UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL
FACULTAD DE CIENCIAS MATEMÁTICAS Y FÍSICAS
CARRERA DE INGENIERÍA EN NETWORKING Y
TELECOMUNICACIONES
ESTUDIO DE FACTIBILIDAD EN EL USO DEL MICROORDENADOR
RASPBERRY PI 3 MODELO B COMO ORDENADOR PARA LA
EDUCACIÓN BÁSICA EN LA ESCUELA CIUDAD DE ARIEL DEL
CANTON DURAN.
Proyecto de titulación previa a la obtención del Título de:
INGENIERO EN NETWORKING Y TELECOMUNICACIONES
AUTOR:
ALAN FRANCHESCO RAMIREZ MOREIRA
TUTOR:
ING. ALFREDO JOSE NUÑEZ UNDA
GUAYAQUIL-ECUADOR
2018
II
REPOSITORIO NACIONAL EN CIENCIAS Y TECNOLOGÍA
FICHA DE REGISTRO DE TESIS
ESTUDIOS DE FACTIBILIDAD EN EL USO DEL MICROORDENADOR RASPBERRY PI
3 MODELO B COMO ORDENADOR PARA LA EDUCACIÓN BÁSICA EN LA ESCUELA
CIUDAD DE ARIEL DEL CANTON DURAN.
REVISOR: ING. FAUSTO OROSCO LARA. TUTOR: ING. JOSE NUÑEZ UNDA.
INSTITUCIÓN: UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL
FACULTAD: CIENCIAS MATEMÁTICAS Y FÍSICAS
ESPECIALIDAD: INGENIERÍA EN NETWORKING Y TELECOMUNICACIONES
FECHA DE PUBLICACIÓN: 2018 N° DE PÁGS.: 128
ÁREA TEMÁTICA: ESTRATEGIA EDUCATIVAS INTEGRADORAS E INCLUSIVAS
PALABRAS CLAVES: Raspberry Pi, Sistema Operativo Raspbian, Red Wifi.
RESUMEN: En los últimos años la tecnología avanzado a pasos agigantados, esto hace que países como el nuestro
estemos atrasados en la educación tecnología, llegando al punto que escuelas de educación básica de sectores urbanos
marginales sea difícil de contar con Laboratorios de Computación, nuestro estudio pretende demostrar que por medio del
micro ordenado Raspberry Pi, se puede montar laboratorios de cómputos a bajos costo y sin una gran infraestructura,
permitiendo acceder a nuestros niños nuevas tecnologías para la educación . La metodología de estudio; se realizó con
estudiantes de Cuarto y Quinto de Educación Básica y utilizando dos equipos configurados a una red wifi, permitiendo
el acceso a internet de tal manera que los Estudiantes pudieron probar el equipo en su máxima capacidad, se probó su
funcionamiento con componentes adicionales como son disipadores y un cooler; obteniendo mejoras en su rendimiento
y calentamiento. De esta forma pudimos sacar nuestras conclusiones con relación al dispositivo.
GRADO OBTENIDO: TERCER NIVEL
ADJUNTO PDF SI NO
CONTACTO CON AUTOR:
TELÉFONO:
0969354152
E-MAIL:
c
CONTACTO DE LA INSTITUCIÓN:
Universidad de Guayaquil
Facultad de Ciencias Matemáticas y Físicas
Carrera de Ingeniería en Networking y
Telecomunicaciones
Dirección: Víctor Manuel Rendón 429 y Baquerizo
Moreno, Guayaquil.
NOMBRE: AB. JUAN CHAVEZ
TELÉFONO: (04) 2 307729
X
III
APROBACIÓN DEL TUTOR
En mi calidad de Tutor del trabajo de titulación, “Estudios de Factibilidad en el uso del Microordenador Raspberry pi 3 Modelo B como ordenador para la Educación Básica en la Escuela Ciudad de Ariel del Cantón Duran.” elaborado por el señor Alan Franchesco Ramírez Moreira, Alumnos no titulados de la Carrera de Ingeniería en Networking y Telecomunicaciones, de la Facultad de Ciencias Matemáticas y Físicas de la Universidad de Guayaquil, previo a la obtención del Título de Ingeniero en Networking y Telecomunicaciones, me permito declarar que luego de haber orientado, estudiado y revisado, la Apruebo en todas sus partes.
Atentamente
ING. ALFREDO JOSE NUÑEZ UNDA
TUTOR
IV
DEDICATORIA
Dedico este proyecto a Dios que sin
él no hubiera alcanzado mis sueños, a
mi familia que fue el pilar fundamental,
las personas que me dieron su apoyo y
motivación para salir adelante y a un
compañero de estudio que sin él no
hubiera podido alcanzar esta meta le
doy muchas gracias por toda la ayuda
brindada.
Alan Franchesco Ramírez Moreira
V
AGRADECIMIENTO
Agradezco primero a Dios y a mis
padres por todo el apoyo que me han
brindado en toda mi carrera
universitaria por darme la fuerza
necesaria para seguir adelante y
poder culminar este ciclo de mi vida
profesional y agradezco la ayuda
necesaria para poder culminar esta
meta.
VI
TRIBUNAL DEL PROYECTO DE TITULACIÓN
Ab. Juan Chávez A.
SECRETARIO
Ing. Eduardo Santos Baquerizo, M.Gs
DECANO DE LA FACULTAD DE
CIENCIAS MATEMÁTICAS Y FÍSICAS
Ing. Harry Luna Aveiga, M.Sc.
DIRECTOR
CINT
Ing. Fausto Raúl Orozco Lara
PROFESOR TUTOR REVISOR DEL
PROYECTO DE TITULACIÓN
Ing. Alfredo Núñez, M. Sc.
PROFESOR DIRECTOR DEL PROYECTO
DE TITULACIÓN
VII
DECLARACIÓN EXPRESA
“La responsabilidad del contenido de este
Proyecto de Titulación, me corresponden
exclusivamente; y el patrimonio intelectual
de la misma a la UNIVERSIDAD DE
GUAYAQUIL”
_____________________________________
ALAN RAMIREZ MOREIRA
C.I: 0929805737
TUTOR: Ing. Alfredo Núñez Unda.
FECHA: Guayaquil, enero del 2018
VIII
UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL
FACULTAD DE CIENCIAS MATEMÁTICAS Y FÍSICAS
CARRERA DE INGENIERÍA EN NETWORKING Y
TELECOMUNICACIONES
ESTUDIO DE FACTIBILIDAD EN EL USO DEL MICROORDENADOR
RASPBERRY PI 3 MODELO B COMO ORDENADOR PARA LA
EDUCACIÓN BÁSICA EN LA ESCUELA CIUDAD DE ARIEL DEL
CANTON DURAN.
Proyecto de titulación que se presenta como requisito para optar por el
título de:
INGENIERO EN NETWORKING Y TELECOMUNICACIONES
Autor: RAMIREZ MOREIRA ALAN FRANCHESCO
C.I: :0929805737
Tutor: ING. ALFREDO NUÑEZ UNDA
Guayaquil, enero del 2018
IX
CERTIFICADO DE ACEPTACIÓN DEL TUTOR
En mi calidad de Tutor del proyecto de titulación, nombrado por el
Consejo Directivo de la Facultad de Ciencias Matemáticas y Físicas de la
Universidad de Guayaquil.
CERTIFICO:
Que he analizado el Proyecto de Titulación presentado por
el estudiante RAMIREZ MOREIRA ALAN FRANCHESCO, como requisito
previo para optar por el título de Ingeniero en Networking y
Telecomunicaciones cuyo problema es:
ESTUDIOS DE FACTIBILIDAD EN EL USO DEL MICROORDENADOR
RASPBERRY PI 3 MODELO B COMO ORDENADOR PARA LA
EDUCACIÓN BÁSICA EN LA ESCUELA CIUDAD DE ARIEL DEL
CANTON DURAN.
Considero aprobado el trabajo en su totalidad.
Presentado por:
Tutor: ____________________________
Ing. Alfredo Núñez Unda
Guayaquil, enero de 2018
Ramírez Moreira Alan Franchesco CI: 0929805737
X
Autorización para Publicación de Proyecto de Titulación en Formato Digital
1. Identificación del Proyecto de Titulación
Nombre Alumno: Ramírez Moreira Alan Franchesco
Dirección: Cdla. Moran Valverde Mz E12 V.24
Teléfono: 5108230 – 0969354152 E-mail: [email protected]
Facultad: Ciencias Matemáticas y Físicas
Carrera: Ingeniería en Networking y Telecomunicaciones
Proyecto de titulación al que opta:
Profesor tutor: Ing. Alfredo Núñez
Título del Proyecto de titulación:
ESTUDIOS DE FACTIBILIDAD EN EL USO DEL MICROORDENADOR
RASPBERRY PI 3 MODELO B COMO ORDENADOR PARA LA EDUCACIÓN
BÁSICA EN LA ESCUELA CIUDAD DE ARIEL DEL CANTON DURAN.
Tema del Proyecto de Titulación: (Palabras claves 5 a 8) Laboratorios, Red, Computadoras, Raspberry Pi, Raspbian.
2. Autorización de Publicación de Versión Electrónica del Proyecto de Titulación
A través de este medio autorizo a la Biblioteca de la Universidad de Guayaquil
y a la Facultad de Ciencias Matemáticas y Físicas a publicar la versión electrónica de este Proyecto de titulación.
Publicación electrónica:
Inmediata X Después de 1 año
_____________________
Ramírez Moreira Alan Franchesco
XI
INDICE APROBACIÓN DEL TUTOR................................................................. III
TRIBUNAL DEL PROYECTO DE TITULACIÓN .................................. VI
DECLARACIÓN EXPRESA ................................................................ VII
CERTIFICADO DE ACEPTACIÓN DEL TUTOR .................................. IX
INDICE DE TABLAS ......................................................................... XVII
INDICE DE GRAFICOS ................................................................... XVIII
INDICE DE IMÁGENES ..................................................................... XIX
GLOSARIO ......................................................................................... XX
INTRODUCCIÓN ................................................................................... 1
CAPITULO I ........................................................................................... 3
Planteamiento del problema............................................................... 3
Ubicación del Problema en un contexto ............................................. 3
Situación Conflicto. Nudos críticos ..................................................... 4
Causas Y Consecuencias Del Problema ........................................... 6
Delimitación del Problema ................................................................. 7
Formulación del problema .................................................................. 8
Evaluación del problema .................................................................... 8
Delimitado ....................................................................................... 8
XII
Contextual ...................................................................................... 8
Relevante ....................................................................................... 8
Factible ........................................................................................... 8
Original: .......................................................................................... 9
Objetivos ............................................................................................ 9
Objetivo General ............................................................................. 9
Objetivos Específicos ..................................................................... 9
Alcances del proyecto ...................................................................... 10
Justificación del Problema ............................................................... 10
CAPITULO II ........................................................................................ 13
MARCO TEORICO .......................................................................... 13
Antecedentes ................................................................................ 13
PROYECTO OLPC. ...................................................................... 15
SALA INFORMATICA EN AFRICA ............................................... 16
EL PROYECTO CEIBA. ............................................................... 18
LABORATORIOS DE COMPUTACIÓN ....................................... 19
PROYECTO DE FOCUS REPORTS ............................................ 21
Fundamentación Teórica ................................................................. 22
Fundamentación legal ...................................................................... 24
XIII
La constitución de la República del Ecuador del 20 de agosto de 2008
nos dice en los siguientes artículos: ........................................................ 25
Art. 343 ......................................................................................... 25
Art 347 .......................................................................................... 25
inciso 1 ......................................................................................... 25
Inciso 7 ......................................................................................... 25
Art. 349 ......................................................................................... 25
CAPITULO III ....................................................................................... 26
METODOLOGÍA DE LA INVESTIAGCIÓN ...................................... 26
DISEÑO DE LA INVESTIGACIÓN ................................................... 26
Modalidad de la Investigación ...................................................... 26
Tipo de la investigación. - ............................................................. 26
POBLACIÓN Y MUESTRA .............................................................. 27
Población ...................................................................................... 27
CUADRO DISTRIBUTIVO DE LA POBLACIÓN .............................. 27
Muestra de cada Población .............................................................. 29
RECOLECCION DE DATOS ............................................................ 33
INSTRUMENTOS DE RECOLECCION DE DATOS .................... 33
Técnica ......................................................................................... 33
XIV
Instrumentos ................................................................................. 34
Recolección de la información ...................................................... 34
Procedimiento y Análisis .................................................................. 34
1.- ¿Conoce que es un computador? ........................................... 35
2.- ¿Sabes cuáles son las partes de un computador? .................. 36
3.- ¿Utilizas un computador? ........................................................ 37
4.- ¿Es útil la computadora para el desarrollo de la humanidad? . 38
5.- ¿Crees que el microordenador Raspberry Pi te ayudaría a nivel
de la educación? ............................................................................... 39
6.- ¿Qué te parece el microordenador Raspberry Pi 3 Modelo b
con el que estás trabajando? ............................................................ 40
7.- ¿Te gustaría cambiar algo del microordenador Raspberry Pi 3
modelo b? ......................................................................................... 41
8.- ¿Te gusto el microordenador Raspberry pi, le harías mejoras?
