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Calculadora Interactiva para Operaciones Básicas: Algoritmo Maya Adaptado a Base Decimal en Tablero Electrónico con Visualización en Dispositivo Móvil
dc.contributor.advisor | Medina Puentes, Ricardo Andrés | |
dc.contributor.author | Prada Silvera, Joselin Steven | |
dc.contributor.author | Pomares Jimenez, Juan Carlos | |
dc.contributor.other | Triana Galeano, Vivian Paola | |
dc.date.accessioned | 2025-06-10T16:18:54Z | |
dc.date.available | 2025-06-10T16:18:54Z | |
dc.identifier.uri | http://repositorio.uts.edu.co:8080/xmlui/handle/123456789/19934 | |
dc.description | Ingeniería de Telecomunicaciones | es_ES |
dc.description.abstract | El presente trabajo desarrolla una calculadora interactiva basada en el algoritmo maya adaptado a base decimal, integrando un Arduino Mega WiFi ATmega2560, una pantalla LCD 3.5" de 320×480, un teclado matricial 4×4 y un módulo ESP8266 como servidor web. Este sistema permite ejecutar operaciones matemáticas básicas (suma, resta, multiplicación y división) mientras se visualiza tanto el proceso como el resultado en notación maya y decimal, siendo accesible desde cualquier dispositivo móvil mediante la dirección IP del módulo. La implementación conserva los elementos fundamentales del sistema numeral maya original (puntos, rayas y símbolos de cero), pero opera en base 10 para facilitar su comprensión. La metodología abarcó el diseño e implementación del hardware físico, la programación del Arduino para ejecutar los algoritmos matemáticos adaptados, y la creación de un servidor web básico alojado directamente en el almacenamiento del ESP8266. Los resultados obtenidos confirman que el sistema ejecuta las operaciones matemáticas correctamente, mostrando cada paso del proceso según el método maya. Esta solución elimina la necesidad de infraestructura adicional, permitiendo a los usuarios acceder mediante la navegación a la IP proporcionada, lo que facilita su implementación en entornos educativos. Como conclusión, la calculadora desarrollada ofrece una solución educativa que combina elementos histórico-culturales con tecnología moderna, sirviendo como herramienta pedagógica para la comprensión de sistemas numéricos alternativos y contribuyendo a la preservación del conocimiento matemático maya. | es_ES |
dc.description.sponsorship | N/A | es_ES |
dc.description.tableofcontents | RESUMEN EJECUTIVO ....................................................................................................11 INTRODUCCIÓN................................................................................................................12 1. DESCRIPCIÓN DEL TRABAJO DE INVESTIGACIÓN..............................................15 1.1. 1.2. 1.3. 1.3.1. 1.3.2. 1.4. 1.4.1. 1.4.2. 1.4.3. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ....................................................................15 JUSTIFICACIÓN .....................................................................................................17 OBJETIVOS ............................................................................................................18 OBJETIVO GENERAL ..................................................................................18 OBJETIVOS ESPECÍFICOS .........................................................................19 ESTADO DEL ARTE ...............................................................................................19 CONTEXTO INTERNACIONAL ............................................................................19 CONTEXTO NACIONAL (COLOMBIA)..................................................................22 CONTEXTO LOCAL Y PROTOTIPOS ESPECÍFICOS .............................................. 23 2. MARCO REFERENCIAL ............................................................................................31 2.1. MARCO TEÓRICO .................................................................................................. 31 2.1.1. TEORÍA DE LOS SISTEMAS NUMÉRICOS............................................................31 2.1.2. ETNOMATEMÁTICAS Y PERSPECTIVAS MULTICULTURALES ................................ 31 2.1.3. CONSTRUCTIVISMO Y APRENDIZAJE SIGNIFICATIVO EN MATEMÁTICAS .............. 32 2.1.4. TEORÍA DE LAS INTERFACES TANGIBLES DE USUARIO ......................................32 2.1.5. TEORÍA DE SISTEMAS EMBEBIDOS Y COMPUTACIÓN FÍSICA .............................. 32 2.1.6. TEORÍA DE LA COMUNICACIÓN CLIENTE-SERVIDOR .......................................... 33 2.2. MARCO LEGAL ...................................................................................................... 33 2.2.1. NORMATIVIDAD EDUCATIVA.............................................................................33 2.2.2. NORMATIVIDAD SOBRE PROPIEDAD INTELECTUAL ............................................34 2.2.3. NORMATIVIDAD SOBRE DESARROLLO TECNOLÓGICO E INNOVACIÓN ................. 34 2.2.4. NORMATIVIDAD SOBRE DISPOSITIVOS ELECTRÓNICOS .....................................35 2.3. MARCO CONCEPTUAL ......................................................................................... 