IMPLEMENTACIÓN DE MINICOMPUTADORA CON TECNOLOGÍA RASPBERRY-PI COMO HERRAMIENTA DE APOYO PARA COMUNIDAD ESTUDIANTIL DE LA UNIDAD EDUCATIVA FISCAL PUERTO CAYO

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CARRERA DE TECNOLOGÍAS DE LA INFORMACIÓN

PROYECTO DE TITULACIÓN PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE

INGENIERO EN TECNOLOGÍAS DE LA INFORMACIÓN

TEMA:

IMPLEMENTACIÓN DE MINICOMPUTADORA CON TECNOLOGÍA RASPBERRY-PI COMO HERRAMIENTA DE APOYO PARA COMUNIDAD ESTUDIANTIL DE LA

UNIDAD EDUCATIVA FISCAL PUERTO CAYO

AUTOR:

ESPINOZA TRIVIÑO CHARLES MAY

TUTORA:

ING. MIRIAM ADRIANA CASTILLO MERINO, MG.

JIPIJAPA – MANABÍ – ECUADOR

2022

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i

UNIVERSIDAD ESTATAL DEL SUR DE MANABÍ

FACULTAD DE CIENCIAS TÉCNICAS

CARRERA DE TECNOLOGÍAS DE LA INFORMACIÓN CERTIFICACIÓN DEL TUTOR

Ing. Miriam Adriana Castillo Merino, Mg. docente de la carrera de Tecnologías de la Información que imparte la Universidad Estatal del Sur de Manabí a través de la Facultad de Ciencias Técnicas.

CERTIFICA:

Que el presente Proyecto de Titulación “IMPLEMENTACIÓN DE

MINICOMPUTADORA CON TECNOLOGÍA RASPBERRY-PI COMO

HERRAMIENTA DE APOYO PARA COMUNIDAD ESTUDIANTIL DE LA UNIDAD EDUCATIVA FISCAL PUERTO CAYO”, ha sido exhaustivamente revisado en varias secciones de trabajos, se encuentra listo para su presentación y apto para su defensa.

Las opiniones y conceptos vertidos en este Proyecto de Titulación son fruto de trabajo y perseverancia y originalidad de su autor Charles May Espinoza Triviño, siendo de su exclusiva responsabilidad.

Jipijapa, noviembre 2022

______________________________

Ing. Miriam Adriana Castillo Merino, Mg.

1310317852 TUTORA

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ii

UNIVERSIDAD ESTATAL DEL SUR DE MANABÍ

FACULTAD DE CIENCIAS TÉCNICAS

CARRERA DE TECNOLOGÍAS DE LA INFORMACIÓN

APROBACIÓN DE LOS MIEMBROS EXAMINADORES

Una vez revisado el proyecto final de investigación del Sr. Charles May Espinoza Triviño, portador de la cedula de identidad N° 131500770-6, egresado de la Carrera de Tecnologías de la Información de la Universidad Estatal del Sur de Manabí, los miembros del Tribunal examinador aprueban el informe de investigación, sobre el tema: “IMPLEMENTACIÓN DE

MINICOMPUTADORA CON TECNOLOGÍA RASPBERRY-PI COMO

HERRAMIENTA DE APOYO PARA COMUNIDAD ESTUDIANTIL DE LA UNIDAD EDUCATIVA FISCAL PUERTO CAYO” , y su debida implementación ha sido aprobada.

En virtud al antecedente descrito el Sr. Charles May Espinoza Triviño puede hacer uso del presente certificado en lo que estime conveniente a sus intereses.

Ing. Raul Leonardo Murillo Quimiz, Mg, 131500770-6

Miembro del Tribunal Ing. Fulco Berdy Pincay Ponce, Mg.

130853924-4 Miembro del Tribunal

Ing. José Efraín Álava Cruzatty, Mg.

130853924-4 Miembro del Tribunal

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iii

UNIVERSIDAD ESTATAL DEL SUR DE MANABÍ

FACULTAD DE CIENCIAS TÉCNICAS

DECLARACIÓN DE AUTORÍA

El Proyecto de Titulación “IMPLEMENTACIÓN DE MINICOMPUTADORA CON TECNOLOGÍA RASPBERRY-PI COMO HERRAMIENTA DE APOYO PARA COMUNIDAD ESTUDIANTIL DE LA UNIDAD EDUCATIVA FISCAL PUERTO CAYO”, elaborado por el egresado Charles May Espinoza Triviño, previo a la obtención del título Ingeniera en Tecnologías de la Información , certifica que la misma fue ejecutada por el autor Charles May Espinoza Triviño, bajo la dirección de la Ing. Miriam Adriana Castillo Merino, Mg, cuyas ideas, criterios y propuestas expuestas en el presente trabajo de investigación son de exclusiva responsabilidad de las misma.

Jipijapa. noviembre 2022

________________________________

Charles May Espinoza Triviño 131500770-6

AUTOR

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iv

UNIVERSIDAD ESTATAL DEL SUR DE MANABÍ

FACULTAD DE CIENCIAS TÉCNICAS

RENUNCIA DE DERECHO

Quien suscribe, egresado Charles May Espinoza Triviño, autor del proyecto de titulación

“IMPLEMENTACIÓN DE MINICOMPUTADORA CON TECNOLOGÍA

RASPBERRY-PI COMO HERRAMIENTA DE APOYO PARA COMUNIDAD ESTUDIANTIL DE LA UNIDAD EDUCATIVA FISCAL PUERTO CAYO”, previo a la obtención del título Ingeniero en Tecnologías de la Información, cede los derechos de autoría intelectual total y parcial del presente trabajo de titulación a la Universidad Estatal del Sur de Manabí.

________________________________

Charles May Espinoza Triviño 131500770-6

AUTOR

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v

DEDICATORIA

Con todo cariño del mundo quiero dedicar esta tesis a mi madre Mayra Triviño y mi Padre Charles Espinoza quienes me criaron con amor, paciencia y afecto.

A mis hermanos Adonis Espinoza y Doraliza Espinoza quienes fueron mi motivación para superarme día a día.

A mi tía Judith Mero y su esposo Fausto Moran por ayudar en mi crianza dándome cariño y buen ejemplo.

A mis primos Ariel, Gabriel y Solange Moran por cuidarme y siempre motivarme.

A mis mejores amigo Samuel Rodríguez Y Antonio Agua por su apoyo y estar conmigo en toda la esta etapa universitaria.

A la memoria de Maura Mero Domínguez quien fue mi abuela y como una madre para mi mientras estuvo en este mundo.

A Joyce Ponce por estar a mi lado, por apoyarme, por cuidarme, por darme ese amor incondicional, por estar conmigo cuando dije “no quiero seguir” y ella con su cariño me motivo para avanzar y llegar hasta aquí.

Charles May Espinoza Triviño

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vi

AGRADECIMIENTOS

Agradezco a Dios todo poderoso por haberme otorgado una familia, quienes siempre han creído en mí, guiándome y enseñándome en todo mi camino, dándome ejemplo de superación, humildad, sacrificio y amor, enseñándome a valorar cada cosa que tengo.

Agradezco a todos mis compañeros por el apoyo incondicional cuando pensé que no lo lograría me supieron aconsejar y me dieron aliento para continuar.

Agradezco a mi amigo Mario Murillo por siempre estar conmigo en la buenas y malas, por brindarme su amistad y cariño.

Agradezco a mis grandes amigos de Nova Music Andrés Nazareno, Ángel Quipar y a Jeiison por hacerme sentir como uno más de la familia y compartir buenos momentos juntos.

Agradezco a mi compañera Estefanía Bailón por confiar en mí y apoyarme para que este proyecto se llevase acabo.

Agradezco a la Ing. Adriana Castillo Merino Por guiarme y estar presente en este nuevo comienzo de mi vida profesional.

