This bachelor project in mechatronics aimed to design and build a versatile robot that can both roll and walk using four legs. Control of the robot’s movement was to be achieved by a joystick, with the ability to alter direction in both rolling and walking mode. However, due to time constraints, the rolling algoritm was not implemented. Nevertheless, the final prototype achieved the ability to transform between a ball and a quadruped robot and move in four directions. The accuracy and precision of the walking sequences were evaluated and demonstrated moderate precision and a suboptimal level of accuracy. / Detta kandidatprojekt i mekatronik syftade till att designa och bygga en mångsidig robot som både kan rulla och gå med fyra ben. Kontroll av robotens rörelse ska uppnås med joystick, med möjligheten att ändra riktning i både rillande och gångläge. Men på grund av tidsbrist implementerades inte rullalgorithmen. Ändå uppnådde den slutliga prototypen förmågan att tranformera mellan en boll och en fyrbent robot och röra sig i fyra riktningar. Noggrannheten och precisionen i gångsekvenserna utvärderades och visade måttlig precision och en suboptimal nivå av noggrannhet.

This thesis project investigated whether or not the use of an embedded system could help blackjack players to improve their game. This was done by designing and building a robot, that plays blackjack according to a card counting strategy. A robot prototype was built successfully, using a USB-camera to detect the cards and servo-motors to signal its playing decisions via hand gestures. Tests showed that the robot has a 1.4% edge over the house on average. However, due to high variance in the outcomes, the positive return found is non-significant. Recommendations of future work is proposed, including how both players and casinos can benefit from this project. / Detta examensarbete undersökte om ett inbyggt system kan hjälpa blackjackspelare att förbättra sitt spel. Detta gjordes genom att konstruera och bygga en robot, som spelar blackjack enligt en korträkningsstrategi. En robotprototyp byggdes med hjälp av en USB-kamera för att läsa av spelkorten, och servomotorer för att signalera spelbeslut genom handgester. Tester visade att roboten har i genomsnitt 1.4% fördel över huset. Dock är denna positiva avkastning icke-signifikant på grund av hög varians i utfallen. Rekommendationer om framtida arbete föreslås, som inkluderar hur både spelare och casinon kan dra nytta av detta projekt.

Recycling is becoming more crucial due to the fast pace of consumerism. This thesis explores how well a robot arm, with three degrees of freedom, can be implemented to give an autonomous recycling process. After the prototyping phase it was found that a cylindrical robot arm was best suited for the project. Computer vision in addition with machine learning is used for sorting and detecting objects. The end effector is a suction cup, connected to a plastic 60-milliliter syringe. Negative pressure is created by pulling and pushing a lead screw connected to a stepper motor. The accuracy of the ML-model, the robot’s movement andmax weight are evaluated. The ML-model is trained to detect four classes; plastic, metal, paper, and glass. The thesis found that the ML-model could classify plastic the most sufficient and paper the least. The robot arm’s movement had an average error of 0.54 cm and the maximum weight was 900 grams. For future development it would be interesting to compare a range of different suction cups, to see how the material, diameter, and depth would affect its ability to pick up various objects. Additionally, the model could be enhanced by training it on a larger dataset.

The purpose of this project was to build an automated padel ball launcher, with specific objectives set at the beginning. The launcher needed to be accurate enough to allow for repetitive practice, automated to function as a practical tool, and include remote control for ease of use. To achieve accuracy, the construction was designed to ensure each shot was performed similarly. Automation was achieved through the ball feeding sequence, launching the ball in a consistent manner each time. Remote control was possible via a WiFi module controlling both the feeding mechanism and motors. The prototype was constructed with readily available materials due to project constraints. The final prototype met all objectives and was tested to gather results. The results were positive, indicating the project was successful. Future development is possible based on these results. / Syftet med detta projekt var att bygga en automatiserad padelbollsmaskin utefter en målsätning som sattes från början. Maskinen behövde vara tillräckligt noggrann för att tillåta repetitiv träning, automatiserad för att fungera som ett praktiskt verktyg och inkludera fjärrstyrning för att vara användarvänlig. För att uppnå noggrannhet designades konstruktionen för att se till att varje skott utfördes på liknande sätt. Automatisering uppnåddes genom bollmatningssekvensen, vilket även såg till att bollen skjöts på ett konsekvent sätt varje gång. Fjärrstyrningen var möjlig via en WiFi-modul som kontrollerade både matningsmekanismen och motorerna. Prototypen byggdes med lättillgängliga material på grund av projektets begränsningar. Den slutliga prototypen uppfyllde alla mål och testades för att samla in resultat. Resultaten var positiva, vilket indikerade att projektet var framgångsrikt. Framtida utveckling är möjlig baserat på dessa resultat.

