Desarrollo e implementación de un sistema de giroscopios digitales usando tecnología FPGA para monitoreo de la orientación de robots

Uriel Lomeli Hernandez

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dc.rights.license	http://creativecommons.org/licenses/by-nd/4.0	es_ES
dc.contributor	Rene De Jesus Romero Troncoso	es_ES
dc.creator	Uriel Lomeli Hernandez	es_ES
dc.date	2012-08
dc.date.accessioned	2018-12-14T15:55:19Z
dc.date.available	2018-12-14T15:55:19Z
dc.date.issued	2012-08
dc.identifier.uri	http://ri-ng.uaq.mx/handle/123456789/790
dc.description	Los giroscopios digitales tipo MEMS (Microelectromechanical System) son sensores electrónicos de movimiento angular los cuales se utilizan en: sistemas de orientación, video juegos, telefonía móvil, medición de velocidad angular, entre otras aplicaciones. El objetivo de este trabajo es la descripción en VHDL e implementación en FPGA de una unidad de pre-procesamiento digital capaz de disminuir el error en las mediciones realizadas por un giroscopio digital de tres ejes tipo MEMS aumentando la exactitud de éstas para posteriormente obtener la orientación del sensor que al ser montado en un robot se obtendrá la orientación de éste. Se emplearon métodos estadísticos para calcular y eliminar el nivel de offset en cada una de los ejes del giroscopio, así como las técnicas de Diezmado, filtro Butterwoth y filtro Kalman para eliminar el ruido eléctrico en las señales., Para la validación del sistema el giroscopio se montó en la flecha de un motor de CD con encoder con el que se realizaron pruebas de velocidad y se compararon los resultados donde se obtuvo como resultado una considerable reducción en la variación de alta frecuencia (ruido) en las medidas del giroscopio así como un nivel de referencia de cero en la señal gracias a la eliminación del offset. Con esta unidad de procesamiento se obtiene un acondicionamiento de la señal listo para ser utilizadas por algún sistema digital que requiera la aplicación del giroscopio, en el caso de este trabajo las señales son integradas por in sistema digital para obtener la orientación de un robot manipulador en los ejes Roll, Pitch y Yaw en un marco de referencia.	es_ES
dc.description	MEMS Gyroscopes (Microelectromechanical System) are electronic sensors of angular movement which are used in: guidance systems, video games, mobile phones, measuring angular velocity, among other applications. The aim of this paper is the description in VHDL and FPGA implementation of a unit of digital preprocessing can reduce the error in measurements made by a digital three-axis gyroscope MEMS type increasing the accuracy of these to subsequently obtain the orientation the sensor being mounted on a robot orientation is obtained from it. Statistical methods were used to calculate and eliminate the offset level in each of the axes of the gyroscope and Decimation techniques, Butterworth filter and Kalman filter to eliminate electrical noise in the signals., For validation of the gyroscope system was mounted on the shaft of a DC motor with encoder with speed tests were performed and compared the results which yielded results in a considerable reduction in the high frequency variation (noise) in the measurements of the gyroscope and a zero reference level in the signal due to the elimination of the offset. With this processing unit is obtained a signal conditioning ready for use by a digital system that requires the application of the gyroscope, in the case of this work are composed of signals in a digital system for the orientation of a robot manipulator axes Roll, Pitch and Yaw in a frame of reference.	es_ES
dc.format	Adobe PDF	es_ES
dc.language.iso	Español	es_ES
dc.relation.requires	Si	es_ES
dc.rights	Acceso Abierto	es_ES
dc.subject	Digital three-axis gyroscope	es_ES
dc.subject	Giroscopio digital de tres ejes	es_ES
dc.subject	MEMS	es_ES
dc.subject	MEMS	es_ES
dc.subject	Procesamiento de señales	es_ES
dc.subject	Signal processing	es_ES
dc.subject.classification	INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA	es_ES
dc.title	Desarrollo e implementación de un sistema de giroscopios digitales usando tecnología FPGA para monitoreo de la orientación de robots	es_ES
dc.type	Tesis de maestría	es_ES
dc.creator.tid	curp	es_ES
dc.contributor.tid	curp	es_ES
dc.creator.identificador	LOHU871003HSLMRR07	es_ES
dc.contributor.identificador	ROTR640929HGTMRN06	es_ES
dc.contributor.role	Director	es_ES
dc.degree.name	Maestría en Ciencias (Mecatrónica)	es_ES
dc.degree.department	Facultad de Ingeniería	es_ES
dc.degree.level	Maestría	es_ES