Charles May Espinoza Triviño

(8)

vii

RESUMEN

El presente proyecto de investigación tiene como objetivo la implementación de una minicomputadora con tecnología Raspberry-Pi como herramienta de apoyo para la comunidad estudiantil de la Unidad Educativa Fiscal Puerto Cayo, con la finalidad de que se incorpore como un recurso tecnológico como apoyo en el proceso de enseñanza aprendizaje en la institución lo que busca que el estudiante se motive al desarrollar sus actividades académicas como las practicas se ha propuesto el desarrollo de esta investigación por que en la unidad educativa no cuentan con equipos tecnológicos. De tal forma que impide un aprendizaje significativo como es la interacción hombre-máquina. En cuanto a la metodología se aplicó la investigación cuantitativa para conocer la población y así mostrar el resultado exacto de los datos estadísticos, mientras en la investigación cualitativa se llevó a cabo el proceso de encuestas para la obtención de datos e información precisa y relevante, de la misma forma se emplearon diversos métodos para el desarrollo de la investigación como el método inductivo- deductivo que permitió conocer con más claridad la realidad actual y darle solución al problema planteado, otro método fue la observación científica siendo parte fundamental que permitió indagar a profundidad la temática propuesta y realizar un análisis completo para el desarrollo del proyecto investigativo que fueron dirigidas a la Unidad Educativa, teniendo como propuesta implementar un prototipo de minicomputadora Raspberry Pi y realizar un mantenimientopreventivo para registrar el comportamiento del mismo y prevenir fallos a futuros.

Palabras claves: Aprendizaje Significativo, Educativo, Prototipo, Técnicas de ejecución, Tecnologías.

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viii

ABSTRACT

The main objective of this research project is the implementation of a minicomputer prototype with Raspberry-Pi technology as a support tool for the student community of the Puerto Cayo Fiscal Educational Unit of the Puerto Cayo parish, it was established to make said devices by the lack of technological resources that are not enough to supply within the institution, students find it difficult to carry out their academic activities such as homework, essays, information queries, etc. In such a way that it prevents significant learning with human-machine interaction.

Regarding the methodology, quantitative research was applied to know the population and thus show the exact result of the sample through statistical data, while in qualitative research the process of surveys was carried out to obtain data and information. precise and relevant, in the same way, various methods were used for the development of the research, such as the inductive-deductive method, which allowed us to know more clearly the current reality and give a solution to the problem raised, as well as scientific observation, being a fundamental part that allowed investigate in depth the proposed theme and carry out a complete analysis that is necessary for the breakdown of the investigative project of which were directed to the Puerto Cayo Fiscal Educational Unit, having as a proposal to carry out preventive maintenance and a monthly diagnosis to record the behavior of the Raspberry Pi minicomputer and prevent crashes futures.

Keywords: Significant Learning, Educational, Prototype, Execution Techniques, Technologies.

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INDICE

CERTIFICACIÓN DEL TUTOR ... i

APROBACIÓN DE LOS MIEMBROS EXAMINADORES ... ii

DECLARACIÓN DE AUTORÍA... iii

CESIÓN DE DERECHO ... iv

Dedicatoria ... v

AGRADECIMIENTOS ... vi

RESUMEN ... vii

ABSTRACT ... viii

ÍNDICE DE TABLAS ... xiii

ÍNDICE DE GRÁFICOS ... xiii

ÍNDICE DE ILUSTRACIÓN ... xiv

TÍTULO ... xvii

CAPÍTULO I: ASPECTOS GENERALES ... 1

1.1. Introducción ... 1

1.2. Planteamiento del problema científico ... 2

1.3. Formulación del problema ... 2

1.4. Definición de estudio ... 2

1.5. Objetivos ... 3

1.5.1. Objetivo general ... 3

1.5.2. Objetivos específicos ... 3

1.6. Pregunta/as científicos o hipótesis ... 3

1.7. Definición de características o variables ... 3

1.7.1. Variable Independiente ... 3

1.7.2. Variable Dependiente... 4

1.8. Justificación ... 4

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x

CAPÍTULO II: MARCO TEÓRICO ... 5

2.1. Antecedentes Investigativos ... 5

2.1.1. Internacional ... 5

2.1.2. Nacional ... 5

2.1.3. Local ... 7

2.2. Fundamentación Teórica ... 8

2.2.1. ¿Qué es la tecnología? ... 8

2.2.2. Tecnología dura ... 8

2.2.3. Tecnologías flexibles ... 9

2.2.4. Tecnologías de equipo ... 9

2.2.5. Tecnologías de producto ... 9

2.2.6. Avances de la tecnología ... 10

2.2.7. Tecnología en la educación ... 10

2.2.8. ¿Qué es Raspberry Pi? ... 11

2.2.9. ¿para qué sirve Raspberry Pi? ... 12

2.2.10. Ventajas de Raspberry Pi ... 13

2.2.11. Familia Raspberry Pi ... 13

2.2.12. Familia Raspberry Pi Zero ... 15

2.2.13. Comparativas de modelos de Raspberry Pi ... 16

2.2.14. Raspberry Pi 4 ... 16

2.2.15. Componentes de Raspberry Pi 4 ... 17

2.2.16. Monitor ... 22

2.2.17. Teclado y mouse USB ... 23

2.2.18. Sistemas Operativos para Raspberry Pi ... 24

2.2.19. ¿Qué son las minicomputadoras? ... 26

2.2.20. Características de las minicomputadoras ... 27

2.2.21. La tecnología al alcance de todos ... 28

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2.3. Marco Conceptual ... 28

2.4. Bases legales normativas y estándares ... 30

CAPÍTULO III: MARCO METODOLÓGICO ... 31

3.1. Tipos de investigación ... 31

3.2. Métodos ... 32

3.2.1. Método Empírico ... 32

3.2.2. Métodos teóricos ... 32

3.2.3. Métodos estadísticos ... 32

3.3. Población y muestra ... 32

3.3.1. Población... 32

3.3.2. Muestra ... 33

3.4. Análisis de resultado ... 34

CAPÍTULO IV: ... 42

4.1. Estudio de necesidades y Análisis de Requerimiento ... 42

4.2. Diseño de la solución Tecnológica... 43

4.3. Prototipado ... 44

4.4. Simulación, Prueba y simulación ... 49

4.5. Implementación ... 51

CAPÍTULO V: ASPECTOS ADMINISTRATIVOS ... 66

5.1. Presupuesto/Recursos: Humanos, Materiales, Financieros. ... 66

5.1.1. Recursos Humanos... 66

5.1.2. Recursos Materiales ... 66

5.1.3. Recursos Financieros ... 66

5.1.4. Infraestructura ... 66

5.2. Cronograma de actividades ... 69

5.3. Conclusiones ... 70

5.4. Recomendaciones ... 71

(13)