The usage of unmanned aerial vehicles in applications such as terrain mapping and surveillance is proliferating in the modern world. This project aims to investigate the feasibility, in terms of payload capacity and stability, of small scale winged aircraft that have the ability to lift and land vertically, while also being able to transition to normal forward flight using wings for primary lift. The prototype aircraft was built with the limitation of using only one lift-producing motor that would be responsible for both vertical take-off and landing, and the horizontal propulsion in forward flight. The prototype was built primarily using 3D-printed plastic with an electric ducted fan as the method of propulsion. Internal ducting was used to redirect airflow downwards, from the only propulsion source to achieve vertical lift at a standstill. The final iteration of the aircraft successfully performed multiple hovers over 30 seconds long but did not have wings to test a transition to forward flight. Lifting capacity was low but the concept proposed in this thesis holds promise for further development and optimization. / Användningen av obemannade luftfarkoster för tillämpningar såsom terrängkartläggning och övervakning ökar i den moderna världen. Detta projekt syftar till att undersöka lämpligheten, i termer av lastkapacitet och stabilitet, för småskaliga vingade luftfarkoster som har förmågan att lyfta och landa vertikalt, samtidigt som de kan övergå till normal framåtflygning med vingar för primär lyftkraft. Prototypen av luftfarkosten byggdes med begränsningen att endast en lyftproducerande motor skulle användas, som skulle vara ansvarig för både vertikal lyftning och horisontell framdrivning vid framåtflygning. Prototypen byggdes främst med 3D-utskrivna plastkomponenter med en elektrisk innesluten fläkt som källa för dragkraft. Interna luftkanaler användes för att omdirigera luftflödet nedåt, från den enda lyftproducerande motorn, för att uppnå vertikal lyftkraft vid ett stillastående. Den slutliga versionen av luftfarkosten utförde flera svävningar i över 30 sekunder, men farkosten hade inga vingar för att testa övergången till framåtflygning. Lastkapaciteten var låg, men konceptet som föreslogs i denna avhandling är lovande för vidare utveckling och optimering.

In old houses, the pipes can often be in poor conditions and require cleaning to improve air quality. There are robotic solutions to this problem but often only for large industrial pipes and not for regular pipes that you would find in your home. Pipes can often be hard to access and even harder to determine the pipe’s condition. This thesis aims to research and build a small robot that can travel through pipes, gather footage and attempt to clean them. The goal is to create a robot that can climb vertically in pipes, record video inside of the pipes and detect obstacles. After research was done a prototype was built. The prototype uses spring loaded pistons that pushes wheels against the walls of the pipes to provide friction for vertical travel. To be able to perform all these tasks, the robot uses tools that can be exchanged depending on what needs to done. The ability to turn in pipes has been ignored in this thesis due to time restrictions but could be done as future work. The resulting prototype is a robot that can steadily travel vertically through pipes, carry its own weight of 750 grams and an additional load of up to 500 grams. The robot is able to stop at pre-determined locations by measuring the distance it has travelled by using a hall-effect sensor. / I gamla hus kan ventilationsrör ofta vara i dåligt skick och vara i behov av städning eller reparation för att öka luftkvalitén. Det finns robotar som loser detta problem men de är ofta skapade för stora industriella rör och inte för rör som man hittar hemma. Rör kan ofta vara svåra att komma åt och det kan vara ännu svårare att veta vilket skick rören är i. Det här projektet ska ta fram en liten robot som kan färdas genom rör och spela in video. Om tid finns, ska den också städa upp i rören. Målet med projektet är att skapa en robot som kan klättra vertikalt i rör, spela in video inuti rören och upptäcka hinder. Efter forskning så byggdes en prototyp. Prototypen använder fjädrade kolvar som trycker hjulen mot väggarna i röret och utvecklar därmed friktion för att kunna färdas vertikalt. För att kunna utföra uppgifterna så kommer roboten att kunna använda olika verktyg som byts ut beroende på vad som behöver utföras. Möjligheten att kunna svänga i rören har ignorerats i det här projektet på grund av tidsbegränsning men bör ses över vid framtida utveckling. Den slutgiltiga prototypen är en robot som kan färdas stabilit vertikalt genom rör, lyfta sin egna vikt på 750 gram och en extra vikt på upp till 500 gram. Roboten kan också stanna vid förbestämda platser då den kan mäta hur långt den färdats genom att använda en hall effekt sensor.

This projects purpose was to build an underwater remote operated vehicle with software controlled self-stabilisation for evaluation of the response time, propulsion and steering to see what could be achieved. A prototype was constructed and tested in dry conditions at first. The prototype features an Arduino and a Raspberry Pi as control units, controlling six thrusters. With the help of a controller the user can manoeuvre the vehicle and when exposed to unexpected forces sensors detect this allowing the software to counteract it. Due to risk of massive electrical failure as a result of failed waterproofing tests underwater were postponed until the end. Unfortunately this made full optimisation of the software difficult. The results in a dry enviroment were positive, the system was able to fully perform the desired outputs at the thrusters, the PID controller kicked in when it detected a disturbance in its position. Testing the propulsion system in the water gave positive results as well, the propeller held and the motor kept working while submerged. The response time performed adequately at an average of 50ms. / Detta projektets syfte var att bygga en fjärrstyrd undervattensdrönare med mjukvarustyrd själstabilisering för utvärdering av responstid, framdrivningen, och styrningen för att se vad som går att uppnå. En prototyp byggdes och testades först i torra förhållanden. Prototypen har kontrolleras med en Arduino och en Raspberry Pi, som styr sex drivmotorer. Genom en kontroller kan användare styra farkosten och om den utsätts för oväntade krafter kan mjukvaran motverka dom. På grund av risken för massivt elhaveri om vattentätningen inte är tillräcklig sköts tester i vatten upp. Tyvärr gjorde detta att fullständig optimering av mjukvaran blev svår. Resultaten i torr miljö var positiv, systemet utförde sin önskade funktion vid motorerna, och PID kontrollern försökte ställa om positionen till rätta när den märkte av en felaktig position. Propulsion systemet testades i vatten och gav positiva resultat också, propellern höll och motorn fortsatte fungera fastän sänkt i vatten. Responstiden gav ett adekvat utfall på ungefär 50 ms.

Many industries have been transformed to better perform in today’s digital age. In this project a solution for digitalizing printed sheet music as well as automating piano playing is researched, developed and built. The project was divided into three sub-systems, the first focusing on the digitalizing of sheet music, the second on identifying and classifying the notes and the third on playing the piano. These were later combined to form a demonstrator called Mozart2000, or M2k. The result was a robot which could determine the note pitch of an arbitrary note, or note combination, written in common music notation, and furthermore play these on the piano. The algorithm is based of off finding coordinates for stafflines and notes using image processing. Programming was done in Python with some functions extracted from the library OpenCV (Open Source Computer Vision). The piano playing mechanism uses solenoids and lever arms, controlled by electrical signals from a Raspberry Pi. Due to scope in budget and time some restrictions were made. The note range for the robot was limited to one octave, meaning 8 piano keys. Moreover, other musical information such as rhythmical and coloring were overlooked and set to a predetermined value. For the digitalizing part, a camera was used, taking a snapshot of one musical bar. The final solution however can be expanded to include additional keys and music segments by replicating the existing mechanism. / I detta projekt söks en lösning för digitalisering av tryckt notskrift, mot bakgrund av en ökande efterfrågan på digitala lösningar. Parallellt undersöks möjligheterna till att automatisera pianospel. För att underlätta arbetet delades projektet in i tre delsystem; det första fokuserade på digitalisering av notpapper, det andra på att hitta och identifiera noter, och det tredje på pianospelet. Delsystemen kunde därefter integreras och resulterade då i Mozart2000, M2k. Den slutgiltiga lösningen är en robot som kan bestämma tonhöjden från ett notpapper och spela dessa på ett piano. Den framtagna algoritmen bygger på att hitta koordinater för notlinjer och noter, jämföra dessa sinsemellan och tilldela dessa utgångar på en Raspberry Pi. Från dessa skickas elektriska signaler till en krets bestående av bland annat transistorer och frihjulsdioder, som i sin tur är kopplade till solenoider. Dessa solenoider kopplade till egentillverkade fingrar kommer sedan att slå an tangenterna på pianot. Eftersom projektet var begränsat i tid och budget gjordes ett antal förenklingar. Till exempel skulle Mozart2000 hålla sig till en oktav, det vill säga åtta toner. Vidare skulle rytmen vara en konstant och endast en takt skulle analyseras och spelas åt gången. Det bedöms dock möjligt att duplicera systemet för att täcka ett större notomfång och/eller fler takter.

