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UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL DEPARTAMENTO ACADÉMICO DE GRADUACIÓN
TRABAJO DE TITULACIÓN PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE
INGENIERÍA EN TELEINFORMÁTICA
ÁREA TECNOLOGÍA DE LOS ORDENADORES
TEMA “ECO-PC: COMPUTADOR DE BAJO COSTO ACOPLADO CON EQUIPOS ELECTRÓNICOS
RECICLADOS Y OPEN HARDWARE”
AUTOR PEÑALOZA PIN JUAN CARLOS
DIRECTOR DEL TRABAJO ING. COM. PLAZA VARGAS ANGEL MARCEL, MSC
2017 GUAYAQUIL – ECUADOR
ii
DECLARACIÓN DE AUTORÍA
“La responsabilidad del contenido de este Trabajo de Titulación, me
corresponde exclusivamente; y el patrimonio Intelectual del mismo a la
Facultad de Ingeniería Industrial de la Universidad de Guayaquil”
Peñaloza Pin Juan Carlos CC 0931504336
iii
AGRADECIMIENTO
Agradezco a Dios por haberme acompañado y guiado a lo largo de mi
carrera, por ser mi fortaleza en los momentos de debilidad y brindarme
paciencia y sabiduría para lograr mis objetivos.
A mis padres y abuelos por su apoyo incondicional y por haberme dado la
oportunidad de tener una excelente educación en el trascurso de mi vida.
A mi hermana y amigos quienes siempre me brindaron todo su apoyo,
conocimiento, alegría y tiempo para ayudarme cuando lo necesitaba y así
poder cumplir uno de mis objetivos, porque sin ellos nada de esto hubiera
sido posible.
A todos los docentes académicos por compartir sus conocimientos y
apoyarnos durante toda la carrera universitaria, en especial a mi tutor el
Ing. Angel Plaza por su paciencia y dedicación en guiarme durante todo el
proceso y quedarse muchas veces hasta tarde ayudándome para poder
concluir mi proyecto de tesis.
iv
DEDICATORIA
A Dios, por permitirme llegar a este momento tan especial en mi vida, por
cada uno de los triunfos y los momentos difíciles que me han enseñado a
valorarlo cada día.
A mis padres, por ser los pilares más importantes y por demostrarme
siempre su cariño y apoyo incondicional sin importar nuestras diferencias
de opiniones.
A mis abuelos los cuales siempre me apoyaron en cada momento y los
cuales son parte fundamental en este logro.
A mi hermana y a todas esas personas especiales que siempre estuvieron
en las buenas y malas conmigo, dándome su apoyo incondicional a cada
momento para poder alcanzar este logro.
v
ÍNDICE GENERAL
N° Descripción Pág.
INTRODUCCIÓN 1
CAPÍTULO I3
EL PROBLEMA3
N° Descripción Pág.
1.1 Planteamiento del problema 3
1.2 Formulación del problema 10
1.3 Sistematización del problema 10
1.4 Objetivos 10
1.4.1 Objetivo general 10
1.4.2 Objetivos específicos 11
1.5 Justificación 11
1.6 Delimitación del problema 13
1.6.1 Campo 13
1.6.2 Área 13
1.6.3 Alcance 13
CAPÍTULO II14
MARCO TEÓRICO14
N° Descripción Pág.
2.1 Antecedentes del Estudio 14
2.2 Fundamentación Teórica 15
2.2.1 Contaminación electrónica 15
2.2.1.1 Definición 15
2.2.1.2 Problemas 15
2.2.1.3 Cómo deshacernos de la basura electrónica 16
vi
N° Descripción Pág.
2.2.2 Open source hardware 17
2.2.3 Raspberry Pi 18
2.2.3.1 Introducción 18
2.2.3.2 Definición 19
2.2.3.3 Modelos de Raspberry Pi 20
2.2.3.4 Raspberry Pi 3 21
2.2.3.5 Características de Raspberry Pi 3 28
2.2.3.6 Hardware 29
2.2.3.6.1 Broadcom BCM2837 29
2.2.3.6.2 USB Chip 30
2.2.3.6.3 GPIO 31
2.2.3.6.4 Antena 31
2.2.3.6.5 Memorias 32
2.2.3.6.6 Conector de alimentación 33
2.2.3.6.7 Conector HDMI 33
2.2.3.6.8 Conector de audio 34
2.2.3.6.9 Conectores Ethernet y USB 35
2.2.3.6.10 Conectores de cámara y display 35
2.2.3.7 Software 36
2.2.3.7.1 Raspbian 37
2.2.3.7.2 Kano OS 38
2.2.3.7.3 Ubuntu MATE 39
2.2.3.7.4 Pidora 40
2.2.3.7.5 Kali Linux 41
2.3 Fundamentación investigativa 42
2.4 Fundamentación legal 47
2.4.1 Constitución de la República del Ecuador 47
2.4.2 Decreto 1014 Software Libre en Ecuador 48
vii
CAPÍTULO III49
METODOLOGÍA49
N° Descripción Pág.
3.1 Aspectos metodológicos 49
3.1.1 Método bibliográfico o documental 49
3.1.1.1 Investigación Bibliográfica 49
3.1.1.2 Investigación Hemerográfica 50
3.1.1.3 Investigación Archivística 50
3.1.2 Método experimental 51
3.2 Verificar las condiciones y características técnicas de
equipos computacionales en desuso que se puedan
acceder y reciclar 51
3.3 Selección de tecnologías de hardware y software
abierto que sean compatible con los equipos
computacionales a reutilizar 53
3.4 Diseñar proceso de interconexión entre los diferentes
componentes 55
3.5 Evaluar prototipo de equipo de computación personal
de bajo costo utilizando componentes electrónicos
reciclados 56
3.5.1 Determinación del tamaño de la muestra 56
3.5.2 Análisis e interpretación de resultados 57
CAPÍTULO IV62
PROPUESTA DE LA INVESTIGACIÓN62
N° Descripción Pág.
4.1 Título de la propuesta 62
4.2 Objetivos de la propuesta 62
4.2.1 Objetivo general 62
4.2.2 Objetivos específicos 62
viii
N° Descripción Pág.
4.3 Desarrollo de la propuesta 63
4.3.1 Software 63
4.3.1.1 Selección del sistema operativo 63
4.3.1.2 Descarga del software 63
4.3.1.3 Preparación de la tarjeta SD 64
4.3.1.4 Instalación del sistema operativo 65
4.3.2 Hardware 68
4.3.2.1 Limpieza del monitor 68
4.3.2.2 Coloración del monitor 71
4.3.3 Interconexión de componentes 72
4.3.3.1 Conexión de alimentación de Raspberry Pi dentro
del monitor 72
4.3.3.2 Conexión de la Raspberry Pi al monitor y periféricos 75
4.3.4 Encendido del prototipo 77
4.3.4.1 Configuración inicial del sistema operativo 77
4.3.4.1.1 Configuración inicial de Raspbian 78
4.3.4.1.2 Configuración inicial de Kano OS 79
4.3.4.1.3 Configuración inicial de Ubuntu MATE 84
4.3.4.2 Instalación de aplicaciones educativas 89
4.3.4.2.1 Instalación de aplicaciones en Raspbian 90
4.3.4.2.2 Instalación de aplicaciones en Kano OS 90
4.3.4.2.3 Instalación de aplicaciones en Ubuntu MATE 94
4.3.4.2.3.1 Instalación desde terminal 94
4.3.4.2.3.2 Instalación desde aplicación 95
4.4 Conclusión 99
4.5 Recomendación 100
ANEXOS 101
BIBLIOGRAFÍA 118
ix
ÍNDICE DE TABLAS
N° Descripción Pág.
1 Ventas de pc a nivel mundial en el primer
trimestre de 2017 IDC 3
2 Ventas de pc a nivel mundial en el primer
trimestre de 2017 Gartner 4
3 Disponibilidad de TIC´S en Guayaquil 7
4 Año 2017 más basura electrónica en el mundo 8
5 Metales pesados: intoxicación silenciosa 9
6 Componentes tóxicos en computadoras 11
7 Materiales tóxicos encontrados en equipos
electrónicos 15
8 Especificaciones de Raspberry Pi 3 28
9 Conectores de Raspberry Pi 3 28
10 Designaciones de clase de tarjetas SD 33
11 Tipos de monitores CRT dentro de vertederos y
bodegas 53
12 Lista de variables 56
13 Resultados de complejidad del sistema operativo y
aplicaciones de la eco-pc 58
14 Resultados de aceptación para uso de materiales
reciclados para la construcción eco-pc 58
15 Resultados de aceptación de reutilización de equipos
electrónicos para beneficio del medio ambiente 59
16 Resultados de aceptación de que las aplicaciones de
la eco-pc son un aporte para la educación escolar 60
17 Resultados de aceptación de que la eco-pc ayudaría a
escuelas de escasos recursos a contar con equipos
tecnológicos 61
x
ÍNDICE DE FIGURAS
N° Descripción Pág.
1 Uso de computadoras y equipos tecnológicos 1
2 Porcentaje de personas analfabetas digitales área
nacional 5
3 Porcentaje de personas analfabetas digitales área
urbana 5
4 Porcentaje de personas analfabetas digitales área
rural 6
5 Porcentaje de personas con acceso a computadoras
área nacional 6
6 Porcentaje de personas con acceso a computadoras
área urbana 7
7 Porcentaje de personas con acceso a computadoras
área rural 7
8 Logo Raspberry Pi Foundation 18
9 Componentes de una Raspberry Pi 19
10 Modelos de Raspberry Pi (A) 20
11 Modelos de Raspberry Pi (B) 21
12 Raspberry Pi 3 Modelo B 22
13 Componentes de una Raspberry Pi 3 22
14 Esquemático Raspberry Pi 3 (A) 23
15 Esquemático Raspberry Pi 3 (B) 24
16 Esquemático Raspberry Pi 3 (C) 25
17 Esquemático Raspberry Pi 3 (D) 26
18 Esquemático Raspberry Pi 3 (E) 27
19 Broadcom BCM2837 30
20 USB chip 30
xi
N° Descripción Pág.
21 GPIO 31
22 Antena 32
23 Conector de alimentación 33
24 Conector HDMI 34
25 Conector de audio 34
26 Conectores Ethernet y USB 35
27 Conectores de cámara y display 36
28 Escritorio Raspbian Jessie 37
29 Escritorio Kano OS 38
30 Escritorio Ubuntu MATE 39
31 Escritorio Pidora 40
32 Escritorio Kali Linux 41
33 Diseño de interconexión de componentes 55
34 Gráfica de resultados de complejidad del sistema
operativo y aplicaciones de la Eco-Pc 58
35 Gráfica de resultados de aceptación para uso de
materiales reciclados para la construcción Eco-Pc 59
36 Gráfica de resultados de aceptación de reutilización
de equipos electrónicos para beneficio del medio
ambiente 59
37 Gráfica de aceptación de que las aplicaciones de la
Eco-Pc son un aporte para la educación escolar 60
38 Gráfica de resultados de aceptación de que la Eco-Pc
ayudaría a escuelas de escasos recursos a contar con
equipos tecnológicos 61
39 SDformater opciones 64
40 SDformatter mensaje final de proceso 65
41 Selección de memoria SD en win32 disk imager 66
42 Selección de archivo en win32 disk imager 66
43 Iniciar proceso de escritura en win32 disk imager 67
44 Cuadro advertencia de escritura win32 disk imager 67
xii
N° Descripción Pág.
45 Mensaje de final de escritura en win32 disk imager 68
46 Equipos electrónicos reciclados 68
47 Prueba de funcionamiento de monitor 69
48 Limpieza externa de monitor 69
49 Retiro de carcasa de monitor 70
50 Limpieza interna de monitor 70
51 Proceso de coloración del monitor 71
52 Proceso de coloración concluido 71
53 Medición de voltaje con multímetro 72
54 Soldado de cables para alimentar fuente de
Raspberry Pi 73
55 Instlación de fuente de alimentación Raspberry Pi 74
56 Ajuste de alimentación raspberry pi dentro de la
carcasa del monitor 74
57 Inserción de memoria SD en Raspberry Pi 75
58 Conversor VGA/HDMI 75
59 Acoplamiento de conversor VGA/HDMI en monitor 76
60 Conexión de puerto y aseguramiento de cable VGA 76
61 Acoplamiento y conexión de Raspberry Pi en monitor 77
62 Actualización cache de apt Raspbian 78
63 Actualización de todo el Software de Raspbian 79
64 Configuración Kano OS (A) 79
65 Configuración Kano OS (B) 80
66 Configuración Kano OS (C) 80
67 Configuración Kano OS (D) 80
68 Configuración Kano OS (E) 80
69 Configuración Kano OS (F) 81
70 Configuración Kano OS (G) 81
71 Configuración Kano OS (H) 81
72 Configuración Kano OS (I) 82
73 Configuración Kano OS (J) 82
xiii
N° Descripción Pág.
74 Configuración Kano OS (K) 83
75 Configuración Kano OS Wifi (I) 83
76 Configuración Kano Os cuenta (M) 84
77 Configuración Ubuntu MATE (A) 84
78 Configuración Ubuntu MATE (B) 85
79 Configuración Ubuntu MATE (C) 85
80 Configuración Ubuntu MATE (D) 86
81 Configuración Ubuntu MATE (E) 86
82 Configuración Ubuntu MATE (F) 87
83 Configuración Wifi Ubuntu MATE (A) 87
84 Configuración Wifi Ubuntu MATE (B) 88
85 Actualización cache de apt Ubuntu MATE 88
86 Actualización de todo el Software de Ubuntu MATE 89
87 Instalación de aplicación en Raspbian 90
88 Instalación de aplicación en Kano OS (A) 91
89 Instalación de aplicación en Kano OS (B) 91
90 Instalación de aplicación en Kano OS (C) 92
91 Instalación de aplicación en Kano OS (D) 92
92 Instalación de aplicación en Kano OS (E) 93
93 Instalación de aplicación en Kano OS (F) 93
94 Instalación de aplicación en Kano OS (G) 94
95 Instalación desde terminal Ubuntu MATE 95
96 Instalación desde aplicación Ubuntu MATE (A) 95
97 Instalación desde aplicación Ubuntu MATE (B) 96
98 Instalación desde aplicación Ubuntu MATE (C) 97
99 Instalación desde aplicación Ubuntu MATE (D) 97
100 Instalación desde aplicación Ubuntu MATE (E) 98
101 Instalación desde aplicación Ubuntu MATE (F) 98
xiv
ÍNDICE DE ANEXOS
N° Descripción Pág.
1 Constitución de la República del Ecuador 102
2 Decreto 1014 Software Libre en Ecuador 104
3 Preguntas de encuesta 106
4 Aplicaciones educativas con software libre 107
5 Presupuesto y financiamiento 112
6 Presentación y encuesta de prototipo dentro de la
U.E Fénix “José Benito Benítez San Andrés” 113
xv
AUTOR: PEÑALOZA PIN JUAN CARLOS TÍTULO: ECO-PC: COMPUTADOR DE BAJO COSTO ACOPLADO
CON EQUIPOS ELECTRÓNICOS RECICLADOS Y OPEN HARDWARE
DIRECTOR: ING. COM. PLAZA VARGAS ANGEL MARCEL, MSC.
RESUMEN
Mediante el presente proyecto se pretende proveer una alternativa que permita reutilizar los equipos computacionales (monitores, teclados y mouse) considerados en desuso en conjunto con un equipo de nueva tecnología conocida como Raspberry Pi, para generar una oportunidad de reducir en algún porcentaje la cantidad de chatarra electrónica que se encuentra acumulados en bodegas y vertederos en nuestra ciudad. En esta propuesta se apunta a aplicar diferentes técnicas de emprendimiento tecnológico mediante el uso de dispositivos de código abierto u open source/hardware para reusar estos equipos de manera que sean beneficioso para la comunidad en general y el medio ambiente. De esta manera se logrará que un monitor reciclado vuelva a funcionar remplazando al CPU común con una nueva tecnología conocida como Raspberry Pi 3, el cual tiene un sin número de aplicaciones tecnológicas ofreciendo un excelente rendimiento y poder en una pequeña placa, con la ayuda de un software basado en Linux con programas y herramientas orientados en diferentes áreas como matemática, astronomía, diseño, entre otros, los cuales serán beneficioso para el desarrollo y mejoramiento del sector educativo. De esta forma se busca que este proyecto pueda ser utilizado de forma futura en distintas zonas de bajos recurso y de poco acceso a tecnología de nuestro país, generando oportunidades para mejorar la educación y el desarrollo de los conocimientos para la producción de nuevos proyectos que beneficien a la sociedad.
PALABRAS CLAVES: Computador, Bajo, Costo, Equipos, Electrónicos,
Open Hardware.
Peñaloza Pin Juan Carlos Ing. Com. Plaza Vargas Angel, MSC. CC 0931504336 Director del Trabajo
xvi
AUTHOR: PEÑALOZA PIN JUAN CARLOS TOPIC: ECO-PC: LOW COST COMPUTER COUPLED WITH
RECYCLED ELECTRONIC EQUIPMENT AND OPEN HARDWARE
DIRECTOR: ING. COM. PLAZA VARGAS ANGEL MARCEL, MSC.