xii

BIBLIOGRAFÍA ... 72 ANEXOS ... 80 ... 80

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xiii

ÍNDICE DE TABLAS

Tabla 1: Especificaciones técnicas de Raspberry Pi 4 ... 17

Tabla 2: Utilizado Computadora (escritorio, laptop o minicomputadoras) ... 34

Tabla 3: Funciones básicas de una computadora ... 35

Tabla 4: Partes principales de una computadora ... 36

Tabla 5: Computadora para realizar actividades académicas ... 37

Tabla 6: Tecnología Raspberry Pi... 38

Tabla 7: Raspberry Pi funciones básicas ordenador de escritorio ... 39

Tabla 8: Implementar Minicomputadora Raspberry Pi ... 40

Tabla 9: Mejorar la calidad estudiantil con minicomputadoras ... 41

ÍNDICE DE GRÁFICOS

Gráfico 1: Utilizado Computadora (escritorio, laptop o minicomputadoras) ... 35

Gráfico 2: Funciones básicas de una computadora ... 35

Gráfico 3: Partes principales de una computadora ... 36

Gráfico 4: Computadora para realizar actividades académicas ... 37

Gráfico 5: Tecnología Raspberry Pi ... 38

Gráfico 6: Raspberry Pi funciones básicas ordenador de escritorio ... 39

Gráfico 7: Implementar Minicomputadora Raspberry Pi ... 40

Gráfico 8: Mejorar la calidad estudiantil con minicomputadoras ... 41

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xiv

ÍNDICE DE ILUSTRACIÓN

Ilustración 1: Tecnología Dura ... 9

Ilustración 2: Tecnología en la educación ... 11

Ilustración 3: Raspberry Pi... 11

Ilustración 4 : Placa Raspberry Pi ... 12

Ilustración 5: Modelo Raspberry Pi 1 ... 13

Ilustración 8: Raspberry Pi Zero ... 15

Ilustración 9: Raspberry Pi Zero W ... 16

Ilustración 10: Tabla de las características de los Raspberry Pi ... 16

Ilustración 11: Raspberry Pi 4... 17

Ilustración 12: Memoria de Raspberry Pi 4 ... 19

Ilustración 13: Fuente de la placa ... 20

Ilustración 14: Carcasa ... 21

Ilustración 15: Sistema operativo... 22

Ilustración 16: Ventajas de modelos USB ... 23

Ilustración 17: Sistema operativo Raspberry Pi ... 24

Ilustración 18: Windows10 LoT Cores ... 25

ilustración 19: SO Ubuntu ... 26

Ilustración 20: Minicomputadoras ... 26

Ilustración 21: Minicomputadoras tecnologias alcance de todos ... 28

Ilustración 22: Diagrama de bloques pabellón de la institución ... 43

Ilustración 23: Diagrama de bloques biblioteca... 43

Ilustración 24: Componentes para la minicomputadora ... 44

Ilustración 25: Placa Raspberry Pi ... 45

Ilustración 26: Instalación de disipadores ... 46

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xv

Ilustración 27: Instalación Finiquitada... 46

Ilustración 28: Prueba de polaridad ... 47

Ilustración 29: Instalación finiquitada del Cooler ... 47

Ilustración 30: Instalación de Micro SD ... 48

Ilustración 31: Conexión de cable Micro HDMI en la placa Raspberry Pi ... 48

Ilustración 32: Conexión de cable HDMI a nuestro monitor ... 48

Ilustración 33: Prueba de la placa con todos los componentes previamente ya instalados49 Ilustración 34: Prueba exitosa de todos los componentes instalados en nuestra placa ... 49

ilustración 35: Proceso de instalación del Prototipo de minicomputadora (1) ... 50

ilustración 36: Proceso de instalación del Prototipo de minicomputadora (2) ... 50

ilustración 37: Prototipo ... 50

ilustración 38: Prueba de funcionamiento mini computadora ... 51

ilustración 39: Prueba de funcionamiento mini computadora ... 51

ilustración 40: sistema Raspbian ... 52

Ilustración 41: actualización del SO Raspbian ... 52

ilustración 42: Proceso de actualización del BIOS ... 53

Ilustración 43: Proceso de actualización de BIOS ... 53

Ilustración 44: Proceso de actualización de BIOS ... 53

Ilustración 45: Proceso de actualización del BIOS ... 54

Ilustración 52: inicio de página Worproject... 56

Ilustración 53: apartado de descargas en Worproject ... 57

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xvi

Ilustración 54: Apartado de descarga en Worproject ... 57

Ilustración 55: descarga imagen ISO ... 58

Ilustración 56: Pagina Volcado UUP ... 58

ilustración 57: Tipos de versiones de Windows 10 ... 59

Ilustración 58: Volcado UUP ... 59

Ilustración 59: Volcado UUP ... 59

Ilustración 60: Selección de paquete de descarga ... 60

Ilustración 61: Paquete de descarga creado ... 60

Ilustración 62: Paquete descomprimido ... 61

Ilustración 63: Proceso de instalación de SO ... 61

Ilustración 72: Minicomputadora Implementada ... 65

Ilustración 73: Cronograma de actividades... 69

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xvii TÍTULO

IMPLEMENTACIÓN DE MINICOMPUTADORA CON TECNOLOGÍA RASPBERRY-PI COMO HERRAMIENTA DE APOYO PARA COMUNIDAD ESTUDIANTIL DE LA UNIDAD EDUCATIVA FISCAL PUERTO CAYO

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1 CAPÍTULO I: ASPECTOS GENERALES

1.1. Introducción

En la actualidad la tecnología ha aportado grandes beneficios a la humanidad para formar día a día un mundo moderno, en nuestro entorno a tomado un papel importante para la mejora de herramientas y accesorios que han sido muy útiles a simplificar el ahorro de tiempo y el esfuerzo de trabajo.

La era digital ha revolucionado nuestra vida diaria en todo los aspectos y la educación no es una excepción. La tecnología educativa sigue ahí y poco a poco ha cambiado la forma de enseñar en el aula, ya que el uso de ordenadores, teléfonos móviles y otros dispositivos de comunicación permite almacenar, trasmitir y procesar cada vez más datos.

En el departamento de biblioteca de la Unidad Educativa Fiscal Puerto Cayo no cuentan con los recursos tecnológicos, necesarios para optimizar el tiempo de los estudiantes al momento de realizar sus actividades académicas, es por este motivo que se requiere de instrumentos adicionales para la optimización de tiempo.

La tecnología conocida como Raspberry Pi la cual tiene un sin número de aplicaciones tecnológicas, nos ofrece un excelente rendimiento y poder en una placa pequeña. Esta cumple con todas las funciones de un ordenador normal a u monto de adquisición factible para cualquier persona, teniendo compatibilidad con todos los componentes de una computadora, se establece que es un recurso importante para el desarrollo de nuestra investigado.

El presente proyecto de investigación cuenta con varios capítulos, en el desarrollo del capítulo II: encontraremos nuestra investigación desglosada en el marco teórico que se divide en antecedentes, fundamentos teóricos, marco conceptual y por ultimo bases legales.

Él lo que cabe del capítulo III: marco metodológico, nos indicara el tipo de investigación y métodos empleados en nuestro proyecto.

En el capítulo IV: encontraros la Propuesta, donde nos indicara: Estudio de necesidades y análisis de requerimiento, Diseño de solución tecnológica, Prototipito, Simulación y por ultimo Implementación.

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2

Finalmente tenemos el capítulo V: este nos especificará el presupuesto del presente proyecto, se indicará la infraestructura y recursos de operación además se mostrará el cronograma de actividades, conclusiones y recomendaciones.

1.2.Planteamiento del problema científico

Actualmente a nivel mundial la tecnología está evolucionando de manera acelerada al trascurrir los días, es por ello que en el siglo XXI ha tomado un papel importante dentro de la sociedad haciendo un ente necesario en nuestro planeta dependiendo totalmente de diversas herramientas tecnológicas que aportan beneficios en la utilización de las actividades cotidianas como también siendo una parte esencial para mejorar los procesos en la comunidad estudiantil.

A nivel nacional los dispositivos tecnológicos han logrado ayudar con la evolución de muchos procesos en el campo de la medicina, en la industria, mayor alcance en comunicaciones y en especial en el ámbito educativo cumpliendo en hacer un ambiente más eficaz y eficiente aportando con sistemas o herramientas que permitan llevar un plus en las instituciones educativas para el uso y aprendizaje de los estudiantes.

En la Unidad Educativa Fiscal Puerto Cayo esta institución cuenta con un área de biblioteca lo cual tiene un solo ordenador que no abastece para realizar tareas, prácticas, investigaciones, por parte de los estudiantes provenientes de los recintos de puerto la boca y Cantagallo, es por ello que este problema se debe solucionar mediante la implementación de minicomputadora con tecnología Raspberry PI como herramienta de apoyo para fortalecer todos los procesos necesarios de aprendizaje de los cuales deben de ser instaladas en el área antes mencionada, de esta forma se beneficiarían los estudiantes de dicha institución.

1.3.Formulación del problema

¿Qué efecto tendrá la implementación de una minicomputadora con tecnología Raspberry- pi como herramienta de apoyo en el rendimiento académico en los estudiantes de la Unidad Educativa Fiscal Puerto Cayo?

1.4.Definición de estudio La tecnología de Raspberry-pi

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3 1.5.Objetivos

1.5.1. Objetivo general

Implementar minicomputadora con tecnología Raspberry-pi como herramienta de apoyo en el rendimiento académico en los estudiantes de la Unidad Educativa Fiscal Puerto Cayo.

1.5.2. Objetivos específicos

 Estudiar los criterios técnicos de los modelos de Raspberry PI en el mercado.

 Determinar los componentes físicos y lógicos que requiere la Raspberry Pi 4 modelos B

 Ensamblar y programar la minicomputadora con tecnología Raspberry Pi 4 modelo B

 Realizar prueba de funcionamiento de la minicomputadora con estudiantes de la Unidad Educativa Fiscal Puerto Cayo.

1.6.Pregunta/as científicos o hipótesis

La implementación de minicomputadora con tecnología Raspberry-pi contribuirá como herramienta de apoyo en el rendimiento académico a la comunidad estudiantil de la unidad educativa fiscal puerto cayo.

1.7.Definición de características o variables 1.7.1. Variable Independiente

Minicomputadora con tecnología Raspberry-pi

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4 1.7.2. Variable Dependiente

Herramienta de apoyo en el rendimiento académico en los estudiantes de la Unidad Educativa Fiscal Puerto Cayo

1.8.Justificación

Este proyecto va a permitir ayudar a los estudiantes que ingresan al área de la biblioteca, dándole una alternativa que permita utilizar una minicomputadora para optimizar el aprendizaje y generar una oportunidad para reducir el porcentaje de tiempo de espera, tareas no entregadas de estudiantes que no cuentan con una computadora en sus hogares.

De esta manera se logrará que una computadora de $550 sea remplazada con un Pc común con una nueva tecnología conocida como Raspberry Pi el cual tiene un sin número de aplicaciones, ofreciendo un excelente rendimiento en una pequeña placa, donde serán evaluara los diferentes sistemas operativos como: Raspbian, Linux y Windows, para obtener resultados y escoger cuál de ellos sería beneficioso para el desarrollo.

Dando así una solución a la problemática que afecta a la comunidad estudiantil en el área de biblioteca de la Unidad Educativa Fiscal Puerto Cayo, que no cuenta con los equipos necesarios para realizar actividades académicas de esta manera se da un aporte utilizando dispositivos tecnológicos a base de la tecnología Raspberry Pi como minicomputadoras que puedan ser utilizados por estudiantes provenientes de los recintos de puerto la boca y cantagallo que tengan la necesidad de utilizar una computadora y de esta manera generando oportunidades para mejorar la educación y el desarrollo de conocimientos de la calidad estudiantil.

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5 CAPÍTULO II: MARCO TEÓRICO 2.1.Antecedentes Investigativos

2.1.1. Internacional

Según (Ramos D. & Quintero Y. & Batch C., 2021) en el proyecto titulado “Propuesta de una biblioteca digital offline en el instituto profesional y técnico de colón, para los estudiantes de promedia, utilizando el microcomputador Raspberry PI.” Universidad Internacional De Ciencia Y Tecnología Facultad Ciencias De La Educación, su objetivo es proponer una biblioteca digital de contenido educativo de calidad por medio de un punto de acceso a través de un microprocesador Raspberry Pi, para los estudiantes de premedia del Instituto Profesional y Técnico de Colón, el estudio de la investigacion metodológica está basado en un enfoque cuantitativo, de carácter descriptivo y diseño de campo para recabar la información se empleó la técnica de la encuesta y el cuestionario de forma online, el autor recomienda ejecutar un plan de formación y/o capacitación a los docentes y estudiantes de premedia en el uso de la biblioteca digital de contenido educativo de calidad por medio de un punto de acceso como un complemento importante para enriquecer y optimizar la difusión del conocimiento.

Según (Chávez, 2016) en el proyecto titulado “Kiosco informático para la ubicación de edificios en el IIT basado en la plataforma Raspberry Pi”, su objetivo es integrar un kiosco informático basado en la plataforma de Raspberry Pi para facilitar la ubicación de salones en el IIT de la UACJ, teniendo como resultado una aplicación web enfocada en la ubicación de edificios, servicios, coordinaciones laboratorios y talleres alojada en un servidor web creado en una computadora Raspberry Pi 2, la aplicación es accesible desde dispositivos móviles conectados a la red inalámbrica del instituto, concluyendo el proceso se utilizó la metodología para el desarrollo de productos de IBM con las fases de: análisis de requerimientos, diseño, integración y pruebas como también la fase de análisis de requerimientos permitió descubrir que la mini computadora Raspberry Pi 2 pudo ser utilizada como un servidor web con solo una fracción del costo y recursos de un server ordinario.

2.1.2. Nacional

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Según (Buitron M. & Adrian V., 2018) en el proyecto titulado “ Implementación de módulos para procesamiento de voz, imagen y datos utilizando Raspberry Pi para el laboratorio de microprocesadores de la ESFOT”, Escuela Politécnica Nacional EPN, su objetivo es la implementación de nueve módulos basados en tarjetas Raspberry Pi 3, que sean capaces de cumplir funciones de procesamiento de imágenes, voz y bases de datos. utilizando la metodología para el proceso de diseño, ensamblaje, programación y pruebas de los módulos didácticos Raspberry Pi los siguientes métodos tantos comparativo, analítico, experimental y deductivo, el autor recomienda investigar la sintaxis de comandos que usa Python 2 ya que ésta varía en comparación a Python 3. Si se usan comandos en una versión diferente, presentarán errores al momento de compilar.

Según (Gonzalo, 2018) en el proyecto titulado “Aplicación con minicomputadores Raspberry Pi provisto de modulo GPS y acelerómetro para control de velocidad y posicionamiento”, de la Escuela Superior Politécnica del Litoral ESPOL, su objetivo principal es realizar el control de posición y velocidad de un móvil, mediante la adquisición de datos desde el módulo GPS y a través del puerto de propósitos generales GPI del minicomputador Raspberry Pi, como también de forma real mediante la instalación de este dispositivo motorizado, concluyendo La exactitud de los datos de posición y velocidad que son calculados por el módulo GPS CSC3, depende del número de señales válidas que son recibidas desde los satélites, el autor recomienda que la instalación del módulo electrónico se lo realice en una ubicación, la cual permita que la antena del GPS tenga una vista al cielo, lo que facilitará la triangulación.

Según (Ivan, 2017) en el proyecto titulado “Diseño e implementación de sistema interactivo de información de docente, con Raspberry Pi”, de la Universidad Politécnica Salesiana, su objetivo es construir un sistema operativo que permita obtener y presentar la información académica y científica actualizada de un docente de la universidad, además del uso de este sistema se facilitara para el usuario ya sea estudiante o visitante, utilizando la investigación deductivo e investigativo como técnicas de encuesta y entrevistas para la obtención de los datos, el autor recomienda la utilización de Raspberry Pi teniendo que investigar todas las características del requerimiento, puesto que es una tarjeta muy rica en aplicaciones.

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Según (Tomala, 2017) en el proyecto titulado “Implementación de un dispositivo que permita enrutar los datos adquiridos de una red ZigBee hacia la nube utilizando la minicomputadora Raspberry Pi y Software de código abierto” de la Escuela Politécnica del Litoral ESPOL, su objetivo es establecer la factibilidad de la implementación de un dispositivo que permita enrutar los datos adquiridos de una red ZigBee hacia la nube utilizando la minicomputadora Raspberry Pi y software de código abierto, obteniendo los resultados deseados al utilizar la tecnología ZigBee mejorando así la arquitectura de comunicación entre dispositivo a dispositivos y realizar pruebas con dispositivos de mayor capacidad de procesamiento como es el caso de la minicomputadora Raspberry Pi 2.

Según (Alfonzo Jose, 2018) en el proyecto titulado “Utilización de la minicomputadora Raspberry Pi para la adquisición y evaluación de datos de consumo de energía eléctrica de equipos A220 voltios” de la Escuela Superior Politécnica del Litoral ESPOL, su objetivo es lograr el perfecto acoplamiento entre los valores de corriente obtenidos a través de los sensores de corriente AC del modelo SCT-013-030, poderlos digitalizar y referenciarlos para poder ser ingresados en el GPIO de la tarjeta Raspberry Pi, teniendo como resultados el análisis a distintos equipos eléctricos como secadoras y lavadoras industriales muestran que el consumo por lo general oscila entre 700 y 4000 vatios, mientras que un acondicionador de aire promedio consume 250 a 2000 vatios en un tiempo de análisis de 10 minutos para ambos casos, el autor recomienda utilizar salida HDMI del Raspberry Pi por mucho tiempo y mantener en constante ventilación para evitar sobrecalentamientos innecesarios.

2.1.3. Local

Según (Quimis, 2021) en el proyecto titulado “Implementación de una interfaz web mediante tarjeta Raspberry Pi para el control de lámparas led en el laboratorio de electrónica y robótica de la carrera de tecnologías de la información”, de la Universidad Estatal Del Sur De Manabí, su objetivo es automatizar el sistema de iluminación del laboratorio de electrónica y robótica con la implementa del sistema ya antes mencionado, se utilizó la metodología cualitativa y cuantitativa para el desglose de la investigacion como también entrevistas y encuesta para la recolección de datos, el autor recomienda que el sistema deberá ser manipulado por personas que tengan conocimientos de electrónica y programación, para que el sistema no tenga inconvenientes en su correcto funcionamiento.

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8

Según (Kleber, 2021) en el proyecto titulado “Implementación de circuitos programables con microcontroladores mediante tarjeta Raspberry Pi para prácticas en el laboratorio de electrónica, de la carrera ingeniera en computación”, de la Universidad Estatal Del Sur De Manabí, su objetivo es obtener elementos técnicos necesarios para que los estudiantes puedan mejorar las prácticas de laboratorio en el área de electrónica y poder mantenerse a la par con esta tecnología, utilizando los métodos hipotético-deductivo, inductivo, estadístico y bibliográfico para la resolución de la investigacion así mismo encuestas y entrevista para la obtención de datos relevantes, el autor recomienda al estudiante tener conocimientos previos sobre el funcionamiento de los circuitos programables con la tarjeta Raspberry Pi, o si leer el manual técnico y practico.

Según (Maria, 2019) en el proyecto titulado “Implementación de una aplicación electrónica mediante la tecnología Raspberry Pi para la enseñanza de la inteligencia artificial de la carrera de ingeniería en sistemas computacionales”, de la Universidad Estatal Del Sur De Manabí, su objetivo es implementar una aplicación electrónica mediante la tecnología Raspberry Pi para la enseñanza de inteligencia artificial de la carrera de Ingeniería en Sistemas Computacionales. haciendo de la investigacion cualitativa y cuantitativa con los métodos hipotético-deductivo, analítico, bibliográfico, estadístico así mismo encuesta, entrevistas y observación, el autor recomienda utilizar el circuito los docentes y estudiantes deben tomar las debidas precauciones, para evitar algún daño en los componentes electrónicos.

2.2. Fundamentación Teórica 2.2.1. ¿Qué es la tecnología?

Según (Significados, 2022) La tecnología es un producto o solución conformado por un conjunto de instrumentos, métodos y técnicas diseñados para resolver un problema.

2.2.2. Tecnología dura

Es todo producto, solución o componente tangible cuya creación proviene de la transformación de materiales. Las piezas de hardware y la maquinaria industrial son un claro ejemplo de tecnología dura.

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 Para que una tecnología pueda ser considerada dura, debe cumplir con estas características.

 Debe ser innovadora: si el producto creado ya no satisface necesidades actuales, no puede ser considerado tecnología dura.

 Debe ser novedosa: tiene que hacer un aporte con respecto a lo que ya ha sido creado.

 Puede volverse obsoleta con el paso del tiempo.

 Debe ser rápida: esto aplica especialmente a los desarrollos en el ámbito de la informática.

Ilustración 1: Tecnología Dura Fuente: (Significados, 2022)

2.2.3. Tecnologías flexibles

Según (Concepto, 2013) Son utilizadas en distintas áreas, es decir, poseen varios usos. Por ejemplo: el microchip que se utiliza en teléfonos y computadoras.

2.2.4. Tecnologías de equipo

Son desarrolladas por los fabricantes de un determinado producto.

2.2.5. Tecnologías de producto

Combinan herramientas y conocimientos para producir un determinado producto.

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10 2.2.6. Avances de la tecnología

La tecnología ha sido un punto clave en el desarrollo y progreso técnico de la humanidad, lo cual se ha podido evidenciar miles de avances tecnológicos puntuales e importantes en diferentes épocas tales como:

 Tecnologías primitivas o clásicas: Estas tecnologias desembocaron en el descubrimiento del fuego, la invención de la rueda o la escritura.

 Tecnologías medievales: Estas incluyen inventos tan importantes como la imprenta, las tecnologías de navegación y el perfeccionamiento de la tecnología militar.

 Tecnología en la manufactura: Estas más recientemente, en el siglo XVIII, los desarrollos tecnológicos de los procesos de manufactura resultaron determinantes para la Revolución Industrial.

 Tecnología de la información y comunicación: Estas en el siglo XX la tecnología evolucionó en el área de la información y la comunicación, hacia las tecnologías avanzadas, que incluyen el uso de la energía nuclear, la nanotecnología, la biotecnología hasta la educación, etc.

2.2.7. Tecnología en la educación

La tecnología educativa o aplicada a la educación comprende el conjunto de conocimientos científicos y pedagógicos, asociados a métodos, técnicas, medios y herramientas, que son aplicados con fines instructivos en el proceso de enseñanza-aprendizaje. siendo que la tecnología educativa proporciona al docente un variado abanico de instrumentos de orden didáctico, ya sea a nivel teórico o material, para favorecer y hacer más eficiente la dinámica de la enseñanza.

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Ilustración 1: Tecnología en la educación Fuente: (Significados, 2022)

2.2.8. ¿Qué es Raspberry Pi?

Según (Raspberry Pi, 2021) Es un ordenador de bajo coste y formato compacto destinado al desarrollado para hacer accesible la informática a todos los usuarios esta placa también se caracteriza por ser muy utilizada para desarrollar pequeños prototipos y para la formación sobre informática y electrónica en los colegios.

Ilustración 2: Raspberry Pi Fuente: (Roberto Solé, 2021)

Según (Calvo, 2022) Raspberry PI consiste en una placa base que soporta distintos componentes de un ordenador como un procesador ARM de hasta 1500 MHz, un chip gráfico y una memoria RAM de hasta 8 GB.

2.2.8.1 Tienes muchas posibilidades tales como:

 Gracias a sus puertos y entradas, permite conectar dispositivos periféricos. Por ejemplo, una pantalla táctil, un teclado e incluso un televisor.

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 Contiene un procesador gráfico VideoCoreIV, con lo que permite la reproducción de vídeo -incluso en alta definición-.

 Permite la conexión a la red a través del puerto de Ethernet, y algunos modelos permiten conexión Wifi y Bluetooth.

 Consta de una ranura SD que permite instalar, a través de una tarjeta MicroSD, sistemas operativos libres.

2.2.9. ¿para qué sirve Raspberry Pi?

La Raspberry Pi sirve para llevar a la informática a todo el mundo, con ella puede realizar las tareas más comunes de un ordenador, con la ayuda de un sistema Raspbian puedes navegar por internet, consultar el correo electrónico, reproducir videos, usar las aplicaciones de mensajería instantáneas, etc. Todo esto en un reducido tamaño y con un coste muy inferior a cualquier otro ordenador de escritorio.

También se puede usarla como un ordenador portable, aunque no portátil ya que dependerá de una toma de red eléctrica, de una pantalla, de su teclado y ratón (aunque no siempre) donde conectarla para hacerla funcionar, pero debido a sus pequeñas dimensiones, incluso si la colocamos en una carcasa la podremos llevar en un bolsillo o una mochila.

Ilustración 3 : Placa Raspberry Pi Fuente: (Roberto Solé, 2021)

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13 2.2.10. Ventajas de Raspberry Pi

Según (Sebastian Luchetti, 2021) La ventaja más clara de una RPI es que es un ordenador tamaño bolsillo y muy barato, tienes un sistema Linux embebido en su totalidad y puedes desarrollar dentro tal y como desarrolladores en un portátil o sobremesa tradicional.

 Tienen un sistema operativo, con todas las ventajas que esto trae consigo.

 Precio bajo.

 Tamaño muy pequeño.

 Tienen pines de entrada/salida, por lo que también se pueden conectar a otros componentes electrónicos, como sensores, LENDs, etc.

2.2.11. Familia Raspberry Pi

Según (Llamas, 2017) La familia “principal” ha tenido 3 versiones, siendo el modelo actual el Raspberry Pi 3B. El primer Raspberry Pi, modelo 1 tuvo varias versiones, A, B, B+, siendo el más habitual el B, la versiones 2 y 3 solo fueron versión “B”.

2.2.11.1. Modelo Raspberry Pi 1

El modelo 1 tiene un SOC Broadcom BCM2835, chip grafico videocore IV y procesador ARM11 ARM1176JZF-S de un núcleo a 700MHz, aunque podía hacerse overclock hasta 1000 MHz.

