UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL FACULTAD DE CIENCIAS...

UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL

FACULTAD DE CIENCIAS MATEMÁTICAS Y FÍSICAS

CARRERA DE INGENIERÍA EN NETWORKING Y

TELECOMUNICACIONES

ESTUDIO DE FACTIBILIDAD EN EL USO DEL MICROORDENADOR

RASPBERRY PI 3 MODELO B COMO ORDENADOR PARA LA

EDUCACIÓN BÁSICA EN LA ESCUELA CIUDAD DE ARIEL DEL

CANTON DURAN.

Proyecto de titulación previa a la obtención del Título de:

INGENIERO EN NETWORKING Y TELECOMUNICACIONES

AUTOR:

ALAN FRANCHESCO RAMIREZ MOREIRA

TUTOR:

ING. ALFREDO JOSE NUÑEZ UNDA

GUAYAQUIL-ECUADOR

2018

II

REPOSITORIO NACIONAL EN CIENCIAS Y TECNOLOGÍA

FICHA DE REGISTRO DE TESIS

ESTUDIOS DE FACTIBILIDAD EN EL USO DEL MICROORDENADOR RASPBERRY PI

3 MODELO B COMO ORDENADOR PARA LA EDUCACIÓN BÁSICA EN LA ESCUELA

CIUDAD DE ARIEL DEL CANTON DURAN.

REVISOR: ING. FAUSTO OROSCO LARA. TUTOR: ING. JOSE NUÑEZ UNDA.

INSTITUCIÓN: UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL

FACULTAD: CIENCIAS MATEMÁTICAS Y FÍSICAS

ESPECIALIDAD: INGENIERÍA EN NETWORKING Y TELECOMUNICACIONES

FECHA DE PUBLICACIÓN: 2018 N° DE PÁGS.: 128

ÁREA TEMÁTICA: ESTRATEGIA EDUCATIVAS INTEGRADORAS E INCLUSIVAS

PALABRAS CLAVES: Raspberry Pi, Sistema Operativo Raspbian, Red Wifi.

RESUMEN: En los últimos años la tecnología avanzado a pasos agigantados, esto hace que países como el nuestro

estemos atrasados en la educación tecnología, llegando al punto que escuelas de educación básica de sectores urbanos

marginales sea difícil de contar con Laboratorios de Computación, nuestro estudio pretende demostrar que por medio del

micro ordenado Raspberry Pi, se puede montar laboratorios de cómputos a bajos costo y sin una gran infraestructura,

permitiendo acceder a nuestros niños nuevas tecnologías para la educación . La metodología de estudio; se realizó con

estudiantes de Cuarto y Quinto de Educación Básica y utilizando dos equipos configurados a una red wifi, permitiendo

el acceso a internet de tal manera que los Estudiantes pudieron probar el equipo en su máxima capacidad, se probó su

funcionamiento con componentes adicionales como son disipadores y un cooler; obteniendo mejoras en su rendimiento

y calentamiento. De esta forma pudimos sacar nuestras conclusiones con relación al dispositivo.

GRADO OBTENIDO: TERCER NIVEL

ADJUNTO PDF SI NO

CONTACTO CON AUTOR:

TELÉFONO:

0969354152

E-MAIL:

[email protected]

c

CONTACTO DE LA INSTITUCIÓN:

Universidad de Guayaquil

Facultad de Ciencias Matemáticas y Físicas

Carrera de Ingeniería en Networking y

Telecomunicaciones

Dirección: Víctor Manuel Rendón 429 y Baquerizo

Moreno, Guayaquil.

NOMBRE: AB. JUAN CHAVEZ

TELÉFONO: (04) 2 307729

X

mailto:[email protected]


III

APROBACIÓN DEL TUTOR

En mi calidad de Tutor del trabajo de titulación, “Estudios de Factibilidad en el uso del Microordenador Raspberry pi 3 Modelo B como ordenador para la Educación Básica en la Escuela Ciudad de Ariel del Cantón Duran.” elaborado por el señor Alan Franchesco Ramírez Moreira, Alumnos no titulados de la Carrera de Ingeniería en Networking y Telecomunicaciones, de la Facultad de Ciencias Matemáticas y Físicas de la Universidad de Guayaquil, previo a la obtención del Título de Ingeniero en Networking y Telecomunicaciones, me permito declarar que luego de haber orientado, estudiado y revisado, la Apruebo en todas sus partes.

Atentamente

ING. ALFREDO JOSE NUÑEZ UNDA

TUTOR

IV

DEDICATORIA

Dedico este proyecto a Dios que sin

él no hubiera alcanzado mis sueños, a

mi familia que fue el pilar fundamental,

las personas que me dieron su apoyo y

motivación para salir adelante y a un

compañero de estudio que sin él no

hubiera podido alcanzar esta meta le

doy muchas gracias por toda la ayuda

brindada.

Alan Franchesco Ramírez Moreira

V

AGRADECIMIENTO

Agradezco primero a Dios y a mis

padres por todo el apoyo que me han

brindado en toda mi carrera

universitaria por darme la fuerza

necesaria para seguir adelante y

poder culminar este ciclo de mi vida

profesional y agradezco la ayuda

necesaria para poder culminar esta

meta.

VI

TRIBUNAL DEL PROYECTO DE TITULACIÓN

Ab. Juan Chávez A.

SECRETARIO

Ing. Eduardo Santos Baquerizo, M.Gs

DECANO DE LA FACULTAD DE

CIENCIAS MATEMÁTICAS Y FÍSICAS

Ing. Harry Luna Aveiga, M.Sc.

DIRECTOR

CINT

Ing. Fausto Raúl Orozco Lara

PROFESOR TUTOR REVISOR DEL

PROYECTO DE TITULACIÓN

Ing. Alfredo Núñez, M. Sc.

PROFESOR DIRECTOR DEL PROYECTO

DE TITULACIÓN

VII

DECLARACIÓN EXPRESA

“La responsabilidad del contenido de este

Proyecto de Titulación, me corresponden

exclusivamente; y el patrimonio intelectual

de la misma a la UNIVERSIDAD DE

GUAYAQUIL”

_____________________________________

ALAN RAMIREZ MOREIRA

C.I: 0929805737

TUTOR: Ing. Alfredo Núñez Unda.

FECHA: Guayaquil, enero del 2018

VIII




TELECOMUNICACIONES

ESTUDIO DE FACTIBILIDAD EN EL USO DEL MICROORDENADOR



CANTON DURAN.

Proyecto de titulación que se presenta como requisito para optar por el

título de:

INGENIERO EN NETWORKING Y TELECOMUNICACIONES

Autor: RAMIREZ MOREIRA ALAN FRANCHESCO

C.I: :0929805737

Tutor: ING. ALFREDO NUÑEZ UNDA

Guayaquil, enero del 2018

IX

CERTIFICADO DE ACEPTACIÓN DEL TUTOR

En mi calidad de Tutor del proyecto de titulación, nombrado por el

Consejo Directivo de la Facultad de Ciencias Matemáticas y Físicas de la

Universidad de Guayaquil.

CERTIFICO:

Que he analizado el Proyecto de Titulación presentado por

el estudiante RAMIREZ MOREIRA ALAN FRANCHESCO, como requisito

previo para optar por el título de Ingeniero en Networking y

Telecomunicaciones cuyo problema es:

ESTUDIOS DE FACTIBILIDAD EN EL USO DEL MICROORDENADOR



CANTON DURAN.

Considero aprobado el trabajo en su totalidad.

Presentado por:

Tutor: ____________________________

Ing. Alfredo Núñez Unda

Guayaquil, enero de 2018

Ramírez Moreira Alan Franchesco CI: 0929805737

X

Autorización para Publicación de Proyecto de Titulación en Formato Digital

1. Identificación del Proyecto de Titulación

Nombre Alumno: Ramírez Moreira Alan Franchesco

Dirección: Cdla. Moran Valverde Mz E12 V.24

Teléfono: 5108230 – 0969354152 E-mail: [email protected]

Facultad: Ciencias Matemáticas y Físicas

Carrera: Ingeniería en Networking y Telecomunicaciones

Proyecto de titulación al que opta:

Profesor tutor: Ing. Alfredo Núñez

Título del Proyecto de titulación:

ESTUDIOS DE FACTIBILIDAD EN EL USO DEL MICROORDENADOR

RASPBERRY PI 3 MODELO B COMO ORDENADOR PARA LA EDUCACIÓN

BÁSICA EN LA ESCUELA CIUDAD DE ARIEL DEL CANTON DURAN.

Tema del Proyecto de Titulación: (Palabras claves 5 a 8) Laboratorios, Red, Computadoras, Raspberry Pi, Raspbian.

2. Autorización de Publicación de Versión Electrónica del Proyecto de Titulación

A través de este medio autorizo a la Biblioteca de la Universidad de Guayaquil

y a la Facultad de Ciencias Matemáticas y Físicas a publicar la versión electrónica de este Proyecto de titulación.

Publicación electrónica:

Inmediata X Después de 1 año

_____________________

Ramírez Moreira Alan Franchesco


XI

INDICE APROBACIÓN DEL TUTOR................................................................. III

TRIBUNAL DEL PROYECTO DE TITULACIÓN .................................. VI

DECLARACIÓN EXPRESA ................................................................ VII

CERTIFICADO DE ACEPTACIÓN DEL TUTOR .................................. IX

INDICE DE TABLAS ......................................................................... XVII

INDICE DE GRAFICOS ................................................................... XVIII

INDICE DE IMÁGENES ..................................................................... XIX

GLOSARIO ......................................................................................... XX

INTRODUCCIÓN ................................................................................... 1

CAPITULO I ........................................................................................... 3

Planteamiento del problema............................................................... 3

Ubicación del Problema en un contexto ............................................. 3

Situación Conflicto. Nudos críticos ..................................................... 4

Causas Y Consecuencias Del Problema ........................................... 6

Delimitación del Problema ................................................................. 7

Formulación del problema .................................................................. 8

Evaluación del problema .................................................................... 8

Delimitado ....................................................................................... 8

XII

Contextual ...................................................................................... 8

Relevante ....................................................................................... 8

Factible ........................................................................................... 8

Original: .......................................................................................... 9

Objetivos ............................................................................................ 9

Objetivo General ............................................................................. 9

Objetivos Específicos ..................................................................... 9

Alcances del proyecto ...................................................................... 10

Justificación del Problema ............................................................... 10

CAPITULO II ........................................................................................ 13

MARCO TEORICO .......................................................................... 13

Antecedentes ................................................................................ 13

PROYECTO OLPC. ...................................................................... 15

SALA INFORMATICA EN AFRICA ............................................... 16

EL PROYECTO CEIBA. ............................................................... 18

LABORATORIOS DE COMPUTACIÓN ....................................... 19

PROYECTO DE FOCUS REPORTS ............................................ 21

Fundamentación Teórica ................................................................. 22

Fundamentación legal ...................................................................... 24

XIII

La constitución de la República del Ecuador del 20 de agosto de 2008

nos dice en los siguientes artículos: ........................................................ 25

Art. 343 ......................................................................................... 25

Art 347 .......................................................................................... 25

inciso 1 ......................................................................................... 25

Inciso 7 ......................................................................................... 25

Art. 349 ......................................................................................... 25

CAPITULO III ....................................................................................... 26

METODOLOGÍA DE LA INVESTIAGCIÓN ...................................... 26

DISEÑO DE LA INVESTIGACIÓN ................................................... 26

Modalidad de la Investigación ...................................................... 26

Tipo de la investigación. - ............................................................. 26

POBLACIÓN Y MUESTRA .............................................................. 27

Población ...................................................................................... 27

CUADRO DISTRIBUTIVO DE LA POBLACIÓN .............................. 27

Muestra de cada Población .............................................................. 29

RECOLECCION DE DATOS ............................................................ 33

INSTRUMENTOS DE RECOLECCION DE DATOS .................... 33

Técnica ......................................................................................... 33

XIV

Instrumentos ................................................................................. 34

Recolección de la información ...................................................... 34

Procedimiento y Análisis .................................................................. 34

1.- ¿Conoce que es un computador? ........................................... 35

2.- ¿Sabes cuáles son las partes de un computador? .................. 36

3.- ¿Utilizas un computador? ........................................................ 37

4.- ¿Es útil la computadora para el desarrollo de la humanidad? . 38

5.- ¿Crees que el microordenador Raspberry Pi te ayudaría a nivel

de la educación? ............................................................................... 39

6.- ¿Qué te parece el microordenador Raspberry Pi 3 Modelo b

con el que estás trabajando? ............................................................ 40

7.- ¿Te gustaría cambiar algo del microordenador Raspberry Pi 3

modelo b? ......................................................................................... 41

8.- ¿Te gusto el microordenador Raspberry pi, le harías mejoras?