ABSTRACT
This project aims to provide an alternative to reuse old computer
equipment (monitors, keyboards and mice) which are considered obsolete,
with new technology equipment known as Raspberry Pi, creating an
opportunity to reduce, at some level, the amount of electronic scrap
accumulated in warehouses and landfills in our city. The goal is to apply
different techniques of technological entrepreneurship through the use of
open source devices or open source / hardware to reuse these equipment
so that is beneficial to the community and the environment in general. This
way, it will achieve a recycled monitor will be operational again, replacing
the common CPU with a new technology known as Raspberry Pi 3, which
has a great many technological applications, providing an outstanding
performance and power in a small plate, using software based on Linux with
programs and tools oriented in different areas such as mathematics,
astronomy, design, among others, which will be beneficial for the
development and improvement of the academic area. The expectations for
this project is that it will be used in the future in rural areas or/and areas with
limited access to technology in our country, generating opportunities to
improve education and the knowledge development for new projects to
come that could benefit society.
KEYWORDS: Computer, Low, Cost, Equipment, Electronics, Open
Hardware.
Peñaloza Pin Juan Carlos Ing. Com. Plaza Vargas Angel, MSC. CC 0931504336 Work Director
INTRODUCCIÓN
En la actualidad el uso de equipos electrónicos como computadoras,
celulares, etc. Son de gran beneficio para la sociedad y el desarrollo
científico, educativo y político de un país, debido a que facilitan la
comunicación, el acceso a la información y la realización de varios trabajos
logrando de esta forma convertirse en productos de primera necesidad.
FIGURA N° 1
USO DE COMPUTADORAS Y EQUIPOS TECNOLÓGICOS
Fuente: https://www.mepiar.com/ninos-y-tecnologia-ventajas-e-inconvenientes-del-uso-de-dispositivos https://www.fayerwayer.com/2013/11/la-basura-tecnologica-y-sus-causas-consecuencias/ Elaborado por: Peñaloza Pin Juan Carlos
A pesar de todos los grandes beneficios que generan estos equipos
existe aún una brecha muy significativa, es el analfabetismo digital que está
ligado a la falta de acceso a estos medios tecnológicos por parte de
personas y escuelas de escasos recursos.
Usos de computadoras y
equipos tecnológicos
Beneficios
Acceso a información
Facilita la comunicación
Herramientas para facilitar el trabajo
Problemas
Acceso a equipos por población de escasos
recurso
Dominio de herramientas
digitales
Contaminación de desechos
Introducción 2
Pero, así como el aumento del consumo de aparatos electrónicos ha
sido vertiginoso a nivel mundial, también han ido incrementando los
deshechos de estos tipos de productos los cuales un gran porcentaje de
ellos no son tratados de forma correcta ocasionando un alto índice de
contaminación por parte de ellos.
De ahí es donde parte la propuesta de esta tesis la cual es tratar de
reutilizar esos equipos desechados o en desuso para crear un prototipo de
computador personal de bajo costo implementando varias técnicas de
reciclaje y emprendimiento tecnológico mediante la utilización de nuevas
tecnologías de hardware como es la Raspberry Pi.
Una vez implementado el prototipo se deberá realizar varias pruebas
de rendimiento de sistemas operativos para poder verificar cual se
desempeña mejor en las diferentes áreas como matemática, física, entre
otros y poder decidir cuál de ellos sería más beneficioso para el desarrollo
y mejoramiento del sector educativo.
Esta tesis propone dar una solución a futuro de llegar poblaciones y
escuelas de escasos recursos, desarrollando un producto que les permita
el acceso a la tecnología y la información mediante la creación de equipos
de cómputo de bajo costo y generar una oportunidad para reducir en algún
porcentaje la cantidad de chatarra electrónica que se encuentra
acumulados en bodegas y vertederos en nuestra ciudad.
CAPÍTULO I
EL PROBLEMA
1.1 Planteamiento del problema
“La producción y utilización de equipos electrónicos crece a nivel
mundial en todos los ámbitos en que se desenvuelve el ser humano, las
industrias electrónicas y de producción de aparatos constituye actualmente
el sector de mayor progreso en países desarrollados” (Aguilera, 2017, pág.
42).
TABLA N° 1
VENTAS DE PC A NIVEL MUNDIAL EN EL PRIMER TRIMESTRE DE
2017 IDC
Fabricante
Ventas 1Q 2017 (en miles de
unidades)
Cuota de mercado
1Q de 2017
Ventas 1Q de 2016
(en miles de
unidades)
Cuota de mercado
1Q de 2016
Crecimiento anual
HP 13.143 21,8% 11.621 19,4% 13,1%
Lenovo 12.322 20,4% 12.121 20,2% 1,7%
Dell 9.573 15,9% 9.017 15,0% 6,2%
Apple 4.201 7,0% 4.036 6,7% 4,1%
Acer 4.121 6,8% 4.006 6,7% 2,9%
Otros 16.967 28,1% 19.140 31,9% -11,4%
Total, del
mercado 60.328 100,0% 59.942 100,0% 0,6%
Fuente: http://www.idc.com Elaborado por: Peñaloza Pin Juan Carlos
El Problema 4
TABLA N° 2
VENTAS DE PC A NIVEL MUNDIAL EN EL PRIMER TRIMESTRE DE
2017 GARTNER
Fabricante
Ventas 1Q
2015 (en
miles de
unidades)
Cuota de
mercado
1Q de
2015
Ventas 1Q
de 2014
(en miles
de
unidades)
Cuota de
mercado
1Q de
2014
Crecimiento
anual
Lenovo 12.377 19,9% 12.226 19,2% 1,2%
HP 12.118 19,5% 11.383 17,9% 6,5%
Dell 9.351 15,0% 9.040 14,2% 3,4%
Asus 4.547 7,3% 5.287 8,3% -14,0%
Apple 4.217 6,8% 4.034 6,3% 4,5%
Acer 4.190 6,7% 4.266 6,7% -1,8%
Otros 15.380 24,7% 17.486 27,4% -12,0%
Total, del
mercado 62.180 100% 63.721 100% -2,4%
Fuente: http://www.gartner.com Elaborado por: Peñaloza Pin Juan Carlos
“Los grandes beneficios que se obtienen de la utilización de estos
aparatos electrónicos, contribuyen no sólo al desarrollo científico,
tecnológico e industrial de una sociedad, sino que además le brindan
comodidad y seguridad” (Aguilera, 2017, pág. 42). A pesar de todos los
beneficios y la penetración del uso de elementos digitales existe aún una
brecha muy significativa, es el analfabetismo digital que está ligado a la
falta de acceso a estos medios tecnológicos por parte de personas y
escuelas de escasos recursos.
Villacís & Jaramillo (2014) indican: “A las generaciones que no
contaron con los beneficios de la era digital les ha costado adaptarse a los
El Problema 5
nuevos dispositivos, ya que les resultan extraños y también hay un factor
de actitud por parte de cada uno de ellos” (párr. 7).
El grado del analfabetismo digital en el país, según el INEC,
alcanzaba al 20% de la población. La mayoría eran mujeres (50,4%) y la
edad fue un factor predominante. Villacís & Jaramillo (2014) indican:
“Apenas el 18,9% de las personas de entre 55 y 64 años había usado una
computadora, frente al 67,8% de la población de entre 16 y 24 años que sí
lo hizo” (párr. 3).
FIGURA N° 2
PORCENTAJE DE PERSONAS ANALFABETAS DIGITALES ÁREA
NACIONAL
Fuente: http://www.ecuadorencifras.gob.ec Elaborado por: Peñaloza Pin Juan Carlos
FIGURA N° 3
PORCENTAJE DE PERSONAS ANALFABETAS DIGITALES ÁREA
URBANA
Fuente: http://www.ecuadorencifras.gob.ec Elaborado por: Peñaloza Pin Juan Carlos
22,40%
29,90%33,80% 34,30%
37,30%
0,00%
10,00%
20,00%
30,00%
40,00%
2012 2013 2014 2015 2016
Nacional
0,00%
10,00%
20,00%
30,00%
40,00%
2012 2013 2014 2015 2016
Urbana
El Problema 6
FIGURA N° 4
PORCENTAJE DE PERSONAS ANALFABETAS DIGITALES ÁREA
RURAL
Fuente: http://www.ecuadorencifras.gob.ec Elaborado por: Peñaloza Pin Juan Carlos
FIGURA N° 5
PORCENTAJE DE PERSONAS CON ACCESO A COMPUTADORAS
ÁREA NACIONAL
Fuente: http://www.ecuadorencifras.gob.ec Elaborado por: Peñaloza Pin Juan Carlos
0,00%
10,00%
20,00%
30,00%
40,00%
2012 2013 2014 2015 2016
Rural
0,00%
10,00%
20,00%
30,00%
40,00%
2012 2013 2014 2015 2016
Nacional
El Problema 7
FIGURA N° 6
PORCENTAJE DE PERSONAS CON ACCESO A COMPUTADORAS
ÁREA URBANA
Fuente: http://www.ecuadorencifras.gob.ec Elaborado por: Peñaloza Pin Juan Carlos
FIGURA N° 7
PORCENTAJE DE PERSONAS CON ACCESO A COMPUTADORAS
ÁREA RURAL
Fuente: http://www.ecuadorencifras.gob.ec Elaborado por: Peñaloza Pin Juan Carlos
TABLA N° 3
DISPONIBILIDAD DE TIC´S EN GUAYAQUIL
Teléfono celular Computador
83,2% 28,6%
Internet TV por cable
17,1% 14,6% Fuente: http://www.ecuadorencifras.gob.ec Elaborado por: Peñaloza Pin Juan Carlos
0,00%
10,00%
20,00%
30,00%
40,00%
2012 2013 2014 2015 2016
Urbana
0,00%
10,00%
20,00%
30,00%
40,00%
2012 2013 2014 2015 2016
Rural
El Problema 8
Pero, así como el aumento del consumo de aparatos electrónicos ha
sido vertiginoso a nivel mundial, también han ido incrementando los
deshechos de estos tipos de productos ocasionados por la sustitución,
innovación o eliminación paradójicamente por el desarrollo de los mismos.
Cuando los equipos cumplen su tiempo de vida son desechados
para formar parte de los 50 millones de toneladas de basura tecnológica
que se producen cada año.
TABLA N° 4
AÑO 2017 MÁS BASURA ELECTRÓNICA EN EL MUNDO
El Problema 9
Fuente: http://www.elnuevodiario.com Elaborado por: Peñaloza Pin Juan Carlos
Actualmente en nuestro país se producen aproximadamente 73.000
toneladas de residuos electrónicos. Esto equivale a 4,6 kilos de basura por
habitante, este tipo de basura genera problemas al medioambiente y a la
salud, porque entre los residuos que emanan se encuentran componentes
muy perjudiciales como el arsénico, mercurio, plomo y otras sustancias
tóxicas.
TABLA N° 5
METALES PESADOS: INTOXICACIÓN SILENCIOSA
Fuente: http://wvw.nacion.com Elaborado por: Peñaloza Pin Juan Carlos
Se estima que solo entre el 2% y 5% de esta basura recibe un
tratamiento especial, además el país no tiene políticas públicas para
fomentar el reciclaje de estos artefactos.
Mediante el presente proyecto se pretende proveer una alternativa
que permita reutilizar los equipos computacionales (monitores)
considerados en desuso y generar una oportunidad para reducir en algún
porcentaje la cantidad de chatarra electrónica que se encuentra
acumulados en bodegas y vertederos en nuestra ciudad.
El Problema 10
En esta propuesta se apunta a aplicar diferentes técnicas de
emprendimiento tecnológico mediante el uso de dispositivos de
programación libre u open hardware para reusar estos equipos de manera
que sean beneficioso para la comunidad en general y el medio ambiente.
También pretende, con esos equipos reutilizados llegar a
poblaciones de escasos recursos, permitiéndole el acceso a la tecnología
y la información mediante la creación de equipos de cómputo de bajo costo,
dando de esta manera un gran aporte a escuelas y/o comunidades, donde
carecen de recursos y equipos.
1.2 Formulación del problema
¿Es posible ensamblar un equipo de computación básico con el uso
de elementos electrónicos reciclados combinados con tecnología de
hardware y software abierto?
1.3 Sistematización del problema
¿Existen en la UG equipos electrónicos que se puedan reciclar?
¿Es posible usar componentes electrónicos reciclados para armar
un equipo computacional?
¿Existen herramientas de tecnologías abiertas para adaptar a
equipos computacionales reciclados?
1.4 Objetivos
1.4.1 Objetivo general
Diseñar un prototipo de equipo de computación personal de bajo
costo utilizando componentes electrónicos reciclados y tecnología de
hardware y software abierto.
El Problema 11
1.4.2 Objetivos específicos
1. Verificar las condiciones y características técnicas de equipos
computacionales en desuso que se puedan acceder y reciclar.
2. Selección de tecnologías de hardware y software abierto que sean
compatible con los equipos computacionales a reutilizar.
3. Diseñar proceso de interconexión entre los diferentes componentes.
4. Evaluar prototipo de equipo de computación personal de bajo costo
utilizando componentes electrónicos reciclados.
1.5 Justificación
Mediante el presente proyecto se pretende proveer una alternativa
que permita reutilizar los equipos computacionales (monitores)
considerados en desuso en conjunto con un equipo de nueva tecnología
conocida como Raspberry Pi 3, y generar una oportunidad para reducir en
algún porcentaje la cantidad de chatarra electrónica que se encuentra
acumulados en bodegas y vertederos en nuestra ciudad.
Recordando que las computadoras contienen componentes tóxicos
para el ser humano como lo muestra el siguiente cuadro:
TABLA N° 6
COMPONENTES TÓXICOS EN COMPUTADORAS
El Problema 12
Fuente: http://www.greenpeace.org Elaborado por: Peñaloza Pin Juan Carlos
De esta manera se logrará que un monitor reciclado vuelva a
funcionar remplazando al CPU común con una nueva tecnología conocida
como Raspberry Pi 3 el cual tiene un sin número de aplicaciones
tecnológicas la cual nos ofrece un excelente rendimiento y poder en una
pequeña placa.
El Problema 13
Se evaluará diferentes sistemas operativos como: Ubuntu MATE,
Raspbian, Pidora, Kano OS y Kali Linux, para verificar cual se desempeña
mejor en las diferentes áreas como matemática, física, entre otros y cuál
de ellos sería beneficioso para el desarrollo y mejoramiento del sector
educativo.
De esta forma se busca que este proyecto pueda ser utilizado de
forma futura en distintas zonas de bajos recurso y de poco acceso a
tecnología de nuestro país, generando oportunidades para mejorar la
educación y el desarrollo de los conocimientos para la producción de
nuevos proyectos que beneficien a la sociedad.
1.6 Delimitación del problema
La investigación se delimita de la siguiente manera:
1.6.1 Campo
Tecnología de los ordenadores
1.6.2 Área
Microarquitecturas abiertas y aplicación de Tecnología de la
Información.
1.6.3 Alcance
Se pretende proveer una alternativa para lograr que un monitor
reciclado vuelva a funcionar remplazando al CPU común con una nueva
tecnología conocida como Raspberry Pi 3.
Se evaluará diferentes sistemas operativos para verificar cual se
desempeña mejor en las diferentes áreas como matemática, física, entre
otros y cuál de ellos sería beneficioso para el desarrollo y mejoramiento del
sector educativo.
La investigación concluirá con la presentación de un prototipo de la
propuesta.
CAPÍTULO II
MARCO TEÓRICO
2.1 Antecedentes del Estudio
En las últimas décadas los niveles de contaminación se han
incrementado en diversas ciudades, causando un impacto negativo en la
salud humana, la contaminación por aparatos electrónicos es uno de los
más preocupantes debido a su rápido incremento a nivel mundial, dado por
la falta de concientización en el uso desmesurado de nuevas tecnologías y
alternativas por parte de las entidades responsables al momento de
procesar y tratar estos desechos.
La solución que se puede implementar es la de reciclar, la cual se
enfoca en el proceso de reutilizar ciertas partes o de forma completa estos
desechos para generar nuevos productos, de esta forma se reduciría el
número de desechos electrónica en vertederos y bodegas.
Gracias a las propuestas tecnologías como lo es el open hardware
se han podido implementar varios proyectos donde su función principal es
la de reutilizar equipos electrónicos en desuso y así poder crear productos
nuevos de gran utilidad en varios sectores tanto educativo y social.
Considerando el objetivo principal de este proyecto que es el de
reutilizar monitores de computadoras considerados en desuso para crear
un equipo personal de bajo costo utilizando nueva tecnología como es la
Raspberry Pi remplazando al CPU convencional. En esta investigación se
busca usar todas las funcionalidades de las Raspberry Pi basándonos en
equipo personal, para crear una oportunidad de uso a monitores en desuso
y poder crear un producto que será de beneficio a futuro para escuelas y
sectores de escasos recursos, y de forma complementaria generar
oportunidades para disminuir el analfabetismo digital en nuestro país.
Marco Teórico 15
2.2 Fundamentación Teórica
2.2.1 Contaminación electrónica
2.2.1.1 Definición
Los desechos electrónicos o E-waster, pueden ser cualquier
dispositivo electrónico anticuado u obsoleto que se encuentra en las
oficinas, hogares y en los bolsillos de los pantalones. Televisiones,
microondas, computadoras y teléfonos celulares que son ejemplos
comunes de desechos electrónicos.