.......................................................................................................... 42
Análisis. -.......................................................................................... 42
Validación de la Hipótesis ................................................................ 43
CAPITULÓ IV ...................................................................................... 44
PROPUESTA TECNOLÓGICA ........................................................ 44
ANÁLISIS DE FACTIBILIDAD .......................................................... 45
XV
Factibilidad Operacional ............................................................... 45
Factibilidad Técnica. ..................................................................... 46
Factibilidad Legal .......................................................................... 47
Factibilidad Económica ................................................................. 47
ETAPAS DE LA METODOLOGIA DEL PROYECTO ....................... 49
FASE DE PREPARACION .................................................................. 50
Presentación de propuesta de implementación ............................... 50
Fase de Planificación ....................................................................... 53
Verificación de disponibilidad de los equipos. - En este periodo se
realizó la verificación de la disponibilidad del equipo que estábamos
necesitando dentro del país, para la implementación de un laboratorio
con 10 Raspberry Pi 3. Se cotizaron los equipos necesarios y se obtuvo
un precio adecuado para la implementación tanto para la
implementación para una red con cable estructurado y con una Red
Wifi, ver en los Anexo 7 y 8. ................................................................. 54
Aprobación de la Escuela. - .......................................................... 54
Instalación de los sistemas operativo y configuración. - Durante
este periodo, se realizó la instalación en los Raspberry Pi en sistema
Raspbian, a la vez se probaron ciertas aplicaciones y funcionalidades
XVI
del Raspberry, también se verifico calentamiento y como solucionarlo.
.......................................................................................................... 55
Pruebas con los estudiantes de Educación Básica. - ................... 55
FASE DE DISEÑO ............................................................................... 55
Capa de Física. - .......................................................................... 56
Capa de Enlace de Datos: ............................................................ 60
Capa de Red: ............................................................................... 61
FASE DE IMPLEMENTACION ......................................................... 62
Formula ........................................................................................ 65
FASE DE OPERACIÓN ....................................................................... 67
Pruebas con los Estudiantes de Educación Básica ......................... 67
Criterio de Validación de la Propuesta ............................................. 70
Nivel encontrado ........................................................................... 70
Nivel de aprendizaje ..................................................................... 71
Criterio de aceptación del Producto ................................................. 73
CONCLUSIONES ............................................................................ 74
RECOMENDACIONES .................................................................... 75
BIBLIOGRAFÍA .................................................................................... 76
ANEXO 1 ............................................................................................. 80
XVII
ANEXO 2 ............................................................................................. 81
ANEXO 3 ............................................................................................. 82
ANEXO 4 ............................................................................................. 84
ANEXO 5 ............................................................................................. 85
ANEXO 6 ............................................................................................. 86
ANEXO 7 ............................................................................................. 87
ANEXO 8 ............................................................................................. 87
ANEXO 9 ............................................................................................. 88
ANEXO 10 ........................................................................................... 96
ANEXO 11 ........................................................................................... 98
ANEXO 12 ......................................................................................... 100
ANEXO 13 ......................................................................................... 101
ANEXO 14 ......................................................................................... 103
INDICE DE TABLAS
Tabla 1: Causas y Consecuencias ....................................................................................... 6
Tabla 2: Delimitación del Problema ................................................................................... 7
Tabla 3: población ............................................................................................................ 27
Tabla 4: Muestra............................................................................................................... 29
Tabla 5: Muestra de la población Total ........................................................................... 32
XVIII
Tabla 6 .............................................................................................................................. 35
Tabla 7 .............................................................................................................................. 36
Tabla 8 .............................................................................................................................. 37
Tabla 9 .............................................................................................................................. 38
Tabla 10 ............................................................................................................................ 39
Tabla 11 ............................................................................................................................ 40
Tabla 12 ............................................................................................................................ 41
Tabla 13 ............................................................................................................................ 42
Tabla 14: Recursos Hardware .......................................................................................... 46
Tabla 15: Recursos Software ............................................................................................ 47
Tabla 16: Equipos para las pruebas .................................................................................. 48
Tabla 17: Equipos de La Escuela ....................................................................................... 51
Tabla 18: Características del laboratorio ......................................................................... 54
Tabla 19:velocidad de transferencia de datos según el medio ...................................... 57
Tabla 20: Direccionamiento IP ......................................................................................... 61
Tabla 21: Tabla Comparativa de Hardware de un computador ..................................... 63
Tabla 22: Tabla Comparativa de Software ...................................................................... 64
Tabla 23: Tabla Consumo de Energía Eléctrica ................................................................ 64
Tabla 24: Recuperación de la Inversión ........................................................................... 66
INDICE DE GRAFICOS
Grafico 1: Estadística del INEC ........................................................................................... 4
Grafico 2............................................................................................................................ 35
Grafico 3............................................................................................................................ 36
Grafico 4............................................................................................................................ 37
Grafico 5: .......................................................................................................................... 38
Grafico 6............................................................................................................................ 39
Grafico 7............................................................................................................................ 41
Grafico 8............................................................................................................................ 42
Grafico 9: .......................................................................................................................... 43
XIX
INDICE DE IMÁGENES
Imagen 1: Proyecto OLPC ................................................................................................. 16
Imagen 2: Laboratorio Raspberry Pi en Kuma en Togo ................................................... 17
Imagen 3: Laboratorios de Computación ........................................................................ 21
Imagen 4: METODOLOGIA PPDIO .................................................................................... 50
Imagen 5: Vista del Laboratorio ....................................................................................... 52
Imagen 6: Diagrama de GANNT ....................................................................................... 53
Imagen 7: Modelo Jerárquico .......................................................................................... 56
Imagen 8: RASPBERRY PI 3 MODELO B ............................................................................ 58
Imagen 9: Carcasa Raspberry Pi 3 Modelo B ................................................................... 58
Imagen 10: Adaptador de corriente. ............................................................................... 59
Imagen 11: ventiladores y disipadores ............................................................................ 59
Imagen 12: Tarjetas Micro SD .......................................................................................... 60
Imagen 13: Características Raspberry Pi ......................................................................... 62
Imagen 14: Equipos Instalados Para Las Pruebas ........................................................... 68
Imagen 15: Pruebas .......................................................................................................... 69
Imagen 16: Practica con Scratch ...................................................................................... 69
Imagen 17: Explicación de ordenador ............................................................................. 71
Imagen 18: Demostración de scratch .............................................................................. 72
Imagen 19: Practica con Scratch ...................................................................................... 72
XX
GLOSARIO
Raspberry Microordenador
Open Source Código Abierto
OLPC One Laptop Per Child
CPU Unidad Central de Proceso
TICs Tecnología de la Información y comunicación
INEC Institución Nación de Estadística y Censo
INTEL Corporación de Integrados electrónicos
GPIO Entrada/Salida de propósito general
GNU/Linux Colección de sistemas operativos
Open Office Oficina de Código Abierto
Python Lenguaje de Programación interpretado
Kodi Programa para emular centro multimedia
Retropie Emulador de consolas de video Juegos
Ubunto Mate Sistema Operativo distribución de Linux
XXI
UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL
FACULTAD DE CIENCIAS MATEMÁTICAS Y FÍSICAS
CARRERA DE INGENIERÍA EN NETWORKING Y
TELECOMUNICACIONES
ESTUDIOS DE FACTIBILDAD EN EL USO DEL MICROORDENADOR
RASPBERRY PI 3 MODELO B COMO ORDENADOR PARA LA
EDUCACIÓN BASICA EN LA ESCUELA CUIDAD DE ARIEL DEL
CANTON DURAN.
Autor: Alan Franchesco Ramírez Moreira
Tutor: Alfredo José Núñez Unda
Resumen
En los últimos años la tecnología avanzado a pasos agigantados, esto
hace que países como el nuestro estemos atrasados en la educación
tecnología, llegando al punto que las escuelas de educación básica de
sectores urbanos marginales sea difícil de contar con laboratorios de
computación, el estudio pretende demostrar que por medio del
XXII
microordenador Raspberry Pi, se puede montar laboratorios de cómputos
a bajos costo y sin una gran infraestructura, permitiendo acceder a
nuestros niños nuevas tecnologías para la educación. La metodología de
estudio; se realizó con estudiantes de cuarto y quinto de educación básica
y utilizando dos equipos configurados a una red wifi, permitiendo el
acceso a internet de tal manera que los estudiantes pudieron probar el
equipo en su máxima capacidad; se probó su funcionamiento con
componentes adicionales como son disipadores y un cooler; obteniendo
mejoras en su rendimientos y calentamiento. De esta forma pudimos
sacar nuestras conclusiones con relación al dispositivo.
Palabras Claves: Raspberry Pi, Sistema Operativo Raspbian, kodi,
Red Wifi
XXIII
UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL
FACULTAD DE CIENCIAS MATEMÁICAS Y FÍSICAS
CARRERA DE INGENIERÍA EN NETWORKING Y
TELECOMUNICACIONES
STUDIES OF FEASIBILITYY IN THE USE OF MICRO-ORIENTER
FRAMBUESA PI 3 MODEL B AS A COMPUTER FOR BASIC
EDUCATION IN THE SCHOOL CITY OF ARIEL DEL CANTON DURAN.
Author: Alan Franchesco Ramírez Moreira
Advisor: Alfredo José Núñez Unda
Abstract
In recent years advanced technology at a rapid pace, this makes
countries like ours are behind in technological education, reaching the
point that schools of basic education in marginal urban sectors is difficult
to have computer labs, our study aims to demonstrate that through the
Raspberry Pi microcomputer, it is possible to set up computer labs at low
cost and without a great infrastructure, allowing our children to access new
XXIV
technologies for education. The study methodology; was carried out with
fourth and fifth students of basic education and using two computers
configured to a wifi network, allowing access to the internet in such a way
that students could test the equipment at its maximum capacity, its
operation was tested with additional components such as devices and a
cooler, obtaining improvements in its performance and heating. In this way
we were able to draw our conclusions regarding the device.
Keywords: Raspberry Pi, Raspbian Operating, System, kodi, Wifi
Network.
1
INTRODUCCIÓN
En el Cantón Duran se ha logrado avanzar en la mejora de la
Educación Básica, en los últimos años con la instalación de las Escuelas
de Milenio y los Colegios Replicas, pero aún existe un gran problema en
lo que es la brecha digital ya que algunas escuelas no poseen
laboratorios de computación que les facilite y mejore la educación, siendo
este uno de los principales problema para el atraso tecnológico de
nuestros niños y niñas, que no cuentan con las herramientas necesarias,
la falta de infraestructura, la ausencia de equipamientos informáticos, su
acceso limitado y la poca preparación de algunos docentes en las TICs,
son las principales razones del atraso tecnológicos.
Esto nos lleva a buscar soluciones que nos ayude a salir de los atrasos
tecnológicos y dejar de ser estudiantes de papel, el proyecto de diseñar
laboratorios de cómputo a bajo costo y de poco consumo de energía seria
la forma factible de mejorar la educación en las Escuelas de Educación
Básica del cantón Duran.
Nuestro estudio de factibilidad se trata de uso del Microordenador
Rapberry Pi 3 Modelo B, para la implementación de laboratorios de
cómputo en las escuelas Urbano-Marginales del Cantón Duran, ya que
son las que no cuentan con una infraestructura adecuada y en algún caso
cuentan con recursos limitados.
