Aplicación del FPGA a la Robótica

Giancarlo Vilca Cayllahua

• Es poder mover,

• saber donde esta orientados

• y recibir o transmitir datos.

El objetivo FPGA en Robótica

Robótica Industrial y la efectividad de las FPGAs

La robótica es la ciencia de los robots, definidos según la RAE como “maquina o ingenio electrónico programable, capaz de manipular objetos y realizar operaciones antes reservadas solo a personas”.

Los robots suplen labores que cada vez se hacen más complejas para los propios humanos, dado esto a la magnificación de procesos y el grado de complejidad de los mismos igualmente estudios hoy realizados tales como la exploración espacial, la fabricación y ensamble de aparatos electrónicos y muchos más sucesos que hacen que la robótica hoy sea fundamental.

compuestos por un sistema mecánico que actúa como articulaciones, actuadores, sensores de comunicación y perceptivos, sistemas de control y planificación generalmente controlado por una serie de microcontroladores o con mas complejidad por plataformas totalmente reprogramables como las FPGA’s.

Fundamentalmente, las FPGAs son chips de silicio reprogramables. Los ingenieros pueden utilizar las FPGAs para implementar hardware personalizado dedicado a aplicaciones específicas mediante bloques lógicos precompilados y recursos de enrutamiento para configurar el chip. Tradicionalmente, las FPGAs han sido vistas como una herramienta utilizada exclusivamente por los ingenieros de diseño digital dotados de una comprensión avanzada de los lenguajes de descripción del hardware.

Existentes grandes sistemas y dando como ejemplo uno encontramos controladores desde la red, que en conjunción con las FPGA proporcionan procesamiento en tiempo real de la visión, bajo un protocolo llamado SNRP (Simple Network Robot Protocol) que permite la integración de estos con la red y sus distintos sensores.

Ayuda con MODULO NI LabVIEW FPGA El Módulo NI LabVIEW FPGA le ayuda a configurar arreglos de compuertas programables en campo (FPGAs) en hardware sin la complejidad de VHDL. Usted puede crear VIs de FPGA embebidos que combinan acceso directo a E/S con la lógica de LabVIEW definida por el usuario. Las aplicaciones incluyen dispositivos personalizados para rápida generación de prototipos, simulaciones de alta velocidad, protocolos de comunicación personalizados y control de lazo cerrado.

APLICACIÓN DE UNA FPGA EN EL SISTEMA DE CONTROL DE UN BRAZO MECÁNICO

La data del sensor es tomada por un sistema de adquisición de datos, el cual a su vez la decodifica y envía al sistema de control, el sistema de control procesa la información y toma la decisión requerida por el sistema o el operador y la transmite al actuador (en este caso un servomotor), el cual ejecuta la acción ordenada por el controlador.

La FPGA es un arreglo lógico y digital que puede ser programado por diferentes softwares tales como el VHDL, el Verilog, ABEL, entre otros. La arquitectura de una FPGA consiste de un arreglo de varias celdas lógicas que se comunican entre sí a través de canales de posición horizontal y vertical

IMPLEMENTACIÓN HARDWARE EN UNA FPGA DE UNA RED NEURONAL ARTIFICIAL

Resultado en FPGA Spartan III para los números 3 y 5

SISTEMAS ROBOTICOS TELEOPERADOS

Primeros pasos con FPGA Altera y Quartus II una FPGA ( Cyclone II EP2C5T144C8N ) ASK2CB una placa de desarrollo con otra FPGA ( Cyclone II EP2C8Q2208C8N )

ROBOT GALATEA

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La FPGA controla los motores regulando su velocidad de forma individual mediante la generación de señales PWM.

PROTOTIPO VEHÍCULO-ROBOT