FPGA Tabanlı Üç Eksenli Robot Kol Kontrolü

Creative Commons License

Çakır A., Ayata F.

Yüzüncü Yıl Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, cilt.21, sa.2, ss.92-99, 2016 (Hakemli Dergi)

Özet

Teknolojideki hızlı gelişmelere paralel olarak yeniden yapılandırılabilir mimarilere olan ihtiyaç artmaktadır. Bu ihtiyaçlar doğrultusunda Alan Programlanabilir Kapı Dizileri (Field Programmable Gate ArrayFPGA) adında sistemler geliştirilmiştir. Bu sistemler binlerce kapıdan oluşmakta, paralel işlemlere ve karmaşık sistemlerin yeniden programlanabilir mimariler ile gerçekleştirilmesine imkân tanımaktadır. Tasarımcılar için esnek bir platform sunan FPGA’lar günümüzde popüler hale gelmiştir. FPGA’ların en önemli uygulama alanları; görüntü işleme, telekomünikasyon, tıbbi görüntüleme ve otomotiv sanayi sayılabilir. Bu çalışmada FPGA mimarisi ile endüstriyel işlerde kullanılan bir robot kolun kontrolü sağlanmıştır.Yapılan uygulama bilgisayardan bağımsız bir sistem olduğundanrobot kolunun kontrol kartına ihtiyaç duyulmaksızın FPGA, PWM (Pulse-WidthModulation) üreteci olarak kullanılmıştır. Bu sayede kontrol kartının bilgisayar sistemlerine olan bağımlılığı ortadan kaldırılmıştır. Bu kapsamda robot kol üzerinde bulunan beş adet servo motor FPGA geliştirme kartı üzerindeki anahtarlar kullanılarak açılarının değiştirilebildiği bir uygulama geliştirilmiştir. Tasarlanan robot koldaki servo motorların, FPGA üzerindeki GPIO (General PurposeInputOutput) birimine bağlantıları yapılmış ve Verilog HDL (Hardware Description Language) kodu yazılarak servo motorların dönüş yönü ve açısı belirlenip board üzerindeki anahtarlar aracılığıyla robot kolun hareketi sağlanmıştır. Son olarak Verilog donanım tanımlama dili kullanılarak hazırlanan kod parçaları birleştirilip işlevsel bir modül haline getirilmiştir. Bu modüller kullanılarak board üzerindeki switchlerin her bir bitlik hareketiyle robot kola 9º’lik bir açı yaptırılmıştır.