PDF superior Control del Módulo Pendubot utilizando una FPGA

Control del Módulo Pendubot utilizando una FPGA

Control del Módulo Pendubot utilizando una FPGA

Finalmente cada IOB cuenta con un control para el slew rate y para la corriente de salida máxima. El primero otorga la posibilidad de elegir una tasa alta de cambio de nivel (con bajo slew rate) o una tasa máxima menor, pero con un control de transciente, para la utilización de los puertos en la integración a buses, donde al pasar de alta impedancia a un nivel de voltaje suele producirse transiciones inesperadas. El segundo entrega siete niveles deferentes de corrientes máximas tanto para el estándar CMOS como para el TTL, lo que permite adaptarse a dispositivos que necesitan mayores corrientes para su activación; en el caso del estándar LVCMOS a 2.5V el rango de corrientes es de 2 a 24 mA.(2, 4, 6, 8, 12, 16, 24 mA).
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Control del módulo Pendubot utilizando una FPGA

Control del módulo Pendubot utilizando una FPGA

Abstract- Hoy en día, las FPGA (Field Programmable Gate Array) aparecen en dispositivos como instrumentos electrónicos, automóviles, artefactos aéreos, máquinas copiadoras, hardware computacional de aplicaciones específicas, en productos de control industrial, etc. La funcionalidad FPGA no ha sido previamente accesible para ingenieros de control industrial. Programar las FPGA ha sido limitado a personas con experiencia y conocimiento profundo en los HDL u otras herramientas de diseño de bajo nivel las cuales requieren de un alto grado de profundidad en el aprendizaje.
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Módulo de control aplicando tecnología FPGA para el análisis del proceso de mezcla de potabilización del agua, nivel de PH y control de flujo

Módulo de control aplicando tecnología FPGA para el análisis del proceso de mezcla de potabilización del agua, nivel de PH y control de flujo

En este trabajo se realiza el estudio sobre control de procesos con las tecnologías de FPGA y arduino, está centrado en el proceso de potabilización del agua, el nivel de pH y el control de flujo, este módulo didáctico consta de ocho sensores, cinco sensores ultrasónico para nivel (SFR04) ,un sensor de pH (Quality), un sensor de flujo (fs. 300-a) , un sensor de temperatura (termistor), cada uno de estos sensores detectan una magnitud física que es traducida a un nivel voltaje que representa un valor en un display 16x2 LCD correspondiente a la parte de adquisición de datos. En este módulo se plantea como monitorear los datos en pantalla utilizando el algoritmo de programación y los dispositivos transductores de señal. Se explica detalladamente los distintos tipos de proceso como el control de flujo, nivel de llenado, y de nivel de pH.
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Monitorización y control de la intensidad luminosa mediante FPGA

Monitorización y control de la intensidad luminosa mediante FPGA

El objetivo de este proyecto es diseñar y construir un dispositivo capaz de monitorizar y controlar la intensidad luminosa de su entorno. Se podrá introducir una señal de referencia de dicha intensidad que el sistema tratará de alcanzar modificando el nivel de iluminación de una lámpara LED. El programa de control se implementará en una FPGA Lattice, modelo MachX02- 1200ZE. Para monitorizar la intensidad luminosa se usará un convertidor luz- frecuencia TCS3210. La lámpara LED será controlada mediante modulación por ancho de pulso (PWM).
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Control de un robot móvil con FPGA

Control de un robot móvil con FPGA

En este trabajo se presenta el diseño de un robot móvil, que para su autonomía o posible control humano se usa lenguaje de descripción de hardware, el cual funciona sobre una tarjeta controlador FPGA (del Ingles Field Programmable Gate Array). La autonomía del robot requiere de dos sensores para posicionamiento o detección de obstáculos al momento de dejarlo por si solo en el entorno. Los sensores serán uno infrarrojo y otro ultrasónico y tendrán su propio método de comunicación. La comunicación entre los sensores y la tarjeta controladora se realiza mediante el acoplamiento de señales analógicas y digitales. Gracias a la amplia gama de puertos y capacidades de la tarjeta de control es posible incluir otros tipos de sensores que amplíen el desempeño del robot, sin embargo, este trabajo se enfocará a aplicación los sensores mencionados.
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Diseño ,  Construcción y Control de un robot móvil tipo uniciclo utilizando FPGA´s

Diseño , Construcción y Control de un robot móvil tipo uniciclo utilizando FPGA´s