.......................................................................................................... 42

Análisis. -.......................................................................................... 42

Validación de la Hipótesis ................................................................ 43

CAPITULÓ IV ...................................................................................... 44

PROPUESTA TECNOLÓGICA ........................................................ 44

ANÁLISIS DE FACTIBILIDAD .......................................................... 45

XV

Factibilidad Operacional ............................................................... 45

Factibilidad Técnica. ..................................................................... 46

Factibilidad Legal .......................................................................... 47

Factibilidad Económica ................................................................. 47

ETAPAS DE LA METODOLOGIA DEL PROYECTO ....................... 49

FASE DE PREPARACION .................................................................. 50

Presentación de propuesta de implementación ............................... 50

Fase de Planificación ....................................................................... 53

Verificación de disponibilidad de los equipos. - En este periodo se

realizó la verificación de la disponibilidad del equipo que estábamos

necesitando dentro del país, para la implementación de un laboratorio

con 10 Raspberry Pi 3. Se cotizaron los equipos necesarios y se obtuvo

un precio adecuado para la implementación tanto para la

implementación para una red con cable estructurado y con una Red

Wifi, ver en los Anexo 7 y 8. ................................................................. 54

Aprobación de la Escuela. - .......................................................... 54

Instalación de los sistemas operativo y configuración. - Durante

este periodo, se realizó la instalación en los Raspberry Pi en sistema

Raspbian, a la vez se probaron ciertas aplicaciones y funcionalidades

XVI

del Raspberry, también se verifico calentamiento y como solucionarlo.

.......................................................................................................... 55

Pruebas con los estudiantes de Educación Básica. - ................... 55

FASE DE DISEÑO ............................................................................... 55

Capa de Física. - .......................................................................... 56

Capa de Enlace de Datos: ............................................................ 60

Capa de Red: ............................................................................... 61

FASE DE IMPLEMENTACION ......................................................... 62

Formula ........................................................................................ 65

FASE DE OPERACIÓN ....................................................................... 67

Pruebas con los Estudiantes de Educación Básica ......................... 67

Criterio de Validación de la Propuesta ............................................. 70

Nivel encontrado ........................................................................... 70

Nivel de aprendizaje ..................................................................... 71

Criterio de aceptación del Producto ................................................. 73

CONCLUSIONES ............................................................................ 74

RECOMENDACIONES .................................................................... 75

BIBLIOGRAFÍA .................................................................................... 76

ANEXO 1 ............................................................................................. 80

XVII

ANEXO 2 ............................................................................................. 81

ANEXO 3 ............................................................................................. 82

ANEXO 4 ............................................................................................. 84

ANEXO 5 ............................................................................................. 85

ANEXO 6 ............................................................................................. 86

ANEXO 7 ............................................................................................. 87

ANEXO 8 ............................................................................................. 87

ANEXO 9 ............................................................................................. 88

ANEXO 10 ........................................................................................... 96

ANEXO 11 ........................................................................................... 98

ANEXO 12 ......................................................................................... 100

ANEXO 13 ......................................................................................... 101

ANEXO 14 ......................................................................................... 103

INDICE DE TABLAS

Tabla 1: Causas y Consecuencias ....................................................................................... 6

Tabla 2: Delimitación del Problema ................................................................................... 7

Tabla 3: población ............................................................................................................ 27

Tabla 4: Muestra............................................................................................................... 29

Tabla 5: Muestra de la población Total ........................................................................... 32

XVIII

Tabla 6 .............................................................................................................................. 35

Tabla 7 .............................................................................................................................. 36

Tabla 8 .............................................................................................................................. 37

Tabla 9 .............................................................................................................................. 38

Tabla 10 ............................................................................................................................ 39

Tabla 11 ............................................................................................................................ 40

Tabla 12 ............................................................................................................................ 41

Tabla 13 ............................................................................................................................ 42

Tabla 14: Recursos Hardware .......................................................................................... 46

Tabla 15: Recursos Software ............................................................................................ 47

Tabla 16: Equipos para las pruebas .................................................................................. 48

Tabla 17: Equipos de La Escuela ....................................................................................... 51

Tabla 18: Características del laboratorio ......................................................................... 54

Tabla 19:velocidad de transferencia de datos según el medio ...................................... 57

Tabla 20: Direccionamiento IP ......................................................................................... 61

Tabla 21: Tabla Comparativa de Hardware de un computador ..................................... 63

Tabla 22: Tabla Comparativa de Software ...................................................................... 64

Tabla 23: Tabla Consumo de Energía Eléctrica ................................................................ 64

Tabla 24: Recuperación de la Inversión ........................................................................... 66

INDICE DE GRAFICOS

Grafico 1: Estadística del INEC ........................................................................................... 4

Grafico 2............................................................................................................................ 35

Grafico 3............................................................................................................................ 36

Grafico 4............................................................................................................................ 37

Grafico 5: .......................................................................................................................... 38

Grafico 6............................................................................................................................ 39

Grafico 7............................................................................................................................ 41

Grafico 8............................................................................................................................ 42

Grafico 9: .......................................................................................................................... 43

XIX

INDICE DE IMÁGENES

Imagen 1: Proyecto OLPC ................................................................................................. 16

Imagen 2: Laboratorio Raspberry Pi en Kuma en Togo ................................................... 17

Imagen 3: Laboratorios de Computación ........................................................................ 21

Imagen 4: METODOLOGIA PPDIO .................................................................................... 50

Imagen 5: Vista del Laboratorio ....................................................................................... 52

Imagen 6: Diagrama de GANNT ....................................................................................... 53

Imagen 7: Modelo Jerárquico .......................................................................................... 56

Imagen 8: RASPBERRY PI 3 MODELO B ............................................................................ 58

Imagen 9: Carcasa Raspberry Pi 3 Modelo B ................................................................... 58

Imagen 10: Adaptador de corriente. ............................................................................... 59

Imagen 11: ventiladores y disipadores ............................................................................ 59

Imagen 12: Tarjetas Micro SD .......................................................................................... 60

Imagen 13: Características Raspberry Pi ......................................................................... 62

Imagen 14: Equipos Instalados Para Las Pruebas ........................................................... 68

Imagen 15: Pruebas .......................................................................................................... 69

Imagen 16: Practica con Scratch ...................................................................................... 69

Imagen 17: Explicación de ordenador ............................................................................. 71

Imagen 18: Demostración de scratch .............................................................................. 72

Imagen 19: Practica con Scratch ...................................................................................... 72

XX

GLOSARIO

Raspberry Microordenador

Open Source Código Abierto

OLPC One Laptop Per Child

CPU Unidad Central de Proceso

TICs Tecnología de la Información y comunicación

INEC Institución Nación de Estadística y Censo

INTEL Corporación de Integrados electrónicos

GPIO Entrada/Salida de propósito general

GNU/Linux Colección de sistemas operativos

Open Office Oficina de Código Abierto

Python Lenguaje de Programación interpretado

Kodi Programa para emular centro multimedia

Retropie Emulador de consolas de video Juegos

Ubunto Mate Sistema Operativo distribución de Linux

XXI




TELECOMUNICACIONES

ESTUDIOS DE FACTIBILDAD EN EL USO DEL MICROORDENADOR


EDUCACIÓN BASICA EN LA ESCUELA CUIDAD DE ARIEL DEL

CANTON DURAN.

Autor: Alan Franchesco Ramírez Moreira

Tutor: Alfredo José Núñez Unda

Resumen

En los últimos años la tecnología avanzado a pasos agigantados, esto

hace que países como el nuestro estemos atrasados en la educación

tecnología, llegando al punto que las escuelas de educación básica de

sectores urbanos marginales sea difícil de contar con laboratorios de

computación, el estudio pretende demostrar que por medio del

XXII

microordenador Raspberry Pi, se puede montar laboratorios de cómputos

a bajos costo y sin una gran infraestructura, permitiendo acceder a

nuestros niños nuevas tecnologías para la educación. La metodología de

estudio; se realizó con estudiantes de cuarto y quinto de educación básica

y utilizando dos equipos configurados a una red wifi, permitiendo el

acceso a internet de tal manera que los estudiantes pudieron probar el

equipo en su máxima capacidad; se probó su funcionamiento con

componentes adicionales como son disipadores y un cooler; obteniendo

mejoras en su rendimientos y calentamiento. De esta forma pudimos

sacar nuestras conclusiones con relación al dispositivo.

Palabras Claves: Raspberry Pi, Sistema Operativo Raspbian, kodi,

Red Wifi

XXIII


FACULTAD DE CIENCIAS MATEMÁICAS Y FÍSICAS


TELECOMUNICACIONES

STUDIES OF FEASIBILITYY IN THE USE OF MICRO-ORIENTER

FRAMBUESA PI 3 MODEL B AS A COMPUTER FOR BASIC

EDUCATION IN THE SCHOOL CITY OF ARIEL DEL CANTON DURAN.

Author: Alan Franchesco Ramírez Moreira

Advisor: Alfredo José Núñez Unda

Abstract

In recent years advanced technology at a rapid pace, this makes

countries like ours are behind in technological education, reaching the

point that schools of basic education in marginal urban sectors is difficult

to have computer labs, our study aims to demonstrate that through the

Raspberry Pi microcomputer, it is possible to set up computer labs at low

cost and without a great infrastructure, allowing our children to access new

XXIV

technologies for education. The study methodology; was carried out with

fourth and fifth students of basic education and using two computers

configured to a wifi network, allowing access to the internet in such a way

that students could test the equipment at its maximum capacity, its

operation was tested with additional components such as devices and a

cooler, obtaining improvements in its performance and heating. In this way

we were able to draw our conclusions regarding the device.

Keywords: Raspberry Pi, Raspbian Operating, System, kodi, Wifi

Network.

1

INTRODUCCIÓN

En el Cantón Duran se ha logrado avanzar en la mejora de la

Educación Básica, en los últimos años con la instalación de las Escuelas

de Milenio y los Colegios Replicas, pero aún existe un gran problema en

lo que es la brecha digital ya que algunas escuelas no poseen

laboratorios de computación que les facilite y mejore la educación, siendo

este uno de los principales problema para el atraso tecnológico de

nuestros niños y niñas, que no cuentan con las herramientas necesarias,

la falta de infraestructura, la ausencia de equipamientos informáticos, su

acceso limitado y la poca preparación de algunos docentes en las TICs,

son las principales razones del atraso tecnológicos.