Recycleforce (2011) nos indica: “En esta era tecnológica, la cantidad
de desechos electrónicos está creciendo porque la vida útil de los
dispositivos y productos es limitada” (párr. 2).
La demanda de los consumidores está aumentando y las empresas
están respondiendo a esa demanda actualizando y mejorando los
dispositivos y equipos constantemente.
2.2.1.2 Problemas
Los equipos electrónicos contienen muchos materiales tóxicos
diferentes, tales como se muestran en la siguiente tabla:
TABLA N° 7
MATERIALES TÓXICOS ENCONTRADOS EN EQUIPOS
ELECTRÓNICOS
Fuente: http://www.cleanuptheworld.org Elaborado por: Peñaloza Pin Juan Carlos
Marco Teórico 16
GECAP (2017) indica: “La presencia de estos materiales no hace
que el equipo sea peligroso durante su período de uso, pero si los equipos
electrónicos son vertidos o incinerados, estos materiales peligrosos pueden
ser liberados” (pág. 1).
Algunos de los metales de los ordenadores antiguos podían
reciclarse, pero con las nuevas tecnologías se cambiaron diferentes
componentes como el metal por mezclas de plásticos por lo cual no
podemos reciclar muchos de estos compuestos.
2.2.1.3 Cómo deshacernos de la basura electrónica
Para deshacernos de la basura electrónica debemos hacer
conciencia ante este problema, con campañas de concientización de no
botar estos equipos en vertederos comunes, antes de realizar esta acción
debemos de pensar en las 3 R del reciclaje: reducir, reutilizar y reciclar.
a) Reducir: es disminuir el consumo y cantidad de residuos generados,
esto incluye comprar y consumir menos, como tal también tirar
menos. Ewaste Clean Up (2015) indica: “Reducir el consumo y
producción de residuos es el paso más eficaz hacia la producción de
menos residuos” (párr. 2). Sin embargo, hay momentos en que el
consumo es necesario. En estos casos, reutilizar todo lo posible
antes de reciclar los materiales restantes.
b) Reutilizar: Reduce indirectamente el impacto sobre el medio. Se
basa en la reutilización de un equipo para dar una segunda vida.
Todos los equipos electrónicos pueden tener más de una vida, ya
sea reparándolos para su reutilización, o donándolos a alguien que
no necesita algo tan sofisticado.
c) Reciclar: significa dar a los equipos viejos o usados una nueva vida,
haciendo productos nuevos de los materiales viejos.
Marco Teórico 17
Aguilera (2017) indica: “En el Ecuador, no existe una política para
gestionar este tipo de residuos por parte del Ministerio del Ambiente” (pág.
53). Se conoce que hay unas cuantas organizaciones que desarman y
extraen los componentes que pueden ser utilizados localmente, para según
el resto exportar a Europa donde hay tecnologías para darles un
tratamiento adecuado y así poder reciclarlos o eliminarlos.
Las personas saben abandonar estos aparatos electrónicos en vías
públicas cuando dejan de funcionar, los cuales llegan a parar a vertederos
o también es el caso de empresas que llegan a tener almacenado en
bodegas gran cantidad de basura electrónica debido a que son dados de
baja o remplazados por equipos nuevos.
Aguilera (2017) afirma: “Por este motivo en países en pleno
desarrollo como el nuestro se debe crear e implementar alternativas de
gestión para estos tipos de desechos” (pág. 53).
2.2.2 Open source hardware
"Se refiere a las especificaciones de diseño de un objeto físico que
están licenciadas de tal manera que dicho objeto puede ser modificado,
creado y distribuido por cualquier persona" (Opensource, 2015).
El "código fuente" para esquemas de hardware abiertos, planos,
diseños lógicos, dibujos o archivos CAD, etc. Está disponible a cualquier
modificación. Los usuarios con acceso a las herramientas para manipular
estos archivos de origen pueden actualizar y mejorar el código que subyace
al dispositivo físico. Pueden corregir errores en el software. Incluso pueden
modificar el diseño físico del objeto en sí y, si lo desean, proceder a
compartir dichas modificaciones.
El código fuente del hardware abierto debe ser fácilmente accesible,
y sus componentes son preferiblemente fáciles de obtener. Esencialmente,
el hardware abierto elimina los obstáculos comunes al diseño y fabricación
de bienes físicos; Proporciona a varias personas la facilidad de construir y
compartir sus conocimientos de diseño y función de hardware.
Marco Teórico 18
2.2.3 Raspberry Pi
2.2.3.1 Introducción
Norris (2014) el concepto Raspberry Pi comenzó a mediados del
2006 con el Dr. Eben Upton en el Laboratorio de Informática de la
Universidad de Cambridge, Inglaterra. Estaban preocupados por la
disminución en el conocimiento y nivel de habilidad de los estudiantes de
computación entrantes.
El Dr. Upton decidió crear una computadora de bajo costo,
argumentando que era posible que los padres no permitan que sus hijos
experimenten con computadoras modernas y relativamente caras. Esta
idea finalmente llevó a crear la placa Raspberry Pi. Esta computadora
proporcionaría una excelente oportunidad para que los niños aprendan a
programar y desarrollar sus propios contenidos.
El Dr. Upton se unió con otros socios para formar la Fundación
Raspberry Pi, para promover la alfabetización y el entusiasmo informático,
especialmente entre los jóvenes y niños que utilizan el Raspberry Pi como
su plataforma inicial.
FIGURA N° 8
LOGO RASPBERRY PI FOUNDATION
Fuente: https://www.elektor.com/raspberry-pi-foundation/ Elaborado por: Raspberry Pi Foundation
Marco Teórico 19
Una decisión clave de diseño que mantuvo bajos los costos fue
incorporar un chip SoC en el tablero. SoC es una abreviatura de System on
a Chip, una tecnología que coloca físicamente la memoria, el
microprocesador y el procesador gráfico en una especie de "sándwich" de
silicio que minimiza el circuito impreso y las huellas de interconexión PCB
que la acompañan.
La fundación finalmente se asoció con Broadcom para utilizar sus
diseños tanto para el microprocesador como para los procesadores SoC.
El SoC y algunos otros componentes clave y conexiones que debe saber
están identificados en la siguiente imagen:
FIGURA N° 9
COMPONENTES DE UNA RASPBERRY PI
Fuente: https://www.amazon.com/Vilros-Raspberry-Kit-Clear-Bluetooth-Connectivity Elaborado por: Amazon
Aunque no es crítico entender el microprocesador Broadcom para
usar el Raspberry Pi, Sigue siendo útil para discutirlo un poco para que
sepa por qué el Raspberry Pi es más lento que una PC y porque se utiliza
el mínimo consumo de energético para hacer trabajar la placa.
2.2.3.2 Definición
Raspberry pi no es nada menos que un tipo de ordenador de bajo
costo el cual posee un tamaño similar al de una tarjeta de crédito, esta placa
Marco Teórico 20
fue desarrollada en el Reino Unido por la Fundación Raspberry Pi, el cual
fue creado con la intención de facilitar y mejorar la enseñanza de la
informática en el sector educativo.
Esta placa con una dimensión de 8.5 por 5.3 cm, en su interior
encontraremos un chip Broadcom BCM2835, el cual contiene un
procesador ARM11 con varias frecuencias de funcionamiento y la
posibilidad de hacer Overclocking, posee procesador gráfico VideoCore IV
y distintas cantidades de memoria RAM que dependiendo su modelo puede
variar entre 256MB y 1GB.
Para lo que es video cuenta con una salida HDMI y una salida para
audio mediante un minijack, para su conexión a internet cuenta con un
puerto Ethermet de 10/100 o conexión wifi.
2.2.3.3 Modelos de Raspberry Pi
Raspberry Pi como cualquier otro dispositivo electrónico cuenta con
diferentes modelos uno más potente que otro a continuación se mostrara
los diferentes modelos de Raspberry Pi que hay en el mercado.
FIGURA N° 10
MODELOS DE RASPBERRY PI (A)
Fuente: https://comohacer.eu/comparativa-y-analisis-raspberry-pi-vs-competencia/ Elaborado por: Isaac PE
Marco Teórico 21
FIGURA N° 11
MODELOS DE RASPBERRY PI (B)
Fuente: https://comohacer.eu/comparativa-y-analisis-raspberry-pi-vs-competencia/ Elaborado por: Isaac PE
De los modelos anteriormente mencionados se utilizará la placa
con el modelo 3 B debido a que sus características son superior a las
demás.
2.2.3.4 Raspberry Pi 3
RS-Components (2016) Raspberry Pi 3 es una potente placa de
computadora del tamaño de una tarjeta de crédito que se puede utilizar
para muchas aplicaciones y reemplaza fácilmente a los modelos de
Raspberry pi B+ y Raspberry Pi 2.
RS-Components (2016) indica que mientras mantiene el formato
popular de la tarjeta la Raspberry pi 3 modelo B trae un procesador más
potente, 10 veces más rápido que la primera generación. Además, añade
LAN inalámbrica y conectividad Bluetooth por lo que es la solución ideal
para los diseños de conexión de gran alcance.
Marco Teórico 22
FIGURA N° 12
RASPBERRY PI 3 MODELO B
Fuente: https://www.raspberrypi.org Elaborado por: Raspberry Pi Foundation
FIGURA N° 13
COMPONENTES DE UNA RASPBERRY PI 3
Fuente: http://docs-europe.electrocomponents.com/webdocs/14ba/0900766b814ba5fd.pdf Elaborado por: RS-Components
Marco Teórico 23
FIGURA N° 14
ESQUEMÁTICO RASPBERRY PI 3 (A)
Fuente: https://www.raspberrypi.org/documentation/hardware/raspberrypi/schematics/Raspberry-Pi-3B- V1.2-Schematics.pdf Elaborado por: Raspberry Pi Foundation
Marco Teórico 24
FIGURA N° 15
ESQUEMÁTICO RASPBERRY PI 3 (B)
Fuente: https://www.raspberrypi.org/documentation/hardware/raspberrypi/schematics/Raspberry-Pi-3B- V1.2-Schematics.pdf Elaborado por: Raspberry Pi Foundation
Marco Teórico 25
FIGURA N° 16
ESQUEMÁTICO RASPBERRY PI 3 (C)
Fuente: https://www.raspberrypi.org/documentation/hardware/raspberrypi/schematics/Raspberry-Pi-3B- V1.2-Schematics.pdf Elaborado por: Raspberry Pi Foundation
Marco Teórico 26
FIGURA N° 17
ESQUEMÁTICO RASPBERRY PI 3 (D)
Fuente: https://www.raspberrypi.org/documentation/hardware/raspberrypi/schematics/Raspberry-Pi-3B- V1.2-Schematics.pdf Elaborado por: Raspberry Pi Foundation
Marco Teórico 27
FIGURA N° 18
ESQUEMÁTICO RASPBERRY PI 3 (E)
Fuente: https://www.raspberrypi.org/documentation/hardware/raspberrypi/schematics/Raspberry-Pi-3B- V1.2-Schematics.pdf Elaborado por: Raspberry Pi Foundation
Marco Teórico 28
2.2.3.5 Características de Raspberry Pi 3
TABLA N° 8
ESPECIFICACIONES DE RASPBERRY PI 3
Fuente: http://docs-europe.electrocomponents.com/webdocs/14ba/0900766b814ba5fd.pdf Elaborado por: Peñaloza Pin Juan Carlos
TABLA N° 9
CONECTORES DE RASPBERRY PI 3
Fuente: http://docs-europe.electrocomponents.com/webdocs/14ba/0900766b814ba5fd.pdf Elaborado por: Peñaloza Pin Juan Carlos
Marco Teórico 29
2.2.3.6 Hardware
2.2.3.6.1 Broadcom BCM2837
El SoC utiliza el Broadcom BCM2837 como microprocesador y
unidad de procesamiento gráfico o GPU. La compañía de Broadcom es lo
que se conoce como un proveedor fabless (carece de planta fabricadora
propia) en el que proporcionan los diseños de su producto en forma de
Propiedad Intelectual (PI) y otras empresas crea los chips de silicio.
La parte BCM2837 del propio SoC se compone de un
microprocesador Quad-Core ARM Cortex-A53 que funciona a 1.2 GHz y
una GPU Broadcom VideoCore® IV. El BCM2837 está diseñado para
aplicaciones móviles, y, por lo tanto, debe funcionar con una potencia
mínima para prolongar la duración de la batería. Una velocidad de reloj del
microprocesador bastante baja ayuda a reducir el consumo de energía, y
esta es la razón por la que BCM2837 opera a 1.2 GHz. Velocidad de reloj
más baja también significa que el procesador puede operar a un voltaje
bajo, disminuyendo así el calor generado globalmente y extendiendo la vida
del chip.
El BCM2837 se puede acelerar, también conocido como
overclocking, para mejorar el rendimiento, pero esto generalmente no se
recomienda porque el microprocesador puede volverse operacionalmente
inestable y su vida acortada.
La GPU Broadcom VideoCore IV gestiona todo el procesamiento de
vídeo y audio para el SoC. Según Donald Norris (2014) la GPU es
compatible directamente con el estándar Open GL ES 2.0 que es
esencialmente una interfaz de programa de aplicación (API) capaz de
ejecutar en hardware incrustado, que, en este caso, es el Broadcom 2837
traducido de forma holgada, esto significa que el 2837 puede mostrar
fácilmente Gráficos 3D utilizando todos los shaders necesarios y filtros de
textura normalmente requeridos para juegos modernos y vídeo de alta
definición (HD). Este chip implementa un hardware de 1080p, 30
cuadros/segundo, H.264 high-profile decode.
Marco Teórico 30
FIGURA N° 19
BROADCOM BCM2837
Fuente: https://www.raspberrypi.org/magpi/raspberry-pi-3-specs-benchmarks/ Elaborado por: The MagPi Magazine
2.2.3.6.2 USB Chip
Según Raspberry Pi Foundation (2016) el Raspberry Pi 3 comparte
el mismo chip SMSC LAN9514 que su predecesor, el Raspberry Pi 2,
agregando conectividad Ethernet y cuatro canales USB a la placa. Como
antes, el chip SMSC se conecta al SoC a través de un solo canal USB,
actuando como un adaptador USB-Ethernet y un concentrador USB.
FIGURA N° 20
USB CHIP
Fuente: https://www.raspberrypi.org/magpi/raspberry-pi-3-specs-benchmarks/
Elaborado por: The MagPi Magazine
Marco Teórico 31
2.2.3.6.3 GPIO
El Raspberry Pi 3 tiene el mismo cabezal de entrada y salida de 40
pines de propósito general (GPIO), ya que todos se remontan al modelo B+
y al modelo A+. Según Raspberry Pi Foundation (2016) cualquier hardware
GPIO existente funcionará sin modificaciones; el único cambio es un switch
al que UART está expuesto en los pines del GPIO, pero que es manejado
internamente por el sistema operativo.
FIGURA N° 21
GPIO
Fuente: https://www.raspberrypi.org/magpi/raspberry-pi-3-specs-benchmarks/
Elaborado por: The MagPi Magazine
2.2.3.6.4 Antena
Raspberry Pi Foundation afirma que no hay necesidad de conectar
una antena externa a la Raspberry Pi 3. Raspberry Pi Foundation (2016)
indica: “Sus radios están conectados a esta antena soldada directamente a
la placa, con el fin de mantener el tamaño del dispositivo a un mínimo” (párr.
7). A pesar de su reducida estatura, esta antena debe ser más que capaz
de captar las señales inalámbricas LAN y Bluetooth - incluso a través de
las paredes.
Marco Teórico 32
FIGURA N° 22
ANTENA
Fuente: https://www.raspberrypi.org/magpi/raspberry-pi-3-specs-benchmarks/
Elaborado por: The MagPi Magazine
2.2.3.6.5 Memorias
Según Donald Norris (2014) el Raspberry Pi trabaja con una
memoria (DRAM) y una memoria flash (SD). La versión original, modelo A,
del Raspberry Pi tenía 256 MB de RAM instalados, en cuanto que el último,
el Modelo B, tiene 1 GB. Tener 1 GB de DRAM significa que el sistema
funcionará muy eficientemente y los programas también siempre y cuando
estén configurados correctamente.
La memoria (SD) indica Donald Norris (2014) que se usa para
guardar el sistema operativo, programas y datos que necesitan
persistencia. Usted tiene la opción de seleccionar la capacidad de la tarjeta
SD que simplemente se inserta en un soporte localizado en la cara posterior
de la placa.
Las tarjetas SD tienen una designación de clase que hace referencia
a la velocidad mínima de transferencia de datos que la tarjeta SD puede
manejar. Recuerde, la tarjeta SD está tomando el lugar de un disco duro,
por lo que cuanto más rápido, mejor (Norris, 2014).
Marco Teórico 33
TABLA N° 10
DESIGNACIONES DE CLASE DE TARJETAS SD
Clase Rendimiento mínimo
Clase 2 2 MB/sec
Clase 4 4 MB/sec
Clase 6 6 MB/sec
Clase 10 10 MB/sec
Fuente: Libro Raspberry Pi Proyects For The Evil Genius Elaborado por: Peñaloza Pin Juan Carlos
2.2.3.6.6 Conector de alimentación
El conector de alimentación es micro USB, el cual está destinado a
pasar las líneas de 5 voltios (V) a 2.5 amperio (A) de corriente continua
(DC). No hay conexiones de datos conectadas a este zócalo. Puede utilizar
cualquier cargador del smartphone disponible que tenga un conector micro
USB.
