Capitulo III: Desarrollo experimental
3.4. Modelamiento del prototipo
3.4.1. Diseño del prototipo
3.4.1.1. HARDWARE
De acuerdo con los requerimientos de arquitectura del sistema en las tablas 7 y 9 se muestra las valoraciones de los componentes de hardware tanto para el sistema embebido y la pantalla, así como también un análisis de benchmarking detallado en las tablas 8 y 10 tomando como opciones los componentes mencionados en el capítulo 2. Las valoraciones se basan en si el componente cumple o no con los requerimientos de arquitectura, obteniendo un valor de 1 o 0 respectivamente.
Tabla 8: Valoración para la elección del sistema embebido
HARDWARE REQUERIMIENTOS VALORACIÓN TOTAL S R S H 7 S R S H 8 S R S H 9 S R S H 10 SRSH 11 S R S H 1 2 S R S H 1 3 Raspberry Pi 3 Modelo B 1 1 1 1 1 1 1 7 Intel Galileo Arduino 0 0 0 1 1 0 1 3 Fuente: Autoría
Como se observa en la tabla 8 el sistema embebido Raspberry Pi 3 Modelo B presenta una mayor valoración que el sistema embebido Intel galileo (valor de 7), a continuación, en la tabla 9 se encuentra el análisis comparativo de las características, benchmarking, de estos sistemas embebidos de acuerdo con sus fabricantes.
Tabla 9: Análisis benchmarking para la elección del sistema embebido
Características Raspberry Pi 3 Modelo B Intel Galileo Arduino
Procesador CPU Quad Core 1.2GHz
Broadcom BCM2837 de 64 bits
Procesador Intel® Pentium de 400 MHz
Memoria RAM 1GB de RAM 512 Kbyte de SRAM
Conexión inalámbrica BCM43438 LAN
inalámbrica y Bluetooth de baja energía (BLE) a bordo
Mini-PCIe entrada para conectar módulos Wifi o Bluetooth
Puertos USB 4 puertos USB 2 USB Client y USB Host 2.0
Salida estéreo Salida estéreo de 4 polos y puerto de video compuesto
Conector 3 pin Jack 3,5mm para comunicación serie. Puerto HDMI HDMI de tamaño completo No posee
Puerto de pantalla Puerto de pantalla DSI para conectar una pantalla táctil Raspberry Pi
No posee
Puerto Micro SD Si Si
Fuente de alimentación Fuente de alimentación micro USB conmutada actualizada de hasta 2.5 A
Adaptador de CA a CC de 5V a un máximo de 3A.
Fuente: Autoría
Luego del análisis de valoración, así como también del benchmarking se obtiene que la mejor opción es el sistema embebido Raspberry Pi 3 Modelo B dado a sus características funcionabilidades necesarias para el desarrollo del sistema.
Tabla 10: Valoración para la elección de la pantalla
HARDWARE REQUERIMIENTOS VALORACIÓN
TOTAL SRSH 14 SRSH 15 SRSH 16 SRSH 17 Pantalla 7″ TFT Touch Display 1 0 1 0 2 Display Touchscreen 7” 1 1 1 1 4 Fuente: Autoría
Como se observa en la tabla 9 la valoración de la pantalla Touchscreen 7” es mayor a la de la Pantalla 3.2″ TFT Touch Display, a continuación, en la tabla 11 se encuentra el análisis comparativo de las características, benchmarking, de estas pantallas de acuerdo con sus fabricantes.
Tabla 11: Análisis benchmarking para la elección de la pantalla
Características Pantalla 7″ TFT Touch
Display
Display Touchscreen 7”
Tamaño 7 pulgadas 7 pulgadas
Resolución 800x480 pixeles 800x480 pixeles
Conector Interfaz de bus paralelo de 16 bits
Cable de cinta que se conecta al puerto DSI
Compatibilidad Arduino Raspberry
Alimentación 3.6 V a 400mA 5V a 500mA
Luego del análisis de valoración, así como también del benchmarking se obtiene que la mejor opción es el sistema embebido Display Touchscreen 7” su resolución y tamaño son las razones por las cuales se escogió como pantalla del sistema incluso es la pantalla oficial para la placa Raspberry.