The purpose of this project was to develop an automatic irrigation system for plants. It is beneficial to have plants indoors. In addition to their air-purifying qualities, they have been proven to increase the productivity of employees at workplaces, as well as decrease the amount of sick leave. Three research question were investigated: how much energy the system requires and if it is possible to replace the energy source with an alternative energy source, how well the system stabilises and how a wireless regulation can be implemented. The final design consisted of a mictrocontroller which controlled the system, a water pump, a moisture level sensor and a plant on which everything was tested. The system was left during a four week period to see how well it managed. The project resulted in a system that managed to keep the plant alive. The energy demand of the system could be covered by solar cells instead of batteries. / Syftet med detta projekt var att utveckla ett automatiskt bevattningssystem för växter. Det är fördelaktigt att ha växter inomhus. Bland annat har det bevisats att växter i kontorslandskap ökar produktiviteten hos de personer som arbetar där, samt att antalet uttagna sjukdagar minskar. Fortsättningsvis var det tre stycken forskningsfrågor som undersöktes, hur mycket energi kräver systemet och är det möjligt att ersätta energikällan med en alternativ energikälla, hur väl stabiliserar sig systemet samt hur kan en trådlös reglering implementeras.  Den slutliga designen bestod av en mikrokontroller som styrde systemet, en vattenpump, en fuktighetssensor och en planta på vilken testerna utfördes. Systemet lämnades i fyra veckor för att se hur väl det klarade sin uppgift. Resultatet blev att växten överlevde vilket innebär att systemet fungerade. Möjligheten att byta ut batterierna mor solceller studerades och slutsatsen är att detta byte är möjligt.

The aim for this thesis is to explore the possibility to save both water and energy in showers. Through a quicker, more responsive and precise shower faucet using digital thermometers and stepper motors. A faucet has two input pipes with cold and hot water respectively. To reach a desired shower temperature; a single thermometer is needed, to measure the mixed water temperature. Using this information, two motors will control two valve until the desired temperature is reached. To maintain the desired temperature throughout the shower session, the temperature should be continuously monitored and when temperature disturbance occurs, the valves should compensate for it. To achieve this a demonstrator was made. The demonstrator uses stepper motors connected to valves to control the flow through a hot and cold water pipe. The system reads the temperature of the output water continuously and makes appropriate changes to the position of the valves. Due to safety concerns, no water was used in the testing of the demonstrator. The theoretical response time of the system is very short, and the demonstrator can theoretically change temperature of the mixed water by around 5°Celsius per second. / Syftet med denna rapport är att utforska möjligheterna att spara både vatten och energi till duschar, genom en snabbare, mer responsiv och mer exakt duschblandare. Detta ska uppnås genom användning av digitala termometrar och stegmotorer. Duschblandaren ska läsa temperaturerna av det blandade vattnet, och justera respektive kran tills önskad temperatur är uppnådd. För att bibehålla önskad temperatur kommer temperaturen kontinuerligt övervakas. När störningar i temperatur uppkommer ska duschblandaren kompensera för det, och därmed hallå en konstant temperatur. För att åstadkomma detta byggdes en demonstrationsenhet. Denna demonstrationsenhet använder stegmotorer kopplade till kranar för att kontrollera flödet genom ett varmt och ett kallt vattenrör. Systemet läser konstant temperaturen av det blandade vattnet och gör lämpliga ändringar av kranarnas positioner. På grund av säkerhetsrisk användes inget vatten vid testning av demonstrationsenheten. Den teoretiska responstiden av systemet är mycket kort, och demonstrationsenheten kan teoretiskt ändra temperatur av det blandade vattnet med en hastighet av ungefär 5°Celsius per sekund.