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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
ii
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
iii
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.
iv
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.
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
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
vii
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
viii
N°
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
ix
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
x
N°
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
xi
N°
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
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
xiii
Anexos
N° Descripción Pág.
1 Evaluación de las encuestas y entrevista 74
2 Programación del prototipo 75
xiv
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.
xv
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
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.
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.
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
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?
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
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.
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.
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
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
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
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,
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
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)
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
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
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.
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.
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.
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.
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
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.
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.
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.
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
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.
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.
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
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
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
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.
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.
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
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.
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
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
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.
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
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
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.
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.
.
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
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
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
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.
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.
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.
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
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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
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.
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.
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
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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
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.
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.
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.
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.
ANEXOS
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.
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
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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