In connection with rising urbanization and more people deciding to live in cities the opportunity to cultivate plants decreases. Indoor gardening still tends to be a popular hobby. Because the flower and plants don’t get natural sunlight and water from rain, maintenance is required. A problem that may arise in the event of a longer absence is to cater for the plants watering needs. The purpose of this project was to create an automatic irrigation system that distribute water to the plants and flowers in order to maintain a predetermined moisture percentage in the soil. This was archived by using moisture sensors. Tests were conducted on the irrigation systems different components and the results shows that a track guided water delivery system is both accurate and durable, however with a lot of moving parts there is an increasing risk of malfunction. / I samband med urbaniseringen där fler människor bestämmer sig för att bo i storstan minskar många gånger möjligheterna till odling av växter. Odling inomhus tenderar ändå att vara en hobby för många. Eftersom blommor och växter inomhus inte får naturligt solljus och vatten från regn krävs det ett visst underhåll från odlaren för deras överlevnad. Svårigheten vid en längre frånvaro är bland annat att tillgodose växternas vattenbehov. Syftet med detta projekt var att skapa ett automatiskt bevattningssystem som distribuerar vatten till växter och blommor med syftet att bibehålla en bestämd fuktighet i jorden. För detta användes fuktsensorer. Tester utfördes på bevattningssystemens olika komponenter och resultatet visar att ett spårstyrt vattentillförselsystem är både tillförlitlig och hållbart, men med många rörliga delar ökar risken för funktionsfel.

Inspired by the trend of automated homes, this thesis examines the possibility of designing a cheap and autonomous robot that will water plants effectively at home. Many existing solutions are cumbersome and not sufficiently effective, often due to flexibility and risk of over watering. Therefore this thesis examines a wheel based approach. In order to achieve the best possible results, the soil water content was measured, as opposed to a time-based approach where the user sets a timer to decide how often the plants are watered. This thesis also examines the advantages, and disadvantages of a capacitive moisture sensor versus a resistive moisture sensor, as well as effects of depth of penetration for the sensors. Controlled using an Arduino Uno, the robot was programmed to follow a line with IR-sensors, drive using differential steering, and had the ability to drive in reverse. It was able to identify a pot, read the moisture level of the soil, water it, and continue the loop. However, it was not completely autonomous as it is incapable of refilling the water tank – or recharging the batteries. It was stated that the resistive sensor was most suited to be used in the robot due to the relatively reliable results at increased depth. The results at deeper penetration were expected, as the moisture increased with depth when not recently irrigated. The capacitive sensor showed somewhat ambiguous results. The results showed higher water content deeper into the soil, compared to recently irrigated soils. / Inspirerade av trenden om automatiserade hem grundar sig detta arbete i möjligheten att skapa en billig och självgående robot som effektivt vattnar plantor i hemmet. Då många nuvarande lösningar är besvärliga och inte tillräckligt effektiva har detta kandidatarbete undersökt ett tillvägagångssätt som innefattar en robot byggd på en plattform med hjul. För att uppnå en effektiv bevattning grundar sig processen i fuktighetsnivån hos jorden plantorna sitter i, istället för en annars vanlig tidsbaserad bevattningsprocess. Därmed undersöker arbetet även fördelar och nackdelar med resistiva och kapacitiva jordfuktighetssensorer. Rapporten undersöker och redogör hur påverkan av djupet sensorn penetrerar jorden påverkar datan om jordens fuktighet. Kontrollerad av en Arduino Uno följde roboten en utsatt linje med hjälp av IR-sensorer och en motordrivare som implementerade både differentialstyrning och möjligheten att köra motorer i motsatt riktning. Den slutgiltiga roboten kunde med hjälp av ultraljudssensorer upptäcka en kruka, läsa av fuktighetsnivån i jorden, vattna och sedan fortsätta slingan. Däremot var den inte helt självkörande då den saknade förmågan att fylla på vattentanken och ladda sina batterier själv. Det konstaterades att den resistiva sensorn var bäst lämpad, tack vare dess tillförlitliga mätningar vid varierande djup. Den resistiva sensorns utslag vid djupare mätningar var förväntade, då den torra jorden ökade i fuktighet och den nyligen bevattnade jorden visade fortsatt fuktigt. Däremot visade den kapacitiva sensorn något tvetydiga resultat vid djupa mätningar, då de torra krukorna framstod som fuktigare än de nyligen bevattnade.

