Bitácora de Desarrollo de Pop Game

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Conclusiones

Durante el proyecto aprendimos sobre la terminal de Linux, sobre microcontroladores y sobre diferentes interfaces para conectar sensores y dispositivos al shield. Pero sobre todo, desarrollamos un proyecto de manera organizada utilizando la metodología Megon, fuimos capaces de identificar problemáticas, proponer una solución viable y desarrollar el proyecto de tal forma que el resultado final puede tener un impacto benéfico en la problemática que se identificó.

El desarrollo de la solución fué satisfactoria y dieron buenos resultados, se probó el producto final para validar su funcionamiento, funciona correctamente y el diseño cumple con su objetivo, los usuarios identifican los colores y las imágenes con las acciones a realizar. La elección de utilizar conexiones Grove fue acertada, pues la conexiones se mantienen aún cuando la caja es agitada.

Nos dimos cuenta de que la caja cúbica no es la mejor opción para un juguete que se tiene que sostener, se tiene que desarrollar una interfaz más ergonómica y con un tamaño acorde a las manos de los niños pequeños. Podemos notar también que los sensores y los botones no son completamente amigables para los usuarios, debido a que no son llamativos y hasta podrían considerarse feos. Para ser un prototipo consideramos que estos son problemas menores y no afectan al funcionamiento del producto.

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Desarrollo - Correción de errores

Nos percatamos de que el juego tenía un error, el micrófono era muy suceptible a el ruido ambiental, por lo que tubimos que modificar la función que dice si el usuario grito y hacerla más compleja. En la bienvenida al usuario se activa el microfono para tomar un muestreo del ruido en el ambiente, lo que nos permite medir el ruido del ambiente promedio y ajustar el umbral de sonido para que la función identifique correctamente si el usuario gritó.

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Desarrollo - Diseño de la carcasa

Lo siguiente que hicimos fue pintar cada lado de la caja con un color llamativo que coincide con los colores que muestra la pantalla para identificar a cada uno de los sensores con los que interactua el usuario.

Después de que se secara la pintura dibujamos las imagenes que funcionan como pista para que el niño sepa que es lo que tiene que hacer en cada lado del juguete. Del lado del micrófono se muestran lineas curvas que simulan el sonido, indicandole al niño que debe de producir ruido. En el lado del botón, que es el más obvio, se muestran lineas al rededor del botón, como si estuviera brillando, incitando al niño a que lo presione. Del lado del touch se muestra una mano apuntando con el dedo indice hacia el sensor touch, indicando que el niño debería introducir el dedo en el orificio para tocarlo. Por último, del lado del potenciómetro dibujamos una flechas curvas al rededor de la perilla, lo que hace obvio el hecho que se debe de girar la perilla.

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Desarrollo - Código v1

Lo primero que hicimos fue importar todas las librerías de los diferentes sensores y probar cada uno de forma separada, cuando aprendiamos como utilizar un sensor pasabamos al siguiente. Por ejemplo, el boton y el touch, para usos practicos, tienen el mismo funcionamiento, regresan 1 o 0 dependiendo de su estado, el potenciómentro puede darnos un valor numerico absoluto o una rotación medida en grados, el sensor de sonido nos dice el umbral de sonido. La librería del buzzer nos permite decirle la duración del sonido y la nota que queremos que toque en Hz. La librería de la pantalla nos permite decirle que es lo que queremos que escriba en la pantalla, en que posición y que color queremos que muestre de fondo. Todo esto simplifico mucho el desarrollo, ya que nos permitía tener acceder a todas estas posibilidades sin tener que preocuparnos por enviar y recibir señales a travez de los pines.

Cuando aprendimos a utilizar todos los sensores escribimos el código donde estan reunidos todos los sensores trabajando al mismo tiempo, la pantalla escribe un mensaje de bienvenida y se muestran los valores de los sensores en la terminal de la Edison.

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Desarrollo - Carcasa

Ahora que el juego estaba funcionando correctamente comenzamos a hacer la carcasa del juguete.

Fuimos a steren con la edison para buscar una caja que fuera del tamaño ideal para la edison y los componentes que debía tener dentro. Compramos una caja gris de plastico donde cabía la edison y además era facil de perforar, tambien compramos un adaptador de 4 pilas AA a una de 9v para alimentar a la Edison sin necesidad de que esta esté conectada a una fuente de alimentación externa. Adquirimos una perilla que pondremos sobre el potenciometro.

Un compañero de clase nos prestó un taladro para hacer los agujeros de donde saldrían los sensores y la pantalla en la caja. Hicimos mediciones para estimar donde debía ir cada agujero, tomando en cuenta el tamaño de los sensores y de la Edison. Hacer los agujeros nos tomó más tiempo del que esperabamos, pero al final tenemos la carcasa con los agujeros donde podemos montar la Edison, la pantalla y los sensores.

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Desarrollo - Código v3

Añadimos un botón da la posibilidad de salirse del código. Es un simple loop infinito, dentro de este se inicializa la variable del puntaje y está la lógica del juego, cuando se presiona el botón se sale del loop infinito del juego provocando se reinicie la variable del puntaje a 0 y vuelva a entrar al código del juego.

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Desarrollo - Código v2

Una vez que tuvimos todos los sensores funcionando ecribimos funciones para simplificar procesos que haríamos repetidamente en el loop del juego. 

