The oceans are an essential global resource for all living organisms but especially for us humans. However, year after year we continue to neglect proper recycling of our waste, resulting in litter ending up in our oceans. The majority of said litter comes from single use plastic items. Through fragmentation and erosion, the plastic dissolves  to smaller pieces, once they are no larger than 5 mm theyare classified as micro- and nanoplastics. Little is known about these small plastic particles impact on marine life and marine environment. As a step towards understanding this, the robot PlaCo was created. PlaCo stands for plastic collecting which is exactly what the robot does. With the help of three filters PlaCo gathers marine debris, such as plastic, from the water in which it operates. The filters have decreasing mesh size resulting in the microplastics being caught in the last one. Once emptied, the finds can be examined and logged for future referencing. With the help of a sensor, blockages of the filters can be monitored and if detected, notice will be given to the user through a LED. In order for PlaCo to move forward and for water to travel through the filters, the robot was provided with two DC motors. A microcontroller, Arduino Uno, was used to regulate PlaCo’s functions. The performance of two different sensors, an IR-sensorand an ultrasonic sensor, were investigated as well as the robot's water cleaning capacity. The results indicate that the latter of the two sensors would be preferable due to its high reliability. However, the robot’s water cleaning capacity could not be measured due to the chosen motors not being powerful enough. In future iterations of PlaCo, thiswould need to be rectified. / Globalt sett är världens hav en viktig resurs för alla levande organismer men inte minst för människan. Trots detta fortsätter vi att, år efter år, försumma återvinningen av vårt avfall vilket resulterar i att skräp i stället hamnar i haven. Majoriteten av de sopor som hamnar där är resultatet av förbrukade engångsprodukter i plast. Genom sönderfall och erosion skapas allt mindre och mindre bitar av plast. Detta resulterar i att så kallade mikro- och nanoplaster skapas. De är mindre än 5 mm i bredd och om deras påverkan på det marina djurlivet och den marina miljön vet vi mycket lite om. För att minska kunskapsluckorna och för att få en bättre förståelse för deras påverkan har nu därför PlaCo konstruerats. Med hjälp av tre sorters filter kan PlaCo samla upp marintskräp, så som plast, i vattnet där den arbetar. Filtrens finhet varierar, där det första är mycket grovt medan det sista är fint nog att klara av att samla upp mikroplaster. När PlaCo sedan töms kan mikroplasterna undersökas och dokumenteras. När en tömning behöver göras indikeras detta för användaren med hjälp utav en LED. Roboten är försedd med en sensor som läser av hur fulla filtren är. För att driva PlaCo framåt och för att underlätta filtreringsprocessen är den också försedd med två 6 V DC-motorer. Allt detta styrs med hjälp av mikrokontrollern Arduino Uno. För att uppnå bästa tänkbara funktion hos roboten undersöktes två olika sensortyper, en IR-sensor och en ultraljudssensor. Det visade sig att ultraljudssensorn var betydligt mer pålitlig än IR-sensorn och därför valde man att använda denna. Det var även av intresse att ta reda på hur mycket vatten PlaCo kunde rena per sekund. Tyvärr skulle det visa sig att de valda motorerna inte var kraftfulla nog att driva PlaCo i vattnet. Det är därför något som behöver åtgärdas i en framtida version av PlaCo.

The concept of a robotic manipulator is widely used throughout many industries. In this project, a manipulator of the type SCARA, selective compliance articulated robot arm, is constructed. The aim was to examine how such a robot could be constructed using 3D-printing and how accurate it would be. Other than 3D-printing, parts in the form of guiding rods, lead screw, bearings, pulleys and timing belts were used. Together with a microcontroller, the robot operates using three stepper motors. In the end it resulted in a SCARA with reasonable accuracy considering the methods used, more specifically the largest average error was 3.6cm in the X direction and 2.3 cm in the Y direction. The largest drawback of the final construction was the negative balance between tightening the belts and friction in the inner joint. Tightening the belts meant larger friction and thereby undesired movement properties. Doing the opposite meant that the belts could start slipping and enabled backlash. / Konceptet av en robotarm används brett inom många industrier. Detta projekt syftar till att konstruera en robot avtypen SCARA, selective compliance articulated robot arm. Målet var att undersöka hur en sådan robot kan 3D-printas och dess precision. Förutom 3D-printade delar användes även guidestänger, kullager, kamremmar och remskivor. Robotens rörelser styrs tillsammans med en mikrokontroller och tre stegmotorer. Med tillvägagångssätten i åtanke resulterade projektet in en SCARA med rimlig precision. Mer specifikt var medelfelet 3.6 cm i X-led och 2.3 cm i Y-led. Den största nackdelen med den slutgiltiga konstruktionenvar den negativa jämvikten mellan att spänna kamremmarna och friktionen i den inre armleden. Att spänna kamremmarna innebar en ökning i friktion och därmed oönskade rörelseegenskaper. Att göra tvärtom innebar att bältena löpte större risk att glida ur och möjliggjorde dödgång.