2
De esta manera se puede mitigar la brecha digital, en la educación
permitiendo que nuestros niños y niñas tengan acceso a las TICs. Para
nuestro proyecto pretendemos realizar pruebas con dos
microordenadores, explicando y mostrando tanto a educadores como
estudiantes el funcionamiento de su sistema operativo (RASPBIAN), de
los programas que viene pre instalados y las características del
dispositivo.
3
CAPITULO I
Planteamiento del problema
Ubicación del Problema en un contexto
En el Cantón Duran existen muchas escuelas de educación básica que
tienen la nueva reforma curricular cursos hasta decimo de básica, en los
cuales los alumnos deben de tener conocimientos básicos del uso de un
computador y de utilitarios, también existen caso en los cuales colegios
que se están adaptando a estos nuevos sistemas de educación.
Esto nos hace pensar que pasa con las escuelas en el parte urbano
marginal como se están adecuando, adaptando y mejorando para las
nuevas reformas de la educación. En algunos casos no tienen el recurso
necesario, ocasionando un retraso de las TICs en los estudiantes, de esta
manera haciendo que nuestros niños y niñas estén en una desventaja con
relación a la Educación Privada de escuelas y colegios.
Al mostrar nuevas tecnologías de bajo costo podemos ayudar a que
nuestra educación mejore acortando la brecha digital que tenemos y a la
vez al analfabetismo digital.
4
En el año 2016 (INEC, 2016, pág. 10) “El 52,4 % de la población mayor
de 5 años utilizo una computadora”, es decir que nuestra brecha digital es
grande. Solo el 50% de la población tiene acceso a un computador y al
área urbana que es del 44,6 %. Como se muestra en el Grafico 1.
Situación Conflicto. Nudos críticos
Fuente: http://www.ecuadorencifras.gob.ec
Fuente: http://www.ecuadorencifras.gob.ec
Autor: INEC
Autor: INEC
Grafico 1: Estadística del INEC
5
La necesidad de una mejora en la educación llevo al Gobierno a
cambiar la forma de estudio que por década existió debemos de recordar
que la educación de hace 20 años con la actual no es la misma. Primero
se implementó el estudio de idiomas nativos (Quichua), del inglés y el
estudio de computación como parte de materias fundamentales de la
malla curricular, pero el estudiar solo con libros no es lo mismo que estar
en la práctica.
Posterior las escuelas que solo eran de seis grados pasaron a ser
escuelas de diez grados llamados escuelas de educación básica por lo
cual se debió adecuar una nueva infraestructura, pero en algunos casos
esto llevó a que empiece el atraso tecnológico y se agrande la brecha
digital en la educación por la falta de infraestructura y modernidad en las
nuevas tecnologías.
Llegando a tener escuelas con laboratorios obsoletos por falta del
mantenimiento y posterior dejando de funcionar con el tiempo, esto
ocasiono que escuelas en el área urbano marginal será retrasando la
educación con la tecnología.
(UNIVERSO, 2012). “La falta de infraestructura, la ausencia de
equipamiento informático y audiovisual, el acceso limitado a la
6
actualización docente y la poca preparación de algunos maestros en
computación…”.
Causas Y Consecuencias Del Problema
Los avances tecnológicos nos han llevado a facilitar nuestro buen vivir
día a día, pero a la vez en algunos casos han causado atrasos por falta
de desconocimiento de las nuevas tecnologías, como se muestra en la
Tabla 1 las causas y consecuencias.
Tabla 1: Causas y Consecuencias
CAUSAS CONSECUENCIAS
Desconocimiento de nuevas
herramientas tecnológicas
Laboratorios de Computación
obsoletos y en desusos
Desconocimiento de Software
Open Sources
Costo por uso de licencias en los
programas para los computadores
Costo alto de Equipo de
Computación para los
laboratorios
La no implementación de nuevos
laboratorios para las Escuelas
Capacitación de profesores en las
nuevas TICs
Educación orientada a la solo
utilización de los programas
conocidos
7
Elaborada por: Alan Ramírez Moreira Fuentes: Datos de la Investigación
En la tabla 1 se muestra varias causas, del por qué hay atrasos en la
tecnología provocando parte del analfabetismo digital.
Delimitación del Problema
Podemos detallar la delimitación de problema que estamos planteando
como se muestra en la Tabla 2:
Tabla 2: Delimitación del Problema
CAMPO OBSERVACIÓN
ÁREA Escuelas de educación Básica Urbano marginales.
ASPECTO Laboratorios de computación con falta de mantenimiento y en algunos casos inexistentes.
TEMA
Estudios de Factibilidad en el uso del Microordenador Raspberry Pi 3 Modelo B, como ordenador para la Educación Básica en la Escuela Ciudad de Ariel del Cantón Duran.
Elaborada por: Alan Ramírez Moreira Fuentes: Datos de la Investigación
8
Formulación del problema
¿Es posible la implementación de un laboratorio de computación en la
Escuela de Educación Básica a un bajo costo?
Evaluación del problema
Delimitado: Una delimitante del proyecto es la acogida al ambiente
del Sistema Operativo si es agradable para los estudiantes como
profesores.
Contextual: Se lo puede catalogar como contextual porque va dirigido
al ámbito social y a la Educación Básica de la ciudad, la propuesta radica
en con un bajo presupuesto tener laboratorios prácticos, funcionales y de
cálida.
Relevante: El siguiente proyecto lo podemos catalogar de relevante
porque se busca obtener laboratorios de computación a bajos costo con
tecnología actual y que permita que los estudiantes estén acortando la
brecha digital.
Factible: La problemática del proyecto es posible solucionarla
aprovechando de las nuevas tecnologías en Hardware, que nos permiten
9
mejorar día a día, del software Open Source que compiten con
características similares al software pagados.
Original: Este Proyecto ha sido implementado en otros países de
África, pero en nuestro país la implementación de este tipo de proyectos
es desconocida, en especial de su componente principal que es el
Microordenador, quien tiene no solo alcance como ordenador en la
educación, también en la parte electrónica gracias a su interfaz con los
pines GPIO, estos pines nos permiten interactuar entra software y la parte
de electrónica.
Objetivos
Objetivo General
Realizar un estudio de factibilidad para implementar un laboratorio de
Computación en la Escuela Ciudad de Ariel, con el dispositivo Raspberry
Pi 3 Modelo B.
Objetivos Específicos
➢ Demostrar la funcionalidad de dos Raspberry Pi.
10
➢ Instalar en los Raspberry Pi, el sistema operativo Raspbian y
configurar.
➢ Diseño de la red LAN de manera lógica y física.
➢ Realizar comparaciones con otros dispositivos similares a
Raspberry Pi y computadores de escritorios.
➢ Realizar demostraciones del uso y las ventajas como ordenador.
Alcances del proyecto
Entre las delimitante que tiene este proyecto podemos mencionar:
➢ Tener un laboratorio de computo a bajo costos, con poco
consumo de energía y sin una gran infraestructura.
➢ Demostrar que se puede implementar laboratorios de
computación basados con el micro ordenador Raspberry Pi.
➢ Demostrar el uso de la Raspberry Pi, como método de
enseñanza en programación con el software Scratch.
Justificación del Problema
El estado ecuatoriano tiene proyectos basado en las TICs
(Tecnologías de la Información y Comunicación), como los Infocentro que
son espacios comunitarios de participación y desarrollo de las parroquias
rurales y urbano marginales, el cual es de dar a conocer las TICs a los
11
ciudadanos, y las Aulas Móviles las cuales recorrer el país en zonas
rurales invitando a los ciudadanos a subir a las furgonetas o buses
equipadas con computadores e internet gratuito, de esta forma dan a
conocer las tecnologías a cientos de ciudadanos e impulsando el
desarrollo productivo de las comunidades, permitiendo el acceso a
productos y servicios en líneas, de esta manera reduciendo la brecha
digital que tiene el país (MINTEL, 2016).
En la actualidad las aulas móviles han (MINTEL, 2016). “visitado 744
sitios, de esta manera han beneficiado a 110.307 personas a nivel
nacional”. Pero este es solo un proyecto que es solo por un tiempo y
luego se retiran, es decir dejando nuevamente a la comunidad sin un
computador o conexión a internet.
Desde el 2012 en Ecuador existe un proyecto conocido como (Digital,
2016). “Programa para el Fomento de Alistamiento Digital”, el cual su
principal objetivo es el de reducir la brecha digital en nuestro país, el cual
fue proyectado con una duración de 5 años desde el 2012 al 2016 a un
costo de $ 13.427.488,22 (Digital, 2016). hasta enero del 2015 se
encontraban instalados 35.111 kilómetros de fibra óptica y con una visión
de 45.000 kilómetros al cierre de 2017 (MINTEL M. P., 2015).
A pesar del esfuerzo del Estado Ecuatoriano para eliminar la brecha
digital continuamos con atrasos en especial en el sector rural; en un
12
artículo del Diario Universo del 28 de octubre del 2012, nos da a conocer
que aún existen escuelas rurales que por falta de infraestructura no
poseen laboratorios de computación y en otras tienen laboratorios, pero
no poseen internet esto ocasiona que a pesar de tener una infraestructura
sigue siendo incompleta.
(UNIVERSO, 2012) “La falta de infraestructura, la ausencia de
equipamiento informático y audiovisual, el acceso limitado a la
actualización docente y la poca preparación de algunos maestros en
computación, inglés o en lenguas ancestrales, estos últimos en los
centros interculturales bilingües, se evidenciaron en la mayoría de los 22
planteles fiscales rurales visitados por este Diario en Guayas, Santo
Domingo de los Tsáchilas, Tungurahua, Esmeraldas, Manabí y Cotopaxi,
provincias que, según el Censo de Población y Vivienda 2010, registran
tasas de analfabetismo de entre el 5,0% y el 13,6%...”, en la actualidad no
podemos hablar de educación y tecnología por separado.
13
CAPITULO II
MARCO TEORICO
Antecedentes
En la actualidad el uso de computadores e internet en la educación es
importante para una mayor comprensión. Los estudiantes pueden
practicar las enseñanzas realizadas en el aula de clase, realizar
investigaciones y no solo ser estudiantes de papel. Hace
aproximadamente 20 años atrás debemos recordar que las
investigaciones eran realizadas en bibliotecas y el acceso a
computadores e internet era limitadas en los hogares ecuatorianos y no
decir en escuelas y colegios, en los últimos años se han visto mejoras en
la educación desde las Escuelas de Milenium, Colegios Replicas, Aulas
Virtuales, entre otros proyectos que han realizados, pero aun nos estamos
quedando rezagados ya que en ciertas regiones no existes las facilidades
para tener laboratorios de computo.
La tecnología del Raspberry Pi, tiene un gran aporte tanto como
dispositivo y como computador de escritorio, este micro ordenador tiene
14
características en su instalación e implementación en su bajo consumo de
energía ya que con un cargador de corriente de 5 voltios y 3 amperios se
enciende, basta con tener un monitor con entrada de HDMI, un teclado y
un mouse tenemos un computador de escritorio, en la página oficial
https://www.raspberrypi.org/ podemos encontrar desde proyectos de
electrónica, programación, a la vez se capacitan a educadores sobre el
uso del microordenador con su academia Picademy, dando
asesoramiento a educadores y estudiantes interesados, tiene lo que son
cursos en línea en donde al registrarse tiene una guía de varios proyectos
que se relacionan a temas de informática y electrónica, los cursos son
gratis solo el deseo de aprender.
En el internet podemos encontrar proyectos que facilitan su estudio
desde programación con Python y Scratch, hasta temas como son los de
electrónica y proyectos de domótica, robótica en donde se detalla su uso
en aplicaciones de circuito electrónicos; dentro de esto dependiendo del
sistema que se le instale podemos utilizar a Rapsberry Pi como ordenador
(Ubuntu Mate, Rapsbian), centro de entretenimiento (Kodi), consola de
videos Juego (Retropie), la Instalación de una red Pinet (Cuentas de
usuarios centralizadas), proyectos de electrónica, etc.
La variedad de temas que se pueden realizar a nivel de enseñanza son
amplios para los usuario de Raspberry Pi, una gran ventaja es que el
15
kernel de los códigos de los sistemas operativos se encuentran
disponibles para su modificación a necesidad del usuario dando la
facilidad de poder modificar el ambiente grafico para que el usuario final
se le haga fácil su comprensión.
