Investigación sobre hardware Open Source, ferr hardware y sus plataformas usadas en la actualidad

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UTPL| Arquitectura de Ordenadores
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Abstract— "Open Hardware" o "Open Source Hardware" es
una tendencia tecnología que al igual que el free Software, cuya
base es la libertad del conocimiento va tomando fuerza y mucho
interés en varios aspectos tecnológicos, el hardware libre cuyo
propósito fundamental es el realizar diseños que son disponibles
públicamente para que cualquier persona con el motivo que este
pueda estudiar, modificar, distribuir, materializar y vender,
tanto el original como otros objetos basados en ese diseño.
I. INTRODUCCION
l Hardware es un término para denominar para
artefactos tangibles incluye desde un componente
electrónico, un condensador, un transistor, un led, un
circuito integrado, un artefacto como un máquinas,
dispositivos, u otros objetos del mundo físico, mientras que
Free viene ser un concepto no de gratuidad pero si a ser todo
a aquello que puede ser tomado por cualquier persona y
manipularlo como bien necesite ya sea a cambio de algo o no.
Sabiendo estos conceptos y llevando ambos conceptos
fundamentales al área informática y de tecnología al
“Hardware Free”, el concepto es nuevo, muy amplio y en
continua renovación y crecimiento podemos decir que es un
conjunto de principios de diseño y las prácticas legales, no es
un tipo específico de objeto. Por tanto, el término puede
referirse a aquellos dispositivos de hardware cuyas
especificaciones y diagramas esquemáticos son de acceso
público, ya sea bajo algún tipo de pago, o de forma gratuita.
La filosofía del software libre es aplicable a la del hardware
libre, y por eso forma parte de la cultura libre.
En la indagación de este tema vamos a ver que esta nueva
tecnología si se puede nombrar así, es aplicable en varios
aspectos y situaciones tecnológicas pero en este momento nos
centraremos en el Hardware libre en el aspecto para el
aprendizaje en países de vías de desarrollo, como estudiando
un argumento que tiene que ver con esto que son las
plataformas de aprendizaje como RASPBERRY pi o también
mirando un aspecto en el área técnica como es distribución de
diagramas y prototipos de hardware libre como es ARDUINO.
II. OPEN SOURCE HARDWARE
El Open Source Hardware viene de la mano del software
libre ya que la mayoría de conceptos basados en el software
libre son aplicados al Hardware libre dicho esto explicaremos
conceptos fundamentales del Software Libre.
Software Libre, según la free software fundation, la cual es
una organización encargada de fomentar el software libre a
nivel mundial, un software libre ha de ser considerado como
tal si ofrecer a cualquier organización o persona cuatro
libertades que las podemos ver en la ilustración Nº1.
Ilustración 1: Software para ser libre
Como vemos el concepto fundamental al igual que el
software de código abierto o Free Software, el Hardware Free
tendería hacer hardware de esquemas abiertos, planos, diseños
lógicos, Computer Aided Design (CAD) dibujos o archivos,
etc., está disponible para la modificación o mejora por
cualquier persona bajo licencias permisivas. Los usuarios que
tengan acceso a las herramientas que pueden leer y manipular
estos archivos de origen pueden actualizar y mejorar el código
que subyace en el dispositivo físico. Estas pueden añadir
funciones o corregir errores en el software. Incluso pueden
modificar el diseño físico del objeto en sí mismo y, si así lo
desean, proceda a compartir dichas modificaciones.
• La libertad de distribuir
copias.
• La libertad de mejorar
el programa y hacer
publicas las mejoras a
los demas.
• Estudiar como funciona
internamente el programa
y adaptarlo a las
necesidades particulares.
• La libertad de usar el
programa con
cualquier proposito y
en cualquier sistema.
Libertad
0
Libertad
1
Libertad
2
Libertad
3
Hardware Open Source Para Aprendizaje
De Tecnología En Países De Vías De Desarrollo
Silva C. Pablo D. | UTPL Facultad de Ingenieria Informática | Quito-Ecuador | pdsilvacampo@outlook.com
E

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El código fuente del hardware abierto debe ser de fácil
acceso, y sus componentes son preferentemente fácil para que
cualquiera pueda obtener. Esencialmente, hardware abierto
elimina obstáculos comunes en el diseño y la producción de
bienes físicos; que ofrece el mayor número posible de
personas la capacidad de construir, mezclar y compartir sus
conocimientos de diseño de hardware y función.
Algunos aspectos importantes en el Hardware libre son:
A. Licencia de Hardware Abierto
Licencias de hardware de código abierto permiten a los
destinatarios de los diseños y la documentación para su
estudio, redistribuir y modificar, y luego distribuir las
modificaciones. Además, las licencias de hardware abierto no
impiden que alguien de regalar o incluso la venta de la
documentación del proyecto.