The purpose of the thesis was to create a data glove that can translate ASL by reading the finger- and hand movements. Furthermore, the applicability of conductive fabric as stretch sensors was explored. To read the hand gestures stretch sensors constructed from conductive fabric were attached to each finger of the glove to distinguish how much they were bent. The hand movements were registered using a 3-axis accelerometer which was mounted on the glove. The sensor values were read by an Arduino Nano 33 IoT mounted to the wrist of the glove which processed the readings and translated them into the corresponding sign. The microcontroller would then wirelessly transmit the result to another device through Bluetooth Low Energy. The glove was able to correctly translate all the signs of the ASL alphabet with an average accuracy of 93%. It was found that signs with small differences in hand gestures such as S and T were harder to distinguish between which would result in an accuracy of 70% for these specific signs. / Syftet med uppsatsen var att skapa en datahandske som kan översätta ASL genom att läsa av finger- och handrörelser. Vidare undersöktes om ledande tyg kan användas som sträcksensorer. För att läsa av handgesterna fästes ledande tyg på varje finger på handsken för att urskilja hur mycket de böjdes. Handrörelserna registrerades med en 3-axlig accelerometer som var monterad på handsken. Sensorvärdena lästes av en Arduino Nano 33 IoT monterad på handleden som översatte till de motsvarande tecknen. Mikrokontrollern överförde sedan resultatet trådlöst till en annan enhet via Bluetooth Low Energy. Handsken kunde korrekt översätta alla tecken på ASL-alfabetet med en genomsnittlig exakthet på 93%. Det visade sig att tecken med små skillnader i handgester som S och T var svårare att skilja mellan vilket resulterade i en noggrannhet på 70% för dessa specifika tecken.

The purpose of this bachelor’s thesis is to investigate the uses of spherical robots and on a prototype basis construct and control a dirigible bowling ball. The robot is able to steer left and right after being thrown by the user. This occurs due to a weight displacement inside the ball when a weighted pendulum swings left and right by being radio controlled from afar. The goal of the report is to investigate how well this robot will be able to steer and if it can achievea desired strike. Further, this report will investigate the use of Radio Frequency (RF) signals between a hand controller and the ball and at what distance this method will work. This robot is strictly made for scientific purposes, the authors do not advocate cheating in the sport of bowling in any way. / Syftet med denna kandidatuppsats är att undersöka användningen av sfäriska robotar och på en prototypbasis konstruera och styra ett styrbart bowlingklot. Roboten kommer att kunna styras åt vänster och höger efter att ha kastats avanvändaren. Detta inträffar på grund av en viktförskjutning inuti klotet då en viktad pendel svänger åt vänster och åt höger genom att radiostyras på håll. Målet med rapporten är att undersöka hur bra den här roboten kommer att kunna kontrolleras och om en strike kan uppnås med den nya och samlade kunskapen. Vidare kommer användningen av Radio frekventa (RF)-signaler mellan en handkontroll och klotet att undersökas, hur väl detta kan implementeras och även på hur långt avstånd denna metod kan fungera. Denna robot är endast gjord för vetenskapliga ändamål, författarna förespråkar inte fusk i sporten bowling på något sätt.