PROYECTO OLPC.
Una laptop por niño este proyecto se inició en Enero del 2005, en
Media Lab del MIT, el proyecto de investigación consistía en desarrollar
una laptop de USD 100 “Para lograr este objetivo se creó una nueva
organización sin fines de lucro, One Laptop per Child (OLPC - Una Laptop
por Chico) que es independiente del MIT” (OLPC, UNA LAPTOP POR
NIÑO, s.f.) , “Uno de los países que más portátiles de OLPC compró fue
Ruanda. A finales de 2012, el proyecto había conseguido distribuir más de
200.000 unidades en 217 escuelas de todo el país” (ELDIARIO.ES, 2015).
Se destaca que en un principio tuvo opositores este tipo de proyecto
por su forma de distribución, como en la idea de entrega directo a los
gobiernos, el proyecto mejoro la educación en los países en donde fue
acogida esta idea. En el 2014 el proyecto OLPC dejo de seguir ya que era
una ida buena en el año 2006 una laptop a 100 USD, pero el hardware
fue avanzando más rápido que el software, por lo cual este proyecto
quedo obsoleto en donde vemos que empresas desarrollan smartphones
a 25 USD; (VELASCO, 2011)“El proyecto OLPC ha anunciado su fin.
OLPC cesa sus operaciones, pero no es el fin de la lucha contra la brecha
16
digital, otros proyectos siguen trabajando con este fin e iniciativas como
Raspberry Pi o Firefox”
Proyecto OLPC en Nicaragua. Imagen 1.
Fuente: http://wiki.laptop.org/go/Una_Laptop_por_Niño
Autor: OLPC
SALA INFORMATICA EN AFRICA
En el mes de mayo del 2013 se construyó la primera sala informática
en la región Rural de Kuma en Togo, región de África Occidental,
Dominique Lalox decidió implementa un centro de cómputo basado en el
Microordenador Raspberry Pi, “Ahora estoy convencido de que el modelo
de los laboratorios de cómputo Raspberry Pi es una solución ideal para
llevar las TIC a las escuelas pequeñas de los países en desarrollo, donde
los recursos son escasos”(PI, 2013).
Imagen 1: Proyecto OLPC
17
Una idea, una acción tuvo un gran éxito; “…un proyecto emocionante
para llevar los laboratorios Raspberry Pi a las escuelas de las zonas
rurales de África Occidental. Hasta 2012, el 75 por ciento de los docentes
nunca había usado una computadora...” (PI, 2013), este proyecto ha
crecido desde sus que se inició en el 2013.
“Gracias a los continuos esfuerzos de un equipo dedicado de maestros,
padres y otros colaboradores, el Centro Informatique de Kuma, ahora
conocido como INITIC (de la INItiation aux TIC francesa), administra dos
laboratorios Raspberry Pi en las escuelas de Togo, y planea para abrir un
tercero en diciembre. El segundo laboratorio se abrió el año pasado en
Kpalimé, una ciudad en la región de Plateaux en el oeste del país.” (PI,
2013), Imagen 2.
Fuentes: https://www.raspberrypi.org/blog/building-computer-labs-in-western-africa/
Autor: Raspberry Pi
Imagen 2: Laboratorio Raspberry Pi en Kuma en Togo
18
Gracias a este proyecto se mejoró la forma de enseñar en una región
en donde tienen muchas necesidades, y esto ha servido de ejemplo en
otras regiones de África.
EL PROYECTO CEIBA.
Este proyecto nace a partir de la OLPC que se iniciaron en diciembre
del 2007 en Uruguay. Conectividad Educativa de Informática Básica para
el Aprendizaje en Línea (CEIBA), se inició para recrear el propósito que
tenían, los laboratorios informáticos que existían en donde se le enseña,
cambiando de ser un simple laboratorio de computación a laboratorios de
tecnología digitales, en donde se encuentran desde Kit de robótica hasta
impresoras 3D.
(CEIBAL, 2007)A partir de la incorporación del modelo de una
computadora por estudiante, se impulsa el desarrollo del aprendizaje
colaborativo, el pensamiento lógico, la integración disciplinaria y la
creatividad. Esta línea actúa principalmente sobre las disciplinas STEM
(ciencia, tecnología, ingeniería y matemática) con foco en la enseñanza
de robótica educativa, programación, sensores fisicoquímicos y modelado
3D.
(Lamshteln, 12 de febrero 2015)“Su carácter universal refiere a que las
TICs en el aula constituyen el dinamizador de un proyecto pedagógico
19
nuevo dirigido a toda la enseñanza. El acceso igualitario a las TICs es uno
de los objetivos principales del Plan y el otro es el habilitar un cambio
educativo más profundo”.
(Lamshteln, 12 de febrero 2015) El Plan Ceibal… desde el inicio se
propuso universalizar de TICs en el aula, con el docente, en una
modalidad de un computador por niño. Su carácter universal refiere a que
el TICs en el aula constituye el dinamizador de un proyecto pedagógico
nuevo dirigido a toda la enseñanza. El acceso igualitario a las TICs es uno
de los objetivos principales del Plan y el otro es el habilitar un cambio
educativo más profundo.
Este proyecto es un ejemplo que seguir que se inició desde la entregar
un computador por niño, llegando a la actualidad a un Laboratorio de
Tecnologías Digitales, este es un gran ´proyecto para la educación de un
país Sudamericano.
LABORATORIOS DE COMPUTACIÓN
En Ecuador se han desarrollado proyectos en la región Amazónica en
la construcción de laboratorios de computación un ejemplo de este es el
realizado en la Provincia de Orellana el cual durante muchos años las
regiones amazónicas fueron olvidadas.
20
(ESTRATEGICO, s.f.)“…el objetivo de consolidar el “Buen Vivir” y
reducir la pobreza de los pueblos amazónicos que fueron excluidos del
desarrollo nacional por más de 40 años, el Gobierno Nacional, a través de
Ecuador Estratégico, ha ejecutado 43 proyectos de telecomunicaciones
en esta provincia amazónica. Los proyectos incluyen la adecuación de 27
laboratorios informáticos en unidades educativas y la construcción de 16
Infocentro...”
(ESTRATEGICO, s.f.) Estas obras benefician a más de 50 mil
ciudadanas y ciudadanos de los cantones de Aguarico, Loreto, Joya de
los Sachas y Francisco de Orellana. Solamente en la adecuación de
laboratorios informáticos, EEEP ha invertido USD 1.3 millones, mientras
que en la construcción de Infocentro se ha invertido USD 589 mil, esto
supone una inversión total de USD 1.9 millones, monto proveniente del
aprovechamiento responsable de los sectores estratégicos.
(ESTRATEGICO, s.f.) Gracias a las gestiones del Gobierno Nacional, a
través de Ecuador Estratégico, los laboratorios informáticos e Infocentro
se consolidan como un lugar de encuentro ciudadano, un espacio de
participación e intercambio de conocimientos para el desarrollo individual
y social, un lugar para resolver necesidades de información y
comunicación, pero sobre todo un lugar de unidad e inclusión, Imagen 2.
21
Este es un gran proyecto que se lo ha estado desarrollando en los
últimos 10 años, pero aun su costo e infraestructura es elevado con la
misma cantidad invertida se podría duplicar o hasta triplicar los
laboratorios computacionales utilizando Raspberry Pi como ordenados, de
esta forma pudiendo llegar a más lugares en el país.
Fuentes: http://www.ecuadorestrategicoep.gob.ec/
Autor: MINTEL
PROYECTO DE FOCUS REPORTS
Este proyecto fue iniciado el 26 de septiembre del 2012 por Focus
Report una editorial independiente prestadora de servicio profesional a
farmacéuticas, del petróleo, el gas, la aviación, decidió que para celebrar
Imagen 3: Laboratorios de Computación
22
sus 10 años decidió firmar convenio con OLPC para un proyecto de
computadores en la ciudad de Sonora, México. (Avena, 2012)“… los
términos del acuerdo firmado entre Focus Reports y OLPC, los equipos
de Focus Reports participarán en actividades de recaudación de fondos
para… de OLPC del 1 de septiembre al 31 de diciembre de 2012”.
(Avena, 2012) …si la donación alcanza USD $ 20,500.00, OLPC acepta
donar 100 laptops XO versión 1.75 para apoyar el programa existente
One Laptop Per Child en Sonora, México, un país donde Focus Reports
ha sido tradicionalmente muy activo y también país de origen. de dos
miembros del personal de Focus Reports.
Fundamentación Teórica
En nuestro país por décadas la educación fue olvidada, llegando al
punto que en sectores marginales urbanos y rurales en una era moderna
tengamos escuelas aun de madera y caña con infraestructuras de los
años 80; en los últimos 10 años el gobierno ecuatoriano ha realizado
varios proyectos para tratar de solucionar un problema de décadas de
atrasos que han perjudicado a generaciones de estudiantes, en donde la
clase social y el desconocimiento de los derechos de nuestros niños a
una educación adecuada, nos llevó a tener una gran brecha para competir
con otros países de nuestra región.
23
Actualmente no solo tenemos que competir con décadas de atraso en
la educación si no que están naciendo otro tipo de analfabetismo el
tecnológico, personas que no tienen la posibilidad de un computador y la
dificultad de adquirir uno por falta de presupuesto económico, escuelas
que no poseen laboratorio de computación o si poseen con máquinas
obsoletas, profesores que aún tienen poco o casi nada de conocimiento
de las TICs, hay que rescatar que con el compromiso del estado
ecuatoriano en los últimos años ha mejorado la educación.
(UNIVERSO, 2012) “La inconformidad de Clemente, del recinto Los
Corazones de Abajo, del cantón Pedro Carbo (Guayas), es porque la
escuela en la que estudiaron sus hijos y ahora sus nietos sigue igual: sin
tecnología, con mobiliario deteriorado y sin la enseñanza de inglés o
Computación. En cambio, a Lorena, de la zona rural del cantón Rioverde,
en Esmeraldas, le preocupa que su hijo no pueda ir al colegio por el bajo
nivel de preparación…”.
(Matías, 2017),” Es fundamental en las escuelas y colegios se hable
con los estudiantes de las ventajas que tienen las herramientas
tecnológicas y cómo pueden beneficiar su aprendizaje, su utilidad y
también sus desventajas cuando existe un uso inadecuado… La
creatividad del docente es fundamental. La preparación de material
24
audiovisual, la actualización docente y adaptación de las nuevas
tecnologías al currículo es indispensable para preparar niños y jóvenes a
enfrentar los cambios sociales, económicos, culturales y políticos.”.
(ESTRATEGICO, s.f.) “…Sin embargo, gracias al aprovechamiento de
los sectores estratégicos, en este caso de los recursos generados por los
excedentes petroleros del bloque 7, fue posible la construcción de un
moderno laboratorio de computación en esta institución, el mismo que
cuenta con 32 computadores de última tecnología con conectividad…”.
(MINTEL, 2016) “…en las furgonetas o busetas equipadas con
computadoras e Internet gratuito, que cuenta con capacitadores que
guiarán y responderán sus inquietudes…”, se puede decir que las aulas
móviles son una respuesta, pero solo de momento no es lo mismo con un
lugar donde se capaciten permanentemente a las personas.
(INFOCENTROS, 2016) “Consolida la Sociedad de la Información en
todos los estrados sociales y productivos de las zonas rurales y urbano
marginales” uno de los proyectos que puede tener un gran beneficio son
los Infocentro los cuales se les capacita sobre el uso de las TICs.
Fundamentación legal
25
La constitución de la República del Ecuador del 20 de agosto de 2008
nos dice en los siguientes artículos:
Art. 343 “El sistema nacional de educación tendrá como finalidad el
desarrollo de capacidades y potencialidades individuales y colectivas de
la población, que posibiliten el aprendizaje, y la generación y utilización de
conocimientos, técnicas, saberes, artes y cultura…”, el gobierno tiene la
obligación de capacitar a la población en las nuevas TICs.
(CONSTITUCION, 2008, pág. 109)
Art 347
inciso 1 “Fortalecer la educación pública y la coeducación; asegurar el
mejoramiento permanente de la calidad, la ampliación de la cobertura, la
infraestructura física y el equipamiento necesario de las instituciones
educativas públicas.”;
Inciso 7 “Erradicar el analfabetismo puro, funcional y digital, y apoyar
los procesos de post-alfabetización y educación permanente para
personas adultas, y la superación del rezago educativo.” Inciso 8
“Incorporar las tecnologías de la información y comunicación en el proceso
educativo y propiciar el enlace de la enseñanza con las actividades productivas o
sociales.”.