Creamos variables que asocian los diferentes sensores con un mensaje y un color (un id para cada sensor), una función que cambia el texto y el color de la lcd que recibe solo esta variable anterior, una funcion que da la bienvenida al usuario, una función que dice si el usuario gritó (o hizo suficiente ruido), una que dice si se presionó el botón, una que dice si se giró el potenciómetro lo suficiente para considerarlo como un movimiento, una función que recibe el id del sensor y te dice si se está acionando correctamente y dos funciones para reproducir los sonidos del buzzer cuando se realizó la acción correcta y cuando no se acertó.

Creamos un loop de juego infinito que un id de sensor aleatorio cada vez que se presiona el correcto, llama a la función de la pantalla descrita anteriormente con este valor y está verificando constantemente el estado de los botones para ver cual fue presionado y actualizar el puntaje, reproducir el sonido y cambiar el id del sensor que se está utilizando por un nuevo valor aleatorio.

Esta es la mecanica principal del juego y esto está pasando todo el tiempo.

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Desarrollo - Setup

Primero nos conectamos a la Edison mediante ssh, lo que nos permitió usar la linea de comandos y editar el código a ambos sin tener que desconectar la edison de un ordenador para pasarlo a otro.

Lo segundo que hicimos fue un repositorio en Github donde haciamos push cada vez que teníamos un avance importante en el proyecto.

Después definimos en que entrada Grove del shield conectariamos cada sensor, para no tener que modificar el código o revisarlo para conectar los sensores y la pantalla. Esto nos permitió ahorrar tiempo útil cada vez que reconectabamos todo, porque lo desconectabamos para guardarlo para que no estubiera expuesto a la intemperie.

Creamos un script de Python dentro de la Edison en el que se encontraría toda la lógica del juego, se leerían todas las entradas de los sensores y se produciría la retroalimentación para el usuario con la pantalla y el buzzer. Hicimos que este script se ejecutara automáticamente cada vez que la Edison se encendiera, puesto que tiene que ser independiente de un ordenador. Nos apoyamos en este árticulo para poder completar esta tarea.

Ahora ya estábamos listos para empezar a desarrollar el código.

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El comienzo - Planeación

Después de tener una idea que fue aceptada por la profesora comenzamos a planear la como implementaríamos la idea. Pensamos en utilizar un Arduino y conectar todos los sensores en una protoboard, pero lo descartamos debido a que los cables que conectan a la placa con los sensores se saldrían muy facilmente de los pines a causa al constante movimiento al que se vería forzado soportar el juguete debido a su naturaleza. 

Necesitabamos algo rápido en lo que desarrollar y que los cables se mantubieran bien firmes, descartamos también crear un circuito integrado propio debido a que el proyecto tenía que ser entregado en poco tiempo. Entonces Hermes recordó que su equipo de taller vertical tenía edisons (lo que nos permitía programar en python, para un desarrollo rapido) y lo más importante, un kit de desarrollo que contenía un shield y sensores con conectores Grove, lo que nos permitía hacer las conexiones rápidamente y mantener la firmeza en las conexiones de los sensores, un problema que era común en otros equipos. 

Aprovecharíamos los sensores con los que contabamos para hacer la interfaz con el juguete. Usaríamos un botón, un touch, un potenciómetro y un sensor de sonido para el input del juego, un display lcd para comunicación con el usuario y otro botón para reiniciar el juego.

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El comienzo - Diseño

La carcasa

Se optó por utilizar una interfaz independiente de una computadora porque deseábamos que el niño fuera capaz de mover el dispositivo libremente y mantener su concentración en el mismo dispositivo. La forma cuadrada es debido a que con esta forma es fácil de introducir y afianzar todos los componentes dentro de la carcasa, además de que es una figura fácil de sostener con firmeza.

Interacción con el usuario

Ahora teníamos que pensar en cómo sería la interacción ideal entre el niño y el juguete. Pensabamos que bastaría con que la pantalla le dijera al niño qué tenía que hacer, pero la profesora nos indicó que eso no podía ser, porque, primero, el proyecto estaba enfocado a niños que muy probablemente no sabían leer debido a su edad, y segundo, que los niños no podían saber que era un potenciómentro, un sensor touch ni un sensor de sonido.

Entonces, como no podíamos comunicarnos con el niño a travez del leguaje escrito descidimos que nos comunicaríamos con él visualmente, con códigos de colores que relacionaría con cada lado de la carcasa del juguete, los cuales estarían pintados del color correspondiente. Entonces el niño vería el sensor o botón, y se preguntaría, ¿Qué hace esto? En este punto lidiamos con la otra problematica, pensamos que lo mejor para solucionarlo sería dar indicios al niño de qué es lo que se hace con ese lado del juguete mediante imagenes y representaciones gráficas de las acciones que se realizan con ese sensor. 

Resultados

Con la interfaz propuesta el niño descubre por si mismo cómo interactuar con el sensor y a la vez relacione colores e imagenes con acciones, lo cual ayuda al desarrollo de la coordinación visomotora ojo-mano.

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El comienzo - La idea

Lo primero que pensamos para el proyecto final fue una aplicación con la que los niños pudieran practivar sus habilidades matemáticas interactuando con el dispositivo mediante botones y potenciómetros, pero cuando le presentamos la idea a Cham nos dijo que no podíamos utilizar esa idea porque otro equipo ya la habiía utilizado, lo que nos obligó a pensar en otra idea.

Después de pensar durante varios minutos llegamos a la idea de un juguete que los niños pudieran mover, que no fuera dependiente de un ordenador para funcionar y que los ayudara a desarrollar su coordinación. Pensando un poco más y tomando como ejemplo el popular juguete bop it diseñamos un juguete enfocado al desarrollo de la coordinación visomotriz de niños de corta edad.