En cuanto al teclado este debe cumplir con los requerimientos SRSH 19, SRSH 20, SRSH
21 y SRSH 22 tomando en cuenta esto y que se debe elegir un teclado genérico se seleccionó
el Teclado Bluetooth de Android / iOS / Windows para Smartphone Tablet, permite una conexión sin cables y su diseño de la tijera permite la experiencia de mecanografía cómoda, reservada y lisa; Las teclas de acceso directo le ahorran tiempo lanzando tareas o controlando los medios. Según el sitio de productos electrónicos DealExtreme “Teclado Bluetooth de
Android / iOS / Windows para Smartphone Tablet” (DealExtreeme, 2018) las espesificaciones
de este teclado son:
• Es ultrafino y más ligero que una revista estándar, pero lo suficientemente resistente como para viajar.
• La batería de litio recargable incorporada proporciona 200 horas de tiempo de uso efectivo, tiempo de espera extralargo hasta 120 días por carga completa.
• Soporta el sistema operativo iOS / Android / Windows. Funciona con todos los dispositivos compatibles con Bluetooth, incluso computadoras portátiles y.
• Especificación del teclado Bluetooth • Estándar de la interfaz Bluetooth 3.0 • Distancia de operación: 10 metros • Sistema de modulación: GFSK • Trabajo actual: <2,5 mA • Corriente el dormir: <40uA
• Tiempo en espera: 60 días
• Temperatura de funcionamiento: -10-+ 55 ℃ • Voltaje de operación: 3.0-4.2V
• Corriente de espera<0,3mA • Corriente de carga ≧ 200mA • Fuerza Clave: ± 10g
• Puerto micro USB sólo para recargar
• Tiempo de recarga es de alrededor de 2 horas
Con respecto al parlante este debe cumplir con los requerimientos SRSH 24, SRSH 25,
SRSH 26 y SRSH 27 por tal motivo seleccionó el parlante GENIUS MINI SP-I150, que es
un parlante recargable. Según el sitio CompuZona “Mini Parlantes Genius Sp-I150 Blanco
Portátil Recargable 2w” (CompuZona, s.f) este parlante contiene las siguientes características:
• Campo de sonido de 360 grados. • Fácil encendido / apagado.
• Unidad metálica de 1,25 para sonido más potente. • Carga rápida vía USB.
• Batería de litio incorporada. • Hasta ocho horas de autonomía. • Potencia (Watts): 2 Watts.
A manera de resumen se presenta la tabla 12 con los componentes de hardware que integran al sistema, con su respectiva descripción y observación en cuanto al porque se eligió dicho componente.
Tabla 12: Componentes y hardware
COMPONENTE DESCRIPCIÓN OBSERVACIÓN
Raspberry Pi 3 modelo B
Sistema embebido que permite instalar un sistema operativo, conexión a internet cableada y wifi, puertos USB, salida de audio y video.
Se seleccionó este sistema embebido debido a la facilidad de instalar el sistema operativo adecuado para el desarrollo de aplicaciones, la adaptabilidad de una pantalla táctil y la disposición de una salida de audio para conectar parlantes o audiófonos.
Raspberry PI 7” Touchscreen Display
Es una pantalla táctil de 7 pulgadas oficial para la Raspberry Pi y cuanta con un case adecuado para integrar la pantalla y el Raspberry.
Se seleccionó esta pantalla debido al tamaño y resolución que presenta que son adecuados para el uso de los estudiantes además de que presenta la funcionalidad de ser táctil mejorando el uso del aplicativo.
Teclado Bluetooth
Teclado con
conectividad Bluetooth que presenta un diseño ergonómico y una configuración adecuada de sus teclas.
Para seleccionar el teclado se consideró las siguientes características:
Portabilidad: Que el teclado sea lo más compacto posible de tal manera que el estudiante lo pueda llevar consigo a cualquier lado
Conectividad: Que sea fácil de conectarse al dispositivo móvil donde correrá la aplicación Visibilidad de las teclas: Cada tecla de estar etiquetada de una forma visible para el estudiante.
Plantilla lenguaje Braille
Es un documento escrito en lenguaje braille que se coloca sobre el teclado con la finalidad de que las personas con discapacidad visual puedan utilizarlo.
Se optó por integrar una plantilla de lenguaje braille para el caso en que la persona no vidente carezca de conocimientos de mecanografía.
Baterías Batería recargable con salida micro USB de 5v y 6000mA
Dado a la carga que presenta el prototipo, tanto de la Raspberry como de la pantalla, se necesita de una batería que la resista por tal motivo se seleccionó esta batería ya que su
amperaje y voltaje son suficientes para sobrellevar dicha carga.
Parlante Parlante Genius modelo SP4150
Se escogió este debido a que es un parlante recargable mediante conexión USB con salida auxiliar.
Fuente: Autoría