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DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE MATERIAL
DIDÁCTICO,AUDITIVO Y VISUAL PARA EL
RECONOCIMIENTO Y APRENDIZAJE DEL
APARATO REPRODUCTOR MASCULINO Y
FEMENINO PARA NIÑOS DE LA FUNDACIÓN
IPCA
Pedro Alcibiades Jara Maldonado,Johnny Mauricio Sigua Salinas
Ing. Ana Cecilia Villa Parra MSc
pjaram@est.ups.edu.ec,jsigua@est.ups.edu.ec,avilla@ups.edu.ec
Universidad Politécnica Salesiana,Cuenca-Ecuador
Resumen—La problemática en el déficit de conocimiento
genera muchos problemas diversos entre niños y adolescentes,
e incluso personas con discapacidad de mayor edad, por tanto es
importante contar con instrumentos de enseñanza que refuercen
el aprendizaje de manera didáctica, que sea de fácil manejo y
apoye a la comprensión de la temática a abordar por un profesor.
En este contexto, el presente trabajo describe el desarrollo de un
prototipo diseñado para ayudar a los educadores a complementar
la enseñanza de niños respecto a los órganos reproductores
masculinos y femeninos. El prototipo cuenta con un sistema
mecánico de rotación manual para la elección del género y
con sistemas de iluminación y audio a partir del uso de un
microcontrolador para crear rutinas de trabajo con los niños
que consisten en colocar correctamente los órganos reproductores
en la estructura del prototipo. El dispositivo desarrollado fue
evaluado en la fundación IPCA de la ciudad de Cuenca con la
asesoría de sus profesionales con resultados muy satisfactorios.
Index Terms—Control, discapacidad, órganos reproductores,
matriz de LED, modulo MP3.
I. INTRODUCCIÓN
Más de 1000 millones de personas en el mundo entero
viven con alguna forma de discapacidad. Casi 93 millones de
estas personas son niños [1]. En el Ecuador existen 1’653.000
personas con discapacidad según el CONADIS. Entre los
menores de cinco años con limintaciones, el 56.7 % son
niños y el 43.6 % son niñas [2]. Estas personas suelen verse
marginadas a causa de los prejuicios sociales acerca de las
diversas modalidades de discapacidad y la limitada flexibili-
dad de los agentes sociales para atender a sus necesidades
especiales. En la vida cotidiana, los discapacitados padecen
múltiples desigualdades y disponen de menos oportunidades
para acceder a la educación de calidad que se imparte en
contextos integradores.
La importancia de la educación sexual ayuda a los es-
tudiantes con necesidades educativas especiales a aceptar
responsabilidades por sus propios actos fomentando en ellos
la madurez en forma muy positiva. Los niños aprenden acerca
de la sexualidad desde los momentos más tempranos de sus
vidas. Así los padres u otros adultos que tengan a cargo su
cuidado tienen la responsabilidad de orientarlos acerca de la
sexualidad.[3]
El aparato reproductor femenino y masculino se encuentra
dentro del amplio tema de la educación sexual, que se usa
para describir el conjunto de actividades relacionadas con la
enseñanza, la difusión y la divulgación acerca de la sexua-
lidad humana en todas las edades del desarrollo. Todo esto
con el objetivo de alcanzar una satisfactoria salud mental y
reproductiva.
El sistema diseñado pretende contribuir a la enseñanza
exclusiva de las partes de los órganos reproductores de ambos
géneros del ser humano, de manera didáctica con la aplicación
de la electrónica para contribuir en la ayuda del aprendizaje.
El desarrollo técnico de este prototipo cuenta con diversas
aplicaciones de electrónica para hacer de este un sistema
llamativo y que genere interés sobre todo en los niños y
adolescentes que estudian en la fundación.
II. DISEÑO DE MATERIAL DIDÁCTICO
Se elaboraron siete piezas con la forma de los órganos
reproductores masculinos y femeninos de tal manera que
puedan ser manipulados y colocados en la estructura estática
que se construyó. El prototipo dispone de una base giratoria
que permite elegir el género masculino o femenino a traba-
jar. Los órganos que forman parte del aparato reproductor
masculino son: pene, testículos y vejiga, cada uno de ellos
tiene un color diferente, los órganos que forman el aparato
reproductor femenino son: vagina, trompas de falópio, ovarios
y vulva. Se tiene un cajón con cerradura para guardar todas

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las piezas. En la parte inferior de la maqueta se tiene una caja
en donde se encuentra todo el sistema electrónico que permite
el funcionamiento del prototipo.
En la figura 1, se observan todas las piezas de los órganos
masculinos y femeninos colocados.