Esto nos lleva a buscar soluciones que nos ayude a salir de los atrasos

tecnológicos y dejar de ser estudiantes de papel, el proyecto de diseñar

laboratorios de cómputo a bajo costo y de poco consumo de energía seria

la forma factible de mejorar la educación en las Escuelas de Educación

Básica del cantón Duran.

Nuestro estudio de factibilidad se trata de uso del Microordenador

Rapberry Pi 3 Modelo B, para la implementación de laboratorios de

cómputo en las escuelas Urbano-Marginales del Cantón Duran, ya que

son las que no cuentan con una infraestructura adecuada y en algún caso

cuentan con recursos limitados.

2

De esta manera se puede mitigar la brecha digital, en la educación

permitiendo que nuestros niños y niñas tengan acceso a las TICs. Para

nuestro proyecto pretendemos realizar pruebas con dos

microordenadores, explicando y mostrando tanto a educadores como

estudiantes el funcionamiento de su sistema operativo (RASPBIAN), de

los programas que viene pre instalados y las características del

dispositivo.

3

CAPITULO I

Planteamiento del problema

Ubicación del Problema en un contexto

En el Cantón Duran existen muchas escuelas de educación básica que

tienen la nueva reforma curricular cursos hasta decimo de básica, en los

cuales los alumnos deben de tener conocimientos básicos del uso de un

computador y de utilitarios, también existen caso en los cuales colegios

que se están adaptando a estos nuevos sistemas de educación.

Esto nos hace pensar que pasa con las escuelas en el parte urbano

marginal como se están adecuando, adaptando y mejorando para las

nuevas reformas de la educación. En algunos casos no tienen el recurso

necesario, ocasionando un retraso de las TICs en los estudiantes, de esta

manera haciendo que nuestros niños y niñas estén en una desventaja con

relación a la Educación Privada de escuelas y colegios.

Al mostrar nuevas tecnologías de bajo costo podemos ayudar a que

nuestra educación mejore acortando la brecha digital que tenemos y a la

vez al analfabetismo digital.

4

En el año 2016 (INEC, 2016, pág. 10) “El 52,4 % de la población mayor

de 5 años utilizo una computadora”, es decir que nuestra brecha digital es

grande. Solo el 50% de la población tiene acceso a un computador y al

área urbana que es del 44,6 %. Como se muestra en el Grafico 1.

Situación Conflicto. Nudos críticos

Fuente: http://www.ecuadorencifras.gob.ec

Fuente: http://www.ecuadorencifras.gob.ec

Autor: INEC

Autor: INEC

Grafico 1: Estadística del INEC

5

La necesidad de una mejora en la educación llevo al Gobierno a

cambiar la forma de estudio que por década existió debemos de recordar

que la educación de hace 20 años con la actual no es la misma. Primero

se implementó el estudio de idiomas nativos (Quichua), del inglés y el

estudio de computación como parte de materias fundamentales de la

malla curricular, pero el estudiar solo con libros no es lo mismo que estar

en la práctica.

Posterior las escuelas que solo eran de seis grados pasaron a ser

escuelas de diez grados llamados escuelas de educación básica por lo

cual se debió adecuar una nueva infraestructura, pero en algunos casos

esto llevó a que empiece el atraso tecnológico y se agrande la brecha

digital en la educación por la falta de infraestructura y modernidad en las

nuevas tecnologías.

Llegando a tener escuelas con laboratorios obsoletos por falta del

mantenimiento y posterior dejando de funcionar con el tiempo, esto

ocasiono que escuelas en el área urbano marginal será retrasando la

educación con la tecnología.

(UNIVERSO, 2012). “La falta de infraestructura, la ausencia de

equipamiento informático y audiovisual, el acceso limitado a la

6

actualización docente y la poca preparación de algunos maestros en

computación…”.

Causas Y Consecuencias Del Problema

Los avances tecnológicos nos han llevado a facilitar nuestro buen vivir

día a día, pero a la vez en algunos casos han causado atrasos por falta

de desconocimiento de las nuevas tecnologías, como se muestra en la

Tabla 1 las causas y consecuencias.

Tabla 1: Causas y Consecuencias

CAUSAS CONSECUENCIAS

Desconocimiento de nuevas

herramientas tecnológicas

Laboratorios de Computación

obsoletos y en desusos

Desconocimiento de Software

Open Sources

Costo por uso de licencias en los

programas para los computadores

Costo alto de Equipo de

Computación para los

laboratorios

La no implementación de nuevos

laboratorios para las Escuelas

Capacitación de profesores en las

nuevas TICs

Educación orientada a la solo

utilización de los programas

conocidos

7

Elaborada por: Alan Ramírez Moreira Fuentes: Datos de la Investigación

En la tabla 1 se muestra varias causas, del por qué hay atrasos en la

tecnología provocando parte del analfabetismo digital.

Delimitación del Problema

Podemos detallar la delimitación de problema que estamos planteando

como se muestra en la Tabla 2:

Tabla 2: Delimitación del Problema

CAMPO OBSERVACIÓN

ÁREA Escuelas de educación Básica Urbano marginales.

ASPECTO Laboratorios de computación con falta de mantenimiento y en algunos casos inexistentes.

TEMA

Estudios de Factibilidad en el uso del Microordenador Raspberry Pi 3 Modelo B, como ordenador para la Educación Básica en la Escuela Ciudad de Ariel del Cantón Duran.


8

Formulación del problema

¿Es posible la implementación de un laboratorio de computación en la

Escuela de Educación Básica a un bajo costo?

Evaluación del problema

Delimitado: Una delimitante del proyecto es la acogida al ambiente

del Sistema Operativo si es agradable para los estudiantes como

profesores.

Contextual: Se lo puede catalogar como contextual porque va dirigido

al ámbito social y a la Educación Básica de la ciudad, la propuesta radica

en con un bajo presupuesto tener laboratorios prácticos, funcionales y de

cálida.

Relevante: El siguiente proyecto lo podemos catalogar de relevante

porque se busca obtener laboratorios de computación a bajos costo con

tecnología actual y que permita que los estudiantes estén acortando la

brecha digital.

Factible: La problemática del proyecto es posible solucionarla

aprovechando de las nuevas tecnologías en Hardware, que nos permiten

9

mejorar día a día, del software Open Source que compiten con

características similares al software pagados.

Original: Este Proyecto ha sido implementado en otros países de

África, pero en nuestro país la implementación de este tipo de proyectos

es desconocida, en especial de su componente principal que es el

Microordenador, quien tiene no solo alcance como ordenador en la

educación, también en la parte electrónica gracias a su interfaz con los

pines GPIO, estos pines nos permiten interactuar entra software y la parte

de electrónica.

Objetivos

Objetivo General

Realizar un estudio de factibilidad para implementar un laboratorio de

Computación en la Escuela Ciudad de Ariel, con el dispositivo Raspberry

Pi 3 Modelo B.

Objetivos Específicos

➢ Demostrar la funcionalidad de dos Raspberry Pi.

10

➢ Instalar en los Raspberry Pi, el sistema operativo Raspbian y

configurar.

➢ Diseño de la red LAN de manera lógica y física.

➢ Realizar comparaciones con otros dispositivos similares a

Raspberry Pi y computadores de escritorios.

➢ Realizar demostraciones del uso y las ventajas como ordenador.

Alcances del proyecto

Entre las delimitante que tiene este proyecto podemos mencionar:

➢ Tener un laboratorio de computo a bajo costos, con poco

consumo de energía y sin una gran infraestructura.

➢ Demostrar que se puede implementar laboratorios de

computación basados con el micro ordenador Raspberry Pi.

➢ Demostrar el uso de la Raspberry Pi, como método de

enseñanza en programación con el software Scratch.

Justificación del Problema

El estado ecuatoriano tiene proyectos basado en las TICs

(Tecnologías de la Información y Comunicación), como los Infocentro que

son espacios comunitarios de participación y desarrollo de las parroquias

rurales y urbano marginales, el cual es de dar a conocer las TICs a los

11

ciudadanos, y las Aulas Móviles las cuales recorrer el país en zonas

rurales invitando a los ciudadanos a subir a las furgonetas o buses

equipadas con computadores e internet gratuito, de esta forma dan a

conocer las tecnologías a cientos de ciudadanos e impulsando el

desarrollo productivo de las comunidades, permitiendo el acceso a

productos y servicios en líneas, de esta manera reduciendo la brecha

digital que tiene el país (MINTEL, 2016).

En la actualidad las aulas móviles han (MINTEL, 2016). “visitado 744

sitios, de esta manera han beneficiado a 110.307 personas a nivel

nacional”. Pero este es solo un proyecto que es solo por un tiempo y

luego se retiran, es decir dejando nuevamente a la comunidad sin un

computador o conexión a internet.

Desde el 2012 en Ecuador existe un proyecto conocido como (Digital,

2016). “Programa para el Fomento de Alistamiento Digital”, el cual su

principal objetivo es el de reducir la brecha digital en nuestro país, el cual

fue proyectado con una duración de 5 años desde el 2012 al 2016 a un

costo de $ 13.427.488,22 (Digital, 2016). hasta enero del 2015 se

encontraban instalados 35.111 kilómetros de fibra óptica y con una visión

de 45.000 kilómetros al cierre de 2017 (MINTEL M. P., 2015).

A pesar del esfuerzo del Estado Ecuatoriano para eliminar la brecha

digital continuamos con atrasos en especial en el sector rural; en un

12

artículo del Diario Universo del 28 de octubre del 2012, nos da a conocer

que aún existen escuelas rurales que por falta de infraestructura no

poseen laboratorios de computación y en otras tienen laboratorios, pero

no poseen internet esto ocasiona que a pesar de tener una infraestructura

sigue siendo incompleta.

(UNIVERSO, 2012) “La falta de infraestructura, la ausencia de

equipamiento informático y audiovisual, el acceso limitado a la

actualización docente y la poca preparación de algunos maestros en

computación, inglés o en lenguas ancestrales, estos últimos en los

centros interculturales bilingües, se evidenciaron en la mayoría de los 22

planteles fiscales rurales visitados por este Diario en Guayas, Santo

Domingo de los Tsáchilas, Tungurahua, Esmeraldas, Manabí y Cotopaxi,

provincias que, según el Censo de Población y Vivienda 2010, registran

tasas de analfabetismo de entre el 5,0% y el 13,6%...”, en la actualidad no

podemos hablar de educación y tecnología por separado.

13

CAPITULO II

MARCO TEORICO

Antecedentes

En la actualidad el uso de computadores e internet en la educación es

importante para una mayor comprensión. Los estudiantes pueden

practicar las enseñanzas realizadas en el aula de clase, realizar

investigaciones y no solo ser estudiantes de papel. Hace

aproximadamente 20 años atrás debemos recordar que las

investigaciones eran realizadas en bibliotecas y el acceso a

computadores e internet era limitadas en los hogares ecuatorianos y no

decir en escuelas y colegios, en los últimos años se han visto mejoras en

la educación desde las Escuelas de Milenium, Colegios Replicas, Aulas

Virtuales, entre otros proyectos que han realizados, pero aun nos estamos

quedando rezagados ya que en ciertas regiones no existes las facilidades

para tener laboratorios de computo.

La tecnología del Raspberry Pi, tiene un gran aporte tanto como

dispositivo y como computador de escritorio, este micro ordenador tiene

14

características en su instalación e implementación en su bajo consumo de

energía ya que con un cargador de corriente de 5 voltios y 3 amperios se

enciende, basta con tener un monitor con entrada de HDMI, un teclado y

un mouse tenemos un computador de escritorio, en la página oficial

https://www.raspberrypi.org/ podemos encontrar desde proyectos de

electrónica, programación, a la vez se capacitan a educadores sobre el

uso del microordenador con su academia Picademy, dando

asesoramiento a educadores y estudiantes interesados, tiene lo que son

cursos en línea en donde al registrarse tiene una guía de varios proyectos

que se relacionan a temas de informática y electrónica, los cursos son

gratis solo el deseo de aprender.