Art. 349 “El Estado garantizará al personal docente, en todos los
niveles y modalidades, estabilidad, actualización, formación continua y
mejoramiento pedagógico y académico…” (CONSTITUCION, 2008, pág.
110)
26
CAPITULO III
METODOLOGÍA DE LA INVESTIAGCIÓN
DISEÑO DE LA INVESTIGACIÓN
Modalidad de la Investigación
La modalidad de la investigación que se utilizara para llevar a cabo que
el presente proyecto es de un nivel comprensivos, en donde vamos a
proponer el estudio de factibilidad, para la posterior implementación de un
laboratorio a bajo costo de forma factible, elaborar y desarrollar un modelo
viable para solucionar el problema. Se toma en cuenta que tipo de
investigación se va a utilizar y a la vez se tomara en cuenta la modalidad
de campo (Encuesta).
Tipo de la investigación. - El tipo de investigación que se va a
realizar es Proyectiva en donde vamos a describir el problema de la falta
de un laboratorio de computo de bajo costo para la educación básica, en
donde se pretende diseñar el laboratorio con una red Ethernet
basándonos en el dispositivo Raspberry Pi, también vamos se va a
realizar una práctica que permita ver que tan viable y aceptable es para
los estudiantes, lo fácil que puede ser su uso, se va a realizar una prueba
27
en la escuela del uso del dispositivo y una encuesta para ver los
conocimientos y si los estudiantes obtuvieron nuevos conocimientos
después de la práctica. El proyecto es de manera proyectiva ya que se va
a diseñar la solución a un problema existente la falta de laboratorio por los
costos, nos va a permitir explicar la funcionalidad del dispositivo, permite
el diseño de una red para el laboratorio. La encuesta nos dará el
conocimiento para determinar el uso o no del dispositivo.
POBLACIÓN Y MUESTRA
Población
Para la realización del presente proyecto se toma en consideración
datos directamente reales, en donde la población seleccionada para
realizar el estudio se tomó en cuenta a los alumnos de tercero a octavo de
educación básica de la Unidad Educativa Particular Cuidad de Ariel que
se encuentra situada en la provincia del Guayas en el cantón Duran en el
periodo lectivo 2018-2019, en donde se obtuvo el siguiente resultado
como se muestra en la siguiente tabla.
CUADRO DISTRIBUTIVO DE LA POBLACIÓN
Tabla 3: población
POBLACION CANTIDAD
Estudiantes de 3º año básico 46
Estudiantes de 4º año básico 53
Estudiantes de 5º año básico 40
Estudiantes de 6º año básico 38
Estudiantes de 7º año básico 27
28
Estudiantes de 8º año básico 46
TOTAL 250
Elaborado por: Alan Ramírez Moreira
Fuente: Unidad Educativa Particular Cuidad de Ariel
Muestra
El estudio se efectuó en la unidad educativa particular cuidad de Ariel
donde se obtuvo el número de la población donde se va a realizar el
proyecto se utilizó la siguiente fórmula para poder obtener la muestra
verdadera y realizar el estudio
𝑛 =m
𝑒2(m − 1) + 1
𝑛 =250
(0.06)(250 − 1) + 1
𝑛 =250
(0.0036)(249) + 1
m= Tamaño de la población (250)
E= error de estimación (6%)
n= Tamaño de la muestra (132)
29
𝑛 =250
0.8964 + 1
𝑛 =250
1.8964
n = 132
Se muestra la población total y la muestra que se ha obtenido en la
escuela, Tabla 4.
Tabla 4: Muestra
Población Muestra
250 132
Total Total
Elaborado por: Alan Ramírez Moreira
Fuente: Unidad Educativa Particular Cuidad de Ariel
Muestra de cada Población
Muestra de estudiantes de tercer año básico
𝑛 =m
𝑒2(m − 1) + 1
𝑛 =46
(0.06)2(46 − 1)
30
𝑛 =46
(0.0036)(45) + 1
𝑛 =46
0.162 + 1
𝑛 =46
1.162
𝑛 = 40
Muestra de estudiantes de cuarto año básico
𝑛 =53
(0.06)2(53 − 1) + 1
𝑛 =53
(0.0036)(52) + 1
𝑛 =53
0.1872 + 1
𝑛 =53
1.1872
𝑛 = 45
Muestra de estudiantes quinto año básico
𝑛 =40
(0.06)2(40 − 1) + 1
𝑛 =40
(0.0036)(39) + 1
𝑛 =40
0.1404 + 1
𝑛 =40
1.1404
𝑛 = 35
Muestra de estudiantes sexto básico
31
𝑛 =38
(0.06)2(38 − 1) + 1
𝑛 =38
(0.0036)(37) + 1
𝑛 =38
1.1332
𝑛 = 34
Muestra de estudiantes de séptimo básico
𝑛 =27
(0.06)2(27 − 1) + 1
𝑛 =27
(0.0036)(27 − 1) + 1
𝑛 =27
0.0936 + 1
𝑛 =27
1.0936
𝑛 = 25
Muestra de estudiantes de octavo básico
𝑛 =46
(0.06)2(46 − 1) + 1
𝑛 =46
(0.0036)(45) + 1
𝑛 =46
0.162 + 1
𝑛 =46
1.162
𝑛 = 40
32
Se muestran los datos obtenidos por cada curso durante el proceso de
las encuestas que se realizaron, ver Tabla 5.
Cuadro Distributivo de la muestra
Tabla 5: Muestra de la población Total
Descripción Población Muestra
Estudiantes de 3° año básico
46 40
Estudiantes de 4° año básico
53 45
Estudiantes de 5° año básico
40 35
Estudiantes de 6° año básico
38 34
Estudiantes de 7° año básico
27 23
Estudiantes de 8° año básico
46 40
Total 250 217
Elaboración: Alan Ramírez Moreira
Fuente: Datos de la Investigación
33
RECOLECCION DE DATOS
INSTRUMENTOS DE RECOLECCION DE DATOS
En realidad, de un proyecto se debe plantear técnicas e instrumentos
de recolección de datos y de esta manera obtener información precisa
para poder procesar y validar la misma.
Técnica
Es el proceso que se lleva a cabo en el desarrollo de un proyecto, las
técnicas nos ayudan a obtener información real de lo que se necesita para
realizar cualquier estudio. En este proyecto se utilizará técnica de campo:
✓ Observación: Se realiza una breve observación en el centro de
cómputo de la unidad con el fin de obtener información sobre las
falencias que existe en dicha unidad.
✓ Entrevista: Se interroga a la persona encargada del centro de
cómputo de la unidad realizando una conversación rápida de lo
que tienen y lo que se hace falta en el departamento de computo
de la unidad.
✓ Encuesta: Se realiza una serie de preguntas impresas en hoja
A4 a ciertos curos de la unidad en el cual señalarán y darán su
punto de vista de acuerdo a sus conocimientos sobre
computadoras, ANEXO.
34
Instrumentos
Una vez obtenido las técnicas con las que se evaluara las falencias que
existen en la unidad se opta como instrumento las encuestas la cual nos
ayudara a plantear la solución al problema.
Recolección de la información
Con la realización de las encuestas a los alumnos de la unidad se
puede conocer las falencias que existen en la unidad y de esta manera
llevar a cabo una solución viable
Se toma en consideración que para este estudio se consultaron en
fuentes como: web, libros. Artículos, tesis y asesoramiento de tutorías
profesionales.
Procedimiento y Análisis
Una vez realizada la recolección de datos para este proceso se tomó
en cuenta el instrumento de las encuestas la cual nos ayudó a determinar
cuáles son las falencias que existen en la unidad y de esta manera tomar
una solución factible del problema, la misma que se realizó en la escuela
unidad educativa particular cuidad de Ariel en el cantón duran. El proceso
de la encuesta se lo realizo en físico, pero antes de proceder a las
encuestas se hizo una demostración del microordenador Raspberry,
enseñando el funcionamiento, características y gráficos, etc. las
encuestas se les realizaron a los estudiantes de cuarto a sexto año de
35
educación básico. A continuación, presentamos los valores de las
encuestas realizadas.
1.- ¿Conoce que es un computador?
Análisis. - Obtenida la información de las encuestas realizadas el
81.8% de la escuela unidad educativa particular cuidad de Ariel tiene el
conocimiento sobre un computador y el 18.2% no conoce que es un
computador, ver Tabla 6, Grafico 2.
Tabla 6
OPCIONES RESPUESTA PORCENTAJE
SI 108 81,8%
NO 24 18,2%
TOTAL 132 100,0%
Elaborado por: Alan Ramírez Moreira
Fuente: Datos Obtenidos
Grafico 2
108
24
SI
NO
36
Elaborado por: Alan Ramírez Moreira
Fuente: Datos Realizados
2.- ¿Sabes cuáles son las partes de un computador?
Análisis. - la información obtenida del 62,9% de los alumnos conocen
cuáles son las partes de un computador mientras que el 23,5% no tiene
conocimiento al respecto y el 13,6% restante del alumnado conoce sobre
el tema al respecto, ver Tabla 7, Grafico 3.
Tabla 7
OPCIONES RESPUESTA PORCENTAJE
SI 83 62,9%
NO 31 23,5%
TAL VEZ 18 13,6%
TOTAL 132 100,0%
Elaborado por: Alan Ramírez Moreira
Fuente: Datos Obtenidos
Grafico 3
37
Elaborado por: Alan Ramírez Moreira
Fuente: Datos Realizados
3.- ¿Utilizas un computador?
Análisis. - De la información obtenida del centro educativo Ariel nos
damos cuenta que el 87,1% ha trabajado con un computador mientras
que el 12,9% no realiza actividades con el computador y es negativo en
la actualidad es muy importante el uso de la tecnología hoy en día, ver
Tabla 8, Grafico 4.
Tabla 8
OPCIONES RESPUESTA PORCENTAJE
SI 115 87,1%
NO 17 12,9%
TOTAL 132 100,0%
Elaborado por: Alan Ramírez Moreira
Fuente: Datos Obtenidos
Grafico 4
8331
18
SI
NO
TAL VEZ
38
Elaborado por: Alan Ramírez Ramirez
Fuente: Datos Obtenidos
4.- ¿Es útil la computadora para el desarrollo de la humanidad?
Análisis. - Realizada la encuesta el 72,7% de los alumnos afirman que
el computador es una herramienta muy importante para el desarrollo y
crecimiento mientras que el 6,8% nos dice que el uso del computador no
es muy importante para el desarrollo personal, existen más herramientas
con la cual uno puede utilizar y el 20,6% nos responde que el computador
puede ser una herramienta importante para el crecimiento, ver tabla 9,
Grafico 5.
Tabla 9
OPCIONES RESPUESTA PORCENTAJE
SI 96 72,7%
NO 9 6,8%
TAL VEZ 27 20,6%
TOTAL 132 100,0%
Elaborado por: Alan Ramírez Moreira
Fuente: Datos Obtenidos
Grafico 5:
115
17
SI
NO
39
Elaborado por: Alan Ramírez Moreira
Fuente: Datos Realizados
5.- ¿Crees que el microordenador Raspberry Pi te ayudaría a nivel
de la educación?
Análisis. - Realizado el estudio de acuerdo al segmento de
estudiantes, escogidos para esta medición porcentual se obtuvo el 81,1%
está totalmente de acuerdo que el computador es muy importante para el
desarrollo y el crecimiento personal 2,3% no está de acuerdo pero el
16,7% restante de los estudiantes de educación básica escogidos optaron
que tal vez el computador sería una de las opciones importante para el
crecimiento personal, ver tabla 10, Grafico 6.
Tabla 10
OPCION RESPUESTA PORCENTAJE
SI 107 81,1%
NO 3 2,3%
TAL VEZ 22 16,7%
TOTAL 132 100,0%
Elaborado por: Alan Ramírez Moreira
Fuente: Datos Obtenidos
Grafico 6
96
927
SI
NO
tal vez
40
Elaborado por: Alan Ramírez Moreira
Fuente: Datos Realizados
6.- ¿Qué te parece el microordenador Raspberry Pi 3 Modelo b con el
que estás trabajando?