The purpose of this report was to research through the construction of a prototype the technical challenges associated with creating a robot that distributes sand on patios after snowfall. A robot that could complete this task should be able to know its position in an unknown terrain and traverse it in a predictable manner that allows for the even spread of the sand. In order to achieve stability and predictability of movement, stepper motor driven wheels were chosen as the steering method. The sand-spreading mechanism consists of a DC Motor connected to a 3D-printed disc with rectangular extrusions at its base. The wheels and chassis of the robot were likewise 3D-printed. Lastly, an Arduino MEGA board was the controller of choice. / Syftet med denna rapport var att genom konstruktionen aven prototyp undersöka de tekniska utmaningarna för att skapa en robot som distribuerar sand på uteplatser efter snöfall. En robot som kan slutföra denna uppgift bör kunna känna till sin position i en okänd terräng och färdas på den på ett förutsägbart sätt som möjliggör en jämn spridning av sanden. För att uppnå stabilitet och förutsägbarhet för rörelse valdes stegmotordrivna hjul som styrmetod. Sandspridningsmekanismen består av en likströmsmotor ansluten till en 3D-utskriven skiva med rektangulära extruderingar vid basen. Robotens hjul och chassi var också 3D-utskrivna. Slutligen var ett Arduino MEGA-kort den valfriastyrenheten.

CNC machines are used with plenty of different implementations, one of which is in this project where a polar CNC machine was used to draw mesmerizing patterns on a table with fine sand. This construction read G-code and converted it to polar coordinates. The capabilities of what the plotter could draw were tested, everything from ODE plots to custom-made patterns and drawings with the help of Sandify. Although the patterns were drawn properly with small errors the ODE was too difficult to draw because it required a smaller magnetic ball and an even more precise system than what was used. This machine also generated noise at roughly 33 dB when it was in use. / CNC-maskiner används med massor av olika implementationer, en av dem är i det här projektet där en polar CNC maskin användes för att rita fascinerande mönster på ett bord fylld med fin sand. Denna konstruktion läste in G-kod och konverterade det till polära koordinater. Förmågan av vad maskinen kunde rita testades, allt från ODE grafer till specialtillverkade mönster och ritningar med hjälp av Sandify. Aven om de olika mönstren ritades ordentligt men med mindre små fel var ODE för svårt att rita på grund av att det krävde en mindre magnetisk kula och ännu mer noggrannhet jämfört med detta system. Denna maskin alstrade också ljud på cirka 33 dB under användning.

3D printing has risen in popularity due to its capabilities which enable rapid prototyping and printing structures that were impossible to produce before and partially because of technological development in recent years. Most low-cost printers, based on the fused filament fabrication process, are capable of printing a single filament at a time that limits and complicates multicolor and multi-material 3D printing. Therefore, investigating and building a multicolor 3D printer have been chosen as a degree project in order to provide an understanding for multicolor 3D printing. The project was started with an investigation of different possibilities and potential solutions. After that, a visual CAD model was created in Solid Edge, and a virtual model was constructed by using Acumen. Lastly, accumulated ideas were implemented into creating a prototype. Construction of the prototype was accomplished successfully, and several experiments were executed to determine its capabilities and limitations. The results showed that the printer has high precision in XY-plane and is less precise in Z-axis. The printer was able to print 45 different colored objects, of which only 24 were chosen as distinct colors that the human eye could distinguish. One of the main challenges with a single nozzle multicolor 3D printing compared to a single-color printing is constant heatsink clogging. Another challenge is to create a well-integrated system where hardware and software comply perfectly in a manner that desired prints are obtained. / Se dokumentfil

Buoys anchored to the seabed are often used for marking courses in competitive sailing and other water sports, but they may need to be relocated several times per day. To avoid the time and fuel consuming labour of raising and moving the anchors, a prototype of an autonomous buoy using electric motors to maintain its position was built and tested. The prototype buoy was built as a catamaran pontoon boat with one motor in each hull. To navigate it used a Global Navigation Satellite Systems receiver and a compass as sensors. Based on information from the sensors, a microcontroller regulated the buoy’s heading and velocity using proportional, integral and derivative control. The prototype was tested and evaluated in terms of design suitability, control system performance and dynamic positional precision. Except for leaking propeller axle seals the general design of the buoy was found suitable, as was the PID control system. However, while the GNSS position was sufficiently accurate when stationary, it would not register movement smaller than approximately 30 m. Consequently the buoy was only able to stay within 19.8 m of the target location on average. The performance maybe improved by either using a different GNSS receiver, or upgrading to Real Time Kinematics GNSS. / Bojar förankrade till havsbottnen används ofta för att märka ut banan i kappsegling eller andra vattensporter, men kan behöva flyttas flera gånger per dag. För att undvika det tids- och bränslekrävande arbetet av att lyfta och flytta ankarna byggdes och testades en prototyp av en autonomboj som håller sin position med hjälp av elmotorer. Prototypbojen byggdes som en pontonbåt i katamaranutförande med en motor i varje skrov. För att navigera använde den en mottagare för Global Navigation Satellite Systems och en kompass som sensorer. Baserat på information från sensorerna styrde en mikrokontroller bojens kurs och hastighet med proportionella, integrerande och deriverande regulatorer. Prototypen testades och utvärderades med avseende på konstruktionens lämplighet, reglersystemets prestanda och dynamisk positioneringsprecision. Förutom läckande propelleraxelstätningar ansågs den generella designen var lämplig, likaså PID-reglersystemet. Aven om den stillastående GNSS-positionen var tillräckligt exakt, så registrerades inte rörelser mindre än 30 m. Följaktligen kunde bojen bara hålla sig inom 19.8 m från målpositionen i genomsnitt. Prestandan skulle kunna förbättras med en annan GNSS mottagare eller genom att uppgradera till Real Time Kinematics GNSS.