35 2.3.1. SISTEMA NUMÉRICO MAYA..............................................................................35 2.3.2. ALGORITMOS OPERATIVOS MAYAS .................................................................. 36 2.3.3. MICROCONTROLADOR ..................................................................................... 36 2.3.4. SERVIDOR WEB EMBEBIDO ............................................................................. 37 2.3.5. INTERFAZ FÍSICA INTERACTIVA ........................................................................ 37 2.3.6. WEBSOCKETS ................................................................................................ 37 2.4. MARCO AMBIENTAL ............................................................................................. 38 2.4.1. ELABORADO POR: Docencia CONSIDERACIONES SOBRE CONSUMO ENERGÉTICO ........................................38 REVISADO POR: APROBADO POR: Líder del Sistema Integrado de Gestión Sistema Integrado de Gestión FECHA APROBACIÓN: Octubre de 2023 F-DC-125 DOCENCIA INFORME FINAL DE TRABAJO DE GRADO EN MODALIDAD DE PROYECTO DE INVESTIGACIÓN, DESARROLLO TECNOLÓGICO, MONOGRAFÍA, EMPRENDIMIENTO Y SEMINARIO PÁGINA 7 DE 110 VERSIÓN: 2.0 2.4.2. GESTIÓN DE RESIDUOS ELECTRÓNICOS .......................................................... 38 2.4.3. MATERIALES SOSTENIBLES PARA LA CARCASA ................................................39 2.4.4. DIMENSIÓN EDUCATIVA AMBIENTAL .................................................................39 3. DISEÑO DE LA INVESTIGACIÓN..............................................................................41 3.1. 3.1.1. 3.1.2. 3.1.3. 3.1.4. 3.2. 3.2.1. 3.2.2. 3.2.3. 3.3. 3.3.1. 3.3.2. 3.3.3. 3.4. 3.5. FASES DE LA INVESTIGACIÓN .....................................................................................41 FASE 1: INVESTIGACIÓN Y FUNDAMENTACIÓN ..................................................41 FASE 2: DISEÑO Y DESARROLLO DEL HARDWARE ............................................42 FASE 3: DESARROLLO DEL SOFTWARE E INTEGRACIÓN ....................................42 FASE 4: VALIDACIÓN Y PRUEBAS DE FUNCIONALIDAD.......................................43 RECURSOS NECESARIOS ...........................................................................................44 RECURSOS FÍSICOS ........................................................................................44 RECURSOS DE SOFTWARE ..............................................................................44 RECURSOS HUMANOS.....................................................................................45 ANÁLISIS DE DATOS ..................................................................................................45 ANÁLISIS CUANTITATIVO..................................................................................45 MATRIZ DE VALIDACIÓN DE FUNCIONALIDADES ................................................45 DOCUMENTACIÓN DE RESULTADOS .................................................................46 CONSIDERACIONES ÉTICAS .......................................................................................46 LIMITACIONES Y RIESGOS ..........................................................................................46 4. DESARROLLO DEL TRABAJO DE GRADO ............................................................48 4.1. DISEÑO INICIAL Y PRUEBAS PRELIMINARES.....................................................................48 4.1.1. 4.1.2. 4.1.3. 4.2. 4.2.1. 4.2.2. 4.2.3. 4.3. 4.3.1. 4.3.2. 4.3.3. 4.3.4. 4.3.5. 4.4. 4.4.1. 4.4.2. 4.4.3. 4.5. 4.5.1. 4.5.2. SELECCIÓN INICIAL DE COMPONENTES.............................................................48 IMPLEMENTACIÓN DE ALGORITMOS BÁSICOS ....................................................49 LIMITACIONES ENCONTRADAS..........................................................................49 REDISEÑO Y OPTIMIZACIÓN DEL HARDWARE ...............................................................50 MIGRACIÓN A PLATAFORMA ARDUINO MEGA 2560 ...........................................50 INTEGRACIÓN DEL MÓDULO WIFI ESP8266 .....................................................51 SISTEMA DE ENTRADA Y VISUALIZACIÓN ...........................................................52 DESARROLLO DEL SOFTWARE ...................................................................................53 ARQUITECTURA DE SOFTWARE ........................................................................53 PROGRAMACIÓN DEL CONTROLADOR PRINCIPAL (ARDUINO MEGA 2560) ..........54 BIBLIOTECAS Y COMPONENTES UTILIZADOS......................................................54 PROGRAMACIÓN DEL MÓDULO WIFI (ESP8266) ..............................................63 CÓDIGO COMPLETO DEL PROYECTO ................................................................69 DISEÑO Y FABRICACIÓN DE CARCASA ........................................................................69 DISEÑO 3D EN TINKERCAD ............................................................................69 ESPECIFICACIONES TÉCNICAS DE LA