Al igual que el software, diseños de hardware y las
invenciones están sujetas a derechos de autor y el derecho de
patentes. Y al igual que el software de código abierto, el
hardware de código abierto utiliza las leyes de propiedad
intelectual de forma creativa para hacer diseños de hardware
de acceso público. Debido a su similitud con abrir proyectos
de software de código, muchos proyectos de hardware abierto
simplemente utilizan libre y existentes licencias de software
de código abierto al licenciar sus obras. Otros utilizan las
Creative Commons Attribution Por licencias, que son más
centrado en las características de las obras de arte, en lugar de
software. Tanto la ley de derechos de autor (en el caso del
código fuente y documentación de diseño) y la ley de patentes
(en el caso de los procesos de diseño y tecnologías de
materiales) se aplica para abrir hardware. El derecho de
marcas también es pertinente para los nombres de marca y
logotipos de hardware abierto.
B. Beneficios del uso de Hardware libre
Los beneficios pueden ser muchos, pero por mencionar
aquellos que se consideran más representativos:
 Primero: posibilita producir localmente y no
depender de proveedores extranjeros, otorgándoles
a los países mayor soberanía, independencia y
desarrollo.
 Segundo: permite reducir mucho el costo del
hardware al demandar exclusivamente mano de
obra local y disminuir los tiempos de diseño.
 Tercero: El OSH(open source Hardware)
comparte criterios con el paradigma
comunicacional de comunidades que han impuesto
Internet y las redes sociales.
C. Empresas y plataformas que han marcado tendencia en
el Open Source Hardware
A continuación destacamos las empresas que han marcado
tendencias en lo que es el OSH.
Ilustración 2: Empresas / Plataformas OSH
Además, existen varias compañías en el mundo que venden
hardware libre.
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La facturación de este sector supera los 50 millones de
dólares y se estima que alcanzará los mil millones en 2015
III. PLATAFORMAS QUE UTILIZAN O.S.H.
Para tratar este tema amplio usaremos dos ejemplos de
empresas o plataformas que utilizan el Open Sistema
Hardware para el aprendizaje.
A. RaspBerry Pi
2
Es un ordenador de tamaño de tarjeta de
crédito que se conecta a su televisor y un
teclado. Es un pequeño ordenador capaz
que puede ser utilizado en proyectos de
electrónica, y para muchos de las cosas
que su PC de escritorio hace, como hojas
de cálculo, procesador de textos,
navegación por internet y juegos.
También reproduce vídeo de alta
definición. Queremos ver que está
siendo utilizado por los niños de todo el mundo para aprender
a programar.
El Raspberry Pi es una placa computadora (SBC)
(ilustración 3) de bajo costo desarrollada en Reino Unido por
la Fundación Raspberry Pi, con el objetivo de estimular la
enseñanza de ciencias de la computación en las escuelas.
Arduino Sparkfun Adafruit Seedstudio
RaspBerry
pi

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Ilustración 3: RaspBerry PI placa
Para que funcione, necesitamos de un medio de
almacenamiento (Raspberry Pi utiliza tarjetas de memoria SD
o microSD), conectarlo a la corriente utilizando cualquier
cargador microUSB, vamos a describir las características del
dispositivo.
I. Hardware Raspberry Pi
La estructura que tiene este dispositivo es la siguiente ver
ilustración 4 donde Placa base de 85 x 54 milímetros (un poco
más grande que una cajetilla de tabaco) en el que se aloja un
chip Broadcom BCM2835 con procesador ARM hasta a 1
GHz de velocidad, GPU VideoCore IV y hasta 512 Mbytes de
memoria RAM.
Ilustración 4: Estructura Placa
II. Software Raspberry Pi
La placa Raspberry Pi se entrega sin ningún Sistema
Operativo; éste deberemos descargarlo e instalarlo sobre
una tarjeta SD / microSD que introduciremos en la ranura
de la Raspberry Pi. Tenemos dos opciones, la primera es
descargarnos desde la página oficial, de la Fundación
Raspberry Pi o desde nuestra página web, todo el software
necesario para la instalación en la tarjeta, o bien recurrir a
algún programa que haga esto por nosotros. Snappy Ubuntu
Core para Raspberry Pi
Entre estos programas encontramos BerryBoot, un
programa que se encarga de todo el trabajo de instalación
del software desde la propia Raspberry Pi. Una vez
copiados los archivos a la tarjeta SD / microSD, la
introducimos en nuestra Raspberry Pi y BerryBoot te
permitirá elegir el Sistema Operativo descargándolo desde
internet.
III. Importancia del uso Raspberry Pi
El uso de este Hardware podemos usarlo para diferentes
ámbitos a continuación revisemos el cuadro conceptual
ilustración 5 donde vemos algunas de las aplicaciones donde
se la usa.