Ilustración 4: Modelo Raspberry Pi 1 Fuente: (Llamas, 2017)

El modelo a cuenta con 256Mb de SDRAM, 1 puerto USB, y carece de conectividad Ethernet. El modelo B cuenta con 512Mb, 2 puertos USB, y añadía un puerto Ethernet. Po su parte, el modelo B+ amplia a 4 los puertos USB y cambia la tarjeta SD por una micro SD.

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Todos los modelos 1 contienen salidas de video RCA, HDMI y DSI para un panel LCD, como salidas de audio y un conector Jack de 3.5mm y salida por el HDMI, Como dispositivos electrónicos, uno de los aspectos más interesantes y diferenciadores de Raspberry Pi, todos los modelos disponen de 8 x GPIO, SPI, PC Y AURT.

El Raspberry Pi 2 B fue versión actualizada del Raspberry Pi b cuyo principal cambio fue una potencia de cálculo muy superior, monta un SOC broadcom BCM2836, un procesador ARM córtex A6 de cuatro núcleos a 900MHz y 1 Gb de SDRAM se mantiene el chip grafico cideocore IV.

El Raspberry Pi 2 cuenta con 4 puertos USB, Puerto Ethernet 10/100 Mb, la tarjeta de memoria es Micro SD, el número de pines GPIO se amplía a 17 mantenimiento las funciones.

El Raspberry Pi 3 B buscaba principalmente un cambio de conectividad, ya que la principal novedad fue la inclusión de bluethooth 4.1 y wifi 802.11n.

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La potencia se amplía con un SOC Broadcom BCM287, y un procesador ARMv8 de cuatro núcleos a 1,2GHz de 64 bits. Se mantiene el chip grafico VideoCore IV, 1Gb de SDRAM, puerto Ethernet, 4 puertos USB y 17GPIO con funciones SPI, PC, Y UART.

2.2.12. Familia Raspberry Pi Zero

La familia Raspberry Pi Zero, una serie de modelos de muy pequeño tamaño y coste, que los que hacen interesantes para integración en dispositivos e IoT.

2.2.12.1. Raspberry Pi Zero

El Raspberry Pi Zero tiene, a grandes rasgos la misma potencia que un Raspberry Pi 1B, en un tamaño muy inferior.

Ilustración 7: Raspberry Pi Zero Fuente: (Llamas, 2017)

Al igual que el Raspberry Pi 1B, el Raspberry Pi Zero monta el SOC Broadcrom BCM2835, procesador ARM1176JZF-S a 1GHz y cuenta con 512Mb de SDCRAN.

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Dado el pequeño tamaño, prescinde del puerto de Ethernet y el conector DSJ y cuenta únicamente con un puerto Micro USB. Mantiene, sin embargo, las funciones electrónicas GPIOO, IZC Y HAR.

2.2.12.2. Raspberry Pi Zero W

Una actualización del Raspberry Pi Zaro original que añade Bluetooth 4.1 y Wifi 802.11n, manteniendo el resto de características.

Ilustración 8: Raspberry Pi Zero W Fuente: (Llamas, 2017)

2.2.13. Comparativas de modelos de Raspberry Pi

Tabla comparativa de las características de los principales modelos de Raspberry Pi según su evolución:

Ilustración 9: Tabla de las características de los Raspberry Pi Fuente: (Llamas, 2017)

2.2.14. Raspberry Pi 4

Según (Rus, 2019) Raspberry Pi 4 es una actualización mayor de lo que podemos ver a primera vista, el cambio de procesador a un ARM Cortex-172 con cuatros núcleos a 1,5GHz

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también implica pasar de los 40 nm a los 28nm. En consecuencia, todos los componentes y la potencia del dispositivo han cambiado.

Ilustración 10: Raspberry Pi 4 Fuente: (Christian Rus, 2019)

Especificaciones técnicas Raspberry Pi 4:

RASPBERRY PI 4

Procesador ARM Cortex-A72

Frecuencia De Reloj 1,5 GHz

Gpu VideoCore VI (con soporte para OpenGL

ES 3.x)

Memoria 1 GB / 2 GB / 4 GB LPDDR4 SDRAM Conectividad Bluetooth 5.0, Wi-Fi 802.11ac, Gigabit

Ethernet PUERTOS

GPIO 40 pines 2 x micro HDMI 2 x USB 2.0 2 x USB 3.0 CSI (cámara Raspberry Pi)

DSI (pantalla tácil) Micro SD Conector de audio Jack USB-C (alimentación)

Tabla 1: Especificaciones técnicas de Raspberry Pi 4 Fuente: (Christian Rus, 2019)

2.2.15. Componentes de Raspberry Pi 4

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18 2.2.15.1. El Procesador

Según (Descubrearduino, 2014) El procesador encapsulado, que utiliza el mismo dispersor de calor para un mejor control térmico que el modelo anterior, puede tener el mismo aspecto desde el exterior pero mientras que el modelo de la Raspberry Pi 3 se construyó en torno a procesador Broadcom BCM2837, un ARM Cortex-A53 de cuatro núcleos a 1,4GHz, la nueva placa se ha construido en torno al BCM3711, un ARM Cortex-A72 de cuatro núcleos de 64 bits a 1,5 GHz aunque esto no parezca significativo, hay algunas grandes diferencias entre las arquitecturas centrales de estos dos procesadores.

Mientras que el A53 fue diseñado como un núcleo de rango medio y para la eficiencia, el A72 es un núcleo de rendimiento así que, a pesar de la aparentemente pequeña diferencia en la velocidad del reloj, la diferencia de rendimiento real entre los núcleos que realmente significativa, La nueva Raspberry Pi 4 funciona mucho más rápido de lo que cabría esperar, más que lo suficientemente rápido como para que sea un remplazo viable para el escritorio de un usuario promedio.

2.2.15.2. USB y Ethernet

La diferencia más notable con respecto a los modelos anteriores es que el Microchip LAN 7515, que actuaba como hub USB y como controlador, Ethernet para la PI, no aparece en la nueva placa, en su lugar se encuentra el VLI VL805, que proporciona un concentrado USB 3.0 a través de un PCI Express. El uso del bus PCI Express proporcionado por el nuevo BCM2711 significa que no solo ahora tenemos capacidad USB 3.0, sino que el Gigabit Ethernet que se proporcionaba anteriormente a través del bus USB y el Chip LAN7515, que tenía un rendimiento máximo limitado a unos 300Mbps, ahora proporciona utilizando el Broadcom BCMS4231PE en un bus separado para el tráfico USB. Esto significa que, en lugar de ser estrangulado como vimos con el modelo B+ de Raspberry Pi 3 la nueva tiene Gigabit Ethernet.

2.2.15.3. Soporte Inalámbrico

El mismo chip Cypress CYW4que vimos en Raspberry Pi 3, modelo B+, proporciona soporte inalámbrico en un módulo apantallado por RF. Ofrece redes inalámbricas IEEE 802.11.b/g/n/ac de banda dual de 2.2Ghz y 5Ghz, así como bluethooth 5.0 y bluethooth LE.

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19 2.2.15.4. La Memoria

Para completar todo está la LPDDR4, SDRAM para la placa, que viene en forma de un chip empaquetado en Micro FBGA y aquí es donde aparece otra gran diferencia respecto a los modelos anteriores de Raspberry Pi.

A diferencia de cualquier placa anterior, esta nueva Pi 4 tiene como opciones tres modelos diferentes, cada uno de los cuales ofrece diferentes opciones de memoria, la nueva placa nos ofrece 1GB, 2GB O 4GB de RAM.

Ilustración 12: Memoria de Raspberry Pi 4 Fuente: (Descubriendoarduno, 2014)

2.2.15.5. Alimentación de la placa

Otra gran diferencia es la toma de corriente, que se ha ido es la toma micro-USB de los modelos anteriores y en su logar hay una toma USB-C. es un cambio comprensible, la tolerancia en la fuente de alimentación para el modelo B+ de Raspberry Pi 3 ya eran bastante finas y la nueva playa puede requerir hasta 3 amperios, eso no es algo que la anterior fuente micro–USB pudiera proporcionar.

La placa también puede alimentarse a través de una fuente de alimentación de 5V DC utilizando los cabezales GPIO, y al igual que la Raspberry Pi 3, Modelo B+, antes de que lo haga la nueva Raspberry PI 4 también puede alimentarse a través de Power over Ethernet (PoE) utilizando el Poe HAT oficial que se lanzó junto con el modelo anterior en años pasados.