CARCASA.................................................70 FABRICACIÓN MEDIANTE IMPRESIÓN 3D...........................................................71 INTEGRACIÓN Y PRUEBAS FINALES.............................................................................72 ENSAMBLAJE DEL PROTOTIPO COMPLETO ........................................................72 PRUEBAS DE FUNCIONALIDAD..........................................................................72 REVISADO POR: APROBADO POR: Líder del Sistema Integrado de Gestión Sistema Integrado de Gestión FECHA APROBACIÓN: Octubre de 2023 ELABORADO POR: Docencia F-DC-125 DOCENCIA INFORME FINAL DE TRABAJO DE GRADO EN MODALIDAD DE PROYECTO DE INVESTIGACIÓN, DESARROLLO TECNOLÓGICO, MONOGRAFÍA, EMPRENDIMIENTO Y SEMINARIO PÁGINA 8 DE 110 VERSIÓN: 2.0 4.5.3. 4.6. 4.6.1. 4.6.2. 4.7. 4.7.1. 4.7.2. 4.8. 4.9. 4.10. 4.10.1. 4.10.2. 5. RESULTADOS............................................................................................................90 5.1. 5.1.1. 5.1.2. 5.2. 5.2.1. 5.2.2. 5.2.3. 5.2.4. 5.2.5. 5.3. 5.3.1. 5.3.2. 5.3.3. DESARROLLO E IMPLEMENTACIÓN DE LOS COMPONENTES DEL SISTEMA ....................90 CARTILLA ILUSTRATIVA SOBRE NÚMEROS MAYAS ............................................90 MANUAL DE USUARIO DE LA CALCULADORA .....................................................92 PRUEBAS DE FUNCIONALIDAD Y EVALUACIÓN DE RESULTADOS .................................94 PRECISIÓN EN LA REPRESENTACIÓN NUMÉRICA...............................................94 PRECISIÓN EN OPERACIONES ARITMÉTICAS.....................................................95 MANEJO DE CASOS ESPECIALES .....................................................................95 TIEMPO DE RESPUESTA Y RENDIMIENTO..........................................................96 COMPATIBILIDAD CON DIFERENTES PLATAFORMAS ..........................................96 ANÁLISIS INTEGRAL DE RESULTADOS ........................................................................97 CUMPLIMIENTO DE OBJETIVOS ESPECÍFICOS ...................................................97 ANÁLISIS CUALITATIVO....................................................................................97 ANÁLISIS CUANTITATIVO..................................................................................98 LIMITACIONES DEL PROTOTIPO FINAL ...............................................................73 DOCUMENTACIÓN Y MANUALES..................................................................................74 MANUAL DE USUARIO ......................................................................................74 DOCUMENTACIÓN TÉCNICA..............................................................................75 COSTOS Y RECURSOS UTILIZADOS .............................................................................76 LISTA DE MATERIALES Y COSTOS .....................................................................76 HERRAMIENTAS Y RECURSOS DE DESARROLLO ................................................76 DESAFÍOS Y SOLUCIONES IMPLEMENTADAS ................................................................77 DIAGRAMA DE FLUJO DEL SISTEMA ............................................................................79 CÓDIGO FUENTE COMPLETO ...................................................................................80 CÓDIGO DEL ARDUINO MEGA 2560 (CALCULADORA_MAYA.INO)........................81 CÓDIGO DEL ESP8266 (ID_USUARIO.INO) .......................................................87 6. CONCLUSIONES........................................................................................................99 7. RECOMENDACIONES .............................................................................................102 8. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS.........................................................................105 9. APÉNDICES..............................................................................................................108 10. ANEXOS...................................................................................................................109 | es_ES |
dc.language.iso | es | es_ES |
dc.subject | Microcontrolador ATmega2560, Servidor web embebido, ESP8266, Algoritmos matemáticos, Transmisión de datos inalámbrica. | es_ES |
dc.title | Calculadora Interactiva para Operaciones Básicas: Algoritmo Maya Adaptado a Base Decimal en Tablero Electrónico con Visualización en Dispositivo Móvil | es_ES |
dc.type | degree work | es_ES |
dc.date.emitido | 2025-06-10 | |
dc.dependencia | fcni | es_ES |
dc.proceso.procesouts | docencia | es_ES |
dc.type.modalidad | proyecto_de_investigación | es_ES |
dc.format.formato | es_ES | |
dc.titulog | Tecnólogo en Gestión de Sistemas de Telecomunicaciones | es_ES |
dc.educationlevel | tecnologo | es_ES |
dc.contibutor.evaluator | evaluador | es_ES |
dc.date.aprobacion | 2025-05-21 | |
dc.description.programaacademico | Tecnología en Gestión de Sistemas de Telecomunicaciones | es_ES |
dc.dependencia.region | bucaramanga | es_ES |
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