La caja de permanencia es un

juguete diseñado especialmente para bebés entre los 6 y 12 meses. Existen diferentes configuraciones de las cajas de permanencia, siendo las más representativas: el cajón pequeño, el cajón alargado y la bandeja. La idea principal de este juguete es que el bebé desarrolle el sentido de permanencia ya que puede ver como la pelota se esconde y aparece dentro del cajón. Pero no sólo es esta la habilidad que pone en juego, también, puede practicar la coordinación mano-ojo (para introducir la pelota en la correcta ranura), así como el agarre y el desarrollo de la pinza digital para coger la pelota y abrir y cerrar el cajón.

Las cajas de permanencia que desarrollaremos, en particular tienen una cara superior desmontable e intercambiable (debido a que están unidas mediante imanes de neodimio) de dimensiones 15X15. De esta forma, implementaremos elementos tecnológicos a la caja de permanencia de cajón pequeño para poder llevar un seguimiento y control de las actividades que el niño desarrolle en dicha caja de permanencia.

Step 1: Construcción De Las Cajas De Permanencia

Para poder fabricar el modelo de línea base de las tres

cajas de permanencia se utiliza madera MDF y pegamento para poder unir las piezas. Así, se pueden utilizar los planos de corte láser para cortar la madera por medio de una máquina cortadora láser y posteriormente ensamblar las piezas con pegamento. De igual forma, se pueden cortar las caras de cada caja usando una sierra teniendo en cuenta las medidas que aparecen en las imágenes.

Step 2: Colocación De Los Imanes

Ahora, se deben hacer pequeñas perforaciones con taladro en

las esquinas donde van a coincidir las tapas. De igual forma se deben hacer las perforaciones en las esquinas de las tapas, con el fin de introducir y fijar los imanes de neodimio para que las tapas se aseguren. Es importante hacer coincidir los agujeros de las esquinas de la caja con los de las tapas para que los imanes se unan apropiadamente. De la misma manera, se debe examinar que los imanes se peguen de la manera adecuada, verificando que los polos no se repelan cuando se una la tapa a la caja.

Step 3: Definición De Actividades

Para poder llevar un buen seguimiento de las acciones que el niño realiza se establecen tres actividades principales las cuales se deben realizar en el orden establecido para poder completar el objetivo de enseñanza de la caja de permanencia, esto se detalla en la infografía.

Además, se realizará una identificación del niño que esté
realizando las actividades, para poder verificar quién ha utilizado el juguete. Esta actividad se debe realizar primero que las demás actividades para poder reportar la identificación del niño en cada una de las tres actividades que siguen.

Step 4: Definición De La Forma En Que Se Van a Desarrollar Las Actividades

Para llevar ereportar y verificar las actividades se hará

uso de un Arduino Mega 2560, un módulo WiFi ESP8266, un sensor RFID RC522 y un sensor de proximidad ultrasónico HC-SR04.

Además, haremos uso de varios cables dupont (macho - hembra) para poder conectar los sensores a arduino.

Step 5: Conexión De Componentes Electrónicos

Para conectar los sensores a arduino, debemos seguir las guías de conexión mostradas en las imágenes de este paso.

En orden se presenta como debe ser la conexión del modulo RFID posteriormente el modulo de ultrasonido, en este caso vamos a realizar una variación y conectaremos los pines que ECHO y TRIG del sensor ultrasónico a los puertos 6 y 7 de arduino respectivamente. Por ultimo se presenta la conexión al modulo WIFI ESP8266.

Tenga en cuenta que todos los gráficos están basados en un arduino mega, para otros tipos de arduino la configuración puede variar.

En el caso del módulo WiFi, se necesita usar una protoboard pequeña
o simplemente utilizar cables para poder conectar los dos pines que van al puerto de 3.3v de arduino.

También usaremos dos bombillas LED verdes pequeñas y una azul para poder verificar el cumplimiento de las actividades y se conectaran de la siguiente manera:

LED verde1: El extremo positivo lo conectamos al puerto 2 de arduino y el negativo a GND.

LED verde2: El extremo negativo lo conectamos al puerto 4 de arduino y el negativo a GND.

LED azul: El extremo negativo lo conectamos al puerto 3 de arduino y el negativo a GND

Step 6: Instalación Y Configuración De La IDE De Arduino

Primero debemos dirigirnos al siguiente enlace: https://www.arduino.cc/en/Main/Software

para poder descargar la IDE de arduino según el sistema operativo que disponga el computador que vamos a utilizar. Podemos descargar el instalador o el ejecutable que se encuentra comprimido, Las dos opciones son válidas(Vea primera imagen de este paso).

Ahora tenemos que abrir el programa instalado o por medio
del ejecutable y conectar nuestro arduino al computador para poder configurar. Nos dirigimos a las opciones que se presentan en la segunda y tercer imagen de este paso.

Esta última opción puede variar según el puerto USB donde
esté conectado arduino, de este modo se establece el puerto donde esta conectado.

Step 7: Implementación De Código

En las imágenes se encuentra detallado el código necesario para que el dispositivo funcione adecuadamente

Tambien se encuentra disponible un archivo txt para que puedan descargarlo aquí

Ahora, es importante registrar tus tarjetas en el código de arduino para que pueda reconocer tus tarjetas de RFID. Para esto solo tendrás que ejecutar el código y verificar cual es el identificador de tu tarjeta y reemplazarlo en el código(observar imagen 15).

Adicionalmente si te interesan los sketch pulsa aquí

Step 8: Ubicación Dispositivos Electrónicos

Para este paso se crea una caja debajo de cajón donde debe caer la figura a insertar, tome como referencia la primera imagen de este paso.

La posición del RFID es de vital importancia pues este debe
quedar lo suficientemente expuesto para que desde fuera de la caja pueda leer la identidad del usuario y la figura correspondiente, para aclarar dudas mostramos la siguiente imagen numero 2 de este paso.

Para identificar las actividades se tienen 3 leds, para cada led se abre una pequeña abertura en la parte frontal de la caja, que permita al usuario observar la luz que emite cada uno de estos. Los agujeros deben ser lo suficientemente grande para que se pueda observar la luz con claridad pero no tanto como para que los leds pasen completamente al otro lado, esto se hace para evitar que el usuario(en este caso el niño) pueda tocar los leds(tome referencia imagen 3).

Mientras los cables, el Arduino el RFID, el portapilas y el módulo WIFI quedan cubiertos, el sensor de ultrasonido debe quedar encima de la tapa, para esto se creó una muesca donde se inserta dicho modulo apara que quede fijo y sin moverse, se hace esto para que el sensor pueda detectar la caída de la figura y cuando se retira esto, que de quedar cubierto no permitiría realizar la mencionada actividad(vea imagen 4).

Finalmente debe terminar algo como se muestra en la figura 4 de este paso

En cuanto a la posición específica del módulo WIFI, el Arduino y el porta pilas no afecta el rendimiento del dispositivo por lo cual puede ponerse en el lugar que se crea más acertado estéticamente.