Figura 1. Maqueta con piezas de órganos femeninos y masculinos
III. FUNCIONAMIENTO
Al momento de colocar en su posición correcta cualquiera
de las tres piezas que conforman el órgano reproductor mascu-
lino, se escuchará una voz de hombre diciendo el nombre de
órgano colocado, logrando de esta manera llamar la atención
del niño, a su vez se incentiva la parte visual, ya que se tiene
un cartel conformado por matrices de LEDs de 50x7 en el que
aparecerá el nombre de la pieza colocada, se dispone de un
LCD en el cual se visualiza el funcionamiento del órgano. Un
diodo LED se encenderá indicando que se puede colocar otra
pieza, estos están ubicados en la base fija de cada género a
identificar. De igual manera sucede con las partes femeninas,
salvo que esta vez la voz que se escuchara será la de una
mujer. Cuando todas las piezas hayan sido colocadas en su
posición correcta se escucha una voz dependiendo del género
seleccionado que felicitará al niño por haberlo intentado, esto
viene acompañado por unos aplausos.
En la figura 2 , se observa las piezas tanto masculinas como
femeninas para ser colocadas en la base fija.
Figura 2. Piezas masculinas y femeninas
El funcionamiento de todo el proyecto se basa en el diagra-
ma de flujo que se observa en la figura 3.
Figura 3. Diagrama de Flujo
IV. DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE CIRCUITOS
ELECTRÓNICOS
Se han diseñado para el prototipo sistemas de lectura de
sensores, señalización luminosa, respuesta auditiva, control
con el microcontrolador y alimentación. En la figura 4, se
muestra la distribucion de los elementos empleados en la
maqueta.

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Figura 4. Circuitos electrónicos implementados.
IV-A. SISTEMA DE LECTURA DE SENSORES
El prototipo dispone de siete sensores CNY70 ubicados
en un lugar donde las piezas se deben colocar para ser
detectadas de manera correcta. Cuando esto no ocurre no se
tiene respuesta de los sistemas auditivo y visual. La señal de
voltaje proporcionada por el sensor se envía a las entradas
analógicas de un microcontrolador, y éste analiza los rangos
de voltajes para realizar el proceso de encender la matriz de
LEDs conjuntamente con la reproducción de una pista de audio
casi al mismo tiempo. Con esto se gana mucha interactividad
y percepción para captar los órganos reproductores del cuerpo
humano.
IV-B. SISTEMA DE SEÑALIZACIÓN LUMINOSA
Al ubicar en la posición adecuada cada uno de los órganos
se visualiza en una matriz de LEDs de 50x7 el nombre que
corresponde a la pieza colocada, también se enciende un LCD
que da una breve descripción del mismo. Se enciende un diodo
LED indicando que se puede colocar la siguiente pieza en la
maqueta.
IV-C. SISTEMA DE RESPUESTA AUDITIVA
Este sistema refuerza la enseñanza interactiva en la edu-
cación de los niños. El prototipo presenta, después de su
encendido, una pista de audio de introducción de hombre para
los órganos reproductores masculinos y una voz de mujer para
los órganos reproductores femeninos, esto con el fin de motivar
la manipulación de las piezas. Adicional a esto se reproduce
una pista de audio con el nombre de cada órgano reproductor
colocado, para lo cual se utilizó un Módulo MP3 USB-SD
MP3 WT9501M03 mediante comunicación serial por medio
de un microcontrolador.
IV-D. SISTEMA DE CONTROL CON EL MICROCONTRO-
LADOR
Para el control de todo el prototipo se usó el PIC16F877A.
Se utilizó los siete de los ocho canales analógicos que posee
el microcontrolador para sensar todas las diferentes piezas
(pene, testículos, vejiga, trompas de Falópio, vulva, ovarios,
vagina). Todo el Puerto B fue utilizado para comandar el cartel
de 50x7, siete pines del puerto fueron usados para controlar las
filas y 2 adicionales se utilizaron para controlar a los registros
de desplazamiento que permitían comandar las columnas de
cada matriz. Los pines del Puerto C se utilizaron para controlar
la iluminación de los diodos LED, para comandar al módulo
MP3 y para sensar e identificar el género masculino que se
ha seleccionado para trabajar. El Puerto D se usó para el
control del LCD y para sensar el género femenino que se
ha seleccionado para trabajar.
IV-E. SISTEMA DE ALIMENTACIÓN
Este punto es importante para alimentar los circuitos y
determinar si la corriente es suficiente para que pueda tener
un nivel de operación efectivo. Se diseñó un sistema de
rectificación basado en dos tipos de voltaje: 5 VDC y 12
VDC. Este último es utilizado para el circuito amplificador
de audio, que eleva la potencia de la carga, en este caso el
parlante de 5W. La alimentación de 5 VDC alimenta al resto
de los circuitos.
V. PRUEBAS
V-A. PRUEBAS DE FUNCIONAMIENTO
Se verificó el correcto funcionamiento de los circuitos de
amplificación, circuito de alimentación, circuito de comando
de matriz de LED, circuito de control de matriz de LEDs y
circuito de control principal.