FIGURA N° 23
CONECTOR DE ALIMENTACIÓN
Fuente: https://www.raspberrypi.org Elaborado por: Raspberry Pi Foundation
2.2.3.6.7 Conector HDMI
El Raspberry Pi proporciona vídeo y audio utilizando un conector
HDMI totalmente compatible con la mayoría de estándares.
La conexión HDMI también contiene una sorpresa muy interesante.
El Raspberry Pi puede actuar como un control remoto muy sofisticado para
dispositivos compatibles con HDMI-CEC. El sufijo CEC es abreviado para
Marco Teórico 34
Consumer Electronics Control, que es un protocolo de enlace de bus serie
bidireccional de un solo hilo utilizado para el control de dispositivos de video
y audio. HDMI-CEC ha sido implementado por muchos fabricantes de A/V,
incluyendo Sony con su Bravialink, LG con su Simplink, Sharp con su
enlace Aquos, Samsung con su Anynet+, y otros más.
FIGURA N° 24
CONECTOR HDMI
Fuente: https://www.raspberrypi.org Elaborado por: Raspberry Pi Foundation
2.2.3.6.8 Conector de audio
El Raspberry Pi posee una salida de audio completo, la salida es un
conector estéreo estándar de 3,5mm. Este audio normalmente sería el
equivalente analógico del audio digital emitido desde el conector HDMI.
Necesitará un amplificador de audio para escuchar la música, porque no
genera una señal lo suficientemente potente como para conducir un altavoz
no amplificado.
FIGURA N° 25
CONECTOR DE AUDIO
Fuente: https://www.raspberrypi.org Elaborado por: Raspberry Pi Foundation
Marco Teórico 35
2.2.3.6.9 Conectores Ethernet y USB
El conector Ethernet está compuesto por un conector RJ45,
simplemente enchufe su cable de conexión Ethernet en el zócalo y el otro
extremo al enrutador o al conmutador. Raspberry Pi automáticamente
"negociará" con su enrutador para obtener una dirección IP (Protocolo de
Internet) en un proceso conocido como DHCP (Dynamic Host Configuration
Protocol).
Raspberry Pi contiene cuatro conectores USB, estos conectores
tienen la función de reconocer los periféricos USB que se estén enchufados
en los zócalos de la placa. Raspberry Pi posee dos pilas de dos conectores
USB. Estos conectores USB tienen la función de reconocer los periféricos
USB que se estén enchufados en los zócalos.
FIGURA N° 26
CONECTORES ETHERNET Y USB
Fuente: https://www.raspberrypi.org Elaborado por: Raspberry Pi Foundation
2.2.3.6.10 Conectores de cámara y display
Actualmente se denominan como conectores de "expansión",
reflejan la naturaleza dinámica del proyecto Raspberry Pi.
Marco Teórico 36
Uno de los conectores se denominada "J3", este es un conector
plano de 15 vías diseñado para su uso con la interfaz serie de la cámara
(CSI-2).
El otro conector plano etiquetado "J4" se designa como interfaz serie
de pantalla que eventualmente conducirá una pantalla LCD diseñada
especialmente para esta placa.
FIGURA N° 27
CONECTORES DE CÁMARA Y DISPLAY
Fuente: https://www.raspberrypi.org Elaborado por: Raspberry Pi Foundation
2.2.3.7 Software
“Raspberry Pi fue diseñado para operar con un entorno Linux”
(Norris, 2014). Esta decisión de diseño está en marcado por contraste con
muchas otras placas de microprocesador similares, incluyendo la popular
serie Arduino, que funciona de manera diferente.
Esto no quiere significar que un tablero Arduino sea inferior al
Raspberry Pi, simplemente muestra que su uso aporta flexibilidad y
capacidad adicionales a los proyectos debido al entorno Linux.
Marco Teórico 37
2.2.3.7.1 Raspbian
Raspbian (2012) indica: “que fue creado como un sistema operativo
libre, este se encuentra basado en Debian” (párr. 1). Este sistema fue
optimizado para ser implementado dentro de la plataforma ARM el cual
maneja el Raspberry Pi, para ofrecer un sistema operativo con un entorno
agradable con fácil uso e instalación en el Raspberry Pi.
Raspbian (2012) afirma: “El sistema operativo tiene un entorno de
escritorio LXDE, incluye herramientas de desarrollo muy interesantes
como: IDLE para Python, Scratch, Wolfram Mathematica, Libre Oficce y un
sin número de herramientas que podrás encontrar en su Pi Store” (párr. 2).
FIGURA N° 28
ESCRITORIO RASPBIAN JESSIE
Fuente: https://distrowatch.com/table.php?distribution=raspbian https://raspberryparatorpes.net/raspbian-2/cambiar-los-iconos-de-raspbian-pixel/ Elaborado por: Peñaloza Pin Juan Carlos
Marco Teórico 38
2.2.3.7.2 Kano OS
Kano OS es un sistema operativo que se encuentra basado en
Debian Linux, este proyecto fue creado especialmente para niños con el
objetivo de que aprendan programación de una manera más simple e
intuitiva simulando un juego de encastre de bloques.
Este sistema operativo cuenta con varias aplicaciones en escalas de
niveles los cuales van aumentando a medida que el usuario modifique los
códigos en los juegos que se encuentran integrados como snake, pong y
minecraft, cuenta también con un programa llamado Kano Blocks el cual es
una interfaz gráfica que permite ir modificar bloques, pero lo que realmente
está haciendo es generar códigos en Phyton, in duda este software ofrece
multitud de posibilidades para los más pequeños y en especial a las
escuelas, ya que en este sistema encontraran diferentes herramientas para
enseñar las virtudes de la tecnología a una temprana edad.
FIGURA N° 29
ESCRITORIO KANO OS
Fuente: http://developers.kano.me/2015/02/23/kano-os-beta-v133-released/ Elaborado por: Kano
Marco Teórico 39
2.2.3.7.3 Ubuntu MATE
Ubuntu MATE es un proyecto realizado por Martin Wimpress, el cual
es una distribución Ubuntu de Canonical, esta es la versión optimizada para
funcionar en placas Raspberry Pi.
Este sistema trata de un Ubuntu Linux enfocado en un entorno de
escritorio MATE, el cual es ligero por lo tanto va necesitar de muy pocos
recursos a diferencia de Unity. Mate está basada en GNOME2 el cual es
muy conocido en el mundo de Linux, gracias a esto existen numerosas
distribuciones que lo eligen como escritorio por defecto.
Al adquirir Ubuntu MATE dispondrás de un completo sistema
operativo como lo es Ubuntu con un sin número de herramientas para el
ámbito educativo y de desarrollador.
FIGURA N° 30
ESCRITORIO UBUNTU MATE
Fuente: http://therobotacademy.com/feed/anA1lisis-de-las-mejores-distribuciones-para-raspberry-pi https://ubunlog.com/mate-1-16-ya-disponible/ Elaborado por: Peñaloza Pin Juan Carlos
Marco Teórico 40
2.2.3.7.4 Pidora
Pidora es un sistema operativo basado en Linux Fedora el cual fue
optimizado para su funcionamiento en ARM. La reducción en el empuje
grafico permite que el escritorio de GNOME se remplace por el XFCE, el
cual es mucho más ligero.
El desarrollo de este sistema se llevó a cabo en el Centro Séneca
para el Desarrollo de Tecnologías Abiertas, el cual fe creado con el fin de
beneficiar a la comunidad desarrolladora y en cierta parte a nivel educativo,
este sistema trabaja con un lenguaje un poco complejo por lo cual hay que
tener cierta experiencia en lo que es Linux.
Hay pequeños detalles sobre Pidora como la serie de módulos
específicos de Python y bibliotecas nativas. El núcleo esta compilado para
funcionar en interfaz I2C, SPI, Serie y GPIO.
FIGURA N° 31
ESCRITORIO PIDORA
Fuente: http://www.hongkiat.com/blog/pi-operating-systems/ Elaborado por: Ashutosh KS
Marco Teórico 41
2.2.3.7.5 Kali Linux
Kali Linux es un sistema creado como una versión actualizada y
optimizada de la distro BackTrack el cual fue desarrollado por Offensive
Security, esta distro está basada en Debian.
Este sistema posee las distribuciones GNU/Linux el cual facilita la
tarea de obtener herramientas orientadas a una tarea en especial.
Este sistema fue creado con el fin de ayudar em el área educativa y
de seguridad informática, por lo cual es unos de los softwares más usados
para el estudio de cyber seguridad en escuelas y universidades, gracias a
su sin números de herramientas que ayudan al manejo, control y seguridad
de las redes.
FIGURA N° 32
ESCRITORIO KALI LINUX
Fuente: https://lamiradadelreplicante.com/2016/01/22/kali-linux-2016-1-ahora-mas-rolling-que-nunca/ Elaborado por: Peñaloza Pin Juan Carlos
Marco Teórico 42
2.3 Fundamentación investigativa
Durante el proceso investigativo para la realización del proyecto se
encuentran las siguientes tesis donde se implementa el uso de hardware y
software libre:
La investigación realiza por Evelyn Maribeth Araujo Mena (2015), de
la Universidad Politécnica Salesiana de Guayaquil sobre “Implementación
de un sistema de video vigilancia para los exteriores de la UPS,
mediante mini computadores y cámaras Raspberry Pi” (pág. 1).
El siguiente trabajo de tesis de grado se basa en la implementación
de un sistema de video vigilancia para la UPS el cual tienen como
única tarea, brindar seguridad a los exteriores del bloque B de la
UPS. Como componentes principales se tiene 3 estaciones con
Raspberry Pi en desarrollo y programable, las cuales trabajan bajo
distribución Linux. En este servidor se aloja una página web para
monitoreo en línea y permanente de tres cámaras de vigilancia fijas,
las cuales también pueden ser observadas desde el mundo. Este
sistema podrá ser utilizado como una herramienta de prevención y
seguridad, adicional a las que ya existen en la Universidad, teniendo
como beneficiarios a los alumnos, profesores y demás que transiten
por el sector. (Mena, 2015, pág. 14)
La investigación realiza por Iván Teodoro González García (2015),
de la Universidad Politécnica Salesiana de Guayaquil sobre “Diseño e
implementación de un sistema interactivo de información de
docentes, con Raspberry Pi” (pág. 1).
La pantalla interactiva no es novedad en nuestra vida cotidiana, la
presente tesis: “Diseño e implementación de un sistema interactivo
de información de docentes, con Raspberry Pi”, es un sistema que
nos permite obtener la información de los horarios de clases de un
docente universitario y el aula donde se da la materia, de tal manera
que nos ayude con la problemática de encontrar a un profesor en la
Marco Teórico 43
Universidad. El trabajo tiene una base de datos propia de la
investigación, para acceder a la información del mismo y en su
implementación, para la interacción con el usuario, se realiza
mediante la tarjeta tecnológica Raspberry Pi, con una pantalla (Lcd,
plasma) que nos facilita ver la pantalla del sistema. Por problemas
de recursos de memoria y procesamiento, se tuvo que cambiar la
tarjeta Raspberry Pi, por el mini-pc Inter Nuc. (García, 2015, pág. 13)
La investigación realiza por Vicente Joaquin Gordon Chavarría y
Josselin Ariana Molina Ormaza (2016), de la Universidad Católica de
Santiago de Guayaquil sobre “Diseño e implementación de un sistema
de circuito cerrado de televisión utilizando mini ordenadores
Raspberry Pi y cámaras para cubrir el Concurso Ecuatoriano de
Robótica dentro de la Universidad Católica de Santiago de Guayaquil”
(pág. 1).
Para el presente proyecto de titulación se diseñará un sistema de
circuito cerrado de televisión (CCTV) en tiempo real, el mismo que
servirá para múltiples eventos que se desarrollen en la carrera de
Ingeniería en Telecomunicaciones. Particularmente, será
implementado a manera de prueba piloto durante el Desarrollo del
XI Concurso Ecuatoriano de Robótica (CER 2015), utilizando varios
mini ordenadores Raspberry Pi, que se conectarán
inalámbricamente entre sí y cada una conectada a sus propios
módulos de cámaras con visión fija, las que serán instaladas en
distintos puntos dando cobertura a determinadas áreas donde se
llevará a cabo el evento. Cada año en diversas Instituciones de
Educación Superior (IES) del país se lleva a cabo el Concurso
Ecuatoriano de Robótica (CER), presentando consigo novedosos
diseños de robots en diversas categorías, donde el ingenio es una
de las características que llama la atención de los estudiantes de
ingenierías en electrónica, electricidad, telecomunicaciones,
sistemas y mecánica. Para el presente año la Universidad Católica
Marco Teórico 44
de Santiago de Guayaquil (UCSG), fue designada como sede del
CER 2015. (Chavarría & Ormaza, 2016, pág. 13)
La investigación realiza por Álvaro Stefano Ceroni Salazar (2015),
de la Universidad de Chile sobre “Diseño e implementación de una
infraestructura para un Sistema de Control Distribuido (DCS)” (pág. 1).
Este proyecto tiene como principal objetivo diseñar e implementar
los componentes de una infraestructura de un sistema de control
distribuido (DCS) que permitan monitorear, configurar e implementar
el sistema de forma inalámbrica, basándose en un diseño simple,
genérico y extensible para la fácil identificación e integración de los
equipos y elección del tipo de control y sus parámetros. Además, los
componentes que posee el sistema corresponden a sistemas
embebidos, como es el caso de Arduino para los elementos
dedicados a controlar y monitorear el proceso, o computadores de
placa reducida para alojar servidores que registren y permitan la
interacción con el usuario. Debido al tipo de componentes que
integra el sistema permite reducir costos relacionados al hardware y
software debido a su masividad. Además, esto permite que tengan
un mayor desarrollo y soporte, debido a múltiples usuarios que
ocupan estos componentes. El sistema propuesto en este
documento está enfocado en plantas de pequeña escala o para
laboratorios docentes o de investigación, ya que el costo de
instalación y operación de sistemas de control convencionales son
muy elevados haciendo inviable este tipo de tecnología. Además,
también permitiría ser utilizado en aplicaciones orientadas hacia la
Domótica, donde este sistema podría controlar la temperatura y
humedad de ambientes, controlar la luminosidad, entre otras tareas.
(Salazar, 2015, pág. 2)
La investigación realiza por Erick Uriarte Chilán y Liliana Molina
Mancero (2015), de la Universidad de Guayaquil sobre “Diseño y
Marco Teórico 45
desarrollo de un prototipo para monitoreo de bebes con la utilización
de la minicomputadora Raspberry Pi” (pág. 1).
El presente documento de tesis se enfoca en encontrar una
alternativa tecnológica para el problema que en la actualidad
enfrentan la mayoría de personas que son responsables del cuidado
de un bebé, siendo este la falta de conocimiento y tiempo para estar
en constante vigilancia del recién llegado al seno familiar. Para ello
se investigará sobre las alternativas que existen en el mercado para
realizar el monitoreo de bebés a su vez mediante varias encuestas
realizadas a cierto grupo de personas intentaremos saber qué es lo
que piensan sobre el uso de la tecnología para el cuidado de
menores, que características consideran que debería ofrecerles ese
producto, esto con el objetivo de diseñar un prototipo que satisfaga
las necesidades del usuario y cuya costo de inversión no sea
inaccesible, por tal razón tanto la plataforma de hardware y de
software elegidos para la construcción de este prototipo son libres.
Como metodología de desarrollo de este proyecto se utilizó eXtreme
Programming XP que es una de las metodologías ágiles que
proponen el desarrollo de un software dentro de un corto periodo
presentando luego de cada iteración un producto funcional al usuario
y por último el producto final a satisfacción del cliente. (Chilán &
Mancero, 2015, pág. 18)
La investigación realiza por Marco Antonio Maigua Terán (2015), de
la Universidad San Francisco de Quito sobre “Diseño y construcción de
una pedalera de guitarra digital basada en Raspberry Pi” (pág. 1).
El creciente avance de los sistemas embebidos ha permitido
desarrollar dispositivos que se ajustan a aplicaciones específicas en
cualquier ámbito social, incluyendo la industria de la música. Con la
aparición de dispositivos programables y de alta capacidad de
procesamiento la industria de la música ha tomado ventaja sobre los
algoritmos DSP para obtener audio de la más alta calidad y a la vez
Marco Teórico 46
de la más alta manipulación. El presente proyecto pretende
implementar conceptos de música, procesamiento digital de señales
(DSP), análisis de señales y módulos de hardware de alta
abstracción para crear un procesador de audio en tiempo real de una
señal de audio proveniente de un instrumento que funciona a base
de vibraciones electromagnéticas. En términos de la industria
musical, esta aplicación se denomina un pedal digital de guitarra
para producir efectos determinados. El proyecto se enfocará en un
efecto específico completamente controlable además del control de
la calidad del sonido de la salida. La aplicación será desarrollada
sobre una plataforma de hardware Raspberry Pi con programación
Python para la interfaz y el procesamiento de señal. En conjunto el
proyecto emula a productos similares en la industria de la música.