En el internet podemos encontrar proyectos que facilitan su estudio

desde programación con Python y Scratch, hasta temas como son los de

electrónica y proyectos de domótica, robótica en donde se detalla su uso

en aplicaciones de circuito electrónicos; dentro de esto dependiendo del

sistema que se le instale podemos utilizar a Rapsberry Pi como ordenador

(Ubuntu Mate, Rapsbian), centro de entretenimiento (Kodi), consola de

videos Juego (Retropie), la Instalación de una red Pinet (Cuentas de

usuarios centralizadas), proyectos de electrónica, etc.

La variedad de temas que se pueden realizar a nivel de enseñanza son

amplios para los usuario de Raspberry Pi, una gran ventaja es que el

https://www.raspberrypi.org/

15

kernel de los códigos de los sistemas operativos se encuentran

disponibles para su modificación a necesidad del usuario dando la

facilidad de poder modificar el ambiente grafico para que el usuario final

se le haga fácil su comprensión.

PROYECTO OLPC.

Una laptop por niño este proyecto se inició en Enero del 2005, en

Media Lab del MIT, el proyecto de investigación consistía en desarrollar

una laptop de USD 100 “Para lograr este objetivo se creó una nueva

organización sin fines de lucro, One Laptop per Child (OLPC - Una Laptop

por Chico) que es independiente del MIT” (OLPC, UNA LAPTOP POR

NIÑO, s.f.) , “Uno de los países que más portátiles de OLPC compró fue

Ruanda. A finales de 2012, el proyecto había conseguido distribuir más de

200.000 unidades en 217 escuelas de todo el país” (ELDIARIO.ES, 2015).

Se destaca que en un principio tuvo opositores este tipo de proyecto

por su forma de distribución, como en la idea de entrega directo a los

gobiernos, el proyecto mejoro la educación en los países en donde fue

acogida esta idea. En el 2014 el proyecto OLPC dejo de seguir ya que era

una ida buena en el año 2006 una laptop a 100 USD, pero el hardware

fue avanzando más rápido que el software, por lo cual este proyecto

quedo obsoleto en donde vemos que empresas desarrollan smartphones

a 25 USD; (VELASCO, 2011)“El proyecto OLPC ha anunciado su fin.

OLPC cesa sus operaciones, pero no es el fin de la lucha contra la brecha

16

digital, otros proyectos siguen trabajando con este fin e iniciativas como

Raspberry Pi o Firefox”

Proyecto OLPC en Nicaragua. Imagen 1.

Fuente: http://wiki.laptop.org/go/Una_Laptop_por_Niño

Autor: OLPC

SALA INFORMATICA EN AFRICA

En el mes de mayo del 2013 se construyó la primera sala informática

en la región Rural de Kuma en Togo, región de África Occidental,

Dominique Lalox decidió implementa un centro de cómputo basado en el

Microordenador Raspberry Pi, “Ahora estoy convencido de que el modelo

de los laboratorios de cómputo Raspberry Pi es una solución ideal para

llevar las TIC a las escuelas pequeñas de los países en desarrollo, donde

los recursos son escasos”(PI, 2013).

Imagen 1: Proyecto OLPC

http://wiki.laptop.org/go/Una_Laptop_por_Niño

17

Una idea, una acción tuvo un gran éxito; “…un proyecto emocionante

para llevar los laboratorios Raspberry Pi a las escuelas de las zonas

rurales de África Occidental. Hasta 2012, el 75 por ciento de los docentes

nunca había usado una computadora...” (PI, 2013), este proyecto ha

crecido desde sus que se inició en el 2013.

“Gracias a los continuos esfuerzos de un equipo dedicado de maestros,

padres y otros colaboradores, el Centro Informatique de Kuma, ahora

conocido como INITIC (de la INItiation aux TIC francesa), administra dos

laboratorios Raspberry Pi en las escuelas de Togo, y planea para abrir un

tercero en diciembre. El segundo laboratorio se abrió el año pasado en

Kpalimé, una ciudad en la región de Plateaux en el oeste del país.” (PI,

2013), Imagen 2.

Fuentes: https://www.raspberrypi.org/blog/building-computer-labs-in-western-africa/

Autor: Raspberry Pi

Imagen 2: Laboratorio Raspberry Pi en Kuma en Togo

https://www.raspberrypi.org/blog/building-computer-labs-in-western-africa/

18

Gracias a este proyecto se mejoró la forma de enseñar en una región

en donde tienen muchas necesidades, y esto ha servido de ejemplo en

otras regiones de África.

EL PROYECTO CEIBA.

Este proyecto nace a partir de la OLPC que se iniciaron en diciembre

del 2007 en Uruguay. Conectividad Educativa de Informática Básica para

el Aprendizaje en Línea (CEIBA), se inició para recrear el propósito que

tenían, los laboratorios informáticos que existían en donde se le enseña,

cambiando de ser un simple laboratorio de computación a laboratorios de

tecnología digitales, en donde se encuentran desde Kit de robótica hasta

impresoras 3D.

(CEIBAL, 2007)A partir de la incorporación del modelo de una

computadora por estudiante, se impulsa el desarrollo del aprendizaje

colaborativo, el pensamiento lógico, la integración disciplinaria y la

creatividad. Esta línea actúa principalmente sobre las disciplinas STEM

(ciencia, tecnología, ingeniería y matemática) con foco en la enseñanza

de robótica educativa, programación, sensores fisicoquímicos y modelado

3D.

(Lamshteln, 12 de febrero 2015)“Su carácter universal refiere a que las

TICs en el aula constituyen el dinamizador de un proyecto pedagógico

19

nuevo dirigido a toda la enseñanza. El acceso igualitario a las TICs es uno

de los objetivos principales del Plan y el otro es el habilitar un cambio

educativo más profundo”.

(Lamshteln, 12 de febrero 2015) El Plan Ceibal… desde el inicio se

propuso universalizar de TICs en el aula, con el docente, en una

modalidad de un computador por niño. Su carácter universal refiere a que

el TICs en el aula constituye el dinamizador de un proyecto pedagógico

nuevo dirigido a toda la enseñanza. El acceso igualitario a las TICs es uno

de los objetivos principales del Plan y el otro es el habilitar un cambio

educativo más profundo.

Este proyecto es un ejemplo que seguir que se inició desde la entregar

un computador por niño, llegando a la actualidad a un Laboratorio de

Tecnologías Digitales, este es un gran ´proyecto para la educación de un

país Sudamericano.

LABORATORIOS DE COMPUTACIÓN

En Ecuador se han desarrollado proyectos en la región Amazónica en

la construcción de laboratorios de computación un ejemplo de este es el

realizado en la Provincia de Orellana el cual durante muchos años las

regiones amazónicas fueron olvidadas.

20

(ESTRATEGICO, s.f.)“…el objetivo de consolidar el “Buen Vivir” y

reducir la pobreza de los pueblos amazónicos que fueron excluidos del

desarrollo nacional por más de 40 años, el Gobierno Nacional, a través de

Ecuador Estratégico, ha ejecutado 43 proyectos de telecomunicaciones

en esta provincia amazónica. Los proyectos incluyen la adecuación de 27

laboratorios informáticos en unidades educativas y la construcción de 16

Infocentro...”

(ESTRATEGICO, s.f.) Estas obras benefician a más de 50 mil

ciudadanas y ciudadanos de los cantones de Aguarico, Loreto, Joya de

los Sachas y Francisco de Orellana. Solamente en la adecuación de

laboratorios informáticos, EEEP ha invertido USD 1.3 millones, mientras

que en la construcción de Infocentro se ha invertido USD 589 mil, esto

supone una inversión total de USD 1.9 millones, monto proveniente del

aprovechamiento responsable de los sectores estratégicos.

(ESTRATEGICO, s.f.) Gracias a las gestiones del Gobierno Nacional, a

través de Ecuador Estratégico, los laboratorios informáticos e Infocentro

se consolidan como un lugar de encuentro ciudadano, un espacio de

participación e intercambio de conocimientos para el desarrollo individual

y social, un lugar para resolver necesidades de información y

comunicación, pero sobre todo un lugar de unidad e inclusión, Imagen 2.

21

Este es un gran proyecto que se lo ha estado desarrollando en los

últimos 10 años, pero aun su costo e infraestructura es elevado con la

misma cantidad invertida se podría duplicar o hasta triplicar los

laboratorios computacionales utilizando Raspberry Pi como ordenados, de

esta forma pudiendo llegar a más lugares en el país.

Fuentes: http://www.ecuadorestrategicoep.gob.ec/

Autor: MINTEL

PROYECTO DE FOCUS REPORTS

Este proyecto fue iniciado el 26 de septiembre del 2012 por Focus

Report una editorial independiente prestadora de servicio profesional a

farmacéuticas, del petróleo, el gas, la aviación, decidió que para celebrar

Imagen 3: Laboratorios de Computación

http://www.ecuadorestrategicoep.gob.ec/

22

sus 10 años decidió firmar convenio con OLPC para un proyecto de

computadores en la ciudad de Sonora, México. (Avena, 2012)“… los

términos del acuerdo firmado entre Focus Reports y OLPC, los equipos

de Focus Reports participarán en actividades de recaudación de fondos

para… de OLPC del 1 de septiembre al 31 de diciembre de 2012”.

(Avena, 2012) …si la donación alcanza USD $ 20,500.00, OLPC acepta

donar 100 laptops XO versión 1.75 para apoyar el programa existente

One Laptop Per Child en Sonora, México, un país donde Focus Reports

ha sido tradicionalmente muy activo y también país de origen. de dos

miembros del personal de Focus Reports.

Fundamentación Teórica

En nuestro país por décadas la educación fue olvidada, llegando al

punto que en sectores marginales urbanos y rurales en una era moderna

tengamos escuelas aun de madera y caña con infraestructuras de los

años 80; en los últimos 10 años el gobierno ecuatoriano ha realizado

varios proyectos para tratar de solucionar un problema de décadas de

atrasos que han perjudicado a generaciones de estudiantes, en donde la

clase social y el desconocimiento de los derechos de nuestros niños a

una educación adecuada, nos llevó a tener una gran brecha para competir

con otros países de nuestra región.

23

Actualmente no solo tenemos que competir con décadas de atraso en

la educación si no que están naciendo otro tipo de analfabetismo el

tecnológico, personas que no tienen la posibilidad de un computador y la

dificultad de adquirir uno por falta de presupuesto económico, escuelas

que no poseen laboratorio de computación o si poseen con máquinas

obsoletas, profesores que aún tienen poco o casi nada de conocimiento

de las TICs, hay que rescatar que con el compromiso del estado

ecuatoriano en los últimos años ha mejorado la educación.

(UNIVERSO, 2012) “La inconformidad de Clemente, del recinto Los

Corazones de Abajo, del cantón Pedro Carbo (Guayas), es porque la

escuela en la que estudiaron sus hijos y ahora sus nietos sigue igual: sin

tecnología, con mobiliario deteriorado y sin la enseñanza de inglés o

Computación. En cambio, a Lorena, de la zona rural del cantón Rioverde,

en Esmeraldas, le preocupa que su hijo no pueda ir al colegio por el bajo

nivel de preparación…”.