· Se debe poner énfasis en tener niveles de alimentación de voltaje adecuados e independientes en las etapas de control y de potencia del sistema, si se descuida esto se producen errores en la toma de datos de los encoders, en la velocidad de los motores, en la transferencia de datos hacia la computadora vía bluetooth, en el comportamiento de la FPGA e inclusive mal funcionamiento o destrucción de los elementos empleados en el robot, por ende el sistema no funcionará adecuadamente y el objetivo principal que es el seguimiento de trayectorias no se llevará a cabo. Como un dato en el presente trabajo los niveles de voltaje empleados para el funcionamiento de los componentes varían desde 3,3V utilizados por los encoders, 5V para la FPGA y la antena XBEE y 6V para la alimentación de los motores.
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Control de dispositivos externos, desde una FPGA, vía bluetooth

Control de dispositivos externos, desde una FPGA, vía bluetooth

El flujo de información es el siguiente: Una FPGA origen envía un mensaje SDU* hacia su correspondiente módulo HC-12 a través de un interfaz* definido. El módulo emite la información, es decir, un mensaje PDU*, a través de la frecuencia 433MHz de la banda ISM*. El módulo destino recibirá la información, que la transmitirá hacia la FPGA destino, con su posterior tratamiento de la información. El interfaz entre la FPGA y el módulo HC-12 estará definido por las carac- terísticas de configuración del módulo y las especificaciones de transmisión de información entre ambos, es decir, el módulo requiere de una transmisión de in- formación serie de los datos, gestionando dichos datos en paquetes. Este interfaz es muy básico debido a que el módulo HC-12 funcionará en modo transparente, emitiendo los datos recibidos sin ninguna modificación. De esta manera el interfaz definirá la velocidad de transmisión de datos, la potencia transmitida, etc.
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Diseño del control de luces de un automóvil utilizando FPGA

Diseño del control de luces de un automóvil utilizando FPGA

de la precisión P con lo que calculamos el número mínimo de bits necesarios para el contador y el registro de posición. Sin -embargo, el eontador tfebe -ser módulo Nr, -es -decir, que una vez que haya contado todos los tics del periodo de la señal, deberá comenzar desde cero, Por ello hay que tomar Nr =2 8c y volver a calcular los parámetros anteriores, obteniéndose una nueva precisión P' que será mejor o igual que la precisión tomada inicialmente para los cálculos (P'<=P).

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Diseño e implementación de un controlador de movimiento para un servo sistema

Diseño e implementación de un controlador de movimiento para un servo sistema

Los sistemas tecnológicos para el sector industrial han tenido un crecimiento importante en los últimos años, destacando el área de control de movimiento, que mediante la integración de diferentes conocimientos de software y hardware son capaces de incrementar la productividad y eficiencia, así como la reducción de costos. El objetivo del presente trabajo es el diseño de un sistema de control de movimiento utilizando dos de las tecnologías más importantes en el área, los FPGA y los DSP, para el control de motores de DC, se trabajó una metodologíaen la cual se detalla el desarrollo de hardware y software. Uno de los principales objetivos es el desarrollo de una plataforma electrónica competente para este proyecto. De igual manera se describe una metodología para el diseño, simulación y validación de los algoritmos de control utilizados en una mesa de coordenadas utilizando el software Matlab y Simulink.
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Clasificación de compuestos químicos usando un sistema multisensorial (Nariz Electrónica) desarrollada sobre un dispositivo hardware (FPGA)

Clasificación de compuestos químicos usando un sistema multisensorial (Nariz Electrónica) desarrollada sobre un dispositivo hardware (FPGA)

Por lo general, en implementación de circuitos en la tarjeta SPARTAN 3E se alcanzan porcentajes de utilización de 10, 20 ó 30% de los componentes internos, mientras que en los componentes dise- ñados se supera la capacidad del dispositivo hasta en un 1000%. Esto permite identificar limitantes del hardware y plantear nuevas investigaciones alrededor de la implementación de técnicas inteli- gentes en dispositivos lógicos programables. El lenguaje VHDL permite una vez que se ha probado el proyecto en la tarjeta de desarrollo, la construcción de un circuito integrado según las especificaciones del diseño. Esto abre las puertas a un posible registro de patente del olfato elec- trónico, pues Xilinx puede fabricar el integrado que realice las funciones de la tarjeta de desarro- llo, en el control del módulo y la clasificación de las muestras. El integrado puede ser del tamaño deseado para montaje superficial o para manejo en protoboard. Para posteriores mejoras o desa- rrollos del B-Nose sería muy interesante incluir, en lugar de una tarjeta de desarrollo, el integrado diseñado específicamente para la aplicación co- rrespondiente.
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Módulo de búsqueda, seguimiento y decorrelación para un receptor GPS sobre FPGA

Módulo de búsqueda, seguimiento y decorrelación para un receptor GPS sobre FPGA

La metodología descripta, ha demostrado ser robusta para realizar la implemen- tación de los módulos planteados. Este enfoque, si bien demanda un tiempo de desarrollo algo elevado (ya que requiere implementar los circuitos en el más bajo nivel posible: bloques combinacionales, registros, etc.) permite por otro lado tener máximo control sobre el diseño, favorece la portabilidad y reduce a un mínimo los recursos utilizados de la FPGA.