Ilustración 5:Aplicaciones para Raspberry Pi
En el área de la programación es muy importante puesto
que para el área de la robótica necesitamos programar al
procesador que debe hacer o que ejecutar, como también en la
parte de la automatización del hogar debemos tener bases de
que tiempos o como programar si se abre algo que pasa
entonces es una manera de aprender jugando puesto que se
programa cosas que servirán y lo más novedoso es que
programan a un dispositivo
B. Aruduino
3
Arduino es una plataforma de
prototipos electrónica de código abierto
(open-source) basada en hardware y
software flexibles y fáciles de usar. Está
pensado para artistas, diseñadores,
como hobby y para cualquiera interesado en crear objetos o
entornos interactivos.
Las placas Arduino son pequeños ordenadores con los que
puedes leer información de diferentes sensores, así como
controlar luces, motores y muchas otras cosas. La gran
mayoría de los sistemas que nos rodean son ordenadores de
Ordenad
or
• Existe prototipos que se usan como ordenadores con limitaciones en sus instrucciones pero es una gran uso
que se le da.
Media
Center
• Podemos onvertir cualquier dispositivo multimedia en un Raspberry Pi sobre Linux. XBMC puede, además de
recibir música y vídeo almacenarlos en un disco externo
Videojue
gos
• Es capaz de ejecutar todo tipo de emuladores de arcade clásicos, ordenadores "vintage" y consolas de
videojuegos.
Internet
radio
• La Rasberry Pi ofrece todo lo necesario para crear nuestra propia radio, agregándole una pantalla LCD de bajo
coste y unos altavoces.
Robótica
• Rasbperry Pi hacen que determinados proyectos robóticos puedan ver la luz a un coste bajo. De hecho, hay
una placa de expansión llamada Gertboard que facilita la tarea de conexión del Rasberry Pi a determinados
motores y sensores.
Hogar
inteligent
e
• Automatizar determinadas actividades en el hogar. Desde el control remoto del aire acondicionado,
utilizando la tarjeta como un sistema de automatización, iluminación, apertura o cierre de puertas o control
de sensores y actuadores.

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diferentes tamaños. Los ordenadores no necesitan tener
teclado ni pantalla como se ha visto en otros prototipos.
Ilustración 6: Placa Ejemplo
Características:
Puesto que Arduino, a diferencia del ordenador que usas
normalmente, no tiene pantalla ni teclado, se necesita un
programa externo ejecutado en otro ordenador para poder
escribir programas para la placa Arduino. Éste software es lo
que llamamos Arduino IDE. IDE significa “Integrated
Development Environment” (Entorno de Desarrollo
Integrado), y es un término común para llamar a este tipo de
desarrollo de software. Escribes tu programa en el IDE, lo
cargas en el Arduino, y el programa se ejecutará en la placa.
Ilustración 7: Programa para realizar copilacion de codigo
El programa usado para la programación las cosas a ejecutar
se puede ver en la ilustración 7 .El IDE de Arduino es muy
sencillo y parecido a Processing. Hay una sencilla barra de
herramientas que puedes utilizar para:
 Verificar si tu programa va a funcionar.
 Cargar el programa a la placa de Arduino.
 Crear un programa nuevo.
 Abrir un programa.
 Guardar el programa en el disco duro del ordenador.
Como podemos ver tanto el software y hardware es muy
sencillo pero poderoso puesto que posee su propia interfaz y
lenguaje de programación también es una poderosa ayuda para
la enseñanza ya que necesita dominar su lenguaje y su
hardware.
CONCLUSIONES
1. Los términos usados en Software libre también se
puede usar en Hardware libre pero con limitaciones
de que el uno es físico y el otro intangible en teoría.
2. Para ser un Hardware libre vemos que debe tener
ciertos parámetros para ser considerado como tal
3. Las plataformas de OSH son muy poderosas si se las
da un buen sentido y una programación eficiente
4. Las plataformas Arduino como RaspBerry PI vemos
que son de gran ayuda al nivel educativo pues nos
ayuda a darle sentido a cosas reales y ayuda a
incentivar la iniciativa y la parte científica de todos
los que usan.
REFERENCIAS
[1] OSHWA | Declaración de principios de hardware libre | Disponible en:
http://www.oshwa.org/definition
[2] Óscar Torrente Artero | CAPITULO 2 Hardware Arduino, “Software
Libre”| Arduino : curso práctico de formación | RE Libros , 2013 San
Fernando Heraldes- Madrid
[3] Free Software Fundation | Desarrollo de software | Disponible en :
http://www.fsf.org/
[4] Ecoxarxes| Hardware Libre | Archivo Disponible en:
https://cooperativa.ecoxarxes.cat/file/download/246449
[5] (concepto 2)Raspberry Pi Foundation. Consultado el 15-NOV-2015
[6] (concepto 3) Arduino disponible en: http://arduino.cl/que-es-arduino/