V-B. PRUEBA DE CAMPO
Estas fueron desarrolladas en el Instituto de Parálisis Ce-
rebral del Azuay (IPCA), logrando alcanzar los objetivos
trazados, uno de ellos era que los niños se vean motivados
al momento de colocar las piezas por los distintos incentivos
electrónicos, como señalización luminosa y de audio. Existió
mucho interés por parte de ellos en conocer cada uno de
los órganos reproductores masculinos y femeninos, todo esto
se llevó a cabo bajo la asesoría de los profesionales de la
Institución.
Figura 5. Pruebas realizadas con niños de la Fundacion IPCA
VI. CONCLUSIONES.
El sistema de enseñanza de órganos reproductores ha contri-
buido de buena manera puesto que se notaba gran motivación
por parte de los alumnos de la fundación para el armado de
las diferentes piezas en la maqueta. Casi en su mayoría optó
por colocar los órganos reproductores de su mismo género. A

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los niños se les observó repetir los sonidos generados en la
maqueta, mientras que otros observaban con atención el cartel
de LEDs y la iluminación de piezas.
Debido a la excesiva carga que se usa en las matrices de
LEDs, se usó registros de desplazamiento, permitiendo obtener
el mismo resultado pero optimizando el uso de puertos del
PIC16F877A y el consumo de energía
Esta herramienta de enseñanza ha servido para que los
profesores de la fundación complementen reforzando la en-
señanza, por ejemplo, decirles a los niños y adolescentes la
función de cada órgano reproductor.
Gracias a las pruebas realizadas se pudo hacer mejoras
respectivas para obtener un prototipo de conectores de piezas
firmes y duraderas, como también piezas resistentes a caídas,
así como también el color de la maqueta han sido detalles
claves para su mejor presentación.
Existen niños que tienen mucha fuerza al colocar las piezas
en la maqueta por tal motivo para seguridad de la misma, se
requiere de un docente que acompañe en el proceso.
Temas como educación sexual son delicados y escasos
en las fundaciones ya que según investigaciones al respec-
to, adolescentes discapacitados cometen serios problemas al
manipularse sus órganos reproductores sin la debida higiene,
razón por la cual se optó por elegir este proyecto enfocado a
la educación sexual pero de manera didáctica e involucrando
la electrónica.
VII. AGRADECIMIENTOS
Los autores agradecen al Instituto de Parálisis Cerebral del
Azuay, a sus estudiantes y profesores por permitir realizar las
pruebas en su institución y por la asesoría brindada.
REFERENCIAS
[1] Personas con discapacidad, Fecha de Consul-
ta:19/10/2013,Disponible en:http://www.unesco.org/new/es/education/
themes/strengthening-education-systems/inclusive-education/
people-with-disabilities/
[2] Introduccion discapacidad,Fecha de consul-
ta:19/10/2013,Disponible en:http://http://www.feaps.org/conocenos/
sobre-discapacidad-intelectual-o-del-desarrollo.html
[3] I Congreso Nacional “Las necesidades educativas especiales: Situación
actual y retos del futuro”, Magdalena Junoy García, fecha de creación:
14/06/2013, fecha de consulta: 05/07/2013, disponible en: http://www.
doredin.mec.es/documentos/00920063000022.pdf.
[4] Manual de Atención al Alumnado con Necesidades Específicas de Apoyo
Educativo Derivadas de Discapacidad Visual y Sordo ceguera, Pilar
Aguirre Barco y Rosa Hernández Hurtado, Fecha de creación: 11/052011,
Fecha de consulta: 05/07/2013, disponible en: http://www.slideshare.net/
EscuelaBicentenario/discapacidad-visual-y-sordoceguera-15149552
Johnny Mauricio Sigua Salinas Nació en Cuenca
- Ecudoar en 1988. Recibió el titulo de bachiller
en “Técnico Electrónico” en el colegio Técnico
Daniel Córdova Toral, Cuenca, Ecuador en el 2007.
Actualmente egresado en Ingeniería Eléctrica en
la Universidad Politécnica Salesiana (UPS) sede
Cuenca, mensión en Sistemas Industriales.
Pedro Alcibiades Jara Maldonado, Nació en
Cuenca – Ecuador en 1987. Bachiller en la es-
pecialidad de Físico – Matemáticas en el Colegio
Nacional Experimental “Benigno Malo”. Estudiante
de noveno ciclo de Ingeniería Electrónica mención
Sistemas Industriales de la Universidad Politécnica
Salesiana Sede Cuenca.
Ana Cecilia Villa Parra, Recibió su título de
Ingeniero Electrónico en la Universidad Politécnica
Salesiana, Cuenca, Ecuador en el año 2008 y el título
de Magistra en Ingeniería Electrónica en la Pontificia
Universidad Javeriana, Bogotá, Colombia en 2011.
Desde el año 2011 se desempeño como Docente
Accidental en la Carrera de Ingeniería Electrónica y
desde el 2012 colaboró en el Grupo de Investigación
en Ingeniería Biomédica GIIB-UPS en el área de
biomecánica y análisis de movimiento.