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Al igual que la mayoría de los ordenadores mono puesto y microcontroladores, la Raspberry Pi tiene una alimentación nominal de entrada de 5v. Sin embargo, en realidad el voltaje variaría un poco debido a las exigencias de la placa, y la mayoría de la fuente UDB se sitúa en torno a +5,1 a +5,2V. así que cuando haga cálculos aproximados para obtener la potencia (en voltios), normalmente tomara un voltaje de una fuente USB de +5,15V, ya que una buena fuente normalmente intentara mantener el voltaje suministrado alrededor de esta cifra a pesar de las rápidas fluctuaciones en el consumo de corriente.

Esas fluctuaciones en la demanda es algo con lo que sucede mucho cuando se usa periféricos con la Raspberry Pi y a menudo causan errores y son algo que muchos cargadores USB- diseñados para proporcionar una corriente constante para cargar lo teléfonos móviles – por lo general no hacen frente a todo eso bien.

Ilustración 13: Fuente de la placa Fuente: (Descubriendoarduno, 2014)

2.2.15.6. La Carcasa

En la nueva Pi 4 se notan algunos cambios, las posiciones de los puertos Ethernet y USB se han cambiado de izquierda a derecha como también hay un poco más de salientes en esos conectores y combinado con los otros cambios, eso significa que las cajas existentes no sirven para la nueva placa.

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Ilustración 14: Carcasa Fuente: (Descubriendoarduno, 2014)

2.2.15.7. Video

También han cambiado los puertos de video han desaparecido la toma HDMI de tamaño completo que ofrecía las generaciones anteriores de placas Raspberry Pi. Sin embargo, en su lugar actualizaron dos puertos micro-HDMI y si eso significa que la nueva Pi 4 tiene soporte de dos monitores, que soportan una pantalla de 4k a 60fps, o dos pantallas 4K a 30fps.

Junto a los dos puertos micro-HDMI hay una salida estero de 4 polos y una toma de video compuesto, la tarjeta también tiene soporte para graficas OpenGL ES 1.1, 2.0 y 3.0 y soporta decodificación H.256(4Kp60), descodificación H.264(1080P60) y codificación H.264(1080P30). Además, y por primera vez, los controladores de la GPU que se envían con la placa don de código abierto.

2.2.15.8. El Sistema Operativo

Un gran cambio que no es inmediatamente evidente a primera vista es el sistema operativo, la distribución Raspbian de la fundación está basada en Debían y con el próximo lanzamiento de Debían Buster y el soporte para el nuevo hardware encontrado en el Raspberry Pi4 así que la nueva Pi 4 se enviara con Raspbian Buster, por lo tanto, mientras siga funcionando Raspbian, hay cambios significativos.

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Ilustración 15: Sistema operativo Fuente: (Descubriendoarduno, 2014)

2.2.15.9. Calor Y Refrigeración

Los problemas de calor del lanzamiento de la versión originales de Raspberry Pi 3 en 2017, la Raspberry Pi siempre ha sido bastante estable térmicamente, aunque había un montón de disipadores de calor y ventiladores disponibles, no eran realmente necesarios a menos que tuvieras la intención de hacer funcionar la placa a toda máquina dentro de una carcasa, y bajo condiciones normales de operación, este es probablemente el caso de la Raspberry PI.

Así usemos la placa durante varias horas con varios stream de videos de 4K, navegues por la web o juegues a videojuegos que simulaban el uso NORMAL de escritorio no vas a calentar mucho la placa, esto está muy por debajo del límite de estrangulamiento térmico de 80°C y a diferencia de los modelos anteriores, la Raspberry Pi 4 no tiene estrangulamiento térmico incremental, esto significa que para la mayoría de los casos de uso se necesitara enfriamiento.

Sin embargo, en algunos casos extremos se necesitará alguna medida de enfriamiento ya sea pasivo o activo, como por ejemplo añadir un pequeño ventilador, impulsado desde la clavija de 5V de los cabezales GPIO, es suficiente para recudir la temperatura de la CPU a 45°C y mantenga estable en ese punto durante el uso de la placa.

2.2.16. Monitor

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Menciona que “Es el dispositivo que muestra la información producida por la tarjeta de video, un monitor generalmente comprende el dispositivo de visualización, los circuitos, la carcasa y la fuente de alimentación”.

El termino monitor actualmente se utiliza como un sinónimo de pantalla de computadora simplemente pantalla. El monitor muestra la interfaz de usuario de la computadora y los programas abiertos. Lo que permite al usuario tener una interacción directa como el computador con la ayuda de teclado y mouse.

2.2.17. Teclado y mouse USB

Según (Baena, 2022) A la hora de elegir un conjunto de teclado y ratón hay una serie de detalles que debes tener en cuenta y uno de los más importantes tiene que ver con la conectividad, más que nada porque puedes comprar un modelo con cable o uno inalámbrico.

2.2.17.1. Ventajas de los modelos por USB

Las ventajas que ofrecen los teclados y ratones por cable son evidentes, fácil de configurarlo al dispositivo, ya que tan solo se tendrá que conectarlo a un puerto USB de la RPI, de esta manera se ahorrara trámites innecesarios. Además, la conexión no se perderá bajo ninguna circunstancia y no tendrás que dejar de trabajar o estudiar.

Otra de las grandes ventajas de los modelos con cable tiene que ver con la autonomía un ratón y teclado inalámbrico necesitan de una pila o cuentan con batería interna para poder funcionar sin cable alguno y esto es un problema ya que en más de una ocasión te puedes quedar sin batería en el peor momento.

Ilustración 16: Ventajas de modelos USB Fuente: (Baena, 2022)

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2.2.17.2. Puntos importantes al tener en cuenta al utilizar un teclado y mouse.

 El tamaño del teclado es importante y de este dependerá que puedes llevarlo contigo a todas partes o de lo contrario lo vayas a dejar en casa.

 Tipo de teclado, normalmente los que encontraras para usarlo como pack serán lo que funcionan mediante membrana. Por el motivo que los mecanismos suelen ser menos asequibles.

 La retroiluminación puede ser un punto clave o puede no serlo en absoluto.

 En el caso de los ratones (mouse), también son varias las cosas que te debes planear antes de elegir uno, debes de ver que tenga más botones para que se pueda configurarlos.

2.2.18. Sistemas Operativos para Raspberry Pi 2.2.18.1. Raspberry Pi OS (Raspbian)

Según (Sole, Roberto;, 2021) Es un sistema operativo 100% oficial de los sistemas Raspberry Pi y está manteniendo por los propios desarrolladores de estos ordenadores. En el principio recibía la denominación de Raspbian, al estar basado en la distribución de Linux, Debian. En la actualidad sigue llevando la misma denominación.

Se ha optimizado esta distribución para operar en equipos que solo son basados en procesadores de arquitectura ARM. Raspberry Pi OS incluye varios paquetes y programas de manera nativa. Algo interesante es que como la interfaz gráfica utiliza PIXEL (Pi mpoved X- Window Enviornment Lightweight)

Ilustración 17: Sistema operativo Raspberry Pi Fuente: (Solé Roberto, 2021)

Existen un total de tres versiones de este sistema operativo que varían en capacidades y tamaño:

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 Completa: estas es una versión de Raspbian que incluye la interfaz de escrito tío PIXEL y diferentes programas ya instalados, debido al software adicional que viene incluido, su peso en total está rodando los 3GB.

 Estándar: esta versión incluye el escritorio PIXEL y los programas más básicos, para esta versión se ha eliminado el software adicional y pesa poco más de 1GB.

 Lite: en el último lugar tenemos esta versión más sencilla que incluye lo justo para que inicie el sistema. Al no incluir software adicional, esta variante del sistema operativo apenas ocupa 400MB.

2.2.18.2. Windows 10 LoT Cores

Microsoft ha lanzado una versión de su popular sistema operativo pensando en otros tipos de dispositivos. Esta distribución de Windows 10 está pensando sobre todo para pequeños dispositivos con procesador ARM, x86 o x64.

Esta distribución de Windows se caracteriza por carecer de un menú de inicio, Cortana y otros elementos. Catalogada por mucho como una distribución del popular sistema operativo de Microsoft hecho para desarrolladores, como limitación tiene la negación de utilizar un navegador más ligero, edición de documentos y otras acciones cotidianas.

Ilustración 18: Windows10 LoT Cores Fuente: (Microsoft, 2022)

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26 2.2.18.3. Ubuntu Desktop

Esta es una distribución de Linux por excelencia para usuarios que quieren adelantarse en los sistemas operativos de código abierto, destaca entre los demás por caracterizarse por ser bastante sencilla de utilizar para los usuarios procedentes de los sistemas operativos Windows.

Cuenta este sistema operativo con una interfaz gráfica bastante intuitiva y la instalación de software se ha simplificado mucho. Una ventaja es que cuenta con actualización periódica para garantizar la seguridad y el buen funcionamiento, es más, muchas distribuciones de Linux se basan en este sistema operativo, como puede ser Raspbian.

Requiere de unos requisitos muy bajos, por esto mismo es una opción muy interesante para la Raspberry Pi, Nos ofrece una experiencia de personalización de la apariencia total, adaptándose a las necesidades de cada usuario.

ilustración 19: SO Ubuntu Fuente: (Renata Rendeck, 2019)

2.2.19. ¿Qué son las minicomputadoras?

Según (Marker Graciela, 2018) Una minicomputadora es un equipo que puede ser usado en multitud de propósitos, siendo capaz de procesar con rapidez y eficiencia datos de todo tipo, y además brinda la posibilidad de que se conecten a ella múltiples usuarios a la vez que procesan y almacenan datos.

Ilustración 20: Minicomputadoras Fuente: (Marker Graciela, 2018)

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Podría decirse que las minicomputadoras son un tipo específico de computadora multiusuario, ubicadas, en términos de proceso computacional, entre los grandes sistemas multiusuario del tipo mainframe y las computadoras, estaciones de trabajo y sistemas de datos monousuario de una propia PC.

2.2.20. Características de las minicomputadoras

Una minicomputadora es un sistema multiproceso, es decir que puede realizar múltiples procesos en paralelo y es capaz de resolver las peticiones de más de 200 usuarios en forma simultánea en comparación con los varios miles de usuarios que puede gestionar un mainframe, 200 parece una cifra bastante pobre, pero no se debe de olvidar que fue diseñada con el propósito de abaratar costos y personal para el proceso de una mainframe fuera accesible a empresas que no tenían los recursos necesarios para tener instalado uno de estos gigantes en planta.

 Las minicomputadoras fueron diseñadas, además de ofrecer equipos de alta potencia a costos más reducidos que los de un mainframe, para ofrecer una forma sencilla de conectar instrumentos y herramientas científicas, así como otros dispositivos de E/S a través de una arquitectura simple.

 Las minicomputadoras es el multiprocesamiento, es decir la capacidad de procesar varios trabajos o peticiones en forma simultánea. Para ello las minicomputadoras tienen instalados en su electrónica uno o más procesadores, precisamente el factor que les permite trabajar con holgura con cargas de trabajo muy pesadas.

 Para acceder a una minicomputadora, cada usuario debe tener su propio terminal, es decir un dispositivo equipado con un monitor y un teclado, mediante el cual se le pasan directrices a la minicomputadora. En este punto la minicomputadora llevará a cabo las tareas solicitadas por todos sus usuarios dependiendo de la tarea y los recursos disponibles en el equipo en ese momento.

 Obviamente, el rendimiento de una minicomputadora dependerá conforme la cantidad de solicitudes que realizan los usuarios, a mayor cantidad, puede ser que el equipo se

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tome más tiempo para devolver una respuesta, claro está que dependerá del hardware instalado en dicha minicomputadora.

2.2.21. La tecnología al alcance de todos

Según (PDI, 2022 ) Las primeras minicomputadoras fueron desarrolladas por IBM en la década de 1960, con el objetivo de ofrecer al usuario una computadora orientada a las aplicaciones y servicios comerciales que requerían del gran poder de procesamiento y eficiencia de los mainframe, a un costo mucho menor, al alcance de muchas compañías medianas que no contaban con el presupuesto para adquirir y mantener una de aquellas bestias tecnológicas que ocupaban habitaciones enteras.

Un ejemplo claro del éxito de las minicomputadoras en el ámbito del comercio y la industria es el de la minicomputadora PDP-8 (Programmed Data Processor – 8), desarrollada por DEC en 1965, la cual se extendió a más de 50,000 instalaciones.

Las minicomputadoras con el paso del tiempo y la tecnología se hicieron cada vez más pequeñas y poderosas, gracias a la aparición en el mercado de circuitos integrados y las mejoras en el desarrollo de las memorias RAM, lo que permitió que comenzaran a utilizarse en campos como el diseño industrial y otros ámbitos, por su costo accesible y excelente performance, el costo de una minicomputadora con respecto a un mainframe era aproximadamente 10 veces menor, lo que también permitió que organizaciones más pequeñas pudieran comprar, instalar y mantener sus propias computadoras para no depender de terceros.

Ilustración 21: Minicomputadoras tecnologias alcance de todos Fuente: (PDI, 2022)

2.3. Marco Conceptual

Tecnología: Es el conjunto de conocimientos y técnicas que se aplican de manera ordenada para alcanzar un determinado objetivo o resolver un problema. (Roldán, 2017)

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Minicomputadora: Es un equipo que puede ser usado en multitud de propósitos, ya que es capaz de procesar con rapidez y eficiencia datos de todo tipo. (Marker, 2018)

Procesador: Es una unidad central de procesamiento, o CPU, es una pieza de hardware que permite que tu computadora interactúe con todas las aplicaciones y programas instalados.

(Ruiz, 2021)

Puerto USB: (Universal Serial Bus) es una interfaz de conexión que permite conectar y proveer alimentación eléctrica entre computadoras, periféricos y dispositivos electrónicos.

(Alex, 2021)

Ethernet: Permite conectar dispositivos en una red de área local (LAN) o una red de área amplia (WAN) por cable, lo que les permite comunicarse entre sí a través de un protocolo: un conjunto de reglas o lenguaje de red común. (Computerweekly., 2021)

Raspberry PI: Es una placa de microordenador de pequeñas dimensiones a la cual se le pueden dar multitud de usos. (Delgado, ¿Qué es Raspberry Pi?, 2020)

Tarjeta de memoria: Es el medio o soporte de almacenamiento de datos que conserva los datos transferidos y guardados de forma correcta. (Wikipedia, 2021)

Wifi: Es un mecanismo que permite, de forma inalámbrica, el acceso a Internet de distintos dispositivos al conectarse a una red determinada vincula diferentes equipos entre sí sin la necesidad de cables. (Moes, 2014-)

Sistema operativo: Es el software que coordina y dirige todos los servicios y aplicaciones que utiliza el usuario en una computadora. (Concepto, 2021)

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HDMI: (High-Definition Multimedia Interface) hace referencia a la norma de conexión que permite transmitir audio y vídeo sin comprimir desde un equipo a otro y con un único cable. (MoesTibor, 2014)

Hardware: Son aquellos elementos físicos o materiales que constituyen una computadora o un sistema informático. (Apen, 2018)

Software: Hace referencia a un programa o conjunto de programas de cómputo, así como datos, procedimientos y pautas que permiten realizar distintas tareas en un sistema informático.

(Significados, 2019)

Teclado: es un instrumento externo que es representado por un conjunto de teclas, estas deben encargarse de ingresar información a una computadora o dispositivo por medio de diversos caracteres, entre ellos, letras, números y símbolos. (Mariana, 2021)

Raspbian: es una distribución del sistema operativo GNU/Linux basado en Debian, y por lo tanto libre para la SBC Raspberry Pi. (Arduino, 2918)

Red ZigBee: es una nueva tecnología de inalámbrica de corto alcance y bajo consumo originaria de la antigua alianza HomeRF y que se definió como una solución inalámbrica de baja capacidad para aplicaciones en el hogar como la seguridad y la automatización.

Comunidad Estudiantil: Es un conjunto de personas que forman parte, influyen y son afectadas por el ámbito educativo. (Ucha, 2007 )

Educación: Es un derecho básico de todos los niños, niñas y adolescentes, que les proporciona habilidades y conocimientos necesarios para desarrollarse como adultos y además les da herramientas para conocer y ejercer sus otros derechos. Fuente especificada no válida.

2.4. Bases legales normativas y estándares