Syftet med arbetet bakom den här rapporten var att bygga en fungerande konstruktion för en sfäriskt formad robot med ett externt bihang, likt roboten BB-8 från Star Wars filmerna. Bihanget, eller ”huvudet”, var menat att förbli förbunden med sfären då denne sattes i rullning utan att falla av under rörelsens gång. Efter undersökning av tidigare konstruktioner av sfäriska robotar valdes en princip för sfärens drivsystem som modifierades utefter projektets mål och begränsningar. Drivsystemet som konstruerades är fristående från sfären och bygger på att få sfären att rulla enligt samma princip som en springande hamster i ett hamsterhjul. Med två DCmotorer och omni-hjul drivs enheten via en mikrokontroller som gjorts styrbar via Bluetooth. I drivsystemet sitter en mast med magneter som möjliggör förband med huvudet genom sfären. Efter en analyseringsprocess som byggde på trial-and-error blev resultatet en fungerande konstruktion vars funktion var starkt beroende av viktfördelning, acceleration, sfärens ytjämnhet samt åkytans underlag. / The purpose of the work behind this thesis was to build a working structure for a spherically shaped robot with an appendage added to the sphere, much like the popular Star Wars character BB-8. The appendage, or ”head”, was meant to remain connected to the sphere when the sphere was set in motion without falling off during the course of the movement. After examining previous designs of spherical robots, a principle was chosen for the sphere’s drive system, which was modified according to the project’s goals and limitations. The drive system that was designed is independent of the sphere and is based on getting the sphere to roll according to the same principle as a running hamster in a hamster wheel. With two DC-motors and omni-wheels, the unit is powered by a microcontroller made controllable via Bluetooth. The drive system houses a mast with magnets that enable connection with the head through the sphere. Following an analysis process based on trial-and-error, the result became a functioning design whose function was strongly dependent on weight distribution, acceleration, the sphere’s surface evenness and the surface of the ride.

For people who suffer from visual impairment, getting around in traffic can be a great struggle. The robot PeCro, short for Pedestrian Crossing, was created as an aid for these people to use at pedestrian crossings equipped with traffic lights. The prototype was constructed in Solid Edge ST9 as a three wheeled mobile robot and consists of several components. The microcontroller, Arduino Uno, was programmed in Arduino IDE. The vision sensor used was a Pixy2 camera that can detect and track selected colour codes. A steering model called differential drive is used. It is controlled through magnetic encoders mounted on the two motor shafts. PeCro scans the environment looking for green light. If detected, PeCro searches for the blue box on the traffic light pillar on the opposite side of the street. When it is detected it crosses the street and turns 180 degrees to enable crossing the street again. The performance of a vision sensor in different light environments, the efficiency of magnetic encoders measuring travelled distance and regulating steering as well as linear interpolation as a distance calculation method, was studied. The results show that the detecting performance of PeCro is affected by the light environment and the maximum distance at which the used colour codes are detected, was 163 cm respective 150 cm. Another result shows that when measuring distance with magnetic encoders, a constant distance deviation from the desired distance occurs. This method is desirable compared to using linear interpolation to measure the distance. In conclusion, to implement and use PeCro in real life situations, further development has to be done. / Människor som lever med synnedsättning kan möta stora hinder när de rör sig i stadstrafik. Roboten PeCro, förkortning av Pedestrian Crossing (övergångsställe), skapades för att användas som ett hjälpmedel för dessa personer vid övergångsställen utrustade med trafikljus. Prototