a las personas dentro del mercado laboral, no existe industria alguna que no se

someta a los cambios tecnológicos dentro de su infraestructura operativa, dentro de la rama

de medicina es donde el impacto de estos cambios es más notorio y beneficioso para la

población en general. Cada persona, mediante el uso de una aplicación móvil será capaz de

sincronizar su estilo de vida y sus hábitos que realiza diariamente o comúnmente. Los

nuevos avances tecnológicos están realizando cambios dentro la estructura y la organización

del campo de la medicina a través de una innovación impulsada por la introducción de estas

tecnologías como el, internet de las cosas (IoT), big data, inteligencia artificial (IA), entre

otras. Conjuntamente, con la ayuda de los objetos conectados y el (IoT) internet de las cosas,

el trabajo que desempeña el personal médico puede ser más oportuno y preciso, mediante

características como la acción de realizar el monitoreo en tiempo real mediante el uso de

una conexión inalámbrica.

En el Ecuador el consumo de alcohol es ingerido por los adolescentes, jóvenes, adultos y

adultos mayores, esta droga legal está al alcance de todos para su consumo sea en tiendas,

minimarketing, comisariatos y discotecas.

En todos estos sitios existe la variedad de alcohol a disposición para cada gusto del

consumidor ha traído consigo miles de problemas por el consumo excesivo de este tipo de

bebidas que para la sociedad, consecuencias tales como accidentes de tránsito en ciertos

casos han terminado con la muerte de seres humanos, daños a bienes públicos y privados,

alcoholismo, esta enfermedad conlleva a algunas personas a caer en infracciones, delitos,

violaciones, maltrato psicológico y físico a sus convivientes; es complejo mantener un

contacto o un control a las personas con problemas de alcoholismo por eso este trabajo de

investigación está enfocado en generar una solución tecnológica que permita facilitar el

control, chequeo con respecto al consumo en personas las cuales está completamente

prohibido el consumo de alcohol debido a medidas sociales, de salud, familiar o que estén

en un proceso de rehabilitación, para prevenir alguna recaída o un tipo de crisis. Según el

Telégrafo (2019) La Organización Mundial de la Salud ubicó a Ecuador en el noveno puesto

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El problema 4

en América Latina que su población tiende a tener problemas con el alcohol. 7,2 litros de

alcohol per capital cada año (promedio por habitante). Lo superan Chile (9,6), Argentina

(9,3), Venezuela (8,9), Paraguay (8,8), Brasil (8,7), Perú (8,1), Panamá (8) y Uruguay (7,6).

El Instituto Nacional de Estadísticas y Censos publicó este 22 de julio un estudio sobre

el consumo de alcohol en el Ecuador. Según las cifras, 912 576 personas consumen bebidas

alcohólicas. El 89,7% son hombres y el 10,3% son mujeres. La encuesta fue realizada a

mayores de 12 años e incluye el consumo de bebidas destiladas, cerveza y vino. Las personas

entre 19 y 24 años son las que más consumen de bebidas alcohólicas con 12%, seguidas por

las de 25 a 44 años con 11,5%, de 45 a 61 años con un porcentaje de 7,4%, los mayores de

65 años con 2,8% y la población menor de 18 años con un 2,5%.

Figura 1. Ministerio de salud pública/ Información tomada de la OMS. Elaborada por INEC.

1.1.1 Formulación del Problema

¿Por qué es necesario diseñar un sistema preventivo que permita el control, monitoreo,

chequeo del consumo del grado de alcoholismo en personas con problemas de adicción?

1.1.2 Sistematización del Problema

Las personas con problemas de alcoholismo tienden a tener recaídas o algún tipo de

problema tanto familiar, social o de salud por lo tanto requieren de un control constante con

la ayuda de una aplicación instalada en los dispositivos móviles de la persona encargada de

ellos.

Mediante este proyecto de investigación se formula las siguientes preguntas:

¿De qué manera se mostrará el adecuado funcionamiento del sistema preventivo de

control?

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El problema 5

¿Cuáles son los tipos de factores que hacen necesario el diseño de éste dispositivo para

las personas con problemas de adicción al alcohol?

¿Cuál será la forma de evaluación del dispositivo a diseñar?

¿Qué dificultades se encontrará durante el desarrollo y el diseño del dispositivo?

Objetivos de la Investigación.

1.2 Objetivos

1.2.1 Objetivo General

Diseñar un sistema preventivo para medir el grado de alcohol en personas con problemas

de alcoholismo utilizando Arduino con la emisión de una alerta para su respectivo control a

personas con adicción.

1.2.2 Objetivo Específicos

• Diagnosticar la situación actual de los avances tecnológicos enfocados a las personas

con problemas de adicción al alcohol.

• Identificar correctamente los componentes para el dispositivo que permita medir el

grado de alcohol en personas con problemas de alcoholismo.

• Diseñar el prototipo preventivo para medir el grado de alcohol a las personas con

problemas de alcohol.

• Evaluar el funcionamiento del prototipo de salud mediante pruebas a personas con

adicción.

1.3 Justificación

Se consideró importante la realización de este dispositivo preventivo de salud para las

personas con adicción al alcohol, la importancia de este trabajo de tesis es que las personas

con problemas de alcoholismo puedan realizarse un control, chequeo constante ya sea por

motivos de salud, por voluntad propia o porque estén asistiendo a un centro de

rehabilitación.

La elaboración de esta investigación se justifica debido a la necesidad de brindar una

ayuda urgente que beneficie a las personas con problemas de alcoholismo y a los familiares

estableciendo una propuesta de cambio preventivo que permitan controlar los niveles de

consumos de alcohol en personas que ingieren en cantidades masivas de alcohol en su

organismo, debido a que se ha podido evidenciar según la encuesta sobre las Condiciones

de vida del INEC en 2013-2014 dan como resultado que la ciudad de Guayaquil posee un

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El problema 6

índice de consumo de alcohol de 6’597.928 litros anuales. A su vez de otros factores que

trae consigo en ingerir estas bebidas afecta a la salud humana, trayendo consigo desgracias

como accidentes, muertes y problemas intrafamiliares. Las mejoras que se pretenden obtener

con la creación de este dispositivo preventivo es tratar de concientizar y servir de empuje

motivacional para ayudar a la fuerza de voluntad del afectado por el alcoholismo.

1.4 Delimitación del Problema

El trabajo de investigación consiste en el diseño de un sistema de control y alerta de grado

alcohólico en personas con problemas de alcoholismo mediante una aplicación que será

instalada en los dispositivos móviles de la persona encargada de ellos.

Campo: tecnología con respecto a la medicina en tiempo real.

Área: tecnología basada en la medicina a personas con problemas de alcoholismo sobre

el control, monitoreo, chequeo con respecto al consumo.

Problema: brindar una ayuda tecnológica a través del diseño de un sistema preventivo

de control y alerta a personas con adicción al alcohol.

Delimitación espacial: personas con problemas de alcoholismo que estén en un proceso

de rehabilitación.

Delimitación temporal: personas que, por voluntad propia, por salud o porque se

encuentren asistiendo a centros de rehabilitación.

Objeto de estudio: el grado alcohólico de las personas con problemas de alcoholismo.

1.5 Delimitación temporal

La elaboración del prototipo, diseño, pruebas de funcionamiento será en un tiempo de

seis meses a partir del mes de mayo hasta el mes de agosto.

1.6 Alcance

El presente trabajo de investigación busca brindar una solución tecnológica y fácil uso en

personas con problemas de alcohol esto permitirá medir el grado de consumo de alcohol a

personas con alcoholismo. Se pretende conocer las necesidades que actualmente la sociedad

requiere para hacer conciencia en las personas que tiene problemas con el alcohol que si no

se cuenta con dispositivo que ayude a dar un control sobre el grado de alcohol en su

organismo.

Si se tiene un dispositivo ayudará de buena forma a aumentar la fuerza de voluntad del

individuo en saber el nivel de consumo que puede ingerir y no llegar a los excesos que

solamente tiende a traer consecuencias fatales para sí mismo y para la sociedad.

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El problema 7

La elaboración de este proyecto de investigación está enfocado en generar una ayuda

tecnológica que permita facilitar el control, chequeo con respecto al consumo en personas

las cuales está completamente prohibido el consumo de alcohol debido a medidas sociales,

de salud, familiar o que estén en un proceso de rehabilitación, para prevenir alguna recaída

o un tipo de crisis. Por lo tanto, se diseña un sistema preventivo de control y alerta de grado

alcohólico en personas con problemas de alcoholismo.

Este trabajo de titulación se enfocará en los siguientes procesos:

Se procederá a realizar una investigación bibliográfica, de campo, aplicada, descriptiva y

exploratoria de proyectos realizados con anterioridad que estén relacionados de manera

directa con el presente trabajo de titulación.

Se realizará la implementación del dispositivo tecnológico que se encargará del control,

chequeo del consumo de alcohol en personas que tengan problemas de alcoholismo.

Se realizará el desarrollo de un prototipo que permita medir el grado de alcohol en

personas que padecen de alcoholismo, utilizando una tarjeta de adquisión de datos (Arduino)

la cual se encargará de recibir, procesar la información y enviarla hacia la plataforma

Cayenne instalada en el dispositivo móvil, la cual se encargará de mostrar el nivel alcohol

y una vez superado el nivel de alcohol permitido, se emitirá una alerta y posteriormente

enviara un mensaje de texto hacia el número de teléfono que se ha configurado dentro de la

plataforma.

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Capítulo II

Marco Teórico

2.1 Antecedentes de la investigación

Hace años, las pruebas que tenía que superar la persona para conocer si estaba sobrio o

mariado era caminar derecho sobre un pie o aquellas relacionadas con la coordinación y el

equilibrio. Pero estos ejercicios acrobáticos no tenían mucha fiabilidad y, con el tiempo, se

optó por usar un aparato que midiese los niveles de alcohol, con una prueba de sangre y con

el aliento, el alcoholímetro. Con respecto al artículo Farmabionics (2015) el alcoholímetro es

un dispositivo que permite determinar el nivel de alcohol que existe en la sangre, a través de

la cantidad de alcohol que se encuentra en el aire del aliento. Existe una gran variedad de

dispositivos en el mercado, cada una utiliza un método diferente para medir la cantidad

de alcohol en tu aliento, las máquinas pueden ser manuales o electrónicas.

Según el Dr. Robert Borkenstein (1954) policía del estado de Indiana inventó el primer

alcoholímetro, el cual es el primer tipo y que actualmente es utilizado por la fuerza de

policías hoy en día.

De acuerdo con vocero de Security Signal Ltda., Claudia Gutiérrez (2007) empresa

importadora y distribuidora de este tipo de equipos, "el valor numérico que arroja la pantalla

del alcoholímetro es tan preciso como el de una prueba de sangre, siempre y cuando se utilice

correctamente. Como aquella, es en un 99 por ciento confiable". Consiste en una especie de

caja portátil que cuenta con una boquilla, en donde el conductor debe soplar de manera

continua durante unos segundos. La boquilla es el lugar por donde entra el aire a un medidor

que registra de una manera exacta cuánto alcohol ingirió, y lo muestra luego en una pantalla

que indica dentro de cuál de los grados de embriaguez existe la persona evaluada.

La publicación realizada en el artículo científico, Segundo (2016) en la actualidad es

posible evitar el acceso de empleados, visitantes con niveles de alcohol no admisibles dentro

de sus instalaciones de una forma automática, precisa, rápida, y completamente no invasiva

al individuo evaluado. El monitoreo de alcohol SENTINEL se encarga de realizar pruebas

automáticas que únicamente se basan en que una persona sople al cono colector. En las

pruebas no son necesarias las boquillas, popotes, ni supervisión al momento de realizar la

prueba. SENTINEL en sus pruebas utiliza íconos de color internacionalmente reconocido

para informar a las personas cuando deben soplar y para mostrar los resultados de la prueba

realizada. No se encuentran botones para que sean presionados, ni luces para interpretar. El

entrenamiento o precalificación no son necesarios antes de someterse a la prueba. A

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Marco teórico 9

diferencia de otros dispositivos, los resultados que se obtienen de la prueba se entregan casi

de un modo instantáneo. Los resultados con valores negativos se entregan en menos de 2

segundos, lo que garantiza que los puntos de acceso no se encuentren de una manera

congestionada. Los resultados positivos que se obtiene durante la prueba de alcohol se

entregan en menos de 10 segundos, el sistema puede trabajar solo o en secuencia con

torniquetes existentes, relojes y otros sistemas de control de acceso.

De acuerdo con el artículo científico Lifeluc Technologies Alcoholímetro Sentinel,

Segundo (2016) dispositivo de control de ingreso vehicular es la última innovación en

control de la alcoholemia de Lifeloc para los puntos de acceso. Al igual que el

SENTINEL™, es dispositivo que trabaja con un sistema que no es invasivo y tampoco no

requiere de popotes y es capaz de integrarse con sus sistemas de acceso existentes. El sistema

también puede trabajar de una manera automática. El conductor deberá detenerse en el

punto de acceso dispuesto por su empresa, sacara el alcoholímetro de su caja portátil, soplara

y en cuestión de unos segundos sabrá si puede acceder a las instalaciones de la empresa todo

dependerá d de los resultados del alcohol que se encuentre en su aliento. Si cuenta con un

personal de seguridad, la prueba podrá ser administrada por ellos directamente. El

SENTINEL™-VA también puede utilizarse en lugar del SENTINEL™ para facilitar la

prueba a empleados que se encuentren en silla de ruedas.

La publicación realizada por la Revista Dirección General por Tráfico (2015) hace

referencia de un dispositivo alcolock o antiarranque de un vehículo en caso de alcoholemia

por parte del conductor antes de arrancar, debe poner en marcha alcolock soplar por una

boquilla y el aparato detecta el nivel de alcohol en el espirado del dispositivo. Si el nivel es

superior al admitido, alcolock se encarga de bloquear el motor de arranque. Si el nivel de

alcohol es inferior del rango, permite la puesta en marcha del vehículo; si se produce una

parada y esta es superior a 30 minutos hay que repetir el proceso.

Como hace mención Marquez (2015) en su trabajo de investigación titulado “El

alcoholismo y su influencia en la desintegración familiar en los estudiantes del décimo año”

este proyecto tiene como finalidad buscar concientizar y prevenir el consumo excesivo de

alcohol que existe en los adolescentes y dar a conocer como este vicio puede influir en la

desintegración de una hogar o una familia, brindando de esta manera toda la información

acerca de esta problemática que vive la sociedad desde muchos años atrás. Las

investigaciones que se han realizado para el contenido de la presente tesis, han sido

analizadas a través de métodos investigativos que han estado relacionados estrechamente a

este tema y de esta manera tratar de esclarecer y comprender todas las problemáticas que

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Marco teórico 10

está relacionado con este problema esta adicción. Exponer a los adolescentes los distintos

factores que intervienen durante el consumo de alcohol, las causas y consecuencias que

genera el consumo de estas bebidas etílicas, desde problemas con la salud física,

deteriorando el organismo hasta que el mismo pueda contraer enfermedades de carácter

mortal, y no sólo eso también afectando a la salud mental y alterando el comportamiento de

la persona provocando problemas en todo su entorno familiar, académico, social y laboral.

Según Vásquez (2014) en su trabajo de investigación titulado “Diseño, construcción e

instalación de un alcoholímetro con dispositivo de bloqueo de un vehículo” este proyecto

tiene como objetivo evitar y proteger que el vehículo se encienda si el conductor excede el

nivel de alcohol permitido por las leyes de tránsito, los elementos que componen el

alcoholímetro son pantalla LCD, módulo de sonido, componentes internos, micros, sensores

MQ-3, sensor de presión, modificadores de voltaje, resistencias, relés; la construcción de un

módulo de control electrónico, maneja la información de los sensores de alcohol, procesando

la información recibida y ordena el funcionamiento de los actuadores para definir el nivel

de alcohol.

Este proyecto de titulación corresponde a un sistema que permite conducir un vehículo

respetando las leyes de tránsito.

2.2 Marco teórico

2.2.1 Sistema de control

De acuerdo a Cedeño (2017) es un conjunto de dispositivos encargados de administrar,

ordenar, dirigir o regular el comportamiento de otro sistema, con el fin de reducir las

probabilidades de fallo y obtener los resultados deseados; automatizan procesos sobre la

base de muchos parámetros y reciben el nombre de controladores de automatización

programables (PAC) con la funcionalidad de la PC en una arquitectura de software abierta

y flexible.

Con estos controladores, se puede construir sistemas avanzados integrando ciertas

capacidades del software tales como control avanzado, comunicación, registro de datos y

procesamiento de señales con hardware robusto que realice lógica, movimiento, control de

procesos y visión.; diseñado para aplicaciones que requieren alto rendimiento y fiabilidad.

2.2.2 Internet de las cosas (IoT)

Según SearchDatacenter (2019) el término internet de las cosas por sus siglas en ingles

IoT, es un sistema de dispositivos inteligentes como sensores, computadoras, dispositivos

móviles etc., que se encuentran relacionados entre sí a través de la redes de un

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Marco teórico 11

dimensionamiento potencialmente global y la capacidad de transferir datos de un lugar a

otro sin importar la distancia y sin la necesidad de requerir la interacción entre humano a

humano o humano computadora

Los avances que se han alcanzado en la actualidad con la inmersión y utilización del IoT,

han sido útiles en materia de automatización y la creación de ambientes digitales dentro de

la sociedad, pero un componente que es fundamental dentro de las IoT es el software que se

encarga de ejecutarse dentro de los dispositivos inteligentes, el software mencionado puede

estar presente de distintas formas como aplicaciones, embebido, middleware etc. Cada vez

son más los aportes que propone el uso del internet de las cosas IoT como son control

inteligente en el uso del agua, ciudades inteligentes, manejo inteligente de casas, control

ambiental, monitoreo a personas con enfermedades

Según Telcel (2019) las Aplicaciones del IoT están contribuyendo a tener una mejor

calidad de vida de las personas con problemas de salud, y con el crecimiento en la forma de

utilización de dispositivos móviles inteligentes, las personas van a estar más al tanto de

monitorear su estado de salud gracias a distintas plataformas que son poco comunes pero

que contienen bastantes beneficios, o que al menos, antes no eran muy consideradas para ser

utilizadas o pensadas hace unos años atrás

Figura 2. Ecosistema de Internet de las cosas (IoT), Información tomada de análisis de la seguridad en

sistemas IoT. Elaborado por el autor.

Con la aparición del internet de las cosas “IoT”, las posibilidades de que exista la

conexión entre distintos dispositivos se vuelven más reales, las máquinas automatizadas,

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Marco teórico 12

que se encuentras conectadas entre sí y con respuestas en tiempo real, surgen con bastante

fuerza en la actualidad para colaborar en diferentes ámbitos de la vida cotidiana y la salud

de una persona, asimismo como el monitoreo de la misma durante cualquier momento.

La utilización de la tecnología aplicada en los proyectos de salud, apuesta para mejorar

la calidad de vida en personas que se encuentran enfermas o sanas. El internet de las cosas

“IoT” en la salud trata de prevenir enfermedades y mantener un control continuo de los

padecimientos crónicos que pueda padecer una persona y así estar monitoreados durante

todo el tiempo.

2.2.2.1 Arquitectura de IoT

Según Claudia M. Sosa-Reyna1,(2016) con respecto al artículo “Enfoque para Generar

Aplicaciones Orientadas a Servicios para IoT” los dispositivos inteligentes que se

encuentran conectados al IoT, deben seguir un proceso para que la información pueda fluir

del medio físico al medio virtual.

Figura 3. Capas de la IoT, Información adaptada del departamento de posgrado en electrónica. Elaborado

por el autor.

2.2.2.1.1 Capa de objeto

Esta capa es visible para los usuarios y está integrada con los objetos del hardware que

se encargan de comunicar el mundo físico con el mundo virtual. En la capa de objetos se

encuentra los sistemas inteligentes los cuales mediante el uso de etiquetas (tags) o sensores,

que se encargan de detectar de forma automática el medio ambiente y el intercambio de

datos entre los dispositivos utilizados. Los objetos de esta capa deben tener una identidad

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Marco teórico 13

digital (Identificador Único Universal, UIID), lo cual va permitir controlar al objeto de

forma remota.

2.2.2.1.2 Capa de servicio

En esta capa se procede a crear y gestionar los servicios que serán requeridos por los

usuarios o aplicaciones de software. El desarrollo de esta capa se basa en tecnología

middleware, la cual es muy necesaria para consumir los servicios y la posterior ejecución de

las aplicaciones de IoT, en donde las plataformas de software y hardware pueden ser

reutilizables dentro de esta capa. Esta capa es responsable de la función de la gestión de los

dispositivos conectados, la gestión de los datos que se obtienen, filtrados de los datos,

agregar nuevos datos, análisis y validación de datos y descubrimiento de nueva información.

2.2.2.1.3 Capa de Red

En esta capa permiten la conectividad entre los dispositivos y consiste en la

infraestructura que se va utilizar para realizar las conexiones que pueden ser alámbricas,

inalámbricas entre las cosas. La principal función de esta capa es establecer una conexión

entre los dispositivos, la nube y entre los mismos dispositivos para que así puedan compartir

datos entre los dispositivos que se encuentran conectadas. La conexión debe ser robusta,

tolerante a fallos a fin de ser capaz de recopilar la información obtenida de los dispositivos

y que se pueda gestionar. Mediante el uso de los Gateway, interfaces o protocolos de

comunicación los dispositivos deben estar siempre conectados entre ellos y la nube.

Existen una gran cantidad de protocolos y tecnologías para realizar una comunicación.

Por referencia unos pocos y los más conocidos y utilizados son: ZigBee, WiFi, MQTT,

Zwave o Bluetooth, cada objeto o dispositivo que utiliza una de estas tecnologías para

comunicarse con otros objetos o los servidores. Los puntos de acceso deben ser capaces de

poder entender todos estos sistemas y hacerlos compatibles con los mismos.

2.2.2.1.4 Capa de Dispositivo

En la arquitectura la capa inferior es la de dispositivos. Existen varios dispositivos, pero

para que se consideren dispositivos IoT deben tener algún tipo de comunicación, directa o

indirecta, que lo conecta con Internet. Necesita una identidad cada dispositivo, por ende,

puede ser una de las siguientes:

• (Unique identifier, UUID) identificador único grabado en el dispositivo

(típicamente parte del System-on-Chip, o proporcionado por un segundo chip)

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Marco teórico 14

• Un UUID proporcionado por un subsistema radio (por ejemplo: identificador

Bluetooth, dirección MAC del WiFi)

• Un token refresh/bearer OAuth2 (puede ser un complemento a los dos anteriores)

• EEPROM identificador guardado en memoria no volátil.

2.2.2.1.5 Capa de Aplicación

Esta capa es la responsable de entregar las aplicaciones a los usuarios para que puedan

manejar y visualizar toda la información a través de una interfaz amigable. El desarrollo de

aplicaciones de IoT se ha centrado más en el campo de la agricultura, transporte, áreas de la

salud, automatización de casas, ciudades inteligentes etc. Las aplicaciones tendrán la

capacidad de poder modificarse los parámetros para que los sistemas se puedan comportar

o actuar de una manera especificada.

2.2.2.2 Plataformas IoT y Seguridad

Con la inmersión del IoT miles de millones se conectan y se comunican a través del

internet de las cosas. Cada vez más las personas y empresas conocen las ventajas de los usos

del IoT y buscan como proteger la información ante el posible ataque o robo de información,

por lo cual debe haber siempre un cifrado de extremo a extremo garantizando de esta manera

la seguridad de la información en donde se encuentre almacenada. Con lo cual la seguridad

del IoT ofrece una seguridad robusta ante cualquier ataque lo cual garantiza la protección de

los datos de los equipos que se encuentren conectados entre ellos mismo o con la nube.

2.2.3 Comunicaciones Inalámbricas

2.2.3.1 Wi-Fi

Según Rafino (2018) las comunicaciones inalámbricas se definen como aquella

comunicación en la que ni el emisor ni el receptor se encuentran conectados de manera física

y se comunican mediante el uso de las ondas electromagnéticas. El Wi-Fi de la abreviatura

Wireless Fidelity, es una tecnología de las telecomunicaciones que permite la comunicación

inalámbrica entre sistemas informáticos y electrónicos. Como puede ser televisores,

teléfonos, reproductores etc.

Este tipo de tecnología permite que a los dispositivos que estén conectados intercambiar

datos o bien conectarse a un punto de acceso de una red inalámbrica para poder tener acceso

a internet. Esta tecnología está diseñada para funcionar en distancias cortas

aproximadamente de 100 m, en especial en lugares donde haya mucha interferencia o ruido

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Marco teórico 15

de la señal, debido a la saturación del espectro electromagnético, es un tipo de conexión más

lenta que la cableada pero versátil y cómoda.

Figura 4. Wi-Fi, Información adaptada de concepto wifi. Elaborado por el autor

2.2.3.1.1 Ventajas y desventajas de la tecnología Wi-Fi

Ventajas

• Comunicación de manera inalámbrica

• Conexión en cualquier lugar

• Fácil uso

• Elección entre distintas señales que se encuentres libres o con seguridad

• Una vez que se encuentren configuradas, las redes Wi-Fi permiten el acceso de

múltiples dispositivos sin ningún problema ni gasto en infraestructura, no así en la

tecnología por cable.

Desventajas

• Posibles fallas al momento de entablar la conexión

• Distancia limitada para la recepción de la señal

• Vulnerable al hackeo de las seguridades

• Tiene una menor velocidad en comparación a una conexión realizada a través de

cables, debido a existen las interferencias y pérdidas de señal que el ambiente puede

acarrear.

2.2.3.1.2 Funcionamiento de la tecnología Wifi

Según Wifi (2019) la tecnología Wi-fi opera de manera muy semejante con respecto a los

teléfonos celulares o los radiotransmisores. De manera inicial los datos de una conexión

Ethernet son descifrados por un módem ordinario, el cual se encarga de transmitir su señal

decodificada hacia un enrutador inalámbrico o más conocido router, el cual se encarga de

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Marco teórico 16

transmitir la señal en forma de ondas de radio en el alrededor. En muchos casos estos

aparatos ya consisten en uno solo, que puede cumplir con ambas funciones: Recibir la señal

de banda ancha e Interpretar como ondas radiales.

Con respecto a (Ecured, s.f.) las Redes inalámbricas permiten realizar transmisión de los

datos a velocidades de 11 Mbps o incluso de manera superior, por lo cual proporciona una

rapidez suficiente para la mayoría de las aplicaciones. Se puede considerar el entorno Wi-Fi

como la solución idónea que unifica movilidad y conectividad en la transmisión de los datos,

ya que ofrece una nueva posibilidad de "oficina móvil", se esté donde se esté

Figura 5. Funcionamiento de la tecnología Wi-Fi, Información tomada Ecured. Elaborado por el autor.

2.2.3.1.3 Tipos de Wifi

Con respecto a Wifi (2019) existen diversos tipos de Wifi de acuerdo a los estándares que

se emplean para su identificación y pueden ser distinguidos en dos categorías:

Banda de 2,4 GHz. – Dentro de esta banda se encuentran los estándares IEEE 802.11b,

IEEE 802.11g e IEEE 802.11n, cuyo manejo es de manera internacional y permite

velocidades de 11 Mbit/s, 54 Mbit/s y 300 Mbit/s respectivamente. Pero, sin embargo, es el

tipo que tiene mayor interferencia y, dado que la banda de 2,4 GHz es también empleada

por tecnologías como Bluetooth y otros sistemas inalámbricos.

Banda de 5GHz. – El nuevo tipo de Wi-fi, que es más conocido como el WIFI 5, aplica en

el estándar IEEE 802.11ac y se maneja dentro de un canal completamente nuevo y libre de

cualquier tipo de interferencias, por lo que, a pesar de ser una tecnología nueva y de tener la

desventaja de que un 10% menos de distancia de alcance con respecto a la banda de 2,4

GHz, se le considera que es sumamente más conveniente debido su estabilidad y velocidad.

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Marco teórico 17

2.2.4 Sistemas embebidos

Según Virgam (2016) un sistema embebido hace referencia a subsistemas que se

encuentra inmersos dentro de un dispositivo más grande. Son sistemas que se crean con el

fin de que puedan ser controlados por microprocesadores o microcontroladores, también a

través de sistemas normales pero llevados a un fin completamente sistematizado.

Los sistemas embebecidos pueden categorizarse de la siguiente manera:

Sistemas embebidos pequeños (SES) y sistemas embebidos grandes (LES), dentro de los

cuales se pueden encontrar módulos E/S, sensores, actuadores.

2.2.5 Microcontroladores

Según estudio (2019) un microcontrolador es un circuito integrado que en su interior se

encuentra una unidad central de procesamiento más conocida como CPU, puertos de

entrada/salida y periféricos, unidades de memoria (RAM Y ROM). Todos estos elementos

se encuentran interconectados dentro del microcontrolador y todo el conjunto de estos

elementos a lo que se conoce como una microcomputadora. Su objetivo principal es el de

automatizar procesos y procesar la información. Un microcontrolador al menos tendrá los

siguientes elementos: Microprocesador, Memoria, Periféricos (Unidades de Entrada/Salida)

2.2.6 Alcoholismo

Según la Dra. Vanessa Fernández (2019) El problema de las adicciones de alcohol en el

mundo constituye un complejo fenómeno que tiene consecuencias graves en todos las

formas ya sea en la salud así como en la integración familiar y social. El alcoholismo es una

adicción que puede dañar la vida de una persona, ya que no sólo tiene múltiples

consecuencias físicas, sino también psicológicas salir de este problema es posible mediante

voluntad propia y ayuda profesional. Es considerado uno de los principales motivos de

consulta de salud mental, y es caracterizado por un consumo de forma excesiva del alcohol

durante un tiempo extenso, que admite dependencia del mismo. Por eso, a través del uso de

la tecnología se han creado varios dispositivos de forma portátil que tienen la capacidad de

hacer un seguimiento del bienestar que permitirán ayudar a controlar y monitorear el nivel

de consumo de alcohol que existe en una persona ya sea a través de la sangre o por medio

del aliento.

2.2.6.1 Consecuencias

• Deterioro del estómago, hígado, riñones, corazón y el sistema nervioso.

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Marco teórico 18

• Desequilibrio mental y alucinaciones.

• Cirrosis hepática y enfermedades cardiacas.

• Cáncer de garganta, mal aliento.

• Gastritis crónica.

• Pancreatitis.

• Pérdida de visión, fatiga crónica

• Muerte por accidente de tránsito

• Problema laboral, social, familiar.

Figura 6. Consecuencias del alcoholismo, Información tomada por Servicios de Salud, Elaborado por el autor.

2.2.6.2 Enfermedades

• Enfermedades hepáticas

• Cáncer

• Infecciones, anemia, gota, neuropatía alcohólica

• Pancreatitis, enfermedades cardiovasculares

• Síndrome de Wernicke-Korsakoff

• Degeneración cerebelosa, síndrome del espectro alcohólico fetal

• Demencia y depresión.

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Marco teórico 19

2.2.6.3 Tratamiento

Según la OMS (2018) la mayoría de las personas que tienen problemas por el exceso de

consumo del alcohol pueden encontrar una ayuda con alguna forma de tratamiento; Dentro

de estos se tratamientos se incluyen terapias conductuales y medicamentos. Algunas

personas obtienen un mejor resultado mejor recibiendo los dos tratamientos de forma

simultánea. Las personas que reciben tratamiento por padecer del trastorno por el consumo

del alcohol también pueden beneficiarse al asistir dentro de grupos de apoyo como el grupo

de Alcohólicos Anónimos (AA).

La mayoría de las personas necesitan un tratamiento de forma intensiva para poder tratar

este trastorno. Por ejemplo, pueden internarse en un centro de rehabilitación residencial, de

tal manera que el tratamiento es altamente estructurado. Actualmente existen varios tipos de

terapias conductuales, incluyendo medicamentos para la desintoxicación o un tratamiento

médico para la abstinencia de alcohol.

Figura 7. Tasa de grado de alcoholemia, Información tomada por Suplemento Informativo de Seguridad y

Educación vial, Elaborado por el autor.

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Marco teórico 20

2.2.7 Dispositivos portátiles de control de alcohol

Según Michelin (2019) los dispositivos portátiles que se utilizan para medir el grado de

alcohol en las personas funcionan de la siguiente manera: un sensor infrarrojo y una célula

electroquímica

Respectos a los infrarrojos, de manera general, estos sensores absorben la radiación

infrarroja (IR) del espectro electromagnético.

Los gases que se encuentran en la atmósfera absorben de una manera ínfima ésta

radiación, sin embargo, el alcohol lo hace en una mayor cantidad. Este es el primer sistema

que el alcoholímetro tiene en cuenta para determinar el grado de alcohol en una persona.

En segundo lugar, el alcoholímetro tiene en cuenta la célula electroquímica. Este aparato

funciona de la siguiente manera: por un extremo de la célula pasa el aire exhalado, mientras

que por el otro extremo entra oxígeno.

De esta forma, se produce un paso de electrones que provoca una corriente eléctrica que

sirve para calcular el nivel de alcohol en sangre en la muestra de aire exhalado.

Los dispositivos portátiles para medir el nivel del alcohol funcionan de la siguiente

manera: en un extremo del dispositivo pasa el aire exhalado, mientras que por el otro

extremo del dispositivo entra el oxígeno.

De esta manera se produce un paso de electrones lo que genera una corriente eléctrica, la

cual sirve para calcular el nivel de alcohol que existe en la muestra de aire exhalado.

Estos equipos portátiles poseen algunas funciones que permiten la transmisión de los

datos que se obtienen en los dispositivos portátiles en tiempo real al finalizar las pruebas

hacia un dispositivo móvil a través de una conexión inalámbrica o remota, con la finalidad

de tener un control más eficiente y optimizar recursos durante los controles constantes que

se realicen.

Los datos que se obtienen de manera constantes en estos dispositivos permiten a los

usuarios que puedan llevar un registro que les permite analizar y visualizar los resultados de

cómo van avanzando en la mejoría de su estado de salud.

2.2.7.1 Tipos de dispositivos para el control de alcohol

Bactrack Skyn

Según Hernández (2016) es una pulsera inteligente para uso personal que monitorea

el nivel de alcohol en el cuerpo; hace que el seguimiento de su consumo de alcohol sea fácil.

Mide el alcohol que proviene de su piel y le da una estimación de su nivel de alcohol en

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Marco teórico 21

tiempo real.

Figura 8. Pulsera inteligente Bactrack Skyn, Información adaptada Slideshare. Elaborado por el autor.

Soberlink

De acuerdo con Díez (2016) es un dispositivo que se encuentra habilitado para cámara

web y GPS permite a los encargados de los centros de rehabilitación medir el nivel de

alcohol de forma remota en el aliento de un cliente, lo que ayudar a garantizar el

cumplimiento de su tratamiento; el dispositivo se encarga de tomar una fotografía de la

persona que sopla en el alcoholímetro, junto con su ubicación de GPS en tiempo real, y luego

transmite todos esos datos recopilados a un proveedor de atención médica o centro de

rehabilitación. Soberlink cuenta con un sistema de reconocimiento facial para la

identificación de forma automática e inmediata del usuario.

Figura 9. Dispositivo Soberlink, Información tomada Slideshare. Elaborado por el autor.

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Marco teórico 22

Pomo en palanca de cambio

Para Seijo (2007) es un sensor que detecta el alcohol a través del sudor de la palma de la

mano cuando el usuario enciende el vehículo. Si el grado de alcohol se encuentra en un

estado excesivo, el vehículo queda de forma inmovilizado y el conductor es avisado

mediante una locución sobre el grado de alcohol que existe en él.

Figura 10. Pomo en palanca de cambio, Información tomada Slideshare. Elaborado por el autor.

Sistema de reconocimiento facial

Según Seijo (2007)Detrás del volante del vehículo se encuentra una cámara que analiza

la cara del conductor al momento de conducir, y según los movimientos de los ojos el sistema

detecta si el conductor se está quedando dormido, emitiendo una alerta inmediata y tensando

el cinturón de seguridad para advertirlo de lo que está sucediendo.

Figura 11. Sistema de reconocimiento facial, Información tomada Slideshare. Elaborado por el autor.

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Marco teórico 23

Asientos del conductor

De acuerdo con Seijo (2007) en los asientos del conductor y acompañante se ubican unos

sensores que miden el nivel de alcohol en el aire, y de ser necesario lanzan una advertencia

mediante una voz y gráfica en la pantalla del navegador

Figura 12. Sensor en Asiento del conductor, Información tomada Slideshare. Elaborado por el autor.

Sistema Dadss

Dos sensores que salvan la vida.

Con respecto a Reus (2015) es un sensor que es situado sobre el volante del conductor,

se encarga de analizar el aire que estás espirando y lo rastrea en busca de etanol para así

poder detectar el nivel de alcohol que se encuentra en el cuerpo; y el otro sensor incluye un

botón de encendido para el automóvil sólo en caso de que dicho automóvil ya lo llevara

previamente) que es capaz de analizar el nivel de alcohol que existe en la sangre con solo

tocarlo. En caso de entrar directamente en contacto con él detecte que se ha bebido

demasiado alcohol el vehículo ni se encenderá ni arrancará.

Figura 13. Sistema Dadss, Información tomada Tecnoxplora. Elaborado por el autor.

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Marco teórico 24

Alcoholímetro Lifeluc Sentinel

El alcoholímetro Lifeluc SENTINEL realiza pruebas de forma automática que

únicamente requieren que el individuo sople al cono colector. No son necesarias boquillas,

popotes, ni supervisión de personal duran la prueba; utiliza íconos de color

internacionalmente reconocidos para informar a los individuos cuando deben soplar y para

mostrar los resultados de la prueba. No existen botones para presionar ni luces para

interpretar.

Figura 14. Alcoholímetro Lifeluc Sentinel, Información tomada Quiminet. Elaborado por el autor.

2.3 Marco Conceptual

2.3.1 Arduino NODEmcu Esp8266 wifi

Es una plataforma que se utiliza para el desarrollo de Internet de las cosas (IoT) muy

similar a Arduino. La cual permite crear rápidamente trabajos o proyectos que se pueden

conectar a Internet a través de Wifi. Es un kit de desarrollo de código abierto basado en el

popular chip ESP8266 (ESP-12E), que utiliza el lenguaje de programación Lua para crear un

ambiente de desarrollo propicio para aplicaciones que requiera de una conectividad Wifi de

manera rápida. El ESP8266 es un chip altamente integrado diseñado para las necesidades de

un nuevo mundo conectado. Ofrece una solución completa y autónoma de redes Wi-Fi, lo que

le permite alojar la aplicación o servir como puente entre Internet y un microcontrolador. El

ESP8266 tiene potentes capacidades a bordo de procesamiento y almacenamiento que le

permiten integrarse con sensores y dispositivos específicos de aplicación a través de sus

GPIOs con un desarrollo mínimo y carga mínima durante el tiempo de ejecución. Su alto grado

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Marco teórico 25

de integración en el chip permite tener una circuitería externa mínima, y la totalidad de la

solución, incluyendo el módulo está diseñado para ocupar el área mínima en un PCB.

Figura 15. NODEmcu Esp8266 Wifi, Información tomada por Naylamp. Elaborado por el autor.

Plataformas que trabajan con Arduino NODEmcu Esp8266 son las siguientes:

Ubidots

Es una plataforma de Internet de las cosas (IoT) que las empresas utilizan para desarrollar

aplicaciones IoT que se encargan de convertir los datos de los sensores en un conocimiento

práctico y aplicable; existen dos tipos de versiones la gratuita y la versión pagada para

desarrolladores y niveles empresariales según la cantidad de dispositivos que se encuentren

en línea, la plataforma Ubidots cuenta con los siguientes protocolos de

comunicación (MQTT/HTTP/TCP/UDP). Es un servicio en la nube que permite almacenar

los datos de los sensores y poder visualizarlos en tiempo real mediante una página web.

También permite configurar alertas Email o SMS dependiendo del valor de los sensores que

se estén utilizando, como por ejemplo "Enviar SMS cuando mi garaje se encuentre abierto"

o "Enviar un Email cada vez que se produzca un movimiento dentro de mi habitación".

Figura 16. Plataforma Ubidots, Información tomada por Ubidots. Elaborado por el autor.

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Marco teórico 26

ThingSpeak

Es una plataforma de Internet de las cosas (IoT) que permite recoger y almacenar todos

los datos de los sensores en la nube y desarrollar aplicaciones IoT; ofrece aplicaciones las

cuales permiten analizar y visualizar los datos mediante el software MATLAB y actuar sobre

los datos. Los datos que emiten los sensores pueden ser enviados a través de un Arduino,

Raspberry Pi, BeagleBone Black y otro HW; funciona con los siguientes dispositivos:

Arduino módulo WIFI ESP8266, Raspberry PI, aplicaciones móviles, Twitter, MATLAB.

Figura 17. Plataforma ThingSpeak, Información tomada por programar fácil. Elaborado por el autor.

Thinger.io

Es una plataforma de código abierto para el Internet de las cosas, que proporciona

una lista para usar infraestructura de nube escalable para la conexión de las cosas. Los

fabricantes y las empresas pueden comenzar a controlar sus dispositivos desde Internet en

cuestión de minutos, sin preocuparse por la infraestructura de nube requerida. También se

puede utilizar esta plataforma para desarrollar proyectos de clases que estén relacionado con

de IoT con Arduino, es compatible con ESP8266, Raspberry Pi o Intel Edison.

Figura 18. Plataforma Thinger.io, Información tomada por thinger.io. Elaborado por el autor.

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Marco teórico 27

2.3.2 Sensor de alcohol MQ-3

Este sensor de alcohol detecta la cantidad de concentración de alcohol que se encuentra

en el aire. Sencillamente se conecta a una entrada analógica de un microcontrolador como

es el Arduino y se podrá medir la concentración del alcohol. También cuenta con una salida

digital que se calibra con un potenciómetro, esta salida tiene un led indicador.

Figura 19. Sensor de alcohol MQ-3, Información tomada de Naylamp. Elaborado por el autor.

2.3.2.1 Características del Sensor de Alcohol MQ-3

• 2 pines de salida (salida analógica y salida de nivel TTL).

• Voltaje de Operación: 5VDC

• Salida analógica de 0 ~ 5 V, el voltaje más alto equivale a una concentración más

alta.

• Temperatura ambiente -10℃ to 65℃

• Humedad ≤95% RH.

• Salida de nivel TTL válida de bajo nivel, se puede conectar directamente al

microcontrolador.

• Integrado amplificador LM393 con umbral mediante potenciómetro.

2.3.3 Protoboard

Según Zapata (2017) es una variedad de tablero que cuenta con orificios, en los cuales se

pueden insertar diferentes componentes electrónicos y cables para poder armar distintos

circuitos electrónicos. Como su nombre lo indica, ésta especie de tableta se utiliza para

experimentar con circuitos electrónicos, con lo que se asegura el buen funcionamiento de

los mismos. En el idioma castellano son conocidas como "placas de prototipos" y son

fundamentalmente unas placas agujereadas que cuentan con conexiones internas colocadas

en hileras, de modo que forman una matriz de taladros a los que podemos directamente

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Marco teórico 28

"pinchar" componentes y formar el circuito deseado. En esta tableta se trata de montar

diferentes prototipos, de forma eventual, y no de forma permanente, por lo que se prueba su

funcionamiento y se vuelve a desmontar los componentes utilizados, quedando la

protoboard lista para el próximo experimento.

Figura 20. Protoboard, Información tomada de Naylamp. Elaborado por el autor.

2.3.4 Fuente de poder para protoboard

Este módulo cuenta con salidas de 3.3V y 5V, también posee un regulador para cada tipo

voltaje, Estos voltajes se seleccionan a través de jumpers. La entrada de voltaje al módulo

puede ser mediante el conector Jack o a través del conector USB. Si se usa el conector Jack,

el conector USB se puede utilizar como salida de 5V. Módulo regulador de voltaje está

diseñado para encajar directamente en una tarjeta de prototipos estándar (protoboard).

Permite seleccionar el voltaje de polarización presente en las líneas de voltaje de la tarjeta

de prototipos, los cuales pueden ser de 5V o 3.3V.

2.3.4.1 Características de la Fuente de poder para protoboard

• Voltaje de entrada 6,5V a 12V

• Entrada USB

• Voltaje de salida seleccionable 3,3V y 5V para cada línea de alimentación

• Filtro de alimentación

• Máxima corriente 700 mA

• Con interruptor de encendido

• Led testigo de encendido

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Marco teórico 29

Figura 21. Fuente de poder para protoboard, Información tomada por Dinastía tecnológica. Elaborado por

el autor.

2.3.5 Buzzer

El buzzer también conocido como zumbador el cual es un transductor electroacústico que

emite un sonido o alarma continuo o intermitente de un mismo tono práctico para proyectos

de electrónica; sirve como mecanismo de alerta se utiliza en múltiples sistemas, su principio

de funcionamiento es la conversión de energía eléctrica en energía acústica, contiene dos

terminales positiva y negativa.

Figura 22. Buzzer o zumbador, Información tomada por Cómputo integrado. Elaborado por el autor.

2.3.5.1 Especificaciones técnicas del buzzer

• Diámetro 12mm

• Altura 9,5mm

• Corriente máxima <30Ma

• Intensidad de sonido 85db a 10 cm

• Temperatura de funcionamiento -20°C a +70°C

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Marco teórico 30

2.3.6 Software y Aplicación

2.3.6.1 MyDevices Cayenne

Es una herramienta para diseñar, prototipar y comercializar rápidamente soluciones IoT

basada en plataformas conocidas como son Raspberrypi, Arduino, ESP8266 y dispositivos

seriales, Wifi, dispositivos Lora, también cuenta con una API Mqtt para conectar a cualquier

cliente MQTT. La plataforma puede ser utilizada para obtener, registrar y almacenar los

datos, así también para controlar el Arduino o Rpi desde la página web o app de Cayenne.

Según Pegulu (2018) la plataforma Cayenne es la que ofrece solución para un manejo

fácil de las empresas IoT que conectan sensores y desean visualizar datos de forma

inteligente.

Características generales

• Fácil de usar al crear prototipos de soluciones de IoT

• Visualización de Datos

• Monitoreo remoto

• SMS y alerta de correo electrónico

• Nube IoT

• Seguimiento de activos

• Bajo costo

Figura 23. Diseño de Bloques en App Cayenne, Información tomada de App Cayenne. Elaborado por el autor.

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Marco teórico 31

2.3.6.2 Arduino Software 1.8.9

Es una aplicación IDE para ayudar a los desarrolladores a escribir el código deseado y

subirlo a la pizarra utilizando cualquier sistema operativo. La interfaz de línea de comandos

de la aplicación puede administrar el código, resolver bibliotecas de código y crear unidades

de compilación, lo que puede reducir el esfuerzo adicional requerido por el desarrollador.

La combinación de llaves, trazar sus datos y el resaltado de sintaxis son algunas de las

características compatibles de Arduino que pueden proporcionar a los desarrolladores una

fácil identificación de errores una mejor y eficiente administración del código escrito.

C,C++ y Java son los lenguajes de programación soportados. Los códigos escritos por los

usuarios se basan en dos funciones importantes.

En primer lugar, los desarrolladores necesitan comenzar el boceto.

En segundo lugar, el bucle principal del programa debe ser gestionado. Una vez que se

realizan estas dos funciones el código escrito se convierte en un programa ejecutable que

también se puede guardar como archivo de texto.

Arduino es una aplicación de escritura de código que puede facilitar a los desarrolladores

con varias características e instalaciones para gestionar todo el trabajo.

Todas sus funciones se encuentran dentro de unos pocos botones y menús que son fáciles

de navegar y comprender, especialmente para programadores profesionales. Además, la

colección incorporada de ejemplos podría ser de gran ayuda para los principiantes de

Arduino. Siempre que haya conectado la placa Arduino a la computadora e instalado todos

los controladores necesarios, uno de los primeros pasos que consideramos adecuados es

elegir el modelo con el que trabajará utilizando el menú Herramientas de la aplicación.

Luego, puede comenzar a escribir los programas utilizando el entorno cómodo que ofrece

Arduino. El programa incluye una amplia gama de bibliotecas integradas, como EEPROM,

Firmata, GSM, Servo, TFT, WiFi.

Figura 24. Arduino IDE 1.8.9, Información tomada de Slideshare. Elaborado por el autor.

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Marco teórico 32

2.4 Marco Legal

A continuación, en el marco legal se encuentra algunos artículos y leyes sobre el límite

de alcohol

Según el Art. 385.- Conducción de vehículo en estado de embriaguez. - La persona que

conduzca un vehículo en estado de embriaguez, será sancionada de acuerdo con la siguiente

escala: 1. Si el nivel de alcohol por litro de sangre es de 0,3 a 0,8 gramos, se aplicará multa

de un salario básico unificado del trabajador en general, pérdida de cinco puntos en su

licencia de conducir y cinco días de privación de libertad. 2. Si el nivel de alcohol por litro

de sangre es mayor de 0,8 hasta 1,2 gramos, se aplicará multa de dos salarios básicos

unificados del trabajador en general, pérdida de diez puntos en su licencia de conducir y

quince días de privación de libertad. 3. Si el nivel de alcohol por litro de sangre supera 1,2

gramos, se aplicará multa de tres salarios básicos unificados del trabajador en general, la

suspensión de la licencia por sesenta días y treinta días de privación de libertad. Para las o

los conductores de vehículos de transporte público liviano o pesado, comercial o de carga,

la tolerancia al consumo de cualquier sustancia estupefaciente, psicotrópica o preparado que

las contengan es cero, y un nivel máximo de alcohol de 0,1 gramos por cada litro de sangre.

En caso de exceder dicho límite, la sanción para el responsable será, pérdida de treinta puntos

en su licencia de conducir y pena privativa de libertad de noventa días. Además, en todos

estos casos, como medida preventiva se aprehenderá el vehículo por veinticuatro horas.

Según el Artículo 294.- Los pasajeros y las pasajeras del transporte comercial tienen las

siguientes obligaciones:

1. Abstenerse de utilizar el servicio de transporte cuando su conductor se encuentre con

signos de ebriedad, o influencia de estupefacientes o psicotrópicos.

2. Dar aviso a un agente de tránsito o de la policía nacional, o a la falta de este reportar

telefónicamente una estación de policía o de servicio de emergencias, en el caso de

sospechar que el conductor de una unidad esté realizando su labor bajo la influencia del

alcohol, sustancias estupefacientes, narcolépticas o psicotrópicas, para lo cual deberá

dar los datos que permitan identificar el vehículo.

De acuerdo a la Ley 63-17.- las personas que incurran en violación de esta medida serán

sancionadas con una multa equivalente de 5 a 10 salarios mínimos, suma que ronda por

los 51 mil pesos. Establece que el conductor que se niegue a someterse a la prueba de

alcohol, será llevado al tribunal de tránsito más cercano, sin embargo, en caso de no estar de

acuerdo con los resultados, los conductores podrán solicitar análisis confirmatorios, en los

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Marco teórico 33

que le serán tomadas muestras orgánicas, y el agente de la DIGESSETT gestionará el

traslado del conductor a través de una de sus unidades

Según la Ley 63-17.- prohíbe conducir en estado de embriaguez, así como bajo los

efectos de drogas o sustancias controladas.

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Capítulo III

Metodología

3.1 Marco Metodológico

En el presente capítulo se explica los distintos tipos de investigación que se utilizaron

para realizar el prototipo y por consiguiente tenga un buen funcionamiento al momento de

utilizarlo. También se mostrarán que tipos de investigación y técnicas fueran necesarias para

la recolección de información y validación de los resultados que se obtuvieron.

Para el desarrollo de este trabajo de titulación se utilizaron diferentes tipos de

metodologías que explican los distintos métodos como son cualitativo, cuantitativo, escala

Likert que se utilizaron para obtener y analizar los resultados obtenidos a través de las

encuestas seguido de las entrevistas realizadas a personas con problemas de alcoholismo.

3.2 Tipos de Investigación

La metodología del proyecto constará de tres tipos de investigación que van de la mano

con los objetivos especificados con anterioridad, las cuales son exploratoria, experimental y

aplicada.

3.2.1 Investigación Exploratoria

Para Arias (2014) su proceso recae en la recolección general de información en función

del problema a investigarse. En muchos casos resulta desconocido saber cuál es la raíz de la

problemática es por ello que se emplea este tipo de investigación que con su aporte

metodológico nos brinda un abanico amplio de conocimiento sobre situaciones hechos y

variables que aborda el estudio del fenómeno.La investigación exploratoria fue necesaria

para recopilar la información sobre el uso de dispositivos tecnológicos dentro de la clínica

para medir el grado de alcohol como un método de control, toda esta información será

analizada para posteriormente realizar las respectivas soluciones, conclusiones y

recomendaciones.

3.2.1.1 Características de la investigación exploratoria

• Se enfoca en el conocimiento de un tema en específico, por lo cual el significado es

único

• Esta investigación se va en la observación y el registro de los datos

• Al definir los conceptos, esta investigación prioriza los puntos de vistas de las

personas

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Metodología 35

• Propone soluciones a problemas que no se tomaron en cuenta en el pasado

• No cuenta con una estructura obligada, por lo que el investigador puede tomar el

camino que más le parezca al momento de buscar información

• Los datos que se registran son de tipo cualitativo

3.2.2 Investigación de Campo

Según Béjar (2012) es un proceso metodológico cualitativo que se basa en la recolección

de datos para un tema en específico, encaminado en observar, comprender e interactuar con

las personas en el ambiente que se rodea. La investigación de campo es muy importante y

necesaria ya que a través de su utilización nos brinda información de fuentes originales, lo

cual resulta muy beneficioso para determinar los orígenes del problema que se está

suscitando.

En el presente trabajo de titulación se utilizó la investigación de campo para realizar de

manera observatorio el funcionamiento actual de la clínica de rehabilitación, la población,

adicionalmente el uso de las encuestas y entrevistas para extraer la información de las

personas que puedan proporcionarla, siendo ésta una información más precisa y óptima

dentro de la presente investigación.

3.2.3 Investigación Aplicada

Según Lifeder (2019) la investigación aplicada es el tipo de investigación en la cual el

problema está establecido y es conocido por el investigador, por lo que utiliza la

investigación para dar respuesta a preguntas específicas.

La investigación aplicada dentro de este trabajo de titulación se utilizó para llevar a la

práctica las teóricas generales y también para brindar una ayuda tecnológica con respecto al

consumo excesivo de alcohol a través de un prototipo que permitirá medir el grado de

alcohol a personas con problemas de alcoholismo y así se podrá tener un control, chequeo

en el consumo.

3.2.4 Investigación Bibliográfica

La investigación bibliográfica y documental como un proceso sistemático y secuencial

de recolección, selección, clasificación, evaluación y análisis de contenido del material

empírico impreso y gráfico, físico y/o virtual que servirá de fuente teórica, conceptual y/o

metodológica para una investigación científica determinada. Para realizar éste trabajo de

titulación se hizo uso de la investigación bibliográfica para que a través de ésta obtener

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Metodología 36

información de libros digitales, papers, artículos científicos, publicaciones, revistas, etc., que

estén relacionadas con el tema del trabajo de titulación.

3.2.5 Investigación Descriptiva

Arias (2014) define la investigación descriptiva como la encargada de investigar sobre la

realidad de los hechos y se caracteriza por presentar una interpretación correcta sobre los

hechos más relevantes de una situación concreta. En esta investigación no solo se encarga

de acumular y procesar información sino también en definir un análisis y a su vez los

procesos que se involucrará del mismo.

Esta investigación busca responder a las preguntas que, quien, donde, como que son más

comunes en el ámbito de las ciencias sociales, también en las encuestas de tipo socio

económicas, el análisis del trabajo.

La presente investigación fue utilizada para indagar sobre las incidencias del uso de los

dispositivos tecnológicos, para medir el grado de alcohol a personas que estén en

rehabilitación utilizando la escala Likert para realizar la evaluación dentro de las encuestas

y validar toda la información obtenida durante la investigación realizada.

3.3 Métodos para el análisis de los datos

3.3.1 Método Cualitativo

Según Martínez (2014) ésta se enfoca en una investigación sin mediciones numéricas, es

decir, recoge información basada en la observación tomando en cuenta entrevistas,

opiniones de las personas, reconstrucción de los hechos con el objetivo principal de hallar

respuestas acerca del problema existente.

La investigación cualitativa produce datos de manera descriptivos que no pueden ser

utilizados para medir o cuantificar.

3.3.2 Método Cuantitativo

Según Hernández (2010) manifiesta que la aplicación de esta investigación radica en su

manera de recabar la información o datos por distintas fuentes, cabe mencionar que esta

investigación emplea técnicas estadísticas, matemáticas e informáticas para la obtención de

resultados.

La finalidad de esta metodología es cuantificar la magnitud de la problemática a

investigar luego de esto idear las estratégicas que sirva de ayuda para solucionar el problema.

Las técnicas utilizadas incluyen la selección aleatoria de participantes de la investigación

de la población del estudio de manera imparcial, el cuestionario estandarizado o la

intervención que reciben.

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Metodología 37

3.4 Población

La población es el conjunto de individuos de una misma clase que concuerdan con una serie

determina de especificaciones, la cual sirve para realizar el estudio y dar origen a la

información que se utilizara dentro de la investigación. Para realizar las respectivas

encuestas fueron a personas de la Clínica de Rehabilitación de la Ciudad de Guayaquil

específicamente en la dirección Portete y la 23. Número de personas encuestados (N=30) y

una persona entrevistada.

3.5 Herramientas o Estrategias de Investigación

Según Bernal (2010) en la actualidad existe una gran cantidad de técnicas o herramientas

de investigación que se utilizan dentro de un proceso de investigación para la recolección de

información en el trabajo de campo. Estas técnicas pueden ser:

Cuestionario:

Para Serrano (2014) es un tipo de herramienta que sirve de ayuda para toda clase de

trabajo de investigación ya que a través del desarrollo de un cuestionario va dar paso a la

conformación y estructura de una entrevista o encuesta cuyo contenido estructural se lo hace

en basa a un cuestionario de preguntas que pueden ser abiertas o cerrada, opcionales,

complementarias o mixtas; la finalidad de este instrumento de investigación es para conocer

el pensamiento, actitudes y criterios personales de un determinado grupo de individuos que

se encuentre inmerso en el estudio de un problema.

Observación:

De acuerdo con Moreno (2016) la observación desarrolla el análisis y la síntesis; también

percepción y la fundamentación teórica y práctica de lo percibido. Es la forma de disolver

o identificar las partes de un todo y reordenarlas para reconstruir un todo.

En la investigación de cualquier ciencia este instrumento de investigación siempre nos

va servir de guía para resolver las incógnitas que se presentan a menudo en las

investigaciones.

Encuesta:

Para Grasso (2014) menciona que es uno de los métodos más aplicativos y dúctiles por

los investigadores en la acción práctica para recolectar información de los agentes personales

que está presente dentro de una población. Esta técnica se diferencia de la demás por su

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Metodología 38

desarrollo debido a que emplea un cuestionario de preguntas que suelen ser de varias formas

con la finalidad de obtener una visión global del requerimiento de información que se

necesite para comprender el fenómeno a estudiar. La encuesta puede ser dada en distinta

forma sea verbal, escrita o digitalmente.

Banco de preguntas para las encuestas a realizarse seguido del porcentaje y análisis de

los resultados de la encuesta

1: ¿Cree que es necesario como parte de la rehabilitación mantener un monitoreo del

consumo de alcohol?

Tabla 1. Importancia como parte de la rehabilitación mantener un monitoreo del consumo

de alcohol

Análisis: Mediante los resultados del gráfico de porcentaje se observó lo siguiente, de

las 30 personas encuestadas, el 77% de los adictos están en totalmente de acuerdo que es

necesario como parte de la rehabilitación mantener un monitoreo del consumo de alcohol

mientras que el 23% están de acuerdo.

Opción Validación Encuestados Porcentaje

1 Totalmente de acuerdo 23 77%

2 De acuerdo 7 23%

3

4

En desacuerdo

Totalmente en

desacuerdo

TOTAL 30 100% Información tomada de la encuesta, Elaborado por Silvia Belén Miranda Viejó.

.

Figura 25. Gráfico Estadístico de la opinión de los adictos con respecto a la importancia como parte de la

rehabilitación, Información tomada de la encuesta, Elaborado por Silvia Belén Miranda Viejó.

77%

23%0%0%

1

Totalmente de acuerdo

De acuerdo

En desacuerdo

Totalmente endesacuerdo

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Metodología 39

2: ¿Fuera de la clínica de rehabilitación existe alguien que monitoree su consumo de

alcohol?

Análisis: Mediante el gráfico de porcentaje se observó lo siguiente existe un 100% en

que todos los 30 adictos monitorean su consumo de alcohol fuera de la clínica de

rehabilitación.

3: ¿Ha utilizado algún dispositivo tecnológico que sea capaz de medir los grados de

alcohol?

Figura 26. Gráfico Estadístico para tener un conocimiento si fuera de la clínica existe alguien que los

monitoree, Información tomada de la encuesta, Elaborado por Silvia Belén Miranda Viejó.

Tabla 2. Conocimiento si fuera de la clínica existe alguien que monitoree su consumo

de alcohol

Opción Validación Encuestados Porcentaje

1 Si 30 100%

2 No 0 0%

TOTAL 30 100% Información tomada de la encuesta, Elaborado por Silvia Belén Miranda Viejó.

Tabla 3. Utilización de algún dispositivo tecnológico para medir los grados de alcohol

Opción Validación Encuestados Porcentaje

1 Si 0 0%

2 No 30 100%

TOTAL 30 100% Información tomada de la encuesta, Elaborado por Silvia Belén Miranda Viejó.

100%

0%

2

Si

No

0%

100%

0%0%

3

Si

No

Figura 27. Resultado de la opinión de algún dispositivo para medir los grados de alcohol, Información

tomada de la encuesta, Elaborado por Silvia Belén Miranda Viejó.

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Metodología 40

Análisis: Mediante el gráfico de porcentaje se observó lo siguiente el 100 % no ha

utilizado ningún dispositivo tecnológico que sea capaz de medir los grados de alcohol.

4: ¿Estaría de acuerdo en el uso de un dispositivo para el control del consumo de

bebidas alcohólicas?

Análisis: Mediante el gráfico de porcentaje se visualizó lo siguiente el 93% están

totalmente de acuerdo y el 7% están de acuerdo en el uso de un dispositivo tecnológico para

el control del consumo de bebidas alcohólicas.

5: ¿Con que frecuencia estaría dispuesto a utilizar un dispositivo para el control del

consumo de bebidas alcohólicas?

Tabla 4. Opinión de los adictos sobre el uso de un dispositivo para el control de bebidas

alcohólicas.

Opción Validación Encuestados Porcentaje

1 Totalmente de acuerdo 28 93%

2 De acuerdo 2 7%

3 En desacuerdo 0 0%

4 Totalmente en desacuerdo 0 0%

TOTAL 30 100% Información tomada de la encuesta, Elaborado por Silvia Belén Miranda Viejó.

Tabla 5. Opinión de los adictos para saber la frecuencia a utilizar el dispositivo.

Opción Validación Encuestados Porcentaje

1 Diariamente 7 23%

2 Una vez a la semana 22 73%

3 Cada que sea necesario 1 3%

TOTAL 30 100% Información tomada de la encuesta, Elaborado por Silvia Belén Miranda Viejó.

93%

7%0%

0%

4

Totalmente deacuerdo

De acuerdo

En desacuerdo

Totalmente endesacuerdo

Figura 28. Gráfico Estadístico de la opinión de los adictos sobre el uso de un dispositivo tecnológico,

Información tomada de la encuesta, Elaborado por Silvia Belén Miranda Viejó.

.

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Metodología 41

Análisis: Mediante el gráfico de porcentaje se observó lo siguiente el 23% estaría

dispuesto a utilizar el dispositivo diariamente seguido del 73% una vez a la semana y el 3%

cada que sea necesario.

6: ¿Consideras que el uso de la tecnología ayudaría a reducir el consumo de bebidas

alcohólicas?

Figura 29. Gráfico Estadístico para saber con qué frecuencia estaría dispuesto a utilizar un dispositivo,

Información tomada de la encuesta, Elaborado por Silvia Belén Miranda Viejó.

.

Tabla 6. Opinión de los adictos del uso de la tecnología

Opción Validación Encuestados Porcentaje

1 Si 21 70%

2 No 9 30%

TOTAL 30 100% Información tomada de la encuesta, Elaborado por Silvia Belén Miranda Viejó.

Figura 30. Gráfico Estadístico de la opinión de los adictos del uso de la tecnología, Información tomada

de la encuesta, Elaborado por Silvia Belén Miranda Viejó.

.

23%

73%

3%

5

Diariamente

Una vez a la semana

Cada que sea necesario

70%

30%

6

Si

No

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Metodología 42

Análisis: Mediante el gráfico de porcentaje se visualizó lo siguiente el 70% considera

que el uso de la tecnología ayudaría a reducir el consumo mientras que el 30% no considera.

7: ¿Cuál de estas opciones de dispositivos existentes en el mercado ha utilizado para

medir el nivel de alcohol?

Análisis: Mediante el gráfico de porcentaje se observó lo siguiente el 93% ha utilizado

el alcoholímetro seguido del 7% el parche electrónico para medir el nivel de alcohol.

8: ¿Considera usted que el dispositivo debe emitir una alerta cuando sobrepase el

límite permitido de alcohol?

Tabla 7. Tipos de dispositivos para medir el nivel de alcohol.

Opción Validación Encuestados Porcentaje

1 Alcoholímetro 28 93%

2

3

4

5

Parche electrónico

Sensor debajo de la piel

Soberlink

Ninguno

2 7%

TOTAL 30 100% Información tomada de la encuesta, Elaborado por Silvia Belén Miranda Viejó.

Figura 31. Tipos de dispositivos, Información tomada de la encuesta, Elaborado por Silvia Belén Miranda

Viejó

Tabla 8. Opinión de los adictos acerca del dispositivo.

Opción Validación Encuestados Porcentaje

1 Totalmente de acuerdo 27 90%

2

3

4

De acuerdo

En desacuerdo

Totalmente en desacuerdo

3 10%

TOTAL 30 100% Información tomada por la encuesta, Elaborado por Silvia Belén Miranda Viejó.

93%

7% 0%

7

Alcoholimetro

Parche electrónico

Sensor debajo de la piel

Soberlink

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Metodología 43

Análisis: Mediante el gráfico de porcentaje se visualizó lo siguiente el 90% cree que el

dispositivo debe emitir una alerta cuando sobrepase el límite permitido de alcohol mientras

que el 10% está de acuerdo.

9: ¿Cree que el uso de este prototipo ayudará a las personas a tener un control

adecuado sobre el consumo de las bebidas alcohólicas?

Tabla 9. Opinión de los adictos sobre el uso del prototipo ayudará a las personas.

Opción Validación Encuestados Porcentaje

1

2

Totalmente de acuerdo

De acuerdo

25

5

83%

17%

3

4

En desacuerdo

Totalmente en desacuerdo

0

0

TOTAL 30 100% Información tomada de la encuesta, Elaborado por Silvia Belén Miranda Viejó.

Figura 33. Gráfico Estadístico de la opinión de los adictos sobre el uso del prototipo, Información tomada de

la encuesta, Elaborado por Silvia Belén Miranda Viejó.

Figura 32. Gráfico Estadístico de la opinión de los adictos acerca del dispositivo que debe emitir una alerta,

Información tomada de la encuesta, Elaborado por Silvia Belén Miranda Viejó.

83%

17%

0% 0%

9

Totalmente de acuerdo

De acuerdo

En desacuerdo

Totalmente endesacuerdo

90%

10%

0%0%

8

Totalmente deacuerdo

De acuerdo

En desacuerdo

Totalmente endesacuerdo

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Metodología 44

Análisis: Mediante el gráfico de porcentaje se observó lo siguiente un 83% está

totalmente de acuerdo sobre el uso del prototipo ayudará a las personas a tener un control

adecuado mientras que el 17% está de acuerdo.

10: ¿Le gustaría saber cuántos grados de alcohol a consumido por medio de un

dispositivo?

Análisis: De las 30 personas encuestadas, un 83% está totalmente de acuerdo en que le

gustaría saber cuántos grados de alcohol a consumido por medio de un dispositivo seguido

del 17% está de acuerdo.

A continuación, se presenta el banco de pregunta para las entrevistas a realizarse:

1: ¿Qué técnicas o métodos se utilizan en esta clínica para realizar la rehabilitación en

los pacientes?

Según la respuesta del director de la clínica utilizan métodos como charlas de motivación en

ocasiones cuando los adictos recién se internan en la clínica se los medica con sueros para

ayudar a su salud debido a que llegan débiles.

Tabla 10. Grados de alcohol que ha consumido por medio de un dispositivo.

Opción Validación Encuestados Porcentaje

1

2

Totalmente de acuerdo

De acuerdo

25

5

83%

17%

3

4

En desacuerdo

Totalmente en desacuerdo

0

0

TOTAL 30 100% Información tomada de la encuesta, Elaborado por Silvia Belén Miranda Viejó.

83%

17%

0% 0%

10

Totalmente de acuerdo

De acuerdo

En desacuerdo

Totalmente endesacuerdo

Figura 34. Gráfico Estadístico de la opinión de los adictos para saber cuántos grados a consumido por medio

de un dispositivo, Información tomada de la encuesta, Elaborado por Silvia Belén Miranda Viejó.

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Metodología 45

2: ¿Se utiliza algún dispositivo para controlar el nivel de alcohol en los pacientes?

Según la respuesta del director de la clínica no utilizan ningún dispositivo para controlar el

nivel de alcohol en los pacientes.

3: ¿Se realiza algún tipo de seguimiento a los pacientes fuera de la clínica?

Según la respuesta del director si realizan un seguimiento, un control a los pacientes fuera

de la clínica.

4: ¿Está de acuerdo en el uso de la tecnología para realizar controles sobre el nivel de

alcohol en los pacientes?

Con respecto a la opinión del director de la clínica está totalmente de acuerdo en el uso de

la tecnología para realizar controles sobre el nivel de alcohol a los adictos.

5: ¿Considera que el uso de un prototipo tecnológico ayudará a reducir el consumo de

alcohol?

El director de la clínica está de acuerdo que el uso de un prototipo tecnológico ayudará a

reducir el consumo de alcohol.

6: ¿El uso de este prototipo ayudará a los pacientes a tener un mejor control de las

bebidas alcohólicas y reducir su consumo?

El director de la clínica con respecto a su opinión si está de acuerdo con el uso de este

prototipo ayudara a los adictos a tener un control con respecto al consumo.

7: ¿Cómo considera el uso de este dispositivo en los pacientes?

Para el director de la clínica el uso de este dispositivo es muy factible, beneficioso, innovador

y de gran ayuda para los pacientes.

3.6 Análisis de los resultados

Una vez concluida la presente encuesta a las personas con problemas de alcoholismo, se

obtuvo la información que permitió determinar que todos los adictos al alcoholismo

internados en la clínica van por voluntad propia, en ocasiones se encuentran con un estado

de salud débil lo cual en la clínica le facilitan los respectivos tratamientos que pueden ser

medicina sueros, también las técnicas o métodos que utilizan en la clínica son charlas de

motivación.

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Metodología 46

Las personas que se encuentran con problemas de alcoholismo muestran un gran interés

por el uso del dispositivo tecnológico, debido a la facilidad y seguridad del manejo del

dispositivo al momento de realizar las pruebas y saber si tienen algún grado de alcohol

presente en la sangre, aseguraron que esta nueva herramienta tecnológica sería de gran ayuda

para controlar el consumo de bebidas alcohólicas; creen que es necesario como parte del

proceso de rehabilitación mantener un monitoreo constante del consumo de alcohol.

Con respecto a las preguntas si ha utilizado un dispositivo tecnológico que sea capaz de

medir los grados de alcohol y a su vez emita una alerta cuando sobrepase el límite permitido

de alcohol en base a la respuesta No, que equivale a unas 30 personas del total de

encuestados, también se visualizó que fuera de la clínica de rehabilitación el familiar

continua con el proceso con respecto a su consumo para que la rehabilitación sea más rápida

y eficaz de la persona que presenta los problemas de adicción.

La mayoría de las personas con problemas de alcoholismo que están internados en la

clínica que se encuentran en un proceso de rehabilitación con respecto al consumo de alcohol

han utilizado de los instrumentos que existen en el mercado el alcoholímetro, pero no de una

manera continua o progresiva y están de acuerdo en el uso de este dispositivo porque el uso

de este dispositivo es muy factible, beneficioso la cual ayudara a los adictos a tener un

control de las bebidas alcohólicas y reducir su consumo.

Con respecto a la entrevista, consideran que el uso del dispositivo tecnológico tiene

beneficios (ligero, interfaz amigable, alerta del exceso de alcohol), es innovador, de fácil

uso y será una muy buena opción para controlar y reducir el problema de adicción a las

personas que se encuentran internas con problemas de adicción de alcohol dentro de la

clínica de rehabilitación, permitiéndoles tener una rehabilitación más eficaz y por

consiguiente reinsertarse a la sociedad de una manera más rápida sin este problema de

adicción.

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Capítulo IV

Propuesta de Investigación

En el presente capítulo se muestra el desarrollo de la propuesta de acuerdo con los objetivos

planteados en la investigación y el respectivo análisis de los resultados obtenidos en la

presente encuesta.

4.1 Estructura de desarrollo del prototipo a elaborarse

La elaboración del prototipo se desarrolló mediante 3 etapas, por ende:

La primera etapa comprende a los diversos microcontroladores que existen en el

mercado; a través de la comparación de sus características de esa manera se explica la

elección del componente a utilizarse.

La segunda etapa corresponde al diagrama de bloques, al esquema de las principales

funciones del prototipo y al diagrama de conexión del prototipo a usar conectado a los otros

componentes.

La tercera etapa comprende a la elaboración del prototipo con los distintos elementos y

la cuarta etapa a la programación e instalación del software en Arduino IDE 1.8.9 seguido

de la configuración de la aplicación en el dispositivo móvil y finalmente a la elaboración y

evaluación del prototipo.

4.2 Parámetros para la elaboración del prototipo

El prototipo será usado por personas con problemas de alcoholismo mediante los

parámetros que aseguren la efectividad y el buen funcionamiento del prototipo, que son lo

siguiente:

El primer parámetro está enfocado en personas con problemas de alcoholismo que son

merecedoras del proyecto en elaboración.

La persona tendrá conocimiento que usará un dispositivo tecnológico permitiendo que la

persona encargada de ellos esté pendiente de lo que ocurra con su salud.

El segundo parámetro comprende que la persona con problema de alcoholismo llevará el

prototipo, la cual no tienen conocimiento del funcionamiento de la aplicación y del uso de

la tecnología u otro instrumento que sea tecnológico.

4.3 Diseño de bloque

Como se observa en la figura se tiene el diseño de bloque del prototipo a elaborarse, el

prototipo se detalla de la siguiente manera: Un sensor de alcohol MQ-3 que envía

información a la placa NODEmcu Esp8266 wifi, un buzzer que es el que emite el sonido, la

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La propuesta 48

alarma la cual sonará cuando sobrepase el nivel de alcohol establecido que llegará como

mensaje de texto al dispositivo móvil, una fuente de poder que dará la respectiva

alimentación en este caso de 5 v, una placa NODEmcu Esp8266 wifi que se encarga de

recibir y procesar esa información, la conexión inalámbrica será mediante módulo WiFi y

finalmente se usará la plataforma Cayenne instalada en el dispositivo móvil que básicamente

es una plataforma que trabaja conjuntamente con Arduino NODEmcu Esp8266 wifi la cual

permite visualizar los datos obtenidos del prototipo de la persona con problemas de

alcoholismo.

Figura 35. Diseño de bloque de control en personas con problemas de alcohol, Información adaptada de

páginas de internet. Elaborado por el autor.

4.4 Etapa 1: Determinación y evaluación de los componentes utilizados

4.4.1 Evaluación de los microcontroladores

La primera etapa comprende en el reconocimiento de los componentes a usar para la

elaboración del prototipo de ésta manera identificar cual es más factible para el desarrollo

del prototipo, por lo tanto, se debe tomar en cuenta que existen diversos modelos de

microcontroladores Arduino.

Por eso se determinó en demostrar sus características principales que se muestran en la

siguiente tabla.

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La propuesta 49

Para la elaboración del prototipo se utilizó el microcontrolador NODEmcu ESP8266 wifi,

es una placa de desarrollo que incorpora un módulo wifi, en conjunto con protoboard, su

programación es totalmente transparente, no requiere de ningún cambio en sus pines para la

Tabla 11. Características principales de distintos microcontroladores

Modelo Pro Mini Nano NODEmcu

Esp 8266

wifi

Mega Leonardo Micro

Imagen de

Referencia

Microcontrolad

or

Desmontable

No

No

Si

No

No

No

Pines Digitales

14

14

13

54

20

12

Pines Analógicos

6

8

1(A0)

16

12

4

Memoria RAM

2KB

2KB

50KB

8KB

2,5KB

2,5KB

Memoria Flash

16 o 32KB 16 o 32KB

16MiB

256KB

32KB

2KB

Conexión

Serial /

Módulo

USB

Externo

Micro USB

USB

USB B

Micro

USB

Micro USB

Voltaje de

Operación

3.3 V o

5VDC

5VDC

3v y 3.6v

5VDC

5VDC

3.3 V o 5VDC

Corriente

Máxima de

Pines de E/S

40mA

40mA

12Ma

40mA

40mA

40mA

Voltaje de

Alimentación

5 – 12VDC

7 – 12 VDC

3.3 VDC

7 – 12

VDC

7 – 12

VDC

5 – 12VDC

Tamaño

3 x 1.8 cm

4.5 x 1.8 cm

58 x 31 x 13 mm

11,2 x

6,1 x 2

cm

68.6 x

53.3mm

4.8 x 1.77 cm

Información adaptada de Create Arduino, Elaborado por el autor.

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La propuesta 50

programación, posee un puerto de conexión micro USB al igual que Arduino, un regulador

de alimentación, un chip USB-Serial para la comunicación del ESP8266 wifi directamente

desde el USB del ordenador.

4.4.2 Evaluación del Sensor de Alcohol MQ-3

Tabla 12. Características de Sensor de Alcohol MQ-3

Características Sensor de Alcohol MQ-3

Imagen de Referencia

Voltaje de operación 5VDC

Humedad <95% RH

Salida Analógica

Dimensiones 15 x 3mm

Temperatura ambiente -10°C a 65°C

Tensión de alimentación 5V Información tomada de Naylamp, Elaborado por el autor.

Para la elaboración del prototipo se utilizó el sensor de alcohol MQ-3 debido a su tamaño

y precio es más factible de encontrarlo; entre más alcohol se oxida, mayor es la corriente

eléctrica la cual es enviada a un microcontrolador en este caso el Arduino NODEmcu

Esp8266 wifi.

4.4.3 Evaluación de la Fuente de poder para protoboard

Tabla 13. Características de la Fuente de poder para protoboard

Características Fuente de poder para

protoboard

Imagen de Referencia

Fuente de Alimentación USB

Corriente máxima 700mA

Voltaje de entrada 6.5V-12V

Voltaje de salida 3.3Vo5V

Tamaño 5.3x3.2x1.3cm

Información tomada de Naylamp, Elaborado por el autor.

La fuente de poder para protoboard es la más popular que existe en el mercado, ideal para

prototipos electrónicos en donde se requiera una fuente regulada; cuenta con un LED

indicador de alimentación debido que si hay un corto el LED se apaga avisando del corto;

consta de dos salidas 3.3V y otra de 5.5V y puede suministrar una corriente máxima

de 700mA que es lo suficientemente bueno para la mayoría de aplicaciones.

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La propuesta 51

4.4.4 Evaluación del Buzzer

Tabla 14. Características del Buzzer

Características Buzzer

Imagen de Referencia

Diámetro 12mm

Altura 9,5mm

Corriente máxima <30mA

Intensidad de sonido 85db a 10cm

Temperatura de

funcionamiento

-20°C a +70°C

Información tomada de Leantec, Elaborado por el autor.

El componente escogido para el prototipo es el buzzer también conocido como zumbador

el cual es un transductor electroacústico que produce un sonido que a su vez emitirá una

alerta cuando sobrepase el nivel de alcohol establecido.

4.5 Etapa 2: Esquema de las funciones principales del prototipo

Este proyecto de investigación tiene como objetivo diseñar un prototipo que permita el

control, chequeo con respecto al consumo en personas con problemas de alcoholismo,

mediante el uso de algunos componentes conectados a la placa Arduino NODEmcu Esp

8266 wifi.

La elaboración de éste prototipo está compuesta de un sensor de alcohol MQ-3 que envía

o sensa información y Arduino la recibe.

Arduino NODEmcu Esp8266 wifi se encarga de procesar esa información; los datos

obtenidos del prototipo serán enviados a la plataforma Cayenne la cual mostrará los datos

del nivel de alcohol de la persona con problemas de alcoholismo, el cual emitirá una alerta

cuando haya sobrepasado el límite de alcohol establecido y esa alerta llegará como mensaje

de texto al dispositivo móvil de la persona encargada de ellos.

La plataforma Cayenne está elaborada para visualizar los datos de nivel de alcohol en

tiempo real.

Mediante el siguiente esquema, se observa las funciones principales del prototipo.

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La propuesta 51

Figura 36. Esquema de las funciones principales del prototipo, Información adaptada de páginas de internet,

Elaborado por el autor.

4.5.1 Conexiones en el diagrama del prototipo

La placa NODEmcu Esp8266 wifi usa distintos pines para la respectiva conexión del

sensor de alcohol MQ-3, el buzzer y la fuente de poder. El sensor de alcohol está compuesto

de 4 pines, 1-AO (salida analógica), 2-DO (salida digital), 3-GND, 4-VCC; cuyas

conexiones salen a los pines A0, GND, 3V3 del Arduino NODEmcu ESP8266 wifi. El

buzzer tiene 2 pines GND, VCC cuya conexión salen a los pines GND, D2 del Arduino

NODEmcu ESP8266 wifi. La fuente de poder consta de voltaje de salida Pines para 5 VDC

y 3.3 VDC en este caso se usará el pin de 5v la conexión salen a los pines Vin, GND del

Arduino NODEmcu ESP8266 wifi.

Tabla 15. Distribución de pines del microcontrolador Arduino NODEmcu Esp8266

wifi.

Arduino NODEmcu Esp

8266 wifi

Pines-Componentes Componente

3V3 VCC

Sensor de alcohol GND GND

A0 A0

GND

GND

Buzzer

D2 +VCC

Vin 5V+ Fuente de poder para

protoboard GND 5V-

Información adaptada de las conexiones en el diagrama del prototipo, Elaborado por el autor.

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La Propuesta 53

Figura 37. Conexiones en el diagrama del prototipo, Información tomada de Fritzing, Elaborado por el autor.

4.6 Etapa 3: Elaboración del prototipo

La tercera etapa corresponde a la elaboración del prototipo con sus respectivos

componentes y conexiones

Figura 38. Elaboración del prototipo con sus respectivas conexiones, Información adaptada del móvil

Samsung J7 2016, Elaborado por el autor.

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La Propuesta 54

Componentes a utilizar para el prototipo son:

• Arduino NODEmcu ESP8266 wifi

• Sensor de alcohol MQ-3

• Fuente de poder para protoboard

• Cables para conexión

• Buzzer

• Protoboard

Paso 1:

Se añade el sensor de alcohol MQ-3 a un protoboard donde sus conexiones de salida serán

AO (salida analógica) al pin A0, GND al pin GND y el pin VCC al pin 3V3 (entrada de

voltaje 3.3v) de la placa Arduino NODEmcu Esp8266 wifi.

Figura 39. Conexión del sensor de alcohol MQ-3 a la placa NODEmcu Esp8266 wifi, Información adaptada

de Fritzing, Elaborado por el autor.

Paso 2:

Se añade el buzzer, para luego proceder con las respectivas conexiones de tal manera que

el pin GND se conecta al pin GND de la placa NODEmcu Esp8266 wifi y el pin +VCC que

estará conectado al pin D2 de la placa NODEmcu Esp8266 wifi.

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La Propuesta 55

Figura 40. Conexión del buzzer a la placa NODEmcu Esp8266 wifi, Información adaptada de Fritzing,

Elaborado por el autor.

Paso 3:

Se añade la fuente de poder al protoboard, que consta de 2 voltajes de salida de 5 VDC y

3.3 VDC en este caso se usará el pin positivo de 5v al pin Vin de la placa de Arduino

NODEmcu Esp8266 wifi y el otro pin negativo de 5v al pin GND de la placa de NODEmcu

Esp8266 wifi.

Figura 41. Conexiones de la fuente de poder a la placa NODEmcu Esp8266 wifi, Información adaptada de

Fritzing, Elaborado por el autor.

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La Propuesta 56

4.7 Etapa 4: Programación

La cuarta etapa comprende a la programación por ende como primer paso se explicará el

diagrama de flujo; como segundo paso a la instalación del software del microcontrolador

llamado Arduino IDE 1.8.9; por último, se descarga las librerías de Arduino y también para

la aplicación Cayenne.

4.7.1 Diagrama de Flujo

Figura 42. Diagrama de flujo de la programación, Información adaptada de DFD, Elaborado por el autor.

En el presente diagrama se muestra el funcionamiento del sensor de alcohol MQ-3 con

su respectivo código, el cual empieza con el Encendido seguido de la lectura de datos del

sensor posterior a esto se establece una condición si el nivel de alcohol es mayor a 0.50

grados, sonará la alarma en caso contrario de no ser así, retoma el proceso anterior y culmina.

4.7.2 Instalación del Software Arduino

Se procede a la instalación del Software Arduino 1.8.9 debido a que en este Software

Arduino 1.8.9 se realiza toda la configuración de la programación con sus respectivos

comandos, variables, condiciones y las librerías de la plataforma Cayenne.

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La Propuesta 57

Figura 43. Instalación del Software Arduino, Información tomada desde la laptop DELL, Elaborado por el

autor.

Figura 44. Descarga, Información tomada desde la laptop DELL, Elaborado por el autor

Figura 45. Windows zip file for non admin install, Información tomada desde la laptop DELL, Elaborado por

el autor

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La Propuesta 58

Figura 46. Arduino Software, Información tomada desde la laptop DELL, Elaborado por el autor

Figura 47. Extraer en el escritorio, Información tomada desde la laptop DELL, Elaborado por el autor

Figura 48. Instalación de controladores de dispositivos, Información tomada desde la laptop DELL,

Elaborado por el autor.

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La Propuesta 59

Figura 49. Sketch_may28a Arduino 1.8.9, Información tomada desde la laptop DELL, Elaborado por el autor.

Figura 50. Sketch_may28a Arduino 1.8.9, Información tomada desde la laptop DELL, Elaborado por el autor.

Figura 51. Reconocimiento de la placa NODEmcu 8266, Información tomada desde la laptop DELL,

Elaborado por el autor.

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La Propuesta 60

Figura 52. Placa NODEmcu 8266, Información tomada desde la laptop DELL, Elaborado por el autor.

4.8 Etapa 5: Instalación de la Aplicación

Se procede a realizar la respectiva instalación de la aplicación al dispositivo móvil, la

plataforma Cayenne se adapta al software porque al momento de realizar la programación

se trabaja con las librerías de la plataforma Cayenne para inicializar la comunicación.

Paso 1:

Se descarga la aplicación Cayenne desde la Play Store

Figura 53. Aplicación Cayenne, Información tomada de la Play Store del teléfono Samsung J7 2016,

Elaborado por el autor.

Paso 2:

Una vez descargada e instalada la aplicación a continuación se debe de registrar llenando

los siguientes datos

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La Propuesta 61

Figura 54. Registrarse en la plataforma, Información tomada de la aplicación Cayenne, Elaborado por el

autor

Paso 3:

Una vez registrado en la plataforma se realiza a continuación los enlaces de comunicación

Primer enlace de comunicación con la placa y Cayenne

Figura 55. Primer enlace de comunicación con la placa y Cayenne, Información tomada de la aplicación

Cayenne, Elaborado por el autor

Segundo enlace de comunicación con la placa y Cayenne

Figura 56. Segundo enlace de comunicación con la placa y Cayenne, Información tomada de la aplicación

Cayenne Elaborado por el autor.

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La Propuesta 62

Tercer enlace de comunicación con la placa y Cayenne.

Figura 57. Tercer enlace de comunicación con la placa y Cayenne, Información tomada de la aplicación

Cayenne, Elaborado por el autor.

4.8.1 Configuración de la Alerta

Se procede a realizar la respectiva configuración de la alerta, seguido de los siguientes

pasos

Paso 1:

Se elige la opción disparadores y alertas que se encuentran dentro de la plataforma

Cayenne

Figura 58. Configuración de la alerta, Información tomada de la aplicación Cayenne, Elaborado por el autor.

Paso 2:

En ésta figura se observa el grado de alcohol establecido con las opciones de destinarios

para que llegue la alerta; ya sea por mensaje de texto o por correo electrónico en este caso

se usó la alerta por mensaje de texto mediante el cual se ingresa el número de celular del

teléfono móvil.

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La Propuesta 63

Figura 59. Destinario de la alerta, Información tomada de la aplicación Cayenne, Elaborado por el autor.