The increasing demand for digitalization has spurred the need for novel and sustainable designs of electronic devices like sensors. Advanced additive print technologies, organic inks, and bio-based substrates in device fabrication exhibit promising potential for reducing energy and raw material consumption, thereby alleviating environmental impacts. One such innovation is the novel method of laser graphitization in designing devices like printed humidity sensors. This study focuses on evaluating the environmental impacts of implementing this novel technique in the field of printed electronics. In particular, the thesis conducts a cradle-to-gate life cycle assessment (LCA) of producing a resistive-type humidity sensor from a forest-based wood ink using laser graphitization. The sensor is based on the design that was demonstrated in the lab facilities at the Research Institutes of Sweden (RISE), Norrköping. The assessment is at a lab-scale production of making 1mm2 area of a laser-induced graphitized (LIG) sensor, excluding usage, disposal, or recycling phases. The results highlight impacts from electricity usage as the primary contributor to the overall environmental impacts, across the production process, followed by the impacts from material usage. The impact share distribution from these two hotspots identifies opportunities in the process that need to be prioritized for immediate actions. Sensitivity analyses varying the sensor layer thickness and the electricity mix of the laboratory facilities reveal insightful impact trends. The results from scenario analyses show the LIG sensor to have much lower environmental impacts than that of a sensor with silver electrodes and carbon-based sensing ink. They also show potential for achieving economies of scale from the mass production of LIG sensors. The data inventory for the processes and components of the sensor stands as a crucial part of this study, relying heavily on literature, assumptions, and proxy data. While these may reveal some uncertainties and limitations, the study nonetheless, serves as an important reference for future research concerning similar databases and a cradle-to-grave LCA of the sensor. / Den ökade efterfrågan för digitalisering har skapat behov av nya och hållbara designs av elektroniska enheter som sensorer. Avancerade lager printteknologier, organiskt bläck och biobaserat substrat i enhetstillverkning visar lovande potential för att reducera energi och rå materielkonsumtion och därmed minskning av miljöpåverkan. En sådan innovation är den nya metoden av lasergrafitisering i designenheter som printad fuktighetssensor. Denna studie har som fokus att utvärdera miljöpåverkan av ny teknik inom området tryckt elektronik. I synnerhet ska avhandlingen göra en livscykelanalys (LCA), från råvaruutvinning till slutprodukt av att producera en resistent fuktsensor från ett skogsbaserat träbläck genom lasergrafitisering. Sensorn är baserad på en design som var demonstrerad i en labbanläggning hos forskningsinstitutet RISE i Norrköping. Forskningen är analysen av laboratorieskalad produktion av 1mm2 lasergrafitiserad sensoryta, exklusive användning, bortskaffande och återvinningsfaser. Resultaten lyfter fram påverkan från elektronisk användning som den primära bidragaren till övergripande miljöpåverkan över hela produktionsprocessen, följd av påverkan från materiell användning. Påverkan från dessa två hotspots uppmärksamgör möjligheter i processen som är av prioritet för omedelbart åtgärdande. Känslighetsanalyser av de varierande sensorskiktens tjockhet och elektronisk mix i laboratoriums faciliteten, påvisar insiktsfulla påverkanstrender. Resultaten från scenarioanalyser visar att LIG sensorer har mycket lägre miljöpåverkan än sensorer med silverelektroner och kolbaserat avläsningsbläck. De visar också potential för att uppnå ekonomisk skalbarhet för massproducering av LIG-sensorer. Datalagring för processerna och komponenterna av sensorn står som kritisk del av studien, med en tung tillit på litteratur, antaganden och proxydata. Då dessa faktorer kan påvisa några osäkerheter och begränsningar så bidrar studien ändå som en viktig referens för framtida forskning berörande liknande databaser och en LCA från råvaruutvinning till sluthanteringsfasen av sensorn.