Análisis. - De información realizada en la escuela unidad educativa
particular de Ariel donde se hizo la demostración del proyecto raspberry el
6,1% de los estudiantes que utilizaron el microordenador dicen que les
parece regular el funcionamiento, pero en cambio el 15,9% expreso que
es bueno pero el 78,0% escogidos para esta medición porcentual nos
responde que es muy bueno el microordenador raspberry, Por otro lado
no obtuvimos una mala ni mu mala aceptación.
Tabla 11
OPCIONES RESPUESTA PORCENTAJE
REGULAR 8 6,1%
BUENO 21 15,9%
MUY BUENO 103 78,0%
MALO 0 0,0%
MUY MALO 0 0,0%
TOTAL 132 100,0%
Elaborado por: Alan Ramírez Moreira
Fuente: Datos Obtenidos
107
322
SI
NO
TAL VEZ
41
Grafico 7
Elaborado por: Alan Ramírez Moreira
Fuente: Datos Realizados
7.- ¿Te gustaría cambiar algo del microordenador Raspberry Pi 3
modelo b?
Análisis. - Obtenida la información de la encuesta respecto a realizar
un cambio al programa el 12,9% del alumnado le haría un cambio al
programa el 62,1% expreso que no harían ninguna modificación les
pareció un programa muy útil y sencillo de usar pero 25,0% contesto que
tal vez le hicieran algún cambio al programa pero tampoco tendrían
ningún inconveniente al no poder realizarse.
Tabla 12
OPCIONES RESPUESTA PORCENTAJE
SI 17 12,9 %
NO 82 62,1%
TAL VEZ 33 25,0%
TOTAL 132 100,0%
Elaborado por: Alan Ramírez Moreira
Fuente: Datos Obtenidos
821
103
0 0REGULAR
BUENO
MUY BUENO
MALO
MUY MALO
42
Grafico 8
Elaborado por: Alan Ramírez Moreira
Fuente: Datos Realizados
8.- ¿Te gusto el microordenador Raspberry pi, le harías mejoras?
Análisis. - De la información realizada con el alumnado en el área de la
educación básica el 93,9% respondió que les gustó mucho, es un
programa muy interesante tiene aplicaciones muy instructivas, educativas,
etc., 6,1% no tuvo aceptación, pero los estudiantes igual expresaron que
no le harían ninguna mejora al programa que está muy bien y es muy fácil
de utilizar y trabajar.
Tabla 13
OPCIONES RESPUESTA PORCENTAJE
SI 124 93,9%
NO 8 6,1%
TOTAL 132 100,0%
Elaborado por: Alan Ramírez Moreira
Fuente: Datos Obtenidos
17
82
33 SI
NO
TAL VEZ
43
Grafico 9:
Elaborado por: Alan Ramírez Moreira
Fuente: Encuesta Realizado
Validación de la Hipótesis
De acuerdo con la información del proyecto del microordenador
Raspberry pi 3 Modelo b y con los requisitos de las autoridades
competentes y del estudio de la lluvia de ideas de ideas aportadas es
conveniente que se aplique estos gráficos estadísticos para que sirvan y
aporten para el desarrollo del Raspberry pi, el estudio tiene su aporte con
los cuadros estadísticos siguiente:
1. En el primer cuadro estadístico se presenta los resultados de las
personas que tienen conocimiento sobre lo que es un computador.
2. En el segundo cuadro estadístico se presenta los valores si
conocen cuales son las partes del computador.
3. Tercer cuadro estadístico se presenta los valores si utilizan un
computador
4. Cuarto cuadro estadístico se presenta los valores del computador
si es útil para la humanidad.
124
8
SI
NO
44
5. Quinto cuadro estadístico se presenta los valores de Raspberry pi
para la educación
6. Sexto cuadro estadístico se presenta los valores del uso del
Raspberry
7. Séptimo cuadro estadístico se presenta los valores si le hicieran
algún cambio al Raspberry
8. Octavo cuadro estadístico se presenta los valores sobre
aceptación del microordenador Raspberry
CAPITULÓ IV
PROPUESTA TECNOLÓGICA
El proyecto propone un Estudio de Factibilidad para la implementación
de un laboratorio de Computación en la Escuela Ciudad de Ariel del
Cantón Durán, basándose en el dispositivo Raspberry Pi Modelo B; el
cual nos permite trabajar como CPU de escritorio permitiendo con
facilidad su instalación o el traslado de los equipos de un lugar a otro,
además esto nos permite que con una poca infraestructura podamos
implementar dichos laboratorios ya que constan de conexión Wi-Fi y de
puerto Ethernet.
Para dichas pruebas de campo, se va a utilizar dos dispositivos los
cuales se conectarán a través de un Router con salida a Internet, el cual
permitirá demostrar la factibilidad de su uso y la capacidad que tiene.
45
ANÁLISIS DE FACTIBILIDAD
Para medir la viabilidad del proyecto vamos a tomar en cuenta los
criterios de factibilidad:
Factibilidad Operacional
El proyecto consiste en montar un laboratorio de cómputo con 10
dispositivos con sus respectivos teclados, mouse, parlantes y Monitores
conectados a una red con un Router y una configuración clase c, con
salida hacia el exterior. Contando con las autorizaciones de la directora de
la Institución Educativa. Ver ANEXO 1 y 2.
Las herramientas tecnológicas que vamos a utilizar para la puesta en
práctica, y demostración del dispositivo en el campo contienen el sistema
operativo Raspbian distribución de GNU/Linux Debian, es de tipo open
source y trae pre instaladas herramientas como OpenOffice, Chrone,
Scratch, etc. de esta manera permitiendo que los costos sean inferiores.
El sistema Raspbian viene con el idioma inglés preinstalado, pero se
puede configurar al español, la hora y fecha el sistema y cambiar ciertas
características del escritorio que vienen en el sistema operativo de tal
manera que sea amigable hacia el usuario, en este caso los estudiantes
de Educación básica de la Escuela donde se van a realizar las pruebas.
46
Factibilidad Técnica.
Podemos decir que el proyecto es factible ya que las herramientas
tecnológicas son accesibles para su implementación en el caso
dispositivo Raspberry Pi 3 en Ecuador, se lo puede encontrar o importar
desde otro país.
El sistema operativo para la implementación va a ser Raspbian, una
distribución GNU/Linux Debian de tipo open source; además en la página
oficial www.raspberry.org, podemos encontrar y descargar el sistema
operativo y cuentan con una gran comunidad, que si tenemos problemas
en su configuración nos facilitan manuales guías e inclusive descripción
del kernel del sistema operativo.
Entre los recursos que debemos de tener en cuenta para las pruebas
que se van a realizar, se describen los siguientes como es la parte de
Hardware como se muestra en la Tabla 14
Tabla 14: Recursos Hardware
RECURSOS TECNOLOGICOS
HARDWARE DESCRIPCION
Raspberry Pi 3 Modelo B Ordenador
Cable HDMI O adaptadores de HDMI a VGA
Conector con los monitores
Adaptador de corriente de 5 voltio a 2.5 o 3 miliamperios
Para dar energía al Raspberry Pi
Monitores con conexión HDMI o VGA
Monitor para la Raspberry Pi
Tarjeta micro SD de 8 o 16 Gigas Clase 10
Discos duros para los sistemas operativo
Teclado y Mouse De preferencias inalámbricos
Monitores con conexión HDMI Para la visualización del sistema
Elaborada por: Alan Ramírez Moreira
47
Fuentes: Datos de la Investigación
Como requerimiento de software se muestra en la Tabla 15.
Tabla 15: Recursos Software
RECURSOS TECNOLOGICOS
SOTWARED DESCRIPCION
Programa Wind32 Disk Imager Permite instalar el sistema operativo en la Micro SD
Sistema Operativo Rapbian Sistema GNU/Linux de 64 bit descargado de la página oficial https://www.raspberrypi.org/
Elaborada por: Alan Ramírez Moreira Fuentes: Datos de la Investigación
Factibilidad Legal
El desarrollo del Laboratorio de Computación, en la Escuela Ciudad de
Ariel, del cantón Durán no infringe ningún tipo de ley, ya que los
dispositivos importados para la implementación se pueden adquirir dentro
de nuestro país, pagando los impuestos de ley, el Software del sistema
operativo y los programas a utilizar son Open Sources, los programas a
instalar se los puede descargar desde distintas páginas Web por medio
de la Consola del sistema operativo. Ninguno de los requerimientos para
la implementación del Laboratorio infringe ley ni los derechos de autor.
Factibilidad Económica
48
El Estudio de Factibilidad se lo realizo con recursos propios, y las
pruebas se realizaron con dos dispositivos Raspberry configurados, para
la implementación del laboratorio se debe de recordar que la inversión
solo es en la parte de Hardware ya que el Sistema Operativo y los
programas son OpenSources, se le modificaron algunas características
tanto al dispositivo Raspberry Pi y la Carcasa.
Para realizar las pruebas en la escuela se adquirieron equipos, como se
muestra en la Tabla 16.
Tabla 16: Equipos para las pruebas
HARDWARE PARA REALIZAR
PRUEBAS CANT
COSTO
UNID
COSTO
TOTAL
Raspberry Pi Modelo B 2 $ 80,00 $ 160,00
Case para Raspberry Pi 3 Modelo B 2 $ 10,00 $ 20,00
Cable HDMI 2 $ 10,00 $ 20,00
Tarjeta Micro SD 16 Gigas Calse 10 2 $ 14,00 $ 28,00
Disipadores de calor 4 $ 0,50 $ 2,00
Ventiladores para Raspberry Pi 2 $ 4,50 $ 9,00
Monitor de 19.5” 2 $ 115,00 $ 230,00
Mouse, teclado inalámbrico 2 $ 20,00 $ 40,00
Parlantes 2 $ 7,00 $ 14,00
TOTAL $ 523,00
Elaborada por: Alan Ramírez Moreira Fuentes: Datos de la Investigación
49
ETAPAS DE LA METODOLOGIA DEL PROYECTO
Para la elaboración del proyecto que se va a realizar utilizaremos la
Metodología PDDIOO-Cisco, para redes LAN, va a tener las siguientes
fases:
➢ Fase de Preparación
➢ Fase de Planificación
➢ Fase de Diseño
➢ Fase de Implementación
➢ Fase de Operación
➢ Fase de Optimización
50
Imagen 4: METODOLOGIA PPDIO
Fuentes: Cisco Services
FASE DE PREPARACION
Presentación de propuesta de implementación
Se realizaron reuniones iniciales para dar a conocer la propuesta, en
donde se dio a conocer que recursos se utilizaran y ver los cambios que
se podrían realizar en el proyecto inicial, en un principio fue enfocado a un
nivel general provocando, que los costó de la investigación sean altos y a
la vez el tiempo del proyecto se mayor; se nos recomendó que la mejor
manera de mostrar la propuesta seria realizar un plan piloto en una sola
51
ciudad y en una escuela específica, esto nos llevó a buscar una escuela
que nos de los permisos necesarios para realizar las pruebas.
Obteniendo por parte de la directora de la Escuela Ciudad de Ariel la
autorización necesaria, para las pruebas de campo y obtener información
de los recursos que posee la escuela y el tipo de laboratorio que poseen
con sus características.
La escuela consta con un solo laboratorio con las siguientes
características:
Tabla 17: Equipos de La Escuela
LABORATORIO ESCUELA CIUDAD DE ARIEL
Equipo Detalle
Computadores Dell, Procesador Corel 2
Dou, Meroria Ram de 2 Gigas, Disco Duro
de 250 Gigas
12
Router Dlink 1
Cableado de Red No tiene
Elaborado por: Alan Ramírez Moreira
Fuentes: Datos de la Investigación
En la imagen 5 podemos ver cómo está el laboratorio de computación
52
Imagen 5: Vista del Laboratorio
Elaborada por: Alan Ramírez Moreira Fuentes: Datos de la Investigación
El laboratorio de la escuela está en fase de instalación en donde aún
se están instalando lo que son el sistema operativo de algunos
computadores, no consta con un cableado estructurado, y es un solo
laboratorio de computación para la escuela de 350 alumnos de educación
básica, al montar un segundo laboratorio basado en la tecnología de
Raspberry se dará más oportunidad para obtener nuevos conocimientos
con nuevo recurso y una nueva tecnología tanto Hardware y Software
pudiendo implementar nuevos cursos basado en esta tecnología la cual
es a bajo costo.
53
Fase de Planificación
Vamos a utilizar el diagrama de GANNT para la planificación del
proyecto, ver imagen 6.
Imagen 6: Diagrama de GANNT
Presentación de la Propuesta. - Esta se la realizo a la escuela ciudad
de Ariel en donde se le dio a conocer a su directiva, el estudio de
factibilidad para un laboratorio de computo a bajo costo utilizando en
micro ordenador Raspberry Pi, la cual fue aceptada para poder realizar el
estudio de factibilidad, ver los Anexos 1 y 2.
54
Verificación de disponibilidad de los equipos. - En este periodo se
realizó la verificación de la disponibilidad del equipo que estábamos
necesitando dentro del país, para la implementación de un laboratorio con
10 Raspberry Pi 3. Se cotizaron los equipos necesarios y se obtuvo un
precio adecuado para la implementación tanto para la implementación
para una red con cable estructurado y con una Red Wifi, ver en los Anexo
7 y 8.
Aprobación de la Escuela. - En esta semana se logró obtener las
aprobaciones para realizar las pruebas y la verificación de que tipo
laboratorio cuenta la escuela ciudad de Ariel, ver tabla 18 y Anexo 2.
Tabla 18: Características del laboratorio
Elaborada por: Alan Ramírez Moreira Fuentes: Datos de la Investigación
Información del Laboratorio de La Escuela Ciudad de Ariel
Características Disponibilidad Dimensiones del laboratorio 6 m x 3 m
Computadores , 2 gigas de Ram, CPU dual Core, disco duro de 250 gigas.
12
Infraestructura de red 0
Router 1
Sistema operativo Windows 7, Home
Software de ofiteca Office 2010
55
La escuela nos aprobó permitiendo ver qué tipo de equipos tiene y
como está estructurado su laboratorio de computo, y ver las
características del mismos.
Instalación de los sistemas operativo y configuración. - Durante
este periodo, se realizó la instalación en los Raspberry Pi en sistema
Raspbian, a la vez se probaron ciertas aplicaciones y funcionalidades del
Raspberry, también se verifico calentamiento y como solucionarlo.
Pruebas con los estudiantes de Educación Básica. - En esta
semana se preparó la manera de cómo llegar a los niños para que vean
cómo funciona y la capacidad del microordenador, también preparando
los equipos para las pruebas, durante la practica con los alumnos de la
escuela esta se loa desarrollo de una manera dinámica y se dio a conocer
la herramienta y las características, ver Anexo 10.
FASE DE DISEÑO
La Escuela necesita una mejor infraestructura de red en su laboratorio,
el objetivo principal de la escuela es poder tener nuevos laboratorios a un
bajo costo, podemos aplicar las tres capas del modelo Jerárquico de
Cisco, esto permitirá obtener un desarrollo detallado y organizado para la
implementación de nuestra red.:
56
➢ Capa de Red
➢ Capa de Enlace de Datos
➢ Capa Física
Imagen 7: Modelo Jerárquico
Elaborado por: Alan Ramírez Moreira
Fuentes: Datos de la Investigación
Capa de Física. - Vamos a tener todos los equipos conectados a la red,
se puede denominar puesto de trabajos o estacion de trabajos, esta capa
57
permite tener todos los recursos necesario para que los usuarion tengan
acceso a los servicios que proporciona nuestra red, en esta rango se
encuentran la Raspberry Pi.
Según los medios para la comunicicaion de la rede veremos la velocidad
de la transferencia de los Datos, ver tabla 19.
Tabla 19:velocidad de transferencia de datos según el medio
VELOCIDAD DE
DATOS
METODO DE
SEÑALIZACION
TIPOS DE
MEDIOS
LONGITUD
MAXIMA
10 base-T 10 Mbps Banda Base UTP Categoría 5e 100 metros
10 base-FL 10 Mbps Banda Base Fibra Óptica 2000 metros
100 base-TX 100 Mbps Banda Base UTP Categoría 5e 100 metros
100 base-FX 100 Mbps Banda Base Fibra-Multimodo 2000 metros
Elaborada por: Alan Ramírez Moreira
Fuentes: Datos de la Investigación
Durante esta fase se obtuvo la información sobre las características de
los equipos que necesitamos y los componentes necesarios para las
pruebas, para más detalles ver Anexo 7 y 8.
Se van a utilizar dos Raspberry Pi conectados en red. Componentes
adquiridos para las pruebas que se van a realizar en la Escuela:
Tarjeta de Raspberry Pi 3 Modelo b, ver imagen 8 y Anexo 12.
58
Imagen 8: RASPBERRY PI 3 MODELO B
Elaborada por: Alan Ramírez Moreira
Fuentes: Datos de la Investigación
Carcasa para Raspberry Pi 3 Modelo B adquirida para las pruebas. Ver
imagen 9
Imagen 9: Carcasa Raspberry Pi 3 Modelo B
Elaborada por: Alan Ramírez Moreira
59
Fuentes: Datos de la Investigación
Adaptador de corriente para encender la Raspberry Pi, con salida de 5
voltios y 3 amperios. Ver imagen 10.
Imagen 10: Adaptador de corriente.
Elaborada por: Alan Ramírez Moreira
Fuentes: Datos de la Investigación
Disipadores y ventilador para adaptar en el Raspberry pi. Ver imagen
11.
Imagen 11: ventiladores y disipadores
60
Elaborada por: Alan Ramírez Moreira
Fuentes: Datos de la Investigación
Tarjeta Micro SD para instalar el sistema operativo. Ver imagen 12.
Imagen 12: Tarjetas Micro SD
Elaborada por: Alan Ramírez Moreira
Fuentes: Datos de la Investigación
Capa de Enlace de Datos: En esta capa estara nuestro acceso a la red
61
LAN su funcion principas es el enrutamiento, el filtrado de la informacion,
nos va a permitir enrutar el trafico de la red en otras palabra es la que
permite la conectividad de nuestra red en esta se encuentran los SWitch o
Router.
En nuestra propuesta esta la instalacion con un Switch TL-SG1016D,
marca TP-link, el cual nos permite la comunicación de nuestra red LAN
con cable estructurado, para los detalles ver Anexo 13.
Capa de Red: En esta capa vamos a tener la parte del acceso a interner
y otros servicios que posterior se deseen implementar ademas de desviar
el trafico lo mas rapido posible hacia los servicios necesario, en esta capa
se encuentran los Routers, ver los Anexos 4 y 5.
Para el diseño de nuestra red se la realizara con una configuración de
clase C con una 16 Sub-redes para ampliación a futuro para otros
laboratorios permitiendo optimizar nuestras redes, ver taba 20.
Tabla 20: Direccionamiento IP
TABLA DE DIRECCIONAMIENTO IPv4
DIRECCION IP MASCARA DE RED EQUIPO
192.168.100.1 255.255.255.240 ROUTER
192.168.100.2 255.255.255.240 PI-01
192.168.100.3 255.255.255.240 PI-02
192.168.100.4 255.255.255.240 PI-03
192.168.100.5 255.255.255.240 PI-04
192.168.100.6 255.255.255.240 PI-05
192.168.100.7 255.255.255.240 PI-06
192.168.100.8 255.255.255.240 PI-07
192.168.100.9 255.255.255.240 PI-08
192.168.100.10 255.255.255.240 PI-09
62
192.168.100.11 255.255.255.240 PI-10
Elaborada por: Alan Ramírez Moreira
Fuentes: Datos de la Investigación
FASE DE IMPLEMENTACION
Para las pruebas que se realizaron en la escuela se Utilizaron dos
Equipos Raspberry Pi 3 Modelo B que tiene las siguientes características
ver imagen 13, para más detalles ver Anexo 12.
Imagen 13: Características Raspberry Pi
Elaborada por: Ingénierate
Fuentes: https://ingenierate.com/2017/10/03/raspberry-pi-caracteristicas-aplicaciones/
El sistema operativo fue descargado de la página oficial de raspberry Pi
https://www.raspberrypi.org/downloads/, en donde descargamos el
63
sistema Raspbian Stretch with desktop, también podemos encontrar más
sistemas operativos para instalar en nuestra raspberry pi.
Descargamos el programa win32 DiskImager de la página
http://www.raspberry-projects.com/pi/pioperatingsystems/win32diskimager, para
la instalación en las tarjetas micro SD, para detalles de la instalación y
configuración ir a Anexo 9.
El estudio tiene el proposito de mostrar que un bajo presupuesto
podemos implementar no solo un laboratorio si no varios laboratorios para
la ayuda en la educacion del futuro de nuestros niños, se realizaron tablas
comparativas en donde nos permiten dar a coocer los beneficios al
implementar laboratorios con esta tecnologia.
Dentro de los parámetros se hace una comparativa con relación a un
computador de escritorio actual en costo y hardware, en donde vemos
que el costo es menor al implementar el raspberry pi como ordenador, ver
tabla 21.
Tabla 21: Tabla Comparativa de Hardware de un computador
HARDWARE
RASPBERRY COMPUTADOR
Raspberry pi, case, micro SD, disipadores, ventilador, cable HDMI
$ 108,00
CPU – 4 Ram – disco duro 500 GB, case.
$ 380,00
Teclado mouse $ 20,00 Teclado y mouse $ 17,00
64
inalámbrico USB
Parlantes $ 7,00 Parlantes $ 7,00
Monitores 19,5” $ 115,00 Monitores 19,5” $ 115,00
Valor total $ 250,00 Valor total $ 519,00
Elaborada por: Alan Ramírez Moreira Fuente: Datos de Investigación
Con relación al costo por software pagado vemos que al usar Software
open Sourceel costo seria cero.
Tabla 22: Tabla Comparativa de Software
SOFTWARED
RASPBERRY COMPUTADOR
Sistema operativo Raspbian
$ 0,00
Microsoft Windows 10 Home
$ 127,23
Paquetería de open office
$ 0,00
Microsoft Office 365 (1 año)
$ 75,89
Valor total $ 0,00 $ 203.12
Elaborada por: Alan Ramírez Moreira Fuente: Datos de Investigación
En relación al costo del consumo de energía, ya que raspberry pi solo
se alimenta con 5voltios y 3 miliamperios tenemos un ahorro del 90% en
relación a un ordenador normal, ver tabla 23.
Tabla 23: Tabla Consumo de Energía Eléctrica
CONSUMO DE ENERGIA ELECTRICA
RASPBERRY COMPUTADOR
8 horas diarias $ 0,0448 8 horas diarias $ 0,46
1 mes $ 1,34 1 mes $ 13.78
1 año $ 16,13 1 año $ 165,32
Elaborada por: Alan Ramírez Moreira
65
Fuente: Datos de Investigación Para realizar el cálculo del consumo de energía se lo obtiene de la aproximación de que un computador este encendido durante 8 horas diaria, el voltaje que necesita para la alimentación un computador es de 50,56 voltios; necesitamos transformar todo ese valor a Kilovatios Horas, el cálculo lo realizamos tomando una planilla de energía eléctrica en donde primero necesitamos obtener el valor en dólares de los kilovatios horas:
Formula
Sacar el valor del costo del kilovatio horas en el mes consumidos.
VP= Valor Mensual de la Planilla consumida
CKM= Consumo de Kilovatios Enel Mes
CKH= Costo Kilovatios Hora
V=Voltaje del Equipo
H=horas función del equipo
KHE= Kilovatios horas del Equipo
TKH= Total del kilovatio por hora
Calculo Valor kilovatio $ 0.14 centavos de dólar americano en el área comercial.
H*V=KHE
8X50,56/1000=0.4044 kilovatios
CKM*KHE=TKH
0.14X0.41= $ 0.057 dólares americanos el valor kilovatio hora
Valor de 8 horas consumidas.