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Diseño e implementación de una tarjeta con FPGA RAM Y ROM externas

Diseño e implementación de una tarjeta con FPGA RAM Y ROM externas

El diseño de tarjetas de adquisición y control tiene un alto grado de complejidad, por lo que en su mayoría son desarrollados por compañías transnacionales en las cuales un equipo multidisciplinario realiza los diseños, estos son de gran valor para las compañías que los realizan como para su país. En este capítulo se presentan las características del sistema embebido a desarrollar, el cual consta de una tarjeta electrónica que tiene como base un FPGA y cuenta con memorias RAM y ROM externas y un módulo de comunicación inalámbrica WiFi. Este desarrollo es con la finalidad de tener un sistema más robusto que nos permita controlar y monitorear diversos procesos desde un equipo de cómputo de manera inalámbrica y la de seguir creando infraestructura tecnológica para en un futuro cercano tener un sistema que permita la solución a un problema de nuestro entorno. Los sistemas basados en FPGA están ganando aceptación en el terreno de los sistemas embebidos ya que ofrecen la plataforma para la integración de diseño de lógica digital, procesadores, memorias e interfaces de comunicación en un solo chip, lo que reduce costos y espacio en una tarjeta [5]. A continuación se presentan las tarjetas electrónicas basadas en FPGA que precede a la que se desarrolla en este trabajo.
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Diseño y Construcción de un Dispositivo Electrónico Calculador de Distancia y Tarifas para Taxis Implementado en un Banco de Pruebas para la Escuela de Ingeniería Automotriz

Diseño y Construcción de un Dispositivo Electrónico Calculador de Distancia y Tarifas para Taxis Implementado en un Banco de Pruebas para la Escuela de Ingeniería Automotriz

Un micro-controlador es prácticamente un ordenador en tamaño reducido: dispone de una memoria donde se guardan los programas, una memoria para almacenar datos, dispone de puertos de entrada y salida, etc. A menudo se incluyen puertos seriales (RS-232), conversores analógico/digital, generadores de pulsos PWM para el control de motores, bus I2C, y varias funcionalidades más. Por supuesto, no tienen ni teclado ni monitor, aunque se puede ver el estado de teclas individuales o utilizar pantallas LCD o LED para mostrar información.

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Datasheet Basys2

Datasheet Basys2

The Basys2 board uses 10 FPGA signals to create a VGA port with 8-bit color and the two standard sync signals (HS – Horizontal Sync, and VS – Vertical Sync). The color signals use resistor-divider circuits that work in conjunction with the 75-ohm termination resistance of the VGA display to create eight signal levels on the red and green VGA signals, and four on blue (the human eye is less sensitive to blue levels). This circuit, shown in figure 13, produces video color signals that proceed in equal increments between 0V (fully off) and 0.7V (fully on). A video controller circuit must be created in the FPGA to drive the sync and color signals with the correct timing in order to produce a working display system.
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DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN BANCO DE PRUEBAS PARA MICROCONTROLADORES EN LENGUAJE DE ALTO NIVEL, DIRIGIDO A ESTUDIANTES DE EDUCACIÓN MEDIA TÉCNICA, INSTITUTOS TÉCNICOS, TECNÓLOGOS Y UNIVERSIDADES

DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN BANCO DE PRUEBAS PARA MICROCONTROLADORES EN LENGUAJE DE ALTO NIVEL, DIRIGIDO A ESTUDIANTES DE EDUCACIÓN MEDIA TÉCNICA, INSTITUTOS TÉCNICOS, TECNÓLOGOS Y UNIVERSIDADES

Las memorias EEPROM y FLASH son muy útiles al permitir que los microcontroladores que las incorporan puedan ser reprogramados "en circuito", es decir, sin tener que sacar el circuito integrado de la tarjeta. Así, un dispositivo con este tipo de memoria incorporado al control del motor de un automóvil permite que pueda modificarse el programa durante la rutina de mantenimiento periódico, compensando los desgastes y otros factores tales como la compresión, la instalación de nuevas piezas, etc. La reprogramación del microcontrolador puede convertirse en una labor rutinaria dentro de la puesta a punto. (merlynck, 2003).
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Desarrollo de aplicaciones para la radio definida por software