4.9 Elaboración y evaluación del prototipo

En esta parte corresponde a la elaboración del prototipo, donde se muestran el paso a paso

de los elementos implementados:

Paso 1:

Se conecta el sensor de alcohol MQ-3 donde sus conexiones de salida serán AO (salida

analógica) al pin A0, GND al pin GND y el pin VCC al pin 3V3(entrada de voltaje 3.3 v) a

la placa Arduino NODEmcu Esp8266 wifi.

Figura 60. Conexión del sensor de alcohol MQ-3 a la placa NODEmcu Esp8266 wifi, Información tomada

desde el teléfono móvil Samsung J7 2016, Elaborado por el autor

Paso 2:

El pin negro del buzzer conectado al pin GND de la placa NODEmcu Esp8266 wifi, el

pin rojo del buzzer conectado al pin D2 de la placa NODEmcu Esp8266 wifi.

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La Propuesta 64

Figura 61. Conexión del buzzer a la placa NODEmcu Esp8266 wifi, Información tomada desde el teléfono

móvil Samsung J7 2016, Elaborado por el autor

Paso 3:

La fuente de poder del pin de 5v positivo conectado al pin Vin de la placa NODEmcu

Esp8266 wifi y el pin de 5v negativo de la fuente de poder conectado al pin GND de la

placa NODEmcu Esp8266 wifi.

Figura 62. Conexión de la fuente de poder a la placa NODEmcu Esp8266 wifi, Información tomada desde el

teléfono móvil Samsung J7 2016, Elaborado por el autor.

4.9.1 Evaluación del Prototipo

4.9.1.1 Funcionalidad del Prototipo

Las funciones que presenta el prototipo son las siguientes:

• Transmisión de datos en tiempo real

• Medición del nivel de grado de alcohol con respecto al consumo a personas con

problemas de alcoholismo.

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La Propuesta 65

4.9.1.2 Características técnicas del prototipo

Las principales características del prototipo se detallan a continuación:

Tabla 16. Características Técnicas del prototipo

Características Especificaciones

Alimentación 5V

Conexión inalámbrica Wifi

Sistema Arduino IDE 1.8.9

Aplicación de uso MyDevices Cayenne

Procesador CP2102

Información tomada directamente de la elaboración del prototipo, Elaborado por el autor.

4.9.1.3 Valores obtenidos a través del prototipo con su aplicación

Primera Evaluación con el prototipo

En esta parte se observa la primera evaluación del prototipo con sus respectivos valores

se observó que hubo un inconveniente en la señal de internet por ende si no hay una buena

señal de wifi no funcionará el prototipo.

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La Propuesta 66

Figura 63. Primera evaluación realizada con el prototipo, Información tomada desde el teléfono móvil

Samsung J7 2016, Elaborado por el autor.

Segunda Evaluación con el prototipo

En esta parte se observa la segunda evaluación del prototipo con sus respectivos valores.

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La Propuesta 67

Figura 64. Segunda evaluación realizada con el prototipo, Información tomada desde el teléfono móvil

Samsung J7 2016, Elaborado por el autor

Tercera Evaluación con el prototipo

En esta parte se observa la tercera evaluación del prototipo con sus respectivos valores.

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La Propuesta 68

Figura 65. Tercera evaluación realizada con el prototipo, Información tomada desde el teléfono móvil

Samsung J7 2016, Elaborado por el autor

4.9.1.4 Características técnicas del alcoholímetro

Las principales características del alcoholímetro

Tabla 17. Características Técnicas del alcoholímetro

Características Especificaciones

Tiempo de

calentamiento

10 seg

Tiempo de respuesta 5 seg

2 Pilas 1.5 v AAA

Precisión 0.01 %

Display LCD Dual

Sensor sensor de alcohol

semiconductor de

óxido Información tomada del alcoholímetro, Elaborado por el autor.

4.9.1.5 Valores obtenidos con un alcoholímetro

Primera Evaluación con un alcoholímetro

En esta parte se observa la primera evaluación con un dispositivo existente en el mercado

en este caso un alcoholímetro

Figura 66. Primera evaluación y valores obtenidos con el alcoholímetro, Información tomada desde el

teléfono móvil Samsung J7, Elaborado por el autor

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La Propuesta 69

Segunda Evaluación con un alcoholímetro

En esta parte se observa la segunda evaluación con un dispositivo existente en el mercado

en este caso un alcoholímetro

Figura 67. Segunda evaluación y valores obtenidos con el alcoholímetro, Información tomada desde el

teléfono móvil Samsung J7, Elaborado por el autor

Tercera Evaluación con un alcoholímetro

En esta parte se observa la tercera evaluación con un dispositivo existente en el mercado

en este caso un alcoholímetro

Figura 68. Tercera evaluación y valores obtenidos con el alcoholímetro, Información tomada desde el teléfono

móvil Samsung J7, Elaborado por el autor.

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La Propuesta 70

4.9.1.6 Comparación de los valores obtenidos a través de los dispositivos

Tabla 18. Valores de grado de alcohol obtenidos a través del alcoholímetro y el prototipo

Evaluaciones Prueba 1 Prueba 2 Prueba 3

Alcoholímetro 0.41 0.53 0.37

Prototipo 0.40 0.52 0.39

Información tomada de los dispositivos para la medición del grado de alcohol, Elaborado por el autor.

Análisis final de las evaluaciones realizadas

Realizadas las pruebas respectivas con el alcoholímetro y el prototipo, se determinó que

los valores tanto del alcoholímetro como del prototipo arrojaron valores similares

demostrando de esta manera el correcto y óptimo funcionamiento del prototipo realizado

con respecto a un alcoholímetro comercial

Los resultados obtenidos de éstas pruebas se pueden observar en la tabla 18

4.10 Tabla de costo de los elementos para la elaboración del prototipo

Elementos Precio

Sensor de alcohol

MQ-3

$6.00

NODEmcu Esp8266

wifi

$18.00

Buzzer $1.00

Cables $3.00

Protoboard $10.00

Fuente de voltaje con

regulador

$10.00

Movilización $10.00

TOTAL $58.00 Información tomada de electrónica Orellana, Elaborado por el autor.

Se realizó una tabla sobre el precio de cada componente para la elaboración del prototipo

incluyendo la movilización se hizo un total de 58 dólares, elementos existentes en el

mercado y cada componente a un precio accesible.

4.11 Conclusiones

Ya culminado el prototipo y mostrando el funcionamiento adecuado de la aplicación para

la utilización de éste se concluye lo siguiente:

• Se concluyó en base a la explicación, demostración y el análisis sobre las

herramientas tecnológicas, en el uso para desarrollar prototipos de bajo coste, que

permitan realizar pruebas sobre el grado de alcohol a personas que están en proceso

de tratamiento sobre el alcoholismo y efectuar de esta manera un avance y control

más efectivo durante el transcurso de su tratamiento.

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La Propuesta 71

• Se observó que en la plataforma Cayenne la cual es una herramienta para diseñar y

comercializar rápidamente soluciones IoT que trabaja conjuntamente con Arduino

NODEmcu ESP8266 WiFi; por lo tanto, en ésta plataforma se pueden añadir más

destinarios; ya sea el número celular (mensaje de texto) o el correo electrónico para

que llegue la alerta, en este prototipo se optó para que llegue la alerta por mensaje

de texto.

• Debido a las pruebas realizadas con el prototipo el componente en este caso el sensor

de alcohol MQ-3 su nivel de alcohol ambiente cambia dependiendo del lugar de

prueba, normalmente en el lugar de desarrollo, el nivel de alcohol es de 0.25 a 0.35

dependiendo de su posición, por ende, la alerta se deja a 0.38 mg/L, adicional al ser

este un prototipo.

• En base a las pruebas realizadas entre el prototipo y un alcoholímetro comercial se

obtuvieron resultados de una manera similar entre los dos dispositivos como se puede

observar en la tabla 19 por lo cual el funcionamiento es correcto y de manera

eficiente del prototipo propuesto en este trabajo de titulación.

• En base a las encuestas realizadas se determinó que todas las personas con problemas

de alcoholismo que están internados en la clínica debido a un proceso de

rehabilitación con respecto al consumo de alcohol han utilizado de los instrumentos

que existen en el mercado el alcoholímetro, pero no de una manera continua o

progresiva y están de acuerdo en el uso de este dispositivo porque el uso de este

dispositivo es muy factible, beneficioso la cual ayudará a los adictos a tener un

control de las bebidas alcohólicas y reducir su consumo.

4.12 Recomendaciones

Ya culminado el prototipo y mostrando el funcionamiento adecuado de la aplicación para

la utilización de éste se indica lo siguiente:

• Se procedió a la investigación de los diferentes componentes que existen en el

mercado tecnológico, para así cada uno de los componentes se ajuste a lo establecido

en los proyectos a elaborar en un futuro.

• Se observa que debe haber una buena conexión a la señal de internet para el correcto

funcionamiento del sistema, ya que con una conexión débil el prototipo no

funcionara de forma correcta.

• Para evitar que se quemen los componentes del prototipo es necesario que el cable

de alimentación y el USB se conecten por individual.

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La Propuesta 72

• Es necesario que se utilice un cable de alimentación de 5v el cual se conecta a la

fuente de poder para así tener un correcto funcionamiento del prototipo y así se pueda

obtener resultados factibles durante la realización de las pruebas de alcoholismo.

• Si se realiza un cambio en el sistema del grado de alcohol es necesario que se realice

también en la plataforma para q se pueda emitir el mensaje de alerta caso contrario

el sistema no funcionará de forma correcta porque tanto la plataforma como el

sistema deben tener las mismas modificaciones para que el prototipo funcione de

forma correcta.

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ANEXOS

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Anexo 74

Anexo 1

Evaluación de las Entrevistas y Encuestas

Figura 69. Entrevista realizada por el director de la clínica de rehabilitación, Información tomada desde el

teléfono móvil Samsung J7 2016, Elaborado por el autor.

Figura 70. Encuesta realizada por uno de los pacientes de la clínica de rehabilitación, Información tomada

desde el teléfono móvil Samsung J7 2016, Elaborado por el autor.

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Anexo 75

Anexo 2

Programación del prototipo

//Librerías correspondientes

#define CAYENNE_PRINT Serial

#include <CayenneMQTTESP8266.h>

//Información Wifi - Usuario y Clave

char ssid[] = "NETLIFE-MIRANDA";

char wifiPassword[] = "1990israel";

//Autenticacion con Cayenne - Usuario, Clave, ClienteID

char username[] = "6560f3c0-b7bf-11e9-80af-177b80d8d7b2";

char password[] = "ac7ff8c00590544e383bc08d83cd476834ca545a";

char clientID[] = "8288c9f0-b7bf-11e9-809b-df5a1171d82f";

unsigned long lastMillis = 0;

int Alarma = 4; //Pin D2 de NODEmcu

float valorSensor;

float Volt, Formulando;

float Alcohol;

void setup() {

Serial.begin(9600); //Comunicación serial

Cayenne.begin(username, password, clientID, ssid, wifiPassword); //Inicializa

comunicación con la plataforma

pinMode(Alarma, OUTPUT);//Buzzer declarado como salida

}

void loop() {

Cayenne.loop();

//Publicar datos cada 1 segundo (1000 milisegundos). Cambie este valor para

publicar en un intervalo diferente.

if(millis() - lastMillis > 1000) {

lastMillis = millis();

// valorSensor guarda los valores enviados por el sensor

valorSensor = analogRead(A0);

//Medicion de voltage de sensor

Volt = (3 * valorSensor) / 1024; //Voltage de Salida o Final = 3v - Valor sensor y 1024

son valores analogos

//De acuerdo con la hoja de datos de MQ3, el alcohol en aire limpio es de 0.04 mg / L.

//Se alimento el circuito y se verificó que el voltage inicial de entrada del sensor es de

1.15v y final 3v

Formulando = 0.40 / 1.15;

//Calcula el valor de Alcohol final en mg/L

Alcohol = Formulando * Volt;

Serial.print("Grado de Alcohol: ");

Serial.print(Alcohol);

Serial.println("mg/L");

//Escribe datos a Cayenne aquí. Este ejemplo simplemente envía el tiempo de

actividad actual en milisegundos

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Anexo 76

Cayenne.virtualWrite(0, Alcohol);

//CONDICIONES

if(Alcohol >= 0.38){ //Si el nivel en mg/L es mayor igual a 0.38 mg/L se enciende la

alarma y envía la alerta

digitalWrite(Alarma, HIGH);//Enciende el buzzer

Cayenne.virtualWrite(2, HIGH);//Enciende el buzzer en cayenne

}

else if(Alcohol <= 0.36){//Si es menor igual a 0.36 mg/L no hace nada

digitalWrite(Alarma, LOW);//Apaga el buzzer

Cayenne.virtualWrite(2, LOW);//Apaga el buzzer en cayenne

}

}

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Fgrupoiutcm.files.wordpress.com%2F2013%2F04%2Fguia-

2.docx&usg=AOvVaw3AGADh6pr9XLPpR5Q3X8tG

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