(Matías, 2017),” Es fundamental en las escuelas y colegios se hable

con los estudiantes de las ventajas que tienen las herramientas

tecnológicas y cómo pueden beneficiar su aprendizaje, su utilidad y

también sus desventajas cuando existe un uso inadecuado… La

creatividad del docente es fundamental. La preparación de material

24

audiovisual, la actualización docente y adaptación de las nuevas

tecnologías al currículo es indispensable para preparar niños y jóvenes a

enfrentar los cambios sociales, económicos, culturales y políticos.”.

(ESTRATEGICO, s.f.) “…Sin embargo, gracias al aprovechamiento de

los sectores estratégicos, en este caso de los recursos generados por los

excedentes petroleros del bloque 7, fue posible la construcción de un

moderno laboratorio de computación en esta institución, el mismo que

cuenta con 32 computadores de última tecnología con conectividad…”.

(MINTEL, 2016) “…en las furgonetas o busetas equipadas con

computadoras e Internet gratuito, que cuenta con capacitadores que

guiarán y responderán sus inquietudes…”, se puede decir que las aulas

móviles son una respuesta, pero solo de momento no es lo mismo con un

lugar donde se capaciten permanentemente a las personas.

(INFOCENTROS, 2016) “Consolida la Sociedad de la Información en

todos los estrados sociales y productivos de las zonas rurales y urbano

marginales” uno de los proyectos que puede tener un gran beneficio son

los Infocentro los cuales se les capacita sobre el uso de las TICs.

Fundamentación legal

25

La constitución de la República del Ecuador del 20 de agosto de 2008

nos dice en los siguientes artículos:

Art. 343 “El sistema nacional de educación tendrá como finalidad el

desarrollo de capacidades y potencialidades individuales y colectivas de

la población, que posibiliten el aprendizaje, y la generación y utilización de

conocimientos, técnicas, saberes, artes y cultura…”, el gobierno tiene la

obligación de capacitar a la población en las nuevas TICs.

(CONSTITUCION, 2008, pág. 109)

Art 347

inciso 1 “Fortalecer la educación pública y la coeducación; asegurar el

mejoramiento permanente de la calidad, la ampliación de la cobertura, la

infraestructura física y el equipamiento necesario de las instituciones

educativas públicas.”;

Inciso 7 “Erradicar el analfabetismo puro, funcional y digital, y apoyar

los procesos de post-alfabetización y educación permanente para

personas adultas, y la superación del rezago educativo.” Inciso 8

“Incorporar las tecnologías de la información y comunicación en el proceso

educativo y propiciar el enlace de la enseñanza con las actividades productivas o

sociales.”.

Art. 349 “El Estado garantizará al personal docente, en todos los

niveles y modalidades, estabilidad, actualización, formación continua y

mejoramiento pedagógico y académico…” (CONSTITUCION, 2008, pág.

110)

26

CAPITULO III

METODOLOGÍA DE LA INVESTIAGCIÓN

DISEÑO DE LA INVESTIGACIÓN

Modalidad de la Investigación

La modalidad de la investigación que se utilizara para llevar a cabo que

el presente proyecto es de un nivel comprensivos, en donde vamos a

proponer el estudio de factibilidad, para la posterior implementación de un

laboratorio a bajo costo de forma factible, elaborar y desarrollar un modelo

viable para solucionar el problema. Se toma en cuenta que tipo de

investigación se va a utilizar y a la vez se tomara en cuenta la modalidad

de campo (Encuesta).

Tipo de la investigación. - El tipo de investigación que se va a

realizar es Proyectiva en donde vamos a describir el problema de la falta

de un laboratorio de computo de bajo costo para la educación básica, en

donde se pretende diseñar el laboratorio con una red Ethernet

basándonos en el dispositivo Raspberry Pi, también vamos se va a

realizar una práctica que permita ver que tan viable y aceptable es para

los estudiantes, lo fácil que puede ser su uso, se va a realizar una prueba

27

en la escuela del uso del dispositivo y una encuesta para ver los

conocimientos y si los estudiantes obtuvieron nuevos conocimientos

después de la práctica. El proyecto es de manera proyectiva ya que se va

a diseñar la solución a un problema existente la falta de laboratorio por los

costos, nos va a permitir explicar la funcionalidad del dispositivo, permite

el diseño de una red para el laboratorio. La encuesta nos dará el

conocimiento para determinar el uso o no del dispositivo.

POBLACIÓN Y MUESTRA

Población

Para la realización del presente proyecto se toma en consideración

datos directamente reales, en donde la población seleccionada para

realizar el estudio se tomó en cuenta a los alumnos de tercero a octavo de

educación básica de la Unidad Educativa Particular Cuidad de Ariel que

se encuentra situada en la provincia del Guayas en el cantón Duran en el

periodo lectivo 2018-2019, en donde se obtuvo el siguiente resultado

como se muestra en la siguiente tabla.

CUADRO DISTRIBUTIVO DE LA POBLACIÓN

Tabla 3: población

POBLACION CANTIDAD

Estudiantes de 3º año básico 46





28


TOTAL 250

Elaborado por: Alan Ramírez Moreira

Fuente: Unidad Educativa Particular Cuidad de Ariel

Muestra

El estudio se efectuó en la unidad educativa particular cuidad de Ariel

donde se obtuvo el número de la población donde se va a realizar el

proyecto se utilizó la siguiente fórmula para poder obtener la muestra

verdadera y realizar el estudio

𝑛 =m

𝑒2(m − 1) + 1

𝑛 =250

(0.06)(250 − 1) + 1

𝑛 =250

(0.0036)(249) + 1

m= Tamaño de la población (250)

E= error de estimación (6%)

n= Tamaño de la muestra (132)

29

𝑛 =250

0.8964 + 1

𝑛 =250

1.8964

n = 132

Se muestra la población total y la muestra que se ha obtenido en la

escuela, Tabla 4.

Tabla 4: Muestra

Población Muestra

250 132

Total Total


Fuente: Unidad Educativa Particular Cuidad de Ariel

Muestra de cada Población

Muestra de estudiantes de tercer año básico

𝑛 =m

𝑒2(m − 1) + 1

𝑛 =46

(0.06)2(46 − 1)

30

𝑛 =46

(0.0036)(45) + 1

𝑛 =46

0.162 + 1

𝑛 =46

1.162

𝑛 = 40

Muestra de estudiantes de cuarto año básico

𝑛 =53

(0.06)2(53 − 1) + 1

𝑛 =53

(0.0036)(52) + 1

𝑛 =53

0.1872 + 1

𝑛 =53

1.1872

𝑛 = 45

Muestra de estudiantes quinto año básico

𝑛 =40

(0.06)2(40 − 1) + 1

𝑛 =40

(0.0036)(39) + 1

𝑛 =40

0.1404 + 1

𝑛 =40

1.1404

𝑛 = 35

Muestra de estudiantes sexto básico

31

𝑛 =38

(0.06)2(38 − 1) + 1

𝑛 =38

(0.0036)(37) + 1

𝑛 =38

1.1332

𝑛 = 34

Muestra de estudiantes de séptimo básico

𝑛 =27

(0.06)2(27 − 1) + 1

𝑛 =27

(0.0036)(27 − 1) + 1

𝑛 =27

0.0936 + 1

𝑛 =27

1.0936

𝑛 = 25

Muestra de estudiantes de octavo básico

𝑛 =46

(0.06)2(46 − 1) + 1

𝑛 =46

(0.0036)(45) + 1

𝑛 =46

0.162 + 1

𝑛 =46

1.162

𝑛 = 40

32

Se muestran los datos obtenidos por cada curso durante el proceso de

las encuestas que se realizaron, ver Tabla 5.

Cuadro Distributivo de la muestra

Tabla 5: Muestra de la población Total

Descripción Población Muestra

Estudiantes de 3° año básico

46 40


53 45


40 35


38 34


27 23


46 40

Total 250 217

Elaboración: Alan Ramírez Moreira

Fuente: Datos de la Investigación

33

RECOLECCION DE DATOS

INSTRUMENTOS DE RECOLECCION DE DATOS

En realidad, de un proyecto se debe plantear técnicas e instrumentos

de recolección de datos y de esta manera obtener información precisa

para poder procesar y validar la misma.

Técnica

Es el proceso que se lleva a cabo en el desarrollo de un proyecto, las

técnicas nos ayudan a obtener información real de lo que se necesita para

realizar cualquier estudio. En este proyecto se utilizará técnica de campo:

✓ Observación: Se realiza una breve observación en el centro de

cómputo de la unidad con el fin de obtener información sobre las

falencias que existe en dicha unidad.

✓ Entrevista: Se interroga a la persona encargada del centro de

cómputo de la unidad realizando una conversación rápida de lo

que tienen y lo que se hace falta en el departamento de computo

de la unidad.

✓ Encuesta: Se realiza una serie de preguntas impresas en hoja

A4 a ciertos curos de la unidad en el cual señalarán y darán su

punto de vista de acuerdo a sus conocimientos sobre

computadoras, ANEXO.

34

Instrumentos

Una vez obtenido las técnicas con las que se evaluara las falencias que

existen en la unidad se opta como instrumento las encuestas la cual nos

ayudara a plantear la solución al problema.

Recolección de la información

Con la realización de las encuestas a los alumnos de la unidad se

puede conocer las falencias que existen en la unidad y de esta manera

llevar a cabo una solución viable

Se toma en consideración que para este estudio se consultaron en

fuentes como: web, libros. Artículos, tesis y asesoramiento de tutorías

profesionales.

Procedimiento y Análisis

Una vez realizada la recolección de datos para este proceso se tomó

en cuenta el instrumento de las encuestas la cual nos ayudó a determinar

cuáles son las falencias que existen en la unidad y de esta manera tomar

una solución factible del problema, la misma que se realizó en la escuela

unidad educativa particular cuidad de Ariel en el cantón duran. El proceso

de la encuesta se lo realizo en físico, pero antes de proceder a las

encuestas se hizo una demostración del microordenador Raspberry,

enseñando el funcionamiento, características y gráficos, etc. las

encuestas se les realizaron a los estudiantes de cuarto a sexto año de

35

educación básico. A continuación, presentamos los valores de las

encuestas realizadas.

1.- ¿Conoce que es un computador?

Análisis. - Obtenida la información de las encuestas realizadas el

81.8% de la escuela unidad educativa particular cuidad de Ariel tiene el

conocimiento sobre un computador y el 18.2% no conoce que es un

computador, ver Tabla 6, Grafico 2.

Tabla 6

OPCIONES RESPUESTA PORCENTAJE

SI 108 81,8%

NO 24 18,2%

TOTAL 132 100,0%


Fuente: Datos Obtenidos

Grafico 2

108

24

SI

NO

36


Fuente: Datos Realizados

2.- ¿Sabes cuáles son las partes de un computador?

Análisis. - la información obtenida del 62,9% de los alumnos conocen

cuáles son las partes de un computador mientras que el 23,5% no tiene

conocimiento al respecto y el 13,6% restante del alumnado conoce sobre

el tema al respecto, ver Tabla 7, Grafico 3.

Tabla 7


SI 83 62,9%

NO 31 23,5%

TAL VEZ 18 13,6%

TOTAL 132 100,0%



Grafico 3

37



3.- ¿Utilizas un computador?

Análisis. - De la información obtenida del centro educativo Ariel nos

damos cuenta que el 87,1% ha trabajado con un computador mientras

que el 12,9% no realiza actividades con el computador y es negativo en

la actualidad es muy importante el uso de la tecnología hoy en día, ver

Tabla 8, Grafico 4.

Tabla 8


SI 115 87,1%

NO 17 12,9%

TOTAL 132 100,0%



Grafico 4

8331

18

SI

NO

TAL VEZ

38

Elaborado por: Alan Ramírez Ramirez


4.- ¿Es útil la computadora para el desarrollo de la humanidad?