The transmission of electric power over long distances has historically posed challenges. However, the advent of high-voltage engineering has not only addressed distance barriers and power losses in electricity transmission and distribution, but it has also significantly improved the efficiency and transmission capacity of power grids. However, the use of high-voltage techniques has presented new challenges in identifying suitable insulator materials capable of withstanding high electrical stresses associated with elevated voltages. A significant issue arising from these extreme electrical stresses is the occurrence of partial discharges (PDs). Those are electrical sparks or pulses in the magnitude order of pico- or nano-coulombs (pC or nC) emitted from high voltage conductors due to the presence of impurities, contaminants or defects in their insulation system. PDs pose a serious threat to the insulation material due to their aggressive nature in breaking down weak points or links inside the insulation system leading to short-circuit and system failure. Means of offline or conventional testing of power assets against partial discharges has proven to be extremely precise but it is often an unavailable option since it requires a total power shutdown. In this paper, the performance of existing online PD detection techniques is tested and evaluated in terms of performance against conventional PD monitoring methods. Five non-intrusive detectors including an infrared camera (IR-camera), an ultrasonic sensor , a temperature and relative humidity sensor (TRH-sensor), high-frequency current transformer (HFCT sensor) and transient earth voltage antenna (TEV-antenna) were tested in a laboratory experiment for detection of PDs emitted by artificially-created defects inside a medium-voltage cable termination. The results showed varying sensitivity levels among the sensors, with the HFCT sensor demonstrating the highest sensitivity to all types and magnitudes of PDs. The IR-camera and ultrasonic sensor also showed potential, while the TRH-sensor exhibited poor sensitivity. The TEV-antenna had limited reliability. The findings of this study are that the HFCT system proved to be highly reliable for online PD monitoring, followed by the IR-camera and ultrasonic sensor, while the TEV-antenna and TRH-sensor showed lower reliability. In future work, further research on testing the HFCT system on-site can be conducted along with performing longer thermographic detection tests using the IR-camera to further investigate their potential in online PD detection. / Överföring av elektrisk kraft över långa avstånd har historiskt sett varit utmanande. Införandet av högspänningsteknik har inte bara övervunnit avståndsbarriärer och effektförluster vid överföring och distribution av elkraft, utan det har också avsevärt förbättrat kraftnätens effektivitet och överföringskapacitet. Användningen av högspänningsteknik har dock också inneburit nya utmaningar såsom utveckling av lämpliga isoleringsmaterial som tål höga elektriska påfrestningar vid höga spänningar. Ett betydande problem som härrör från dessa extrema elektriska spänningar är förekomsten av partiella urladdningar. Dessa urladdningar identifieras vara elektriska gnistor eller pulser i storleksordningen pico- eller nanocoulombs (pC eller nC) som emitteras från högspänningsledare på grund av närvaron av föroreningar eller defekter i närliggande isoleringssystem. PD:er utgör ett allvarligt hot mot isoleringsmaterialet på grund av deras aggressiva natur för att bryta ner svaga punkter eller länkar i isoleringssystemet, vilket kan leda till kortslutningar och systemfel. Konventionella metoder för att testa nätkomponenter mot partiella urladdningar har visat sig vara extremt noggranna, men detta är ofta inte ett tillgängligt alternativ eftersom det kräver ett totalt strömavbrott för att utföras. I denna studie testades och utvärderades prestandan hos befintliga metoder för online-detektering av partiell urladdning i förhållande till konventionella övervakningsmetoder. Fem icke-invasiva detektorer, inklusive en infraröd kamera, en ultraljudssensor, en temperatur- och relativ fuktighetssensor, en högfrekvent strömtransformator och en transient jordspänningsantenn, testades i ett laboratorieexperiment för att upptäcka partiella urladdningar orsakade av artificiellt skapade defekter i en mellanspänningskabelavslutning. Resultaten visade varierande känslighetsnivåer bland sensorerna, där högfrekventa strömtransformatorn visade den högsta känsligheten för alla typer och storlekar av partiella urladdningar. Den infraröda kameran och ultraljudssensorn visade också potential, medan temperatur- och relativ fuktighetssensorn visade låg känslighet. Den transienta jordspänningsantennen hade begränsad tillförlitlighet. Slutsatsen av denna studie är att den högfrekventa strömtransformatorn visade sig vara mycket tillförlitlig för online-övervakning av partiella urladdningar, följt av den infraröda kameran och ultraljudssensorn, medan den transienta jordspänningsantennen, temperatur- och fuktighetssensorn visade lägre tillförlitlighet. I framtida forskning kan ytterligare undersökningar av det högfrekventa strömtransformatorsystemet utföras på plats, tillsammans med längre termografiska detekteringstester med hjälp av den infraröda kameran för att ytterligare undersöka deras potential för onlinedetektering av partiella urladdningar.