Desarrollo de aplicaciones para la radio definida por software

Dentro de la etapa de transmisión, las secuencias comandadas por el Random Integer Generator son convertidas a señales bipolares, al igual que las generadas por el LFSR mediante el convertidor de señales unipolares a bipolares de la sub-biblioteca Utility Blocks, para luego ser multiplicadas ambas señales y convertidas a señales unipolares nuevamente. La secuencia a transmitir es modulada utilizando modulación digital de fase, en este caso BPSK (Binary Phase Shift Key), mediante un bloque específico que realiza esta modulación. Ahora en la etapa de recepción, se realiza la operación inversa, pues los datos son demodulados utilizando demodulación BPSK, convertidos a señales bipolares y multiplicadas por la secuencia codificada del LFSRe. El proceso de filtrado se realiza empleando el bloque Integrate and Dump de la sub-biblioteca Comm Filters. El bloque crea una suma cumulativa de la señal de entrada en tiempo discreto. Cuando comienza la simulación, el bloque desecha el número de muestras que se especifica en el parámetro Desplazamiento (Offset). En la figura 8 se muestra los resultados de la simulación.
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Implementación de tarjeta de desarrollo utilizando el módulo Tini Platform para el laboratorio de control en la EIE

Implementación de tarjeta de desarrollo utilizando el módulo Tini Platform para el laboratorio de control en la EIE

El  comm  API  provee  un  mecanismo  de  notificación  asincrónica  de  los  eventos  interesantes  del  puerto  serial  como  un  cambio  de  estado  en  las  líneas  de  control  o  cuando  la  información  esta  disponible. En  la TINI  los eventos son  propagados por  un  proceso  demonio  (daemon  thread),  que  escucha  los  cambios  de  estado  en  los  controladores del puerto serial. El daemon thread es creado cuando el primer evento  listener  es  registrado  usando  el  método  addEventListener  en  la  clase  SerialPort,  el  argumento  de  este  método  requiere  una  instancia  de  una  clase  que  implementa  la  interface SerialPortEventListener. 
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Implementación de un sistema de análisis de señales tipo poliscopio utilizando FPGA

Implementación de un sistema de análisis de señales tipo poliscopio utilizando FPGA

El primer bloque del sistema es un conversor analógico a digital o ADC, pues se requiere que la señal de entrada se lleve a una representación discreta para poder realizar su tratamiento en la FPGA. Este ADC está incorporado en la placa de la FPGA y es un integrado de Linear Technology cuya referencia es LTC1407A, es un ADC de dos canales con preamplificador programable de ganancia variable de referencia LTC6912, cuenta con una resolución de 14 bits, con voltaje de referencia de 1.65 voltios por canal y una frecuencia de muestreo según el datasheet de hasta 1.5MHZ si se le incorpora un reloj de 100MHZ, por lo que, de acuerdo con el teorema de muestreo de Shanon-Nyquist, puede soportar señales de frecuencia de hasta 700KHZ. Cada canal del ADC soporta entradas entre 0.4V y 2.5 voltios, motivo por el cual es necesario que en su entrada se adecue el voltaje de la señal mediante algún circuito sujetador o retenedor. Las muestras digitales de la señal de entrada, de acuerdo a la conversión que realiza el ADC, corresponden a un valor entre -8192 y 8192 contenido en 14 bits en representación de complemento a dos, que se entregan de manera serial en una misma señal del ADC para ambos canales.
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“Red de sensores intercomunicados bidireccionalmente usando tecnología sigfox”

“Red de sensores intercomunicados bidireccionalmente usando tecnología sigfox”

El proceso B indica cómo se realiza la comunicación entre un módulo A y un módulo B utilizando tecnología sigfox, el módulo A envía una cadena la cual contiene los datos de los sensores hacia el backend de sigfox, estos datos son almacenados, posteriormente en un servidor externo, el modulo B envía una trama de datos que contiene la bandera de solicitud de devolución de información la cual le indica al backend de sigfox que debe enviar un mensaje de regreso, esta trama de datos se envía a través de la función callback de sigfox a un servidor externo, en el cual se establece el contenido del mensaje descendente, esta trama de datos se envía desde el servidor al backend de sigfox en donde se envía al módulo deseado como se muestra en la figura 22.
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