Cada año, esta industria innova la tecnología que controla el sonido
de muchos artistas en conciertos, estudios e incluso en dispositivos
caseros a disposición de todo tipo de usuarios. (Terán, 2015, pág. 6)
La investigación realiza por Jonathan Alejandro Cisnero Romo y
Jorge Mario Peralta Verdezoto (2015), de la Escuela Superior Politécnica
del Litoral sobre “Diseño e implementación de fuentes de energía solar
para Raspberry Pi programado para la detección de eventos en modo
de bajo consumo de energía” (pág. 1).
Este proyecto abarca el uso de la Energía Solar y aprovecharla por
medio del uso de un Sistema Fotovoltaico para la carga respectiva
de una batería de Ion Litio que servirá para la alimentación del
Raspberry Pi y del Arduino UNO, siendo un sistema autónomo tanto
en el día como en la noche. Se ha dividido en dos partes este
proyecto los cuales son hardware y software. El hardware está
constituido por el Raspberry Pi, el Arduino y el Sistema Fotovoltaico
SFV, tarjetas electrónicas para la regulación y carga de la batería, y
el uso del RTC (Real Time Clock) circuito electrónico. El Raspberry
Pi posee un puerto de comunicación llamado GPIO que por medio
de este se realiza la comunicación con el Arduino UNO, para indicar
Marco Teórico 47
que se debe apagar al Raspberry Pi y el tiempo que permanecerá
apagado hasta volver a encenderlo. En lo que consiste al software,
el Sistema Operativo de la Raspberry Pi se ha desarrollado en Linux,
la distribución de Linux que se utilizará como Sistema Operativo para
la minicomputadora será la denominada Raspbian. XIX El
funcionamiento del sistema consiste en captar la energía del sol por
medio del panel solar, transformándola en energía eléctrica, siendo
regulado el voltaje necesario para cargar la batería de Ion-Litio, el
voltaje de la batería es elevado por medio de una placa electrónica
que es un regulador DC a DC, para alimentar al Raspberry PI y al
Arduino. El Raspberry PI realiza un evento, como por ejemplo,
adquisición de datos ambientales (temperatura, humedad relativa,
etc.) al culminar este evento envía una señal por medio del puerto
GPIO al Arduino UNO indicándole que debe apagarlo un cierto
tiempo ya ajustado por el usuario, siendo el Arduino UNO un reloj en
tiempo real usando el RTC (Real Time Clock) para conmutar la
alimentación dada de +5 voltios al Raspberry PI, siendo este proceso
continuo logrando así ahorrar la energía almacenada en la batería y
así conseguir un bajo consumo de energía para el Raspberry PI.
(Romo & Verdezoto, 2015, pág. 18)
2.4 Fundamentación legal
La presente tesis está fundamentada en los siguientes cuerpos
legales los cuales están detallados completamente en los (Anexos 1 y 2):
2.4.1 Constitución de la República del Ecuador
En el capítulo segundo, relacionado con el derecho del buen vivir, en
la sección segunda, que trata del ambiente sano, señala de manera textual
lo siguiente:
En el Art. 14, señala los derechos de la población de vivir en un
ambiente sano y ecológicamente equilibrado, libre de contaminación.
Marco Teórico 48
En el Art. 15, señala la importancia del uso de la tecnología para
disminuir la contaminación ambiental y poder mejor la calidad de vida de la
población.
En el capítulo segundo, relacionado con el derecho del buen vivir, en
la sección tercera, que trata de la comunicación e información, señala de
manera textual lo siguiente:
En el Art. 16, señala el derecho de las personas en forma individual
o colectiva el uso de las tecnologías de la información y comunicación.
2.4.2 Decreto 1014 Software Libre en Ecuador
En el presente decreto se señala de manera textual lo siguiente
sobre el uso de estándares abiertos y software libre, como herramientas
informáticas.
En el Art. 1, señala sobre el uso de software libre dentro de las
entidades públicas.
En el Art. 2, señala la definición de software libre y las libertades que
deben tener sus programas o aplicaciones.
En el Art. 3, señala sobre la verificación de la capacidad técnica del
software antes de ser empleados en equipos de entidades públicas.
En el Art. 4, señala las restricciones del uso del software libre
cuando no supla las necesidades requeridas.
En el Art. 5, señala el orden de las soluciones que se deben tomar
cuando los software libre o propietarios satisfagan las necesidades
requeridas.
En el Art. 6, señala sobre el control y seguimiento de este Decreto
por parte de la Subsecretaría de Informática como órgano regulador.
CAPÍTULO III
METODOLOGÍA
3.1 Aspectos metodológicos
En el presente capítulo se expondrá la figura metodología de la
investigación para el desarrollo del prototipo de la Eco-Pc, en el cual se
utilizarán los siguientes métodos:
3.1.1 Método bibliográfico o documental
Se aplica el método bibliográfico o documental debido a que la
Raspberry pi es una tecnología nueva del cual debemos aprender más
sobre los recursos que posee y hasta donde se puede proyectar su
utilización en nuevos proyectos de grandes beneficios para la sociedad y el
medioambiente.
Esta investigación se apoya en documentos de varios tipos, esta
investigación usa los siguientes métodos:
3.1.1.1 Investigación Bibliográfica
Este tipo de investigación se identifica como la primera etapa dentro
de un proceso investigativo el cual va a proporcionar conocimiento de la
investigación de una forma sistemática, utilizando varios recursos para
realizar una amplia búsqueda de información, conocimiento y técnicas
sobre un tema determinado.
La investigación bibliográfica constituye a una introducción excelente
a cualquier tipo de investigación o en una necesaria primera etapa de todas
ellas, debido a que proporciona todos los conocimientos posibles de las
investigaciones existentes, otorgando al investigador teorías, hipótesis,
experimentos, instrumentos, resultados y técnicas usadas sobre el tema el
cual se propone investigar.
Metodología 50
La adecuada utilización de este tipo de investigación va a depender
de varias habilidades como indagación, toma de notas, escoger y evaluar
materiales. A partir de las conclusiones que se obtiene mediante este
método se debe realizar su respectivo informe acertado a la investigación.
Este método se completa cuando se obtiene el objetivo de la
investigación la realización de un documento científico en el cual se va a
reflejar todos los datos obtenidos durante todo el proceso de investigación
planteando problemas y conclusiones a las mismas.
3.1.1.2 Investigación Hemerográfica
Este tipo de investigación se identifica por la búsqueda en artículos
científicos o ensayos de revistas y periódicos para poder obtener una gran
cantidad de información de suma importancia para la investigación
realizada.
Normalmente se la realizaba en una hemeroteca donde se
consultaba publicaciones periódicas, pero gracias a los avances
tecnológicos ahora se puede encontrar este tipo de información en la red,
con la cual siempre se debe tener mucho cuidado con el contenido ya que
puede ser falsa la información encontrada he ahí el uso de diferentes
técnicas para saber que la información es de fuentes confiables.
Este tipo de investigación se debe considerar en el marco de
aceptación más actual, esto se refiere buscar un lugar donde podríamos
encontrar recopilaciones y colecciones en una forma organizada distintas
publicaciones seriadas (diarios, periódicos y revistas).
En la investigación hemerográfica es de manera puntual determinar
la materia y proporcionar referencias hemerográficas completas para de
esta forma descartar ambigüedades, en casos diferentes se requiere del
objetivo y propósito de estudio.
3.1.1.3 Investigación Archivística
Este tipo de investigación tiene como finalidad capturar la
Metodología 51
información que se encuentra contenida en archivos generales y especiales
o particulares.
En este método se debe recurrir a diferentes fuentes de consultas
de donde se obtendrán diferente tipo de información las cuales pueden ser
usadas como antecedentes para la formulación del contenido, sobre todo
porque dentro de esta se conservan los datos elementales que da
seguimiento a un problema el cual se desea resolver.
De esta misma manera se puede llegar obtener información de
fuentes particulares como son archivos especiales, con el fin de reforzar la
investigación y así llegar de forma pertinente a las conclusiones de una
propuesta.
3.1.2 Método experimental
En esta parte de la investigación se realizan las siguientes pruebas
experimentales:
a) Pruebas de los equipos computacionales en desuso que se puedan
reciclar en conjunto con tecnologías de hardware y software abierto
que sean compatible con dichos equipos computacionales.
b) Pruebas en la placa Raspberry Pi con diferentes sistemas operativos
para determinar cuál se adapta mejor a las necesidades para poder
cumplir con el objetivo final que es la implementación del prototipo
del Eco-Pc.
3.2 Verificar las condiciones y características técnicas de
equipos computacionales en desuso que se puedan
acceder y reciclar
Como punto de partida en esta propuesta se debe realizar un
chequeo de las condiciones en las que se encuentran estos equipos
computacionales (monitores, teclados y mouse), debido a que no se tiene
Metodología 52
conocimiento de la razón o motivo por el cual fueron desechados en
vertederos o almacenado u arrinconados en bodegas y oficinas.
Las principales causas por la cual estos equipos son desechados o
almacenados son las siguientes:
a) Daños: estos equipos generalmente con el pasar del tiempo pueden
sufrir diferentes tipos de daños tantos físicos como internos debido
al mal uso o maltrato por parte de los usuario al momento de su
utilización, los principales daños en monitores son en sus pantallas
por golpes o por el tiempo se empiezan a quemar los pixeles,
carcasa por caídas, golpes o descolorización por el pasar del tiempo
y botones de encendido por el constante uso, los mismo problemas
se encuentra en los teclados y mouse los cuales generalmente son
desechados por daños en sus teclas.
b) Vida útil: como todas las cosas materiales los equipos electrónicos
también cumplen un tiempo de vida útil ya que debido a su constante
uso corren el riesgo de que sus circuitos fallen con el pasar del
tiempo.
c) Innovación: este es un factor muy importante que pasa en todo tipo
de equipo electrónico, debido a que las compañías diariamente
buscan como mejorar sus equipos tanto en diseño, como en
rendimiento para mantenerse en la competencia diaria contra sus
rivales, ocasionando de esta manera que los equipos pasen
rápidamente de moda y sean sustituidos por unos nuevos.
Una vez realizado el chequeo de las condiciones en el cual se
encuentran estos equipos, se debe buscar las características técnicas de
cada uno de ellos, ya que se deben usar monitores que cuenten con puertos
VGA y de esta forma separar cuales están en buenas condiciones de
funcionamientos y cuáles no, para poder realizarse una revisión técnica
Metodología 53
para determinar si tienen solución de arreglo o pueden usarse sus partes
como repuestos para reparar otro de los equipos en desuso.
TABLA N° 11
TIPOS DE MONITORES CRT DENTRO DE VERTEDEROS Y BODEGAS
Tecnología Resolución Tarjeta gráfica Puerto Tipo de daños
CGA
160x200
320x200
640x200
La tarjeta gráfica
contenía 16 KB de
memoria de vídeo,
diseñado para
juegos de
computadoras
CGA
Pantalla quebrada
Pixeles quemados
Carcaza por caídas
y golpes
Botones por
constante uso
EGA 640x350
EGA estándar
incorporaban 64 KB
de memoria de
vídeo
EGA
Pantalla quebrada
Pixeles quemados
Carcaza por caídas
y golpes
Botones por
constante uso
VGA 640x480
VGA estándar
incorporaban 256
KB de memoria de
vídeo
VGA
Pantalla quebrada
Pixeles quemados
Carcaza por caídas
y golpes
Botones por
constante uso
SVGA 800x600
1024x768
ATI, GeForce,
NVIDIA, entre otros VGA
Pantalla quebrada
Pixeles quemados
Carcaza por caídas
y golpes
Botones por
constante uso
Fuente: https://es.slideshare.net/claurufer/historia-del-monitor Elaborado por: Peñaloza Pin Juan Carlos
3.3 Selección de tecnologías de hardware y software abierto
que sean compatible con los equipos computacionales a
reutilizar
Para el desarrollo del presente proyecto se debe usar como
tecnología de hardware abierto la placa conocida como Raspberry Pi 3,
dada que sus características ya mencionadas en el marco teórico son las
adecuadas para el correcto funcionamiento del prototipo.
Metodología 54
Este potente mini ordenador permitirá remplazar el CPU tradicional,
otorgando mayor espacio y flexibilidad en el diseño del prototipo.
El software con el que trabaja la Raspberry Pi 3 es de tipo libre o
abierto como lo es Linux, de los cuales se seleccionó varios de ellos por su
atractiva interfaz gráfica y su facilidad de uso, de esta manera poder
analizar cada uno de ellos y poder determinar cuál es más factible para el
desarrollo del prototipo.
Los softwares seleccionados para el análisis fueron: Raspbian, Kano
OS, Ubuntu MATE, Pidora y Kali Linux, de los cuales se destacaron los tres
primeros debido a su interfaz gráfica y lo sencillo que es su uso como se
indica en el capítulo anterior.
Raspbian y Ubuntu MATE está dirigido hacia un público joven con
poco o muchos conocimientos en computación, su interfaz es muy sencilla,
tiene un gran parecido a la interfaz de Windows 7, por lo que le puede ser
familiar para muchas personas, posee varias aplicaciones dedicados a la
educación básica como juegos de aprendizaje, herramientas ofimáticas,
editores de imágenes, herramientas de diseño entre otras, se encuentra en
idioma español lo cual lo hace más atractivo y fácil de manipular.
Kano OS es un software dirigido a un público en edad de desarrollo
de conocimiento, es decir a los menores de la casa, está estructurado con
varios juegos educativos enfocados al aprendizaje de la programación en
bloques, contiene muchas actividades de provecho y un modo de aventura
que permitirá al usuario ingresar al mundo de la programación a partir de
juegos enfocados en varios niveles los cuales al ser superados van
aumentado su dificultad, también cuenta con herramientas ofimáticas y
herramientas de edición de imágenes, el único problema que podemos
encontrar en este software es que se encuentra en inglés pero una persona
con conocimientos básicos podría usarlo, su versión en español podría
darse en las nuevas actualizaciones de este software ya que se encuentra
aún en desarrollo.
Metodología 55
Los softwares antes mencionados son los más eficientes para ser
instalados como sistema operativo para el desarrollo del prototipo por su
alto contenido de herramientas educativas.
3.4 Diseñar proceso de interconexión entre los diferentes
componentes
Una vez que se ha realizado el chequeo de los equipos
computacionales en desuso y la selección de la tecnología de hardware y
software abierto que se va a usar, se debe realizar el proceso de
interconexión entre todos los componentes, en este punto del proyecto se
presenta un diseño de cómo van a ir conectadas cada una de las piezas
del prototipo, indicando si se va a utilizar adaptadores para poder acoplar
cada una de los componentes, dando como resultado un mapa físico de
interconexión el cual le permitirá guiarse al momento de ensamblar el
prototipo.
FIGURA N° 33
DISEÑO DE INTERCONEXIÓN DE COMPONENTES
Fuente: Varias fuentes Elaborado por: Peñaloza Pin Juan Carlos
Metodología 56
3.5 Evaluar prototipo de equipo de computación personal de
bajo costo utilizando componentes electrónicos
reciclados
Para poder evaluar el prototipo se realizó una presentación dentro
de la biblioteca de la Unidad Educativa Fénix “José Benito Benítez San
Andrés” revisar (Anexo 6), permitiendo a los estudiantes y profesores
conocer de qué trata la propuesta y a la vez poder probar el prototipo,
terminada la presentación se procede a realizar una encuesta con todos los
estudiantes y profesores presentes la cual se encuentra en el (Anexo 3),
para poder observar la aceptación de ellos sobre los beneficios y facilidades
de uso del prototipo del computador de bajo costo acoplado con equipos
electrónicos reciclados y open hardware.
Se evaluó como sistema operativo el Raspbian Jessie en conjunto
con las siguientes aplicaciones: ChildsPlay, Kalzium, KLettres, KStars,
Marble, Gcompris, Tux Math, Tux Paint y Tux Typing.
Por medio del análisis de 5 preguntas cualitativas se procederá a
emitir argumentos apoyados en los datos, la evaluación e interpretación del
levantamiento de la información estadística.
3.5.1 Determinación del tamaño de la muestra
Para establecer el tamaño de la muestra poblacional se utilizará la
siguiente ecuación, ya que el tamaño de la población es conocido:
𝑛 = 2 𝜎2 𝑁
𝑒2 (𝑁 − 1) + 2𝜎2
TABLA N° 12
LISTA DE VARIABLES
𝒏 es el tamaño de la muestra a calcular.
𝑵 es el tamaño de la población.
𝝈 representa la desviación estándar de la población.
es el valor obtenido de la tabla normal estándar, dependiendo del grado de confianza.
𝒆 refleja el límite del error muestral, es aceptado en el intervalo de 1% al 10%. Fuente: Investigación directa Elaborado por: Peñaloza Pin Juan Carlos
Metodología 57
En esta evaluación el tamaño de la población es:
𝑵 = 225
El valor de la desviación estándar de la población es desconocido,
por lo que asumiremos un valor constante de 0.5, que generalmente es
utilizado.
𝝈 = 0.5
El grado de confianza establecido será del 95%.
𝟎.𝟎𝟓 = 1.64
El error muestral definido será del 10% es decir 0,1.
𝒆 = 0,10
Reemplazando los valores en la ecuación:
𝑛 =1.64 2 × 0.52 × 225
0.12 × (225 − 1) + 1.64 2 × 0.52
Resolviendo las operaciones:
𝒏 = 51.95 𝒏 ≈ 52
3.5.2 Análisis e interpretación de resultados
Con los datos obtenidos en la encuesta de la muestra de 52
estudiantes y docentes procedemos al análisis de la información para cada
una de las hipótesis planteadas.