Análisis. - Realizada la encuesta el 72,7% de los alumnos afirman que

el computador es una herramienta muy importante para el desarrollo y

crecimiento mientras que el 6,8% nos dice que el uso del computador no

es muy importante para el desarrollo personal, existen más herramientas

con la cual uno puede utilizar y el 20,6% nos responde que el computador

puede ser una herramienta importante para el crecimiento, ver tabla 9,

Grafico 5.

Tabla 9


SI 96 72,7%

NO 9 6,8%

TAL VEZ 27 20,6%

TOTAL 132 100,0%



Grafico 5:

115

17

SI

NO

39



5.- ¿Crees que el microordenador Raspberry Pi te ayudaría a nivel

de la educación?

Análisis. - Realizado el estudio de acuerdo al segmento de

estudiantes, escogidos para esta medición porcentual se obtuvo el 81,1%

está totalmente de acuerdo que el computador es muy importante para el

desarrollo y el crecimiento personal 2,3% no está de acuerdo pero el

16,7% restante de los estudiantes de educación básica escogidos optaron

que tal vez el computador sería una de las opciones importante para el

crecimiento personal, ver tabla 10, Grafico 6.

Tabla 10

OPCION RESPUESTA PORCENTAJE

SI 107 81,1%

NO 3 2,3%

TAL VEZ 22 16,7%

TOTAL 132 100,0%



Grafico 6

96

927

SI

NO

tal vez

40



6.- ¿Qué te parece el microordenador Raspberry Pi 3 Modelo b con el

que estás trabajando?

Análisis. - De información realizada en la escuela unidad educativa

particular de Ariel donde se hizo la demostración del proyecto raspberry el

6,1% de los estudiantes que utilizaron el microordenador dicen que les

parece regular el funcionamiento, pero en cambio el 15,9% expreso que

es bueno pero el 78,0% escogidos para esta medición porcentual nos

responde que es muy bueno el microordenador raspberry, Por otro lado

no obtuvimos una mala ni mu mala aceptación.

Tabla 11


REGULAR 8 6,1%

BUENO 21 15,9%

MUY BUENO 103 78,0%

MALO 0 0,0%

MUY MALO 0 0,0%

TOTAL 132 100,0%



107

322

SI

NO

TAL VEZ

41

Grafico 7



7.- ¿Te gustaría cambiar algo del microordenador Raspberry Pi 3

modelo b?

Análisis. - Obtenida la información de la encuesta respecto a realizar

un cambio al programa el 12,9% del alumnado le haría un cambio al

programa el 62,1% expreso que no harían ninguna modificación les

pareció un programa muy útil y sencillo de usar pero 25,0% contesto que

tal vez le hicieran algún cambio al programa pero tampoco tendrían

ningún inconveniente al no poder realizarse.

Tabla 12


SI 17 12,9 %

NO 82 62,1%

TAL VEZ 33 25,0%

TOTAL 132 100,0%



821

103

0 0REGULAR

BUENO

MUY BUENO

MALO

MUY MALO

42

Grafico 8



8.- ¿Te gusto el microordenador Raspberry pi, le harías mejoras?

Análisis. - De la información realizada con el alumnado en el área de la

educación básica el 93,9% respondió que les gustó mucho, es un

programa muy interesante tiene aplicaciones muy instructivas, educativas,

etc., 6,1% no tuvo aceptación, pero los estudiantes igual expresaron que

no le harían ninguna mejora al programa que está muy bien y es muy fácil

de utilizar y trabajar.

Tabla 13


SI 124 93,9%

NO 8 6,1%

TOTAL 132 100,0%



17

82

33 SI

NO

TAL VEZ

43

Grafico 9:


Fuente: Encuesta Realizado

Validación de la Hipótesis

De acuerdo con la información del proyecto del microordenador

Raspberry pi 3 Modelo b y con los requisitos de las autoridades

competentes y del estudio de la lluvia de ideas de ideas aportadas es

conveniente que se aplique estos gráficos estadísticos para que sirvan y

aporten para el desarrollo del Raspberry pi, el estudio tiene su aporte con

los cuadros estadísticos siguiente:

1. En el primer cuadro estadístico se presenta los resultados de las

personas que tienen conocimiento sobre lo que es un computador.

2. En el segundo cuadro estadístico se presenta los valores si

conocen cuales son las partes del computador.

3. Tercer cuadro estadístico se presenta los valores si utilizan un

computador

4. Cuarto cuadro estadístico se presenta los valores del computador

si es útil para la humanidad.

124

8

SI

NO

44

5. Quinto cuadro estadístico se presenta los valores de Raspberry pi

para la educación

6. Sexto cuadro estadístico se presenta los valores del uso del

Raspberry

7. Séptimo cuadro estadístico se presenta los valores si le hicieran

algún cambio al Raspberry

8. Octavo cuadro estadístico se presenta los valores sobre

aceptación del microordenador Raspberry

CAPITULÓ IV

PROPUESTA TECNOLÓGICA

El proyecto propone un Estudio de Factibilidad para la implementación

de un laboratorio de Computación en la Escuela Ciudad de Ariel del

Cantón Durán, basándose en el dispositivo Raspberry Pi Modelo B; el

cual nos permite trabajar como CPU de escritorio permitiendo con

facilidad su instalación o el traslado de los equipos de un lugar a otro,

además esto nos permite que con una poca infraestructura podamos

implementar dichos laboratorios ya que constan de conexión Wi-Fi y de

puerto Ethernet.

Para dichas pruebas de campo, se va a utilizar dos dispositivos los

cuales se conectarán a través de un Router con salida a Internet, el cual

permitirá demostrar la factibilidad de su uso y la capacidad que tiene.

45

ANÁLISIS DE FACTIBILIDAD

Para medir la viabilidad del proyecto vamos a tomar en cuenta los

criterios de factibilidad:

Factibilidad Operacional

El proyecto consiste en montar un laboratorio de cómputo con 10

dispositivos con sus respectivos teclados, mouse, parlantes y Monitores

conectados a una red con un Router y una configuración clase c, con

salida hacia el exterior. Contando con las autorizaciones de la directora de

la Institución Educativa. Ver ANEXO 1 y 2.

Las herramientas tecnológicas que vamos a utilizar para la puesta en

práctica, y demostración del dispositivo en el campo contienen el sistema

operativo Raspbian distribución de GNU/Linux Debian, es de tipo open

source y trae pre instaladas herramientas como OpenOffice, Chrone,

Scratch, etc. de esta manera permitiendo que los costos sean inferiores.

El sistema Raspbian viene con el idioma inglés preinstalado, pero se

puede configurar al español, la hora y fecha el sistema y cambiar ciertas

características del escritorio que vienen en el sistema operativo de tal

manera que sea amigable hacia el usuario, en este caso los estudiantes

de Educación básica de la Escuela donde se van a realizar las pruebas.

46

Factibilidad Técnica.

Podemos decir que el proyecto es factible ya que las herramientas

tecnológicas son accesibles para su implementación en el caso

dispositivo Raspberry Pi 3 en Ecuador, se lo puede encontrar o importar

desde otro país.

El sistema operativo para la implementación va a ser Raspbian, una

distribución GNU/Linux Debian de tipo open source; además en la página

oficial www.raspberry.org, podemos encontrar y descargar el sistema

operativo y cuentan con una gran comunidad, que si tenemos problemas

en su configuración nos facilitan manuales guías e inclusive descripción

del kernel del sistema operativo.

Entre los recursos que debemos de tener en cuenta para las pruebas

que se van a realizar, se describen los siguientes como es la parte de

Hardware como se muestra en la Tabla 14

Tabla 14: Recursos Hardware

RECURSOS TECNOLOGICOS

HARDWARE DESCRIPCION

Raspberry Pi 3 Modelo B Ordenador

Cable HDMI O adaptadores de HDMI a VGA

Conector con los monitores

Adaptador de corriente de 5 voltio a 2.5 o 3 miliamperios

Para dar energía al Raspberry Pi

Monitores con conexión HDMI o VGA

Monitor para la Raspberry Pi

Tarjeta micro SD de 8 o 16 Gigas Clase 10

Discos duros para los sistemas operativo

Teclado y Mouse De preferencias inalámbricos

Monitores con conexión HDMI Para la visualización del sistema

Elaborada por: Alan Ramírez Moreira

http://www.raspberry.org/

47

Fuentes: Datos de la Investigación

Como requerimiento de software se muestra en la Tabla 15.

Tabla 15: Recursos Software

RECURSOS TECNOLOGICOS

SOTWARED DESCRIPCION

Programa Wind32 Disk Imager Permite instalar el sistema operativo en la Micro SD

Sistema Operativo Rapbian Sistema GNU/Linux de 64 bit descargado de la página oficial https://www.raspberrypi.org/


Factibilidad Legal

El desarrollo del Laboratorio de Computación, en la Escuela Ciudad de

Ariel, del cantón Durán no infringe ningún tipo de ley, ya que los

dispositivos importados para la implementación se pueden adquirir dentro

de nuestro país, pagando los impuestos de ley, el Software del sistema

operativo y los programas a utilizar son Open Sources, los programas a

instalar se los puede descargar desde distintas páginas Web por medio

de la Consola del sistema operativo. Ninguno de los requerimientos para

la implementación del Laboratorio infringe ley ni los derechos de autor.

Factibilidad Económica

48

El Estudio de Factibilidad se lo realizo con recursos propios, y las

pruebas se realizaron con dos dispositivos Raspberry configurados, para

la implementación del laboratorio se debe de recordar que la inversión

solo es en la parte de Hardware ya que el Sistema Operativo y los

programas son OpenSources, se le modificaron algunas características

tanto al dispositivo Raspberry Pi y la Carcasa.

Para realizar las pruebas en la escuela se adquirieron equipos, como se

muestra en la Tabla 16.

Tabla 16: Equipos para las pruebas

HARDWARE PARA REALIZAR

PRUEBAS CANT

COSTO

UNID

COSTO

TOTAL

Raspberry Pi Modelo B 2 $ 80,00 $ 160,00

Case para Raspberry Pi 3 Modelo B 2 $ 10,00 $ 20,00

Cable HDMI 2 $ 10,00 $ 20,00

Tarjeta Micro SD 16 Gigas Calse 10 2 $ 14,00 $ 28,00

Disipadores de calor 4 $ 0,50 $ 2,00

Ventiladores para Raspberry Pi 2 $ 4,50 $ 9,00

Monitor de 19.5” 2 $ 115,00 $ 230,00

Mouse, teclado inalámbrico 2 $ 20,00 $ 40,00

Parlantes 2 $ 7,00 $ 14,00

TOTAL $ 523,00


49

ETAPAS DE LA METODOLOGIA DEL PROYECTO

Para la elaboración del proyecto que se va a realizar utilizaremos la

Metodología PDDIOO-Cisco, para redes LAN, va a tener las siguientes

fases:

➢ Fase de Preparación

➢ Fase de Planificación

➢ Fase de Diseño

➢ Fase de Implementación

➢ Fase de Operación

➢ Fase de Optimización

50

Imagen 4: METODOLOGIA PPDIO

Fuentes: Cisco Services

FASE DE PREPARACION

Presentación de propuesta de implementación

Se realizaron reuniones iniciales para dar a conocer la propuesta, en

donde se dio a conocer que recursos se utilizaran y ver los cambios que

se podrían realizar en el proyecto inicial, en un principio fue enfocado a un

nivel general provocando, que los costó de la investigación sean altos y a

la vez el tiempo del proyecto se mayor; se nos recomendó que la mejor

manera de mostrar la propuesta seria realizar un plan piloto en una sola

51

ciudad y en una escuela específica, esto nos llevó a buscar una escuela

que nos de los permisos necesarios para realizar las pruebas.

Obteniendo por parte de la directora de la Escuela Ciudad de Ariel la

autorización necesaria, para las pruebas de campo y obtener información

de los recursos que posee la escuela y el tipo de laboratorio que poseen

con sus características.

La escuela consta con un solo laboratorio con las siguientes

características:

Tabla 17: Equipos de La Escuela

LABORATORIO ESCUELA CIUDAD DE ARIEL

Equipo Detalle

Computadores Dell, Procesador Corel 2

Dou, Meroria Ram de 2 Gigas, Disco Duro

de 250 Gigas

12

Router Dlink 1

Cableado de Red No tiene



En la imagen 5 podemos ver cómo está el laboratorio de computación

52

Imagen 5: Vista del Laboratorio


El laboratorio de la escuela está en fase de instalación en donde aún

se están instalando lo que son el sistema operativo de algunos

computadores, no consta con un cableado estructurado, y es un solo

laboratorio de computación para la escuela de 350 alumnos de educación

básica, al montar un segundo laboratorio basado en la tecnología de

Raspberry se dará más oportunidad para obtener nuevos conocimientos

con nuevo recurso y una nueva tecnología tanto Hardware y Software

pudiendo implementar nuevos cursos basado en esta tecnología la cual

es a bajo costo.

53

Fase de Planificación

Vamos a utilizar el diagrama de GANNT para la planificación del

proyecto, ver imagen 6.

Imagen 6: Diagrama de GANNT

Presentación de la Propuesta. - Esta se la realizo a la escuela ciudad

de Ariel en donde se le dio a conocer a su directiva, el estudio de

factibilidad para un laboratorio de computo a bajo costo utilizando en

micro ordenador Raspberry Pi, la cual fue aceptada para poder realizar el

estudio de factibilidad, ver los Anexos 1 y 2.

54

Verificación de disponibilidad de los equipos. - En este periodo se

realizó la verificación de la disponibilidad del equipo que estábamos

necesitando dentro del país, para la implementación de un laboratorio con

10 Raspberry Pi 3. Se cotizaron los equipos necesarios y se obtuvo un

precio adecuado para la implementación tanto para la implementación

para una red con cable estructurado y con una Red Wifi, ver en los Anexo

7 y 8.

Aprobación de la Escuela. - En esta semana se logró obtener las

aprobaciones para realizar las pruebas y la verificación de que tipo

laboratorio cuenta la escuela ciudad de Ariel, ver tabla 18 y Anexo 2.

Tabla 18: Características del laboratorio


Información del Laboratorio de La Escuela Ciudad de Ariel

Características Disponibilidad Dimensiones del laboratorio 6 m x 3 m

Computadores , 2 gigas de Ram, CPU dual Core, disco duro de 250 gigas.

12

Infraestructura de red 0

Router 1

Sistema operativo Windows 7, Home

Software de ofiteca Office 2010

55

La escuela nos aprobó permitiendo ver qué tipo de equipos tiene y

como está estructurado su laboratorio de computo, y ver las

características del mismos.

Instalación de los sistemas operativo y configuración. - Durante

este periodo, se realizó la instalación en los Raspberry Pi en sistema

Raspbian, a la vez se probaron ciertas aplicaciones y funcionalidades del

Raspberry, también se verifico calentamiento y como solucionarlo.

Pruebas con los estudiantes de Educación Básica. - En esta

semana se preparó la manera de cómo llegar a los niños para que vean

cómo funciona y la capacidad del microordenador, también preparando

los equipos para las pruebas, durante la practica con los alumnos de la

escuela esta se loa desarrollo de una manera dinámica y se dio a conocer

la herramienta y las características, ver Anexo 10.

FASE DE DISEÑO

La Escuela necesita una mejor infraestructura de red en su laboratorio,

el objetivo principal de la escuela es poder tener nuevos laboratorios a un

bajo costo, podemos aplicar las tres capas del modelo Jerárquico de

Cisco, esto permitirá obtener un desarrollo detallado y organizado para la

implementación de nuestra red.:

56

➢ Capa de Red

➢ Capa de Enlace de Datos

➢ Capa Física

Imagen 7: Modelo Jerárquico



Capa de Física. - Vamos a tener todos los equipos conectados a la red,

se puede denominar puesto de trabajos o estacion de trabajos, esta capa

57

permite tener todos los recursos necesario para que los usuarion tengan

acceso a los servicios que proporciona nuestra red, en esta rango se

encuentran la Raspberry Pi.

Según los medios para la comunicicaion de la rede veremos la velocidad

de la transferencia de los Datos, ver tabla 19.

Tabla 19:velocidad de transferencia de datos según el medio

VELOCIDAD DE

DATOS

METODO DE

SEÑALIZACION

TIPOS DE

MEDIOS

LONGITUD

MAXIMA

10 base-T 10 Mbps Banda Base UTP Categoría 5e 100 metros

10 base-FL 10 Mbps Banda Base Fibra Óptica 2000 metros

100 base-TX 100 Mbps Banda Base UTP Categoría 5e 100 metros

100 base-FX 100 Mbps Banda Base Fibra-Multimodo 2000 metros



Durante esta fase se obtuvo la información sobre las características de

los equipos que necesitamos y los componentes necesarios para las

pruebas, para más detalles ver Anexo 7 y 8.

Se van a utilizar dos Raspberry Pi conectados en red. Componentes

adquiridos para las pruebas que se van a realizar en la Escuela:

Tarjeta de Raspberry Pi 3 Modelo b, ver imagen 8 y Anexo 12.

58

Imagen 8: RASPBERRY PI 3 MODELO B



Carcasa para Raspberry Pi 3 Modelo B adquirida para las pruebas. Ver

imagen 9

Imagen 9: Carcasa Raspberry Pi 3 Modelo B


59


Adaptador de corriente para encender la Raspberry Pi, con salida de 5

voltios y 3 amperios. Ver imagen 10.

Imagen 10: Adaptador de corriente.



Disipadores y ventilador para adaptar en el Raspberry pi. Ver imagen

11.

Imagen 11: ventiladores y disipadores

60



Tarjeta Micro SD para instalar el sistema operativo. Ver imagen 12.

Imagen 12: Tarjetas Micro SD



Capa de Enlace de Datos: En esta capa estara nuestro acceso a la red

61

LAN su funcion principas es el enrutamiento, el filtrado de la informacion,

nos va a permitir enrutar el trafico de la red en otras palabra es la que

permite la conectividad de nuestra red en esta se encuentran los SWitch o

Router.

En nuestra propuesta esta la instalacion con un Switch TL-SG1016D,

marca TP-link, el cual nos permite la comunicación de nuestra red LAN

con cable estructurado, para los detalles ver Anexo 13.

Capa de Red: En esta capa vamos a tener la parte del acceso a interner

y otros servicios que posterior se deseen implementar ademas de desviar

el trafico lo mas rapido posible hacia los servicios necesario, en esta capa

se encuentran los Routers, ver los Anexos 4 y 5.

Para el diseño de nuestra red se la realizara con una configuración de

clase C con una 16 Sub-redes para ampliación a futuro para otros

laboratorios permitiendo optimizar nuestras redes, ver taba 20.

Tabla 20: Direccionamiento IP

TABLA DE DIRECCIONAMIENTO IPv4

DIRECCION IP MASCARA DE RED EQUIPO

192.168.100.1 255.255.255.240 ROUTER

192.168.100.2 255.255.255.240 PI-01

192.168.100.3 255.255.255.240 PI-02

192.168.100.4 255.255.255.240 PI-03

192.168.100.5 255.255.255.240 PI-04

192.168.100.6 255.255.255.240 PI-05

192.168.100.7 255.255.255.240 PI-06

192.168.100.8 255.255.255.240 PI-07

192.168.100.9 255.255.255.240 PI-08

192.168.100.10 255.255.255.240 PI-09

62

192.168.100.11 255.255.255.240 PI-10



FASE DE IMPLEMENTACION

Para las pruebas que se realizaron en la escuela se Utilizaron dos

Equipos Raspberry Pi 3 Modelo B que tiene las siguientes características

ver imagen 13, para más detalles ver Anexo 12.

Imagen 13: Características Raspberry Pi

Elaborada por: Ingénierate

Fuentes: https://ingenierate.com/2017/10/03/raspberry-pi-caracteristicas-aplicaciones/

El sistema operativo fue descargado de la página oficial de raspberry Pi

https://www.raspberrypi.org/downloads/, en donde descargamos el

https://www.raspberrypi.org/downloads/

63

sistema Raspbian Stretch with desktop, también podemos encontrar más

sistemas operativos para instalar en nuestra raspberry pi.

Descargamos el programa win32 DiskImager de la página

http://www.raspberry-projects.com/pi/pioperatingsystems/win32diskimager, para

la instalación en las tarjetas micro SD, para detalles de la instalación y

configuración ir a Anexo 9.

El estudio tiene el proposito de mostrar que un bajo presupuesto

podemos implementar no solo un laboratorio si no varios laboratorios para

la ayuda en la educacion del futuro de nuestros niños, se realizaron tablas

comparativas en donde nos permiten dar a coocer los beneficios al

implementar laboratorios con esta tecnologia.

Dentro de los parámetros se hace una comparativa con relación a un

computador de escritorio actual en costo y hardware, en donde vemos

que el costo es menor al implementar el raspberry pi como ordenador, ver

tabla 21.

Tabla 21: Tabla Comparativa de Hardware de un computador

HARDWARE

RASPBERRY COMPUTADOR

Raspberry pi, case, micro SD, disipadores, ventilador, cable HDMI

$ 108,00

CPU – 4 Ram – disco duro 500 GB, case.

$ 380,00

Teclado mouse $ 20,00 Teclado y mouse $ 17,00

http://www.raspberry-projects.com/pi/pioperatingsystems/win32diskimager

64

inalámbrico USB

Parlantes $ 7,00 Parlantes $ 7,00

Monitores 19,5” $ 115,00 Monitores 19,5” $ 115,00

Valor total $ 250,00 Valor total $ 519,00

Elaborada por: Alan Ramírez Moreira Fuente: Datos de Investigación

Con relación al costo por software pagado vemos que al usar Software

open Sourceel costo seria cero.

Tabla 22: Tabla Comparativa de Software

SOFTWARED


Sistema operativo Raspbian

$ 0,00

Microsoft Windows 10 Home

$ 127,23

Paquetería de open office

$ 0,00

Microsoft Office 365 (1 año)

$ 75,89

Valor total $ 0,00 $ 203.12

Elaborada por: Alan Ramírez Moreira Fuente: Datos de Investigación

En relación al costo del consumo de energía, ya que raspberry pi solo

se alimenta con 5voltios y 3 miliamperios tenemos un ahorro del 90% en

relación a un ordenador normal, ver tabla 23.

Tabla 23: Tabla Consumo de Energía Eléctrica

CONSUMO DE ENERGIA ELECTRICA


8 horas diarias $ 0,0448 8 horas diarias $ 0,46

1 mes $ 1,34 1 mes $ 13.78

1 año $ 16,13 1 año $ 165,32


65

Fuente: Datos de Investigación Para realizar el cálculo del consumo de energía se lo obtiene de la aproximación de que un computador este encendido durante 8 horas diaria, el voltaje que necesita para la alimentación un computador es de 50,56 voltios; necesitamos transformar todo ese valor a Kilovatios Horas, el cálculo lo realizamos tomando una planilla de energía eléctrica en donde primero necesitamos obtener el valor en dólares de los kilovatios horas:

Formula

Sacar el valor del costo del kilovatio horas en el mes consumidos.

VP= Valor Mensual de la Planilla consumida

CKM= Consumo de Kilovatios Enel Mes

CKH= Costo Kilovatios Hora

V=Voltaje del Equipo

H=horas función del equipo

KHE= Kilovatios horas del Equipo

TKH= Total del kilovatio por hora

Calculo Valor kilovatio $ 0.14 centavos de dólar americano en el área comercial.

H*V=KHE

8X50,56/1000=0.4044 kilovatios

CKM*KHE=TKH

0.14X0.41= $ 0.057 dólares americanos el valor kilovatio hora

Valor de 8 horas consumidas.

66

0.057X8= $ 0.46

Raspberry Pi

8X5/1000=0.04 kilovatios

0.14X0.04=$ 0.0056 dólares americanos el valor kilovatio hora

0.0056X8=$ 0.0448

Se puede dcir que se tiene ahorro en varias caracteristicas en la

implementacion e instalacion de un laboratorio Raspberry Pi, la inversion

se podria recuperar en el lapso de un año con el cobro del mantenimiento

anual por el laboratori de computacion, Ver tabla 24 y Anexo 14

Tabla 24: Recuperación de la Inversión

RECUPERACION DE LA INVERCION

DETALLE VALORES

COSTO POR MANTENIMINETO ANUAL

$ 25,00

ALUMNOS POR CURSO 25

CURSOS 8

VALOR COSTO ANUAL $ 5.000,00


Fuente: Datos de Investigación

Análisis: La inversión de la implementación de un laboratorio con

Raspberry Pi 3, se puede recuperar, al cálculo de 8 cursos con 25

alumnos cada curso, con el costo por mantenimiento del laboratorio sería

de $ 25,00 por alumno este valor solo se cobraría una vez en el año

67

permitiendo una recuperación económica de la inversión del laboratorio,

en relación al consumo de energía el costo sería mínimo con relación a un

laboratorio ordinario.

FASE DE OPERACIÓN

Pruebas con los Estudiantes de Educación Básica

La Escuela Ciudad de Ariel Consta con 1 solo Laboratorio de

Computación de 12 Computadoras las Cuales Tienen instalado Windows

7 profesional de 32 bits como Sistema Operativo, tiene 2 gigas de

memorias Ram, disco duro de 250 Gigas, monitores de 17 Pulgadas, se

pueden detallar como características importantes, un router TPlink, el cual

suministra internet a los computadores, utilizan conexión Ethernet para la

red.

Se nos facilitó por parte de la Escuela dos Monitores y un regulador de

Voltaje, en donde se conectaron tanto los equipos como los monitores a

una sola toma de corriente Eléctrica. Se utilizó dos teclados con mouse

inalámbricos para dar internet usamos un celular y conectamos los

Equipos vía Wi-fi, ver imagen 14.

68

Imagen 14: Equipos Instalados Para Las Pruebas


Durante el desarrollo los niños tuvieron un gran interés en su

funcionamiento, se le realizaron pequeñas preguntas básicas sobre lo que

es un computador y para qué sirven, ver Anexo 11.

Los Estudiantes realizaron la práctica en el principio sin la explicación,

para observar la forma de su desempeño y que tan rápido se adaptan a

su funcionamiento, ver Imagen 15.

69

Imagen 15: Pruebas


La prueba que se realizo fue muy novedosa ya que fue sencillo su

utilización que los alumnos se adaptaron rápido al uso, ver imagen 16.

Imagen 16: Practica con Scratch



70

La Practica realizada con esta aplicación permitió ver el interés de los

estudiantes hacia el aprendizaje de programación ya que Scratch, es un

lenguaje de programación, el cual permite el aprendizaje de una manera

didáctica a programar, dejando en los estudiantes el interés de investigar

y saber más sobre la aplicación mostrada.

Criterio de Validación de la Propuesta

Podemos rescatar que el proceso de validación basándose en las

pruebas que se realizaron con los alumnos, la cual fue aceptable y

agradables, por parte de ellos es buena, la relación con los profesores

sobre el tema fue interesante y agradable ya que el saber que se puede

tener una tecnología barata y de calidad.

Nivel encontrado

El conocimiento de los alumnos es alto, se les dejo usar la Raspberry

sin explicación y su respuesta fue similar al haber usado un computador

con otro sistema operativo, esto denota conocimientos previos cono se ve

en la pregunta 1, 2 y 3 que se realizó, ellos navegaron en internet,

realizaron consultas, vieron videos, ver imagen 17.

71

Imagen 17: Explicación de ordenador


Nivel de aprendizaje

Los estudiantes no tenían conocimiento del uso de ningún lenguaje de

programación al realizar la practica con los alumnos con el Programa

Scratch, fue interesante ya que siguieron las ordenes que se les dio para

hacer una pequeña practica esto dejo una pequeña semilla de investigar

más sobre Scratch y cómo funciona ya que nunca había realizado una

práctica de programación y la dinámica les agrado, fue pequeña pero

agradable tanto para los alumnos como para nosotros se vio el interés

sobre el tema, ver imagen 18 y 19.

72

Imagen 18: Demostración de scratch


Imagen 19: Practica con Scratch


73

Criterio de aceptación del Producto

Podemos indicar que en pruebas que se realizaron a los equipos esto

tuvieron una gran respuesta de rendimiento, se debe indicar que en el

principio ocurrieron problemas con respecto al calentamiento del

procesador, esto llevo a ver la necesidad de bajar la temperatura que en

un principio llego a subir hasta 80° provocando lentitud en la respuesta de

los procesos, se le realizaron adecuaciones como la colocación del

disipadores, y un ventilador llegando a bajar su temperatura hasta los 47°

grados forzando el equipo, el rendimiento del procesador es óptimo

utilizando sus aplicaciones y en la navegación por internet en la red LAN

no se tuvo inconvenientes.

74

CONCLUSIONES

Podemos indicar que al realizar el estudio de factibilidad para la

implementación de laboratorios basado en el Micro Ordenador Raspberry

Pi es viable:

➢ Se pudo instalar para las pruebas en los dos Raspberry pi el

sistema operativo Raspbian y configurarlo a lo propuesto. Esto

se realizó de una manera sencilla y rápida.

➢ Se la realizo con un dispositivo de la misma Marca Raspberry Pi

Zero el cual es más pequeño, de menor costo, pero tiene menor

característica no tiene puerto ethernet el cual provoca que para

la configuración de la red wifi, se la realiza desde la consola del

Raspberry Pi, el cual sin tener conocimientos previos de Linux

no sería fácil su configuración.

➢ Fue probado como computador durante varios días, nos dio

como respuesta que en cierto momento tuvo re calentamiento el

procesador por lo cual se agregaron ciertos componentes ver

Anexo 6.

➢ La visita a los Estudiantes de Educación Básica de la Escuela

Ciudad de Ariel fue grata y permitió ver que si es posible su

implementación como un ordenador, ver Anexo 10.

75

RECOMENDACIONES

Dentro de las recomendaciones importantes, es relacionada al

calentamiento:

➢ Se debe colocar disipadores al procesador y a la tarjeta de video

además se debe colocar un ventilador esto permitió que se

solucione el problema del calentamiento.

➢ Como un ordenador normal podría tener problemas con

saturación de órdenes se recomienda no saturar de ordenes

innecesarias.

➢ Dependiendo del tipo de red que vallamos a instalar para los

Raspberry es recomendable si es una red LAN con cable

estructurado, se coloque bases o soporte para que no tengan

movilidad ya que, al ser de poco peso, puede ser movido por

algún cable y caer.

76

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https://www.telecomunicaciones.gob.ec/infocentros-comunitarios/

https://www.propiedadintelectual.gob.ec/expertos-informaticos-promueven-el-uso-del-software-libre-en-ecuador/

https://www.propiedadintelectual.gob.ec/expertos-informaticos-promueven-el-uso-del-software-libre-en-ecuador/

https://www.telecomunicaciones.gob.ec/

http://wiki.laptop.org/go/Una_Laptop_por_NiÑOS

78

MINTEL

https://www.telecomunicaciones.gob.ec

RASPBERRY PI

https://www.raspberrypi.org/blog/pi-based-ict-west-africa/

DIARIOS EL UNIVERSO

www.eluniverso.com

WIKILAPTOP

http://wiki.laptop.org/go/El_Wiki_de_la_OLPC#Learn_more

https://www.telecomunicaciones.gob.ec/

https://www.raspberrypi.org/blog/pi-based-ict-west-africa/

http://www.eluniverso.com/

http://wiki.laptop.org/go/El_Wiki_de_la_OLPC#Learn_more

80

ANEXO 1

Solicitud de permiso a la escuela

81

ANEXO 2

Aceptación para realizar las pruebas en la escuela

82

ANEXO 3

83

Plano del Laboratorio de la escuela Ciudad de Ariel, con la ubicación de las computadoras.

84

ANEXO 4

Esquema lógico del laboratorio Raspberry pi para implementar con una red LAN.

85

ANEXO 5

Esquema del laboratorio Raspberry pi para implementar con una red LAN.

86

ANEXO 6

Cambios que se le realizo a la carcasa y la colocación de los

disipadores al Rapsberry Pi. Ver imagen 41.

87

ANEXO 7

Proformas que se realizaron para la compra de equipos Raspberry

Pi.

ANEXO 8

88

Proforma para la adquisición de los Equipos de un laboratorio de

Computo.

ANEXO 9

Instalación del sistema operativo Raspbian

89

1. La instalación se realiza desde un computador que tenga

Windows o Lunix, se ejecuta el programa win32DiskImager y se

selecciona la ruta en donde está contenido el sistema operativo

Raspbian

Se busca la ruta del sistema operativo ya descargado en el

computador.

90

2. Luego de escoger el Sistema Operativo procedemos a dar clip

en Write.

3. Luego de la instalación del sistema operativo en nuestra micro

SD la colocamos en la raspberry pi, conectamos al monitor,

teclado y mouse; la conectamos a la corriente; la instalación esta

completada, la primera vez va a reconocer la tarjeta micro SD y

se reiniciara el sistema, y tenemos ya lista la interfaz, del

sistema operativo.

91

Interfaz gráfica del escritorio de Raspbian en el Raspberry Pi.

Configuración del Sistema Operativo

4. Para la configuracion debemos dar en el icono de inicio

desplegamos el menu seleccionamos Preferennce luego en

escogemos la opcion Raspberry Pi Configuration. Configuramos

primero la ubicación de nuestro equipo.

92

5. Escogemos la configuración del idioma la fecha y hora del

sistema.

6. Escogemos la configuración del teclado en español y nuestra

región.

93

7. Escogemos el tipo de dispositivo de conexión wi-fi de nuestra

región.

8. Reiniciamos el sistema para que acepte los cambios.

94

9. Configuramos el Panel del Sistema operativo.

10. Realizamos cambios para que el sistema tome una apariencia

más común con los usuarios.

95

11. Debemos actualizar Raspbian en la terminal escribimos

pi@rasberrypi: sudo apt-get dist-upgrade.

12. pi@rasberrypi: sudo apt-get dist-update.

96

ANEXO 10

Practica con los alumnos de la Escuela Ciudad de Ariel.

98

ANEXO 11

Encuesta realizada

100

ANEXO 12

Especificaciones técnicas de Raspberry pi 3 modelo B

101

ANEXO 13

Especificaciones técnicas del Switch.

103

ANEXO 14

104

Tabla comparativa entre laboratorios.

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