66
0.057X8= $ 0.46
Raspberry Pi
8X5/1000=0.04 kilovatios
0.14X0.04=$ 0.0056 dólares americanos el valor kilovatio hora
0.0056X8=$ 0.0448
Se puede dcir que se tiene ahorro en varias caracteristicas en la
implementacion e instalacion de un laboratorio Raspberry Pi, la inversion
se podria recuperar en el lapso de un año con el cobro del mantenimiento
anual por el laboratori de computacion, Ver tabla 24 y Anexo 14
Tabla 24: Recuperación de la Inversión
RECUPERACION DE LA INVERCION
DETALLE VALORES
COSTO POR MANTENIMINETO ANUAL
$ 25,00
ALUMNOS POR CURSO 25
CURSOS 8
VALOR COSTO ANUAL $ 5.000,00
Elaborada por: Alan Ramírez Moreira
Fuente: Datos de Investigación
Análisis: La inversión de la implementación de un laboratorio con
Raspberry Pi 3, se puede recuperar, al cálculo de 8 cursos con 25
alumnos cada curso, con el costo por mantenimiento del laboratorio sería
de $ 25,00 por alumno este valor solo se cobraría una vez en el año
67
permitiendo una recuperación económica de la inversión del laboratorio,
en relación al consumo de energía el costo sería mínimo con relación a un
laboratorio ordinario.
FASE DE OPERACIÓN
Pruebas con los Estudiantes de Educación Básica
La Escuela Ciudad de Ariel Consta con 1 solo Laboratorio de
Computación de 12 Computadoras las Cuales Tienen instalado Windows
7 profesional de 32 bits como Sistema Operativo, tiene 2 gigas de
memorias Ram, disco duro de 250 Gigas, monitores de 17 Pulgadas, se
pueden detallar como características importantes, un router TPlink, el cual
suministra internet a los computadores, utilizan conexión Ethernet para la
red.
Se nos facilitó por parte de la Escuela dos Monitores y un regulador de
Voltaje, en donde se conectaron tanto los equipos como los monitores a
una sola toma de corriente Eléctrica. Se utilizó dos teclados con mouse
inalámbricos para dar internet usamos un celular y conectamos los
Equipos vía Wi-fi, ver imagen 14.
68
Imagen 14: Equipos Instalados Para Las Pruebas
Elaborada por: Alan Ramírez Moreira Fuentes: Datos de la Investigación
Durante el desarrollo los niños tuvieron un gran interés en su
funcionamiento, se le realizaron pequeñas preguntas básicas sobre lo que
es un computador y para qué sirven, ver Anexo 11.
Los Estudiantes realizaron la práctica en el principio sin la explicación,
para observar la forma de su desempeño y que tan rápido se adaptan a
su funcionamiento, ver Imagen 15.
69
Imagen 15: Pruebas
Elaborada por: Alan Ramírez Moreira Fuentes: Datos de la Investigación
La prueba que se realizo fue muy novedosa ya que fue sencillo su
utilización que los alumnos se adaptaron rápido al uso, ver imagen 16.
Imagen 16: Practica con Scratch
Elaborada por: Alan Ramírez Moreira
Fuentes: Datos de la Investigación
70
La Practica realizada con esta aplicación permitió ver el interés de los
estudiantes hacia el aprendizaje de programación ya que Scratch, es un
lenguaje de programación, el cual permite el aprendizaje de una manera
didáctica a programar, dejando en los estudiantes el interés de investigar
y saber más sobre la aplicación mostrada.
Criterio de Validación de la Propuesta
Podemos rescatar que el proceso de validación basándose en las
pruebas que se realizaron con los alumnos, la cual fue aceptable y
agradables, por parte de ellos es buena, la relación con los profesores
sobre el tema fue interesante y agradable ya que el saber que se puede
tener una tecnología barata y de calidad.
Nivel encontrado
El conocimiento de los alumnos es alto, se les dejo usar la Raspberry
sin explicación y su respuesta fue similar al haber usado un computador
con otro sistema operativo, esto denota conocimientos previos cono se ve
en la pregunta 1, 2 y 3 que se realizó, ellos navegaron en internet,
realizaron consultas, vieron videos, ver imagen 17.
71
Imagen 17: Explicación de ordenador
Elaborada por: Alan Ramírez Moreira Fuentes: Datos de la Investigación
Nivel de aprendizaje
Los estudiantes no tenían conocimiento del uso de ningún lenguaje de
programación al realizar la practica con los alumnos con el Programa
Scratch, fue interesante ya que siguieron las ordenes que se les dio para
hacer una pequeña practica esto dejo una pequeña semilla de investigar
más sobre Scratch y cómo funciona ya que nunca había realizado una
práctica de programación y la dinámica les agrado, fue pequeña pero
agradable tanto para los alumnos como para nosotros se vio el interés
sobre el tema, ver imagen 18 y 19.
72
Imagen 18: Demostración de scratch
Elaborada por: Alan Ramírez Moreira Fuentes: Datos de la Investigación
Imagen 19: Practica con Scratch
Elaborada por: Alan Ramírez Moreira Fuentes: Datos de la Investigación
73
Criterio de aceptación del Producto
Podemos indicar que en pruebas que se realizaron a los equipos esto
tuvieron una gran respuesta de rendimiento, se debe indicar que en el
principio ocurrieron problemas con respecto al calentamiento del
procesador, esto llevo a ver la necesidad de bajar la temperatura que en
un principio llego a subir hasta 80° provocando lentitud en la respuesta de
los procesos, se le realizaron adecuaciones como la colocación del
disipadores, y un ventilador llegando a bajar su temperatura hasta los 47°
grados forzando el equipo, el rendimiento del procesador es óptimo
utilizando sus aplicaciones y en la navegación por internet en la red LAN
no se tuvo inconvenientes.
74
CONCLUSIONES
Podemos indicar que al realizar el estudio de factibilidad para la
implementación de laboratorios basado en el Micro Ordenador Raspberry
Pi es viable:
➢ Se pudo instalar para las pruebas en los dos Raspberry pi el
sistema operativo Raspbian y configurarlo a lo propuesto. Esto
se realizó de una manera sencilla y rápida.
➢ Se la realizo con un dispositivo de la misma Marca Raspberry Pi
Zero el cual es más pequeño, de menor costo, pero tiene menor
característica no tiene puerto ethernet el cual provoca que para
la configuración de la red wifi, se la realiza desde la consola del
Raspberry Pi, el cual sin tener conocimientos previos de Linux
no sería fácil su configuración.
➢ Fue probado como computador durante varios días, nos dio
como respuesta que en cierto momento tuvo re calentamiento el
procesador por lo cual se agregaron ciertos componentes ver
Anexo 6.
➢ La visita a los Estudiantes de Educación Básica de la Escuela
Ciudad de Ariel fue grata y permitió ver que si es posible su
implementación como un ordenador, ver Anexo 10.
75
RECOMENDACIONES
Dentro de las recomendaciones importantes, es relacionada al
calentamiento:
➢ Se debe colocar disipadores al procesador y a la tarjeta de video
además se debe colocar un ventilador esto permitió que se
solucione el problema del calentamiento.
➢ Como un ordenador normal podría tener problemas con
saturación de órdenes se recomienda no saturar de ordenes
innecesarias.
➢ Dependiendo del tipo de red que vallamos a instalar para los
Raspberry es recomendable si es una red LAN con cable
estructurado, se coloque bases o soporte para que no tengan
movilidad ya que, al ser de poco peso, puede ser movido por
algún cable y caer.
76
BIBLIOGRAFÍA
LIBROS
Constitución de la República del Ecuador, Registro Oficial #449, Ciudad
Alfaro, Montecristi, provincia de Manabí, 20 de octubre del 2008.
Agenda 2035 políticas públicas para la educación superior, Guayaquil
Febrero del 2016.
Carlos Arcos Cabrera y Betty Espinoza, Desafío para la educación en
ecuador: calidad y equidad, 1° Edición, Mayo del 2008.
Ana Laura Rivoir y Susana Lamschtein, Cinco años del Plan Ceibal, 1°
Edición diciembre del 2012.
Tesis
Ainoa Muñiz González, 26 de octubre 2007, Caracterización experimental
de las interfaces wi-fi y bluetooth en dispositivo raspberry pi, Universidad
de Cantabria.
https://repositorio.unican.es/xmlui/bitstream/handle/10902/12168/400432.
pdf?sequence=1.
PAGINAS WEB
Focus
https://www.razoo.com/story/Focus-On-Education-1?referral_code=share
77
Plan Ceibal
http://www.ceibal.edu.uy/es/labted
Súper intendencia de Telecomunicaciones
https://www.telecomunicaciones.gob.ec/wpcontent/uploads/2016/03/Fome
nto-del-Alistamiento-Digital.pdf
El diario
http://www.eldiario.es/cultura/tecnologia/OLPCpaises_en_desarrollo_0_46
1604619.html
Ecuador Estratégico
http://www.ecuadorestrategicoep.gob.ec/laboratorios-de-computacion-
promueven-la-equidad-y-el-desarrollo/#
INEC
http://www.ecuadorencifras.gob.ec
INFOCENTROS
https://www.telecomunicaciones.gob.ec/infocentros-comunitarios/
PROPIEDAD INTELECTUAL
https://www.propiedadintelectual.gob.ec/expertos-informaticos-
promueven-el-uso-del-software-libre-en-ecuador/
AULAS MOVILES
https://www.telecomunicaciones.gob.ec
UNA LAPTO PARA NIÑOS
http://wiki.laptop.org/go/Una_Laptop_por_NiÑOS
78
MINTEL
https://www.telecomunicaciones.gob.ec
RASPBERRY PI
https://www.raspberrypi.org/blog/pi-based-ict-west-africa/
DIARIOS EL UNIVERSO
www.eluniverso.com
WIKILAPTOP
http://wiki.laptop.org/go/El_Wiki_de_la_OLPC#Learn_more
79
80
ANEXO 1
Solicitud de permiso a la escuela
81
ANEXO 2
Aceptación para realizar las pruebas en la escuela
82
ANEXO 3
83
Plano del Laboratorio de la escuela Ciudad de Ariel, con la ubicación de las computadoras.
84
ANEXO 4
Esquema lógico del laboratorio Raspberry pi para implementar con una red LAN.
85
ANEXO 5
Esquema del laboratorio Raspberry pi para implementar con una red LAN.
86
ANEXO 6
Cambios que se le realizo a la carcasa y la colocación de los
disipadores al Rapsberry Pi. Ver imagen 41.
87
ANEXO 7
Proformas que se realizaron para la compra de equipos Raspberry
Pi.
ANEXO 8
88
Proforma para la adquisición de los Equipos de un laboratorio de
Computo.
ANEXO 9
Instalación del sistema operativo Raspbian
89
1. La instalación se realiza desde un computador que tenga
Windows o Lunix, se ejecuta el programa win32DiskImager y se
selecciona la ruta en donde está contenido el sistema operativo
Raspbian
Se busca la ruta del sistema operativo ya descargado en el
computador.
90
2. Luego de escoger el Sistema Operativo procedemos a dar clip
en Write.
3. Luego de la instalación del sistema operativo en nuestra micro
SD la colocamos en la raspberry pi, conectamos al monitor,
teclado y mouse; la conectamos a la corriente; la instalación esta
completada, la primera vez va a reconocer la tarjeta micro SD y
se reiniciara el sistema, y tenemos ya lista la interfaz, del
sistema operativo.
91
Interfaz gráfica del escritorio de Raspbian en el Raspberry Pi.
Configuración del Sistema Operativo
4. Para la configuracion debemos dar en el icono de inicio
desplegamos el menu seleccionamos Preferennce luego en
escogemos la opcion Raspberry Pi Configuration. Configuramos
primero la ubicación de nuestro equipo.
92
5. Escogemos la configuración del idioma la fecha y hora del
sistema.
6. Escogemos la configuración del teclado en español y nuestra
región.
93
7. Escogemos el tipo de dispositivo de conexión wi-fi de nuestra
región.
8. Reiniciamos el sistema para que acepte los cambios.
94
9. Configuramos el Panel del Sistema operativo.
10. Realizamos cambios para que el sistema tome una apariencia
más común con los usuarios.
95
11. Debemos actualizar Raspbian en la terminal escribimos
pi@rasberrypi: sudo apt-get dist-upgrade.
12. pi@rasberrypi: sudo apt-get dist-update.
96
ANEXO 10
Practica con los alumnos de la Escuela Ciudad de Ariel.
97
98
ANEXO 11
Encuesta realizada
99
100
ANEXO 12
Especificaciones técnicas de Raspberry pi 3 modelo B
101
ANEXO 13
Especificaciones técnicas del Switch.
102
103
ANEXO 14
104
Tabla comparativa entre laboratorios.