Ya que todas las variables son cualitativas se procede a crear tablas
de contingencia para cada una de las preguntas dadas y así realizar una
mejor interpretación de los datos.
Resultado de la pregunta 1: Al menos el 80% de los estudiantes y
docentes de la Unidad Educativa Fénix les parece que la Eco-PC cuenta
con un sistema operativo y aplicaciones fácil de manejar.
Metodología 58
TABLA N° 13
RESULTADOS DE COMPLEJIDAD DEL SISTEMA OPERATIVO Y
APLICACIONES DE LA ECO-PC
Fácil Complicado %Fácil %Complicado
Estudiante 36 8 82% 18%
Profesores 7 1 87,50% 12,50%
Total 43 9 85% 15%
Fuente: Investigación directa Elaborado por: Peñaloza Pin Juan Carlos
FIGURA N° 34
GRÁFICA DE RESULTADOS DE COMPLEJIDAD DEL SISTEMA
OPERATIVO Y APLICACIONES DE LA ECO-PC
Fuente: Investigación directa Elaborado por: Peñaloza Pin Juan Carlos
Resultado de la pregunta 2: Al menos el 78% de los estudiantes y
docentes de la Unidad Educativa Fénix les gusta la idea de que la ECO-PC
sea construida con equipos reciclados.
TABLA N° 14
RESULTADOS DE ACEPTACIÓN PARA USO DE MATERIALES
RECICLADOS PARA LA CONSTRUCCIÓN ECO-PC
Me Gusta No Me Gusta %Me Gusta %No Me Gusta
Estudiante 30 14 68% 32%
Profesores 7 1 88% 12%
Total 37 15 78% 22%
Fuente: Investigación directa Elaborado por: Peñaloza Pin Juan Carlos
0
10
20
30
40
50
Estudiante Profesores Total
Acuerdo Desacuerdo
Metodología 59
FIGURA N° 35
GRÁFICA DE RESULTADOS DE ACEPTACIÓN PARA USO DE
MATERIALES RECICLADOS PARA LA CONSTRUCCIÓN ECO-PC
Fuente: Investigación directa Elaborado por: Peñaloza Pin Juan Carlos
Resultados de la pregunta 3: El 100% de los estudiantes y
docentes de la Unidad Educativa Fénix están de acuerdo de reutilizar los
equipos electrónicos desechados para darles nuevos usos para beneficio
de la comunidad y medio ambiente.
TABLA N° 15
RESULTADOS DE ACEPTACIÓN DE REUTILIZACIÓN DE EQUIPOS
ELECTRÓNICOS PARA BENEFICIO DEL MEDIO AMBIENTE
Acuerdo Desacuerdo %Acuerdo %Desacuerdo
Estudiante 44 0 100% 0%
Profesores 8 0 100% 0%
Total 52 0 100% 0%
Fuente: Investigación directa Elaborado por: Peñaloza Pin Juan Carlos
FIGURA N° 36
GRÁFICA DE RESULTADOS DE ACEPTACIÓN DE REUTILIZACIÓN
DE EQUIPOS ELECTRÓNICOS PARA BENEFICIO DEL MEDIO
AMBIENTE
Fuente: Investigación directa Elaborado por: Peñaloza Pin Juan Carlos
0
50
Estudiante Profesores Total
Me Gusta No Me Gusta
0
100
Estudiante Profesores Total
Acuerdo Desacuerdo
Metodología 60
Resultados de la pregunta 4: Al menos el 98% de los estudiantes
y docentes de la Unidad Educativa Fénix consideran que las aplicaciones
educativas instaladas en la ECO-PC son de gran aporte para el desarrollo
de conocimientos y habilidades sobre distintas asignaturas educativas.
TABLA N° 16
RESULTADOS DE ACEPTACIÓN DE QUE LAS APLICACIONES DE LA
ECO-PC SON UN APORTE PARA LA EDUCACIÓN ESCOLAR
Acuerdo Desacuerdo %Acuerdo %Desacuerdo
Estudiante 42 2 95% 5%
Profesores 8 0 100% 0%
Total 50 2 98% 3%
Fuente: Investigación directa Elaborado por: Peñaloza Pin Juan Carlos
FIGURA N° 37
GRÁFICA DE ACEPTACIÓN DE QUE LAS APLICACIONES DE LA
ECO-PC SON UN APORTE PARA LA EDUCACIÓN ESCOLAR
Fuente: Investigación directa Elaborado por: Peñaloza Pin Juan Carlos
Resultados de la pregunta 5: El 100% de estudiantes y docentes
de la Unidad Educativa Fénix consideran que la ECO-PC ayudaría a
muchas escuelas de escasos recursos a contar con equipos tecnológicos
para mejorar el pensum académico de sus estudiantes.
0
10
20
30
40
50
60
Estudiante Profesores Total
Acuerdo Desacuerdo
Metodología 61
TABLA N° 17
RESULTADOS DE ACEPTACIÓN DE QUE LA ECO-PC AYUDARÍA A
ESCUELAS DE ESCASOS RECURSOS A CONTAR CON EQUIPOS
TECNOLÓGICOS
Acuerdo Desacuerdo %Acuerdo %Desacuerdo
Estudiante 44 0 100% 0%
Profesores 8 0 100% 0%
Total 52 0 100% 0%
Fuente: Investigación directa Elaborado por: Peñaloza Pin Juan Carlos
FIGURA N° 38
GRÁFICA DE RESULTADOS DE ACEPTACIÓN DE QUE LA ECO-PC
AYUDARÍA A ESCUELAS DE ESCASOS RECURSOS A CONTAR CON
EQUIPOS TECNOLÓGICOS
Fuente: Investigación directa Elaborado por: Peñaloza Pin Juan Carlos
0
10
20
30
40
50
60
Estudiante Profesores Total
Acuerdo Desacuerdo
CAPÍTULO IV
PROPUESTA DE LA INVESTIGACIÓN
4.1 Título de la propuesta
“ECO-PC: COMPUTADOR DE BAJO COSTO ACOPLADO CON
EQUIPOS ELECTRÓNICOS RECICLADOS Y OPEN HARDWARE”
4.2 Objetivos de la propuesta
4.2.1 Objetivo general
Diseñar un prototipo de equipo de computación personal de bajo
costo utilizando componentes electrónicos reciclados y tecnología de
hardware y software abierto.
4.2.2 Objetivos específicos
1. Verificar las condiciones y características técnicas de equipos
computacionales en desuso que se puedan acceder y reciclar.
2. Selección de tecnologías de hardware y software abierto que sean
compatible con los equipos computacionales a reutilizar.
3. Diseñar proceso de interconexión entre los diferentes componentes.
4. Evaluar prototipo de equipo de computación personal de bajo costo
utilizando componentes electrónicos reciclados.
Propuesta 63
4.3 Desarrollo de la propuesta
4.3.1 Software
4.3.1.1 Selección del sistema operativo
Para la selección del sistema operativo se probó de manera
cautelosa cual se debía usar para el desarrollo del proyecto, tomando en
cuenta varios factores con los cuales debía cumplir la plataforma.
Como se puede apreciar en el marco teórico existen varios sistemas
operativos los cuales pueden ser instalados en el Raspberry Pi, luego de
varias pruebas con diferentes sistemas se toma la decisión que para la
realización del prototipo se utilizarán 3 sistemas operativos, los cuales
están orientados al ámbito educativo, contando con diferentes aplicaciones
y herramientas destinadas al área del aprendizaje.
4.3.1.2 Descarga del software
Para descargar los sistemas operativos que se pueden usar en la
Raspberry Pi para el desarrollo del proyecto se lo realiza desde sus páginas
oficiales las cuales se mencionan a continuación:
Raspbian: https://www.raspberrypi.org/downloads/raspbian/
Ubuntu MATE: https://ubuntu-mate.org/download/
Kano OS: http://developers.kano.me/downloads/
Estos sistemas operativos vienen en formato .img los cuales al
momento de ser descargados vienen comprimidos en un archivo ZIP.
Recuerde que el sistema operativo que elija sea el adecuado para el
tipo de usuario al cual va dirigido, teniendo en cuenta las características de
cada uno de los sistemas los cuales fueron mencionados en capítulos
anteriores.
Propuesta 64
4.3.1.3 Preparación de la tarjeta SD
Para preparar la tarjeta SD se debe descargar el software necesario
para realizar el formateo de la memoria SD, desde el siguiente vínculo:
https://www.sdcard.org/downloads/formatter_4/. Se utiliza el software SD
Formatter debido a que Windows realiza la preparación de la memoria de
una manera incompatible, este software permite formatear tarjetas de
memoria SD, SDHC y SDXC.
Una vez que el programa se ha instalado se debe utilizar un lector
de memorias para PC para poder formatear la tarjeta, ya instalada la
memoria SD en el lector se proceda a ejecutar como administrador el SD
Formatter, automáticamente aparecerá la información y configuración
recomendada para su memoria SD al cual le va a hacer clic a la opción
Format donde aparecerá un cuadro de alerta al cual le va a hacer clic en
si para que inicie el proceso de formateo de la memoria.
FIGURA N° 39
SDFORMATER OPCIONES
Fuente: Investigación directa Elaborado por: Peñaloza Pin Juan Carlos
Concluido el proceso aparecerá un mensaje indicando que el
formateo se ha completado, luego de esto proceda a cerrar el programa y
retirar la memoria SD del lector.
Propuesta 65
FIGURA N° 40
SDFORMATTER MENSAJE FINAL DE PROCESO
Fuente: Investigación directa Elaborado por: Peñaloza Pin Juan Carlos
4.3.1.4 Instalación del sistema operativo
Para la instalación del sistema operativo se debe descargar el
software necesario para realizar este proceso, desde el siguiente vínculo:
https://sourceforge.net/projects/win32diskimager/. Este programa está
diseñado para escribir una imagen de disco sin procesar en un dispositivo
extraíble o hacer una copia de seguridad de un dispositivo extraíble en un
archivo de imagen sin procesar.
Una vez que el programa se ha instalado debe de utilizar un lector
de memorias para PC, ya instalada la memoria SD en el lector se proceda
a ejecutar como administrador el Win32 Disk Imager, automáticamente
aparecerá seleccionada su memoria SD en el programa.
Propuesta 66
FIGURA N° 41
SELECCIÓN DE MEMORIA SD EN WIN32 DISK IMAGER
Fuente: Investigación directa Elaborado por: Peñaloza Pin Juan Carlos
Seleccione el icono de la carpeta azul para buscar el archivo .img o
archivo de imagen que desea utilizar y, a continuación, presione write.
FIGURA N° 42
SELECCIÓN DE ARCHIVO EN WIN32 DISK IMAGER
Fuente: Investigación directa Elaborado por: Peñaloza Pin Juan Carlos
Propuesta 67
FIGURA N° 43
INICIAR PROCESO DE ESCRITURA EN WIN32 DISK IMAGER
Fuente: Investigación directa Elaborado por: Peñaloza Pin Juan Carlos
Una vez presionado write aparecerá un cuadro de advertencia en el
cual pulsará la opción yes para continuar con el proceso de escritura en la
memoria SD, al finalizar el proceso aparecerá un cuadro indicando que el
proceso ha concluido, dejando lista la memoria SD para ser insertada en el
Raspberry Pi.
FIGURA N° 44
CUADRO DE ADVERTENCIA DE ESCRITURA EN WIN32 DISK
IMAGER
Fuente: Investigación directa Elaborado por: Peñaloza Pin Juan Carlos
Propuesta 68
FIGURA N° 45
MENSAJE DE FINAL DE ESCRITURA EN WIN32 DISK IMAGER
Fuente: Investigación directa Elaborado por: Peñaloza Pin Juan Carlos
4.3.2 Hardware
4.3.2.1 Limpieza del monitor
Como se indica en el capítulo anterior, los monitores deben pasar
por una revisión técnica de funcionamiento para proceder con su
preparación, una vez realizada la revisión de funcionamiento se procede
con la debida limpieza, la cual se realiza pasando una brocha o trapo
húmedo sobre la parte externa del monitor para retirar el exceso de polvo.
FIGURA N° 46
EQUIPOS ELECTRÓNICOS RECICLADOS
Fuente: Investigación directa Elaborado por: Peñaloza Pin Juan Carlos
Propuesta 69
FIGURA N° 47
PRUEBA DE FUNCIONAMIENTO DE MONITOR
Fuente: Investigación directa Elaborado por: Peñaloza Pin Juan Carlos
FIGURA N° 48
LIMPIEZA EXTERNA DE MONITOR
Fuente: Investigación directa Elaborado por: Peñaloza Pin Juan Carlos
Propuesta 70
Una vez que se ha realizado la limpieza externa del equipo se
procede a limpiar la parte interna la cual se realiza abriendo el monitor para
retirar el polvo alojado dentro de sus integrados con una brocha o pistola
de aire.
FIGURA N° 49
RETIRO DE CARCASA DE MONITOR
Fuente: Investigación directa Elaborado por: Peñaloza Pin Juan Carlos
FIGURA N° 50
LIMPIEZA INTERNA DE MONITOR
Fuente: Investigación directa Elaborado por: Peñaloza Pin Juan Carlos
Propuesta 71
4.3.2.2 Coloración del monitor
En este proceso se debe proteger el monitor con papel y cinta
adhesiva para evitar que la pintura manche el cristal de la pantalla y los
componentes internos, una vez que esté todo listo se puede proceder a
pintar el monitor personalizándolo de la forma que más le agrade.
FIGURA N° 51
PROCESO DE COLORACIÓN DEL MONITOR
Fuente: Investigación directa Elaborado por: Peñaloza Pin Juan Carlos
FIGURA N° 52
PROCESO DE COLORACIÓN CONCLUIDO
Fuente: Investigación directa Elaborado por: Peñaloza Pin Juan Carlos
Propuesta 72
4.3.3 Interconexión de componentes
Una vez realizada la instalación del sistema operativo a utilizar y la
preparación del monitor se procede a realizar la interconexión de todos los
componentes necesarios para el funcionamiento del prototipo de
computador de bajo costo acoplado con equipos electrónicos reciclados y
open hardware.
4.3.3.1 Conexión de alimentación de Raspberry Pi dentro del
monitor
El prototipo trata de un computador personal de bajo costo, razón
por la cual debe de funcionar con una sola fuente de alimentación que
puede encontrarlo dentro del mismo monitor, para poder realizar la
conexión de la alimentación de la Raspberry Pi se procede a descargar un
esquemático del monitor a utilizar, en este caso es un Samsung
SyncMaster 551V, con la ayuda de un multímetro se procede a realizar la
medición de voltaje para verificar si es posible conectar la alimentación
desde ese punto.
FIGURA N° 53
MEDICIÓN DE VOLTAJE CON MULTÍMETRO
Fuente: Investigación directa Elaborado por: Peñaloza Pin Juan Carlos
Propuesta 73
Una vez encontrado donde puede conectar la alimentación para que
la Raspberry Pi funcione se procede a soldar los cables en los puntos
encontrados, el cual es la entrada de energía del monitor, debido a que el
cargador o alimentación de la Raspberry Pi funciona con un voltaje de
entrada de 100-240V para obtener un voltaje de salida de 5V.
FIGURA N° 54
SOLDADO DE CABLES PARA ALIMENTAR FUENTE DE
RASPBERRY PI
Fuente: Investigación directa Elaborado por: Peñaloza Pin Juan Carlos
Soldados los cables se procede a empatar con la fuente de
alimentación de la Raspberry Pi para poder alimentarla de energía,
realizado este procedimiento se ajusta la alimentación en la carcasa para
continua con el cierre y aseguramiento del monitor.
Propuesta 74
FIGURA N° 55
INSTLACIÓN DE FUENTE DE ALIMENTACIÓN RASPBERRY PI
Fuente: Investigación directa Elaborado por: Peñaloza Pin Juan Carlos
FIGURA N° 56
AJUSTE DE ALIMENTACIÓN RASPBERRY PI DENTRO DE LA
CARCASA DEL MONITOR
Fuente: Investigación directa Elaborado por: Peñaloza Pin Juan Carlos
Propuesta 75
4.3.3.2 Conexión de la Raspberry Pi al monitor y periféricos
Una vez cerrado el monitor puede proceder a insertar la memoria SD
dentro del slot designado para la misma.
FIGURA N° 57
INSERCIÓN DE MEMORIA SD EN RASPBERRY PI
Fuente: Investigación directa Elaborado por: Peñaloza Pin Juan Carlos
Proceda con la conexión del puerto VGA del monitor, con lo cual se
encuentra un gran inconveniente, ya que la Raspberry Pi cuenta con una
entrada HDMI, por lo que se tendrá que usar un conversor VGA/HDMI,
gracias a este dispositivo podemos transformar la señal analógica del
monitor a digital.
FIGURA N° 58
CONVERSOR VGA/HDMI
Fuente: Investigación directa Elaborado por: Peñaloza Pin Juan Carlos
Propuesta 76
FIGURA N° 59
ACOPLAMIENTO DE CONVERSOR VGA/HDMI EN MONITOR
Fuente: Investigación directa Elaborado por: Peñaloza Pin Juan Carlos
FIGURA N° 60
CONEXIÓN DE PUERTO Y ASEGURAMIENTO DE CABLE VGA
Fuente: Investigación directa Elaborado por: Peñaloza Pin Juan Carlos
Propuesta 77
Ahora puede colocar la placa en la posición deseada, en este caso
se coloca en la parte superior del monitor, conectando de forma correcta su
alimentación, entrada de video, teclado y mouse a la Raspberry Pi para
proceder con su encendido.
FIGURA N° 61
ACOPLAMIENTO Y CONEXIÓN DE RASPBERRY PI EN MONITOR
Fuente: Investigación directa Elaborado por: Peñaloza Pin Juan Carlos
4.3.4 Encendido del prototipo
Una vez conectados todos los elementos del prototipo del
computador personal de bajo costo proceda a conectar la alimentación del
monitor al tomacorriente para que encienda y arranque (boot) del sistema
operativo de la Raspberry Pi.
4.3.4.1 Configuración inicial del sistema operativo
Todo sistema operativo debe ser configurado al momento de darle
su primer uso para que funcione de manera correcta, motivo por el cual se
presenta a continuación la configuración correspondiente de los sistemas
operativos seleccionados para el funcionamiento del prototipo, tomando en
cuenta que las configuraciones en versiones anteriores de estos sistemas
tenían cierto grado de dificultad por la cantidad de comandos que se debían
ejecutar.
Propuesta 78
4.3.4.1.1 Configuración inicial de Raspbian
Raspbian gracias a sus nuevas actualizaciones en su sistema
operativo, otorga la facilidad de que se autoconfigura automáticamente
para su uso, en versiones anteriores se tenía que seguir varios pasos para
configurarlo.
Una vez iniciado el sistema operativo tendrá que dirigirse a la
terminal para actualizar la cache de apt escribiendo el comando sudo apt-
get update, este comando se encarga de actualizar la utilidad apt.
FIGURA N° 62
ACTUALIZACIÓN CACHE DE APT RASPBIAN
Fuente: Investigación directa Elaborado por: Peñaloza Pin Juan Carlos
Luego de actualizar la cache de apt debe seguir con la actualización
de todo el software de Raspberry Pi ejecutando el comando sudo apt-get
upgrade, este comando comprueba todos los paquetes instalados y nos
informa de las actualizaciones de paquetes a realizar.
Propuesta 79
FIGURA N° 63
ACTUALIZACIÓN DE TODO EL SOFTWARE DE RASPBIAN
Fuente: Investigación directa Elaborado por: Peñaloza Pin Juan Carlos
Terminado este proceso, el sistema estará preparado para ser usado
e instalar programas.
4.3.4.1.2 Configuración inicial de Kano OS
Kano OS es un sistema operativo que posee una configuración inicial
muy sencilla, la cual consta de seguir sencillas indicaciones que aparecerán
paso a paso para poder usar el sistema finalmente, a continuación, se
indicará gráficamente como configurar Kano OS.
FIGURA N° 64
CONFIGURACIÓN KANO OS (A)
Fuente: Investigación directa Elaborado por: Peñaloza Pin Juan Carlos
Propuesta 80
FIGURA N° 65
CONFIGURACIÓN KANO OS (B)
Fuente: Investigación directa Elaborado por: Peñaloza Pin Juan Carlos
FIGURA N° 66
CONFIGURACIÓN KANO OS (C)
Fuente: Investigación directa Elaborado por: Peñaloza Pin Juan Carlos
FIGURA N° 67
CONFIGURACIÓN KANO OS (D)
Fuente: Investigación directa Elaborado por: Peñaloza Pin Juan Carlos
FIGURA N° 68
CONFIGURACIÓN KANO OS (E)
Fuente: Investigación directa Elaborado por: Peñaloza Pin Juan Carlos
Propuesta 81
FIGURA N° 69
CONFIGURACIÓN KANO OS (F)
Fuente: Investigación directa Elaborado por: Peñaloza Pin Juan Carlos
FIGURA N° 70
CONFIGURACIÓN KANO OS (G)
Fuente: Investigación directa Elaborado por: Peñaloza Pin Juan Carlos
FIGURA N° 71
CONFIGURACIÓN KANO OS (H)
Fuente: Investigación directa Elaborado por: Peñaloza Pin Juan Carlos
Propuesta 82
FIGURA N° 72
CONFIGURACIÓN KANO OS (I)
Fuente: Investigación directa Elaborado por: Peñaloza Pin Juan Carlos
FIGURA N° 73
CONFIGURACIÓN KANO OS (J)
Fuente: Investigación directa Elaborado por: Peñaloza Pin Juan Carlos
Propuesta 83
FIGURA N° 74
CONFIGURACIÓN KANO OS (K)
Fuente: Investigación directa Elaborado por: Peñaloza Pin Juan Carlos
FIGURA N° 75
CONFIGURACIÓN KANO OS WIFI (L)
Fuente: Investigación directa Elaborado por: Peñaloza Pin Juan Carlos
Propuesta 84
FIGURA N° 76
CONFIGURACIÓN KANO OS CUENTA (M)
Fuente: Investigación directa Elaborado por: Peñaloza Pin Juan Carlos
Terminado este proceso, el sistema estará preparado para ser usado
e instalar programas.
4.3.4.1.3 Configuración inicial de Ubuntu MATE
Ubuntu MATE posee una configuración inicial muy parecida a la de
Windows, haciendo que sea sencilla para el usuario.
Una vez iniciado el sistema deberá seguir sencillos pasos como es
la configuración del idioma, conexión de red wifi, ubicación y selección de
idioma del teclado.
FIGURA N° 77
CONFIGURACIÓN UBUNTU MATE (A)
Fuente: Investigación directa Elaborado por: Peñaloza Pin Juan Carlos
Propuesta 85
FIGURA N° 78
CONFIGURACIÓN UBUNTU MATE (B)
Fuente: Investigación directa Elaborado por: Peñaloza Pin Juan Carlos
FIGURA N° 79
CONFIGURACIÓN UBUNTU MATE (C)
Fuente: Investigación directa Elaborado por: Peñaloza Pin Juan Carlos
Propuesta 86
FIGURA N° 80
CONFIGURACIÓN UBUNTU MATE (D)
Fuente: Investigación directa Elaborado por: Peñaloza Pin Juan Carlos
A continuación, proceda a llenar datos como nombre y contraseña
que tendrán el equipo, le da en continuar y automáticamente empezará a
configurarse el sistema, luego de unos minutos se reiniciará el equipo.
FIGURA N° 81
CONFIGURACIÓN UBUNTU MATE (E)
Fuente: Investigación directa Elaborado por: Peñaloza Pin Juan Carlos
Propuesta 87
FIGURA N° 82
CONFIGURACIÓN UBUNTU MATE (F)
Fuente: Investigación directa Elaborado por: Peñaloza Pin Juan Carlos
Una vez reiniciado el sistema, se dará cuenta de que no cuenta con
el servicio de internet, tendrá que ingresar a la terminal que MATE y digitar
el siguiente código sudo nano /etc/network/interfaces, le pedirá ingresar
la contraseña para continuar con el proceso le da enter y aparecerá
información sobre su conexión en la terminal, proceda tecleando control+x
para guardar la configuración, termine cerrando la terminal y reiniciando el
equipo para que se haga efectiva la configuración, una vez iniciado el
sistema verá que ya cuenta con el servicio de internet.
FIGURA N° 83
CONFIGURACIÓN WIFI UBUNTU MATE (A)
Fuente: Investigación directa Elaborado por: Peñaloza Pin Juan Carlos
Propuesta 88
FIGURA N° 84
CONFIGURACIÓN WIFI UBUNTU MATE (B)
Fuente: Investigación directa Elaborado por: Peñaloza Pin Juan Carlos
Una vez iniciado el sistema operativo tendrá que dirigirse a la
terminal para actualizar la cache de apt escribiendo el comando sudo apt-
get update, este comando se encarga de actualizar la utilidad apt.
FIGURA N° 85
ACTUALIZACIÓN CACHE DE APT UBUNTU MATE
Fuente: Investigación directa Elaborado por: Peñaloza Pin Juan Carlos
Propuesta 89
Luego de actualizar la cache de apt seguirá con la actualización de
todo el software de Raspberry Pi ejecutando el comando sudo apt-get
upgrade, este comando comprueba todos los paquetes instalados y nos
informa de las actualizaciones de paquetes a realizar.
FIGURA N° 86
ACTUALIZACIÓN DE TODO EL SOFTWARE DE UBUNTU MATE
Fuente: Investigación directa Elaborado por: Peñaloza Pin Juan Carlos
Terminado este proceso, el sistema estará preparado para ser usado
e instalar programas.
4.3.4.2 Instalación de aplicaciones educativas
Para que el prototipo sea de gran utilidad en el ámbito educativo va
ser necesario contar con varias aplicaciones que ayuden al desarrollo de
los conocimientos en áreas como matemática, física, química, geometría,
lenguas, etc.
Motivo por el cual se instalarán varias aplicaciones orientadas al
ámbito educativo para reforzar y mejorar la destreza en los conocimientos
en diferentes áreas, las aplicaciones educativas que se pueden utilizar se
encontrarán detalladas en el (Anexo 4).
Propuesta 90
4.3.4.2.1 Instalación de aplicaciones en Raspbian
Para instalar una aplicación en Raspbian es necesario investigar un
listado de los softwares educativos disponibles en el apt.
Una vez encontradas las aplicaciones que se van a utilizar va ser
necesario ingresar en la terminal del sistema para ejecutar el siguiente
comando sudo apt-get install xxxx (tendrá que sustituir xxxx por el
nombre de la aplicación que quiera actualizar).
FIGURA N° 87
INSTALACIÓN DE APLICACIÓN EN RASPBIAN
Fuente: Investigación directa Elaborado por: Peñaloza Pin Juan Carlos
Concluido este paso la aplicación estará disponible para ser usada
de forma inmediata.
4.3.4.2.2 Instalación de aplicaciones en Kano OS
Para poder instalar aplicaciones en Kano OS va ser necesario
ingresar en su herramienta de descarga de apps, donde se pueden
encontrar un sin número de apps orientadas en diversas áreas.
Primero debe hacer clic en el recuadro que dice add app que
encontrará en la pantalla principal para ingresar a una aplicación donde
Propuesta 91
están todas las apps instaladas en el sistema, seguido dar clic en la opción
want more apps?.
FIGURA N° 88
INSTALACIÓN DE APLICACIÓN EN KANO OS (A)
Fuente: Investigación directa Elaborado por: Peñaloza Pin Juan Carlos
FIGURA N° 89
INSTALACIÓN DE APLICACIÓN EN KANO OS (B)
Fuente: Investigación directa Elaborado por: Peñaloza Pin Juan Carlos
Propuesta 92
Una vez que le da clic en esta opción lo redirigirá a una página donde
están todas las apps disponibles para este sistema, busque las que sean
de gran utilidad, una vez encontrada la app le dará clic en install, con lo
cual iniciará la descarga e instalación de la app en el sistema, durante este
proceso le pedirá confirmación de contraseña la cual viene por defecto
kano.
FIGURA N° 90
INSTALACIÓN DE APLICACIÓN EN KANO OS (C)
Fuente: Investigación directa Elaborado por: Peñaloza Pin Juan Carlos
FIGURA N° 91
INSTALACIÓN DE APLICACIÓN EN KANO OS (D)
Fuente: Investigación directa Elaborado por: Peñaloza Pin Juan Carlos
Propuesta 93
FIGURA N° 92
INSTALACIÓN DE APLICACIÓN EN KANO OS (E)
Fuente: Investigación directa Elaborado por: Peñaloza Pin Juan Carlos
Concluida la descarga e instalación aparecerá un mensaje de
confirmación de que la app está instalada correctamente, terminando de
esta forma el proceso de instalación, reflejando la app instalada en el
escritorio lista para ser usada.
FIGURA N° 93
INSTALACIÓN DE APLICACIÓN EN KANO OS (F)
Fuente: Investigación directa Elaborado por: Peñaloza Pin Juan Carlos
Propuesta 94
FIGURA N° 94
INSTALACIÓN DE APLICACIÓN EN KANO OS (G)
Fuente: Investigación directa Elaborado por: Peñaloza Pin Juan Carlos
4.3.4.2.3 Instalación de aplicaciones en Ubuntu MATE
Para instalar una aplicación en Ubuntu MATE vamos a tener dos
opciones para poder realizar este proceso, a continuación, serán descritas:
4.3.4.2.3.1 Instalación desde terminal
En esta opción va ser necesario investigar un listado de los softwares
educativos disponibles en el apt de Ubuntu MATE.
Una vez encontrados las aplicaciones que se van a utilizar va ser
necesario ingresar en la terminal del sistema para ejecutar el siguiente
comando sudo apt-get install xxxx (tendrá que sustituir xxxx por el
nombre de la aplicación que quiere actualizar).
Propuesta 95
FIGURA N° 95
INSTALACIÓN DESDE TERMINAL UBUNTU MATE
Fuente: Investigación directa Elaborado por: Peñaloza Pin Juan Carlos
4.3.4.2.3.2 Instalación desde aplicación
En esta opción debe ingresar en la Software Boutique de Ubuntu
MATE que está en la opción Sistema> Herramientas> Software
Boutique.
FIGURA N° 96
INSTALACIÓN DESDE APLICACIÓN UBUNTU MATE (A)
Fuente: Investigación directa Elaborado por: Peñaloza Pin Juan Carlos
Propuesta 96
Una vez dentro de la aplicación podrá observar un sin número de
programas divididos en categorías, una de las desventajas de esta
aplicación es que no cuenta con un menú amplio de aplicaciones las cuales
pueden ser instaladas de manera sencilla con la primera opción de
instalación.
FIGURA N° 97
INSTALACIÓN DESDE APLICACIÓN UBUNTU MATE (B)
Fuente: Investigación directa Elaborado por: Peñaloza Pin Juan Carlos
Ahora podrá buscar el programa que desea instalar, debido a que es
una interfaz gráfica, va ser mucho más fácil poder instalar los programas
con tan solo hacer clic en instalar, siempre que instale un programa en
Ubuntu MATE le va pedir una clave de confirmación la cual es la que
configura al iniciar el sistema, confirmada la clave automáticamente
empezara la descarga e instalación del programa para ser usado.
Propuesta 97
FIGURA N° 98
INSTALACIÓN DESDE APLICACIÓN UBUNTU MATE (C)
Fuente: Investigación directa Elaborado por: Peñaloza Pin Juan Carlos
FIGURA N° 99
INSTALACIÓN DESDE APLICACIÓN UBUNTU MATE (D)
Fuente: Investigación directa Elaborado por: Peñaloza Pin Juan Carlos
Propuesta 98
FIGURA N° 100
INSTALACIÓN DESDE APLICACIÓN UBUNTU MATE (E)
Fuente: Investigación directa Elaborado por: Peñaloza Pin Juan Carlos
FIGURA N° 101
INSTALACIÓN DESDE APLICACIÓN UBUNTU MATE (F)
Fuente: Investigación directa Elaborado por: Peñaloza Pin Juan Carlos
Propuesta 99
4.4 Conclusión
Al finalizar el proyecto se consigue cumplir con los objetivos de este,
el cual es construir un prototipo de computador de bajo costo acoplado con
equipos electrónicos reciclados y open hardware, revisar el costo del
equipo en el (Anexo 5).
Se procedió a evaluar el prototipo dentro de la Unidad Educativa
Fénix “José Benito Benítez San Andrés” ubicado en Samanes 1 norte de la
ciudad de Guayaquil, teniendo un 98% de la aceptación deseada por parte
de maestros y alumnos como se puede evidenciar en el anterior capítulo,
indicando por parte de los docentes que es un proyecto que puede
beneficiar de forma importante a diversas instituciones educativas de bajos
recursos que carecen de equipos tecnológicos para la implementación de
laboratorios de cómputos para complementar la enseñanza de sus
estudiantes, además de ser un gran aporte al medio ambiente. La
construcción del prototipo permite visualizar posibles nuevas aplicaciones
en el área educativa, desde el uso software de tipo educativo basado en
alternativas lúdicas, hasta la implementación de laboratorios para iniciar a
los jóvenes estudiantes en el área de la programación y/o robótica.
Además, es un proyecto que se convierte en un gran aporte al medio
ambiente, debido a que se está reutilizando estos desechos de una forma
provechosa, no solo para disminuir en una pequeña forma la cantidad de
desechos electrónicos en nuestra ciudad, sino que a la vez ayuda a la
sociedad entregando un recurso valioso para la enseñanza y desarrollo de
los conocimientos de los profesionales del mañana.
La Raspberry Pi tiene como objetivo principal motivar a los
estudiantes a desarrollar proyectos, e incentivar el desarrollo de nuevos
softwares, aprendiendo a programar de una forma muy sencilla y divertida.
Gracias al concepto de hardware abierto se puede desarrollar varios
proyectos reutilizando equipos electrónicos reciclados, dándole un nuevo
uso o incluso generar un producto novedoso para beneficio de la sociedad.
Propuesta 100
4.5 Recomendación
A la Universidad de Guayaquil se recomienda poder usar este
prototipo como una propuesta de proyecto de vinculación con la
comunidad, para poder ayudar a escuelas de bajos recursos otorgándoles
un aporte tecnológico para sus estudiantes y de esta forma mejorar su
formación académica.
Se recomienda motivar a los docentes y estudiantes de las diferentes
carreras a desarrollar proyectos con placas de open source hardware, para
adquirir habilidades con las nuevas tecnologías de código abierto.
A la facultad se le recomienda adquirir cierta cantidad de placas open
source hardware y la habilitación de un laboratorio para que los estudiantes
junto con los docentes puedan hacer uso de estas tecnologías y de esta
forma poder realizar proyectos de grandes beneficios para la educación y
la sociedad.
ANEXOS
Anexos 102
ANEXO N° 1
CONSTITUCIÓN DE LA REPÚBLICA DEL ECUADOR
SECCIÓN SEGUNDA
AMBIENTE SANO
Art. 14.- Se reconoce el derecho de la población a vivir en un ambiente
sano y ecológicamente equilibrado, que garantice la sostenibilidad y el buen
vivir, sumak kawsay.
Se declara de interés público la preservación del ambiente, la conservación
de los ecosistemas, la biodiversidad y la integridad del patrimonio genético
del país, la prevención del daño ambiental y la recuperación de los espacios
naturales degradados.
Art. 15.- El Estado promoverá, en el sector público y privado, el uso de
tecnologías ambientalmente limpias y de energías alternativas no
contaminantes y de bajo impacto. La soberanía energética no se alcanzará
en detrimento de la soberanía alimentaria, ni afectará el derecho al agua.
Se prohíbe el desarrollo, producción, tenencia, comercialización,
importación, transporte, almacenamiento y uso de armas químicas,
biológicas y nucleares, de contaminantes orgánicos persistentes altamente
tóxicos, agroquímicos internacionalmente prohibidos, y las tecnologías y
agentes biológicos experimentales nocivos y organismos genéticamente
modificados perjudiciales para la salud humana o que atenten contra la
soberanía alimentaria o los ecosistemas, así como la introducción de
residuos nucleares y desechos tóxicos al territorio nacional.
SECCIÓN TERCERA
COMUNICACIÓN E INFORMACIÓN
Art. 16.- Todas las personas, en forma individual o colectiva, tienen
derecho a:
1. Una comunicación libre, intercultural, incluyente, diversa y
participativa, en todos los ámbitos de la interacción social, por
Anexos 103
cualquier medio y forma, en su propia lengua y con sus propios
símbolos.
2. El acceso universal a las tecnologías de información y
comunicación.
3. La creación de medios de comunicación social, y al acceso en
igualdad de condiciones al uso de las frecuencias del espectro
radioeléctrico para la gestión de estaciones de radio y televisión
públicas, privadas y comunitarias, y a bandas libres para la
explotación de redes inalámbricas.
4. El acceso y uso de todas las formas de comunicación visual,
auditiva, sensorial y a otras que permitan la inclusión de personas
con discapacidad.
5. Integrar los espacios de participación previstos en la Constitución
en el campo de la comunicación.
Anexos 104
ANEXO N° 2
DECRETO 1014 SOFTWARE LIBRE EN ECUADOR
Artículo 1.- Establecer como política pública para las Entidades de la
Administración Pública Central la utilización de Software Libre en sus
sistemas y equipamientos informáticos.
Articulo 2.- Se entiende por Software Libre, a los programas de
computación que se pueden utilizar y distribuir sin restricción alguna, que
permitan su acceso a los códigos fuentes y que sus aplicaciones puedan
ser mejoradas. Estos programas de computación tienen las siguientes
libertades:
a) Utilización del programa con cualquier propósito de uso común.
b) Distribución de copias sin restricción alguna.
c) Estudio y modificación del programa (Requisito: código fuente
disponible).
d) Publicación del programa mejorado (Requisito: código fuente
disponible).
Articulo 3.- Las entidades de la Administración Pública Central previa a la
instalación del software libre en sus equipos, deberán verificar la existencia
de capacidad técnica que brinde el soporte necesario para el uso de este
tipo de software.
Articulo 4.- Se faculta la utilización de software propietario (no libre)
únicamente cuando no exista una solución de Software Libre que supla las
19 necesidades requeridas, o cuando esté en riesgo la seguridad nacional,
o cuando el proyecto informático se encuentre en un punto de no retorno.
En este caso, se concibe como seguridad nacional, las garantías para la
supervivencia de la colectividad y la defensa del patrimonio nacional.
Para efectos de este decreto se entiende por un punto de no retorno,
cuando el sistema o proyecto informático se encuentre en cualquiera de
estas condiciones:
Anexos 105
a) Sistema en producción funcionando satisfactoriamente y que un
análisis de costo – beneficio muestre que no es razonable ni
conveniente una migración a Software Libre.
b) Proyecto en estado de desarrollo y que un análisis de costo –
beneficio muestre que no es conveniente modificar el proyecto y
utilizar Software Libre.
Periódicamente se evaluarán los sistemas informáticos que utilizan
software propietario con la finalidad de migrarlos a Software Libre.
Articulo 5.- Tanto para software libre como software propietario, siempre y
cuando se satisfagan los requerimientos, se debe preferir las soluciones en
este orden:
a) Nacionales que permitan autonomía y soberanía tecnológica.
b) Regionales con componente nacional.
c) Regionales con proveedores nacionales.
d) Internacionales con componente nacional.
e) Internacionales con proveedores nacionales.
f) Internacionales.
Articulo 6.- La Subsecretaría de Informática como órgano regulador y
ejecutor de las políticas y proyectos informáticos en las entidades del
Gobierno Central deberá realizar el control y seguimiento de este Decreto.
Para todas las evaluaciones constantes en este decreto la Subsecretaría
de Informática establecerá los parámetros y metodologías obligatorias.
Articulo 7.- Encárguese de la ejecución de este decreto a los señores
Ministros Coordinadores y el señor Secretario General de la Administración
Pública y Comunicación.
Anexos 106
ANEXO N° 3
PREGUNTAS DE ENCUESTA
¿Les parece fácil de usar el sistema operativo y aplicaciones
educativas de la ECO-PC?
Si
No
¿Le gusta la idea de que la ECO-PC sea construida con equipos
reciclados?
Si
No
¿Cree que es necesario reutilizar los equipos electrónicos
desechados para darles nuevos usos para beneficio de la comunidad
y medio ambiente?
Si
No
¿Cree que las aplicaciones educativas instaladas en la ECO-PC son
de gran aporte para el desarrollo de conocimientos y habilidades
sobre distintas asignaturas educativas?
Si
No
¿Cree que la ECO-PC ayudaría a muchas escuelas de escasos
recursos a contar con equipos tecnológicos para mejorar el pensum
académico de sus estudiantes?
Si
No
Anexos 107
ANEXO N° 4
APLICACIONES EDUCATIVAS CON SOFTWARE LIBRE
ALFABETO
KLettres.- enseña a los pequeños usuarios de computadoras a reconocer
el aspecto y el sonido de las letras y sílabas. También es útil para los
usuarios más viejos de computadoras que están aprendiendo un nuevo
idioma, como el árabe, checo, portugués brasileño, danés, holandés, inglés
británico, inglés, inglés Phonix, francés, alemán, hebreo, húngaro, italiano,
Kannada, hebreo, hindi romanizada, Baja Sajonia, luganda, malayalam,
Noruego Bokmål punjabi, español, eslovaco, ucraniano o Telugu.
IDIOMA
Openteacher. - entrenador de palabras para aprender idiomas.
ASTRONOMÍA
Stellarium.- mientras Stellarium no incluye las capacidades de “vuelo” de
Celestia, presenta una imagen increíblemente precisa y detallada del cielo
nocturno desde cualquier punto de la tierra en cualquier momento. De
hecho, es tan bien hecho que muchos planetarios usarlo para alimentar sus
shows.
KStars.- al igual que en Stellarium, KStars permite a los usuarios ver “hasta
100 millones de estrellas, 13.000 objetos de cielo profundo, los 8 planetas,
el sol y la luna, y miles de cometas y asteroides.” También incluye una serie
de herramientas útiles para los astrónomos aficionados, tales como una
lista de observación, un editor FOV, un calendario del cielo, las alertas de
supernovas y un glosario de términos técnicos.
ARTE
Tux Paint.- este programa de dibujo básico cuenta con una interfaz
amigable para los niños, numerosas herramientas de dibujo, efectos
especiales y Tux, el pingüino de Linux. Aunque el sitio web dice que es para
niños de 3 a 12, es probable que sea mejor para los de 7 años y menores.
Anexos 108
GPaint.- los estudiantes que están más allá de Tux Paint, pero no están
listos para el dibujo profesional y herramientas de manipulación de la foto
pueden disfrutar de esta aplicación GNU. Se ofrece una solución fácil de
usar interfaz y una amplia variedad de herramientas de dibujo.
Inkscape.- este programa de vectores de categoría profesional de dibujo
es adecuado para la escuela secundaria y estudiantes avanzados
universitarios o adultos que quieren experimentar con el arte digital. El sitio
también cuenta con una biblioteca de arte libre, para ayudarle a empezar
con tus propias creaciones.
QUÍMICA
Kalzium.- ¿necesita ayuda con introducción a la química? Esta aplicación
KDE permite a los estudiantes explorar la tabla periódica, y viene completa
con una calculadora de peso molecular, una tabla de isótopos, un editor
molécula 3D y una resolución de ecuaciones para problemas
estequiométricos.
JUEGOS EDUCATIVOS
GCompris.- los niños menores de 10 años disfrutarán de esta colección de
más de 100 juegos educativos. Además de las actividades diseñadas para
enseñar lecciones sobre lectura, historia, matemáticas, ciencias y otras
materias, sino que también incluye “cosas divertidas” como el ajedrez,
memoria, sudoku y actividades similares.
ChildsPlay.- ChildsPlay es también una colección de aplicaciones, aunque
no incluye las actividades casi tantos como GCompris. Cuenta con 11
juegos, incluyendo juegos de memoria, el alfabeto y actividades de
reconocimiento de números y rompecabezas.
TARJETAS DIDÁCTICAS
Parley.- además de las tarjetas tradicionales, Parley también utiliza
anagramas, opción múltiple, llenar-en-el-blanco, sinónimo / antónimo y
Anexos 109
otros tipos de pruebas para mejorar su vocabulario. Muchos conjuntos
creados por el usuario de tarjetas están disponibles en KDE for Windows.
Anki.- esta aplicación se jacta de que puede ayudar a los estudiantes a
aprender casi cualquier tipo de información, ya sea que estén aprendiendo
un nuevo idioma, estudiar para los exámenes médicos o tratando de
recordar los acordes de guitarra.
GEOGRAFÍA
Marble.- este “mundo virtual” va mucho más allá de la cartografía básica,
la integración de tiempo, fotos, información del tráfico y Wikipedia. Con las
versiones móviles (actualmente sólo para los teléfonos Nokia, Android es
una versión de la obra), sino que también se convierte en un sistema paso
a paso para la navegación.
KGeography. - programa dedicado a la geografía.
MATEMÁTICAS
Genius.- esta aplicación funciona como una calculadora y como una
herramienta educativa de investigación. Para usarlo, usted tendrá que
introducir una expresión matemática que utiliza el lenguaje de
extensión Genius (GEL), pero el lenguaje está diseñado para parecerse lo
más parecido sintaxis matemática normal como sea posible.
Scilab.- diseñado por ingenieros y científicos, Scilab puede manejar las
matemáticas y simulación, visualizaciones 2D y 3D, optimización,
estadística, diseño de sistemas de control y análisis, procesamiento de
señales y mucho más. Soporte, capacitación y servicios pagados están
disponibles a través de las Scilab Enterprises.
Maxima.- un descendiente de Macsyma MIT, Maxima se describe como
“un sistema para la manipulación de expresiones simbólicas y numéricas,
incluyendo diferenciación, integración, serie de Taylor, transformadas de
Laplace, ecuaciones diferenciales ordinarias, sistemas de ecuaciones
Anexos 110
lineales, polinomios y conjuntos, listas, vectores, matrices y tensores.
“También puede crear gráficos en 2D y 3D.
GeoGebra.- con su amplia gama de capacidades, GeoGebra es adecuado
para los estudiantes de primaria que aprenden aritmética, álgebra y
geometría, e incluso para los estudiantes universitarios estudiando cálculo
y matemáticas avanzados. Específicamente diseñado como una
herramienta educativa, es mucho más fácil de usar que muchas de las
aplicaciones matemáticas otros en nuestra lista, y el sitio Web también
incluye recursos útiles para los educadores.
CarMetal. - programa para dibujar figuras geométricas y compararlas.
Gnuplot.- a diferencia de muchas de las aplicaciones matemáticas en
nuestra lista, Gnuplot hace una sola cosa – crear gráficos. Funciona desde
la línea de comandos y apoya gráficos 2D y 3D.
Dr. Geo.- esta aplicación galardonada, invita personas de 7 años de edad
a 77 para “ser un geómetra”. Permite a los estudiantes a crear e interactuar
con dibujos de objetos geométricos para que puedan comprender mejor las
lecciones de geometría.
Kig.- al igual que el Dr. Geo, la aplicación de geometría KDE también
proporciona una interfaz para trabajar y aprender más sobre las figuras
geométricas.
Tux Math. - aprende matemáticas jugando.
FÍSICA
Step.- Step es un simulador interactivo de física que permite a los
estudiantes explorar la mecánica clásica, partículas, resortes, la gravedad,
las fuerzas de Coulomb, colisiones, ondas de sonido y mucho más.
También incluye un solucionador de ecuaciones y una herramienta de
conversión de unidades.
Anexos 111
MECANOGRAFÍA
TuxType.- para los niños más pequeños que están aprendiendo su camino
alrededor del teclado, esta aplicación utiliza juegos divertidos para ayudar
a los estudiantes a aprender las diversas letras. Escriba rápidamente para
ayudar a Tux, el pingüino de Linux comer todos los peces o salvar a la
Tierra de los asteroides que caen.
Klavaro.- el humilde Klavaro se describe a sí misma como “simplemente
otro programa tutor de mecanografía”, pero en realidad es bastante único
por su teclado y el funcionamiento independiente del lenguaje. Además de
la conocida distribución del teclado “QWERTY”, es compatible con otros
seis diseños integrados, o puedes usar el editor de teclados para crear el
tuyo propio. También está disponible en 25 idiomas diferentes, haciendo de
esta una buena opción para los usuarios fuera de los EE.UU.
WriteType.- esta opción no enseña a los estudiantes a Mecanografiar solo
facilita la escritura, sobre todo para los usuarios más jóvenes. Incluye
características tales como la terminación de palabras, modo de leer en voz
alta, comprobación de la gramática y auto-corrección para que sea más
fácil a los jóvenes el crear documentos por sí mismos.
Anexos 112
ANEXO N° 5
PRESUPUESTO Y FINANCIAMIENTO
EQUIPO PRECIO
Raspberry Pi 3 $ 60,00
Case Raspberry Pi 3 $ 9,00
Memoria SD 16 GB clase 10 $ 14,00
Combo de mouse, teclado y parlantes $ 15,00
Conversor de HDMI a VGA $ 11,00
Monitor reciclado $ 0.0
Total $ 109,00 Fuente: Investigación directa Elaborado por: Peñaloza Pin Juan Carlos
Anexos 113
ANEXO N° 6
PRESENTACIÓN Y ENCUESTA DE PROTOTIPO DENTRO DE LA U.E
FÉNIX “JOSÉ BENITO BENÍTEZ SAN ANDRÉS”
CHARLA DE LA RECTORA DE LA U.E FÉNIX LCDA. ANGELA DE
BENÍTEZ
Fuente: Unidad Educativa Fénix Elaborado por: Peñaloza Pin Juan Carlos
PRESENTACIÓN DE LA ECO-PC EN LA U.E FÉNIX (A)
Fuente: Unidad Educativa Fénix Elaborado por: Peñaloza Pin Juan Carlos
Anexos 114
PRESENTACIÓN DE LA ECO-PC EN LA U.E FÉNIX (B)
Fuente: Unidad Educativa Fénix Elaborado por: Peñaloza Pin Juan Carlos
PRESENTACIÓN DE APLICACIONES EDUCATIVAS (A)
Fuente: Unidad Educativa Fénix Elaborado por: Peñaloza Pin Juan Carlos
Anexos 115
PRESENTACIÓN DE APLICACIONES EDUCATIVAS (B)
Fuente: Unidad Educativa Fénix Elaborado por: Peñaloza Pin Juan Carlos
INTERACCIÓN DE ALUMNOS CON EL PROTOTIPO DE LA ECO-PC
Fuente: Unidad Educativa Fénix Elaborado por: Peñaloza Pin Juan Carlos
Anexos 116
REALIZACIÓN DE ENCUESTA A ESTUDIANTES Y PROFESORES DE
LA U.E FÉNIX (A)
Fuente: Unidad Educativa Fénix Elaborado por: Peñaloza Pin Juan Carlos
REALIZACIÓN DE ENCUESTA A ESTUDIANTES Y PROFESORES DE
LA U.E FÉNIX (B)
Fuente: Unidad Educativa Fénix Elaborado por: Peñaloza Pin Juan Carlos
Anexos 117
CONCLUSIÓN DE LA PRESENTACIÓN DE LA ECO-PC EN LA U.E
FÉNIX
Fuente: Unidad Educativa Fénix Elaborado por: Peñaloza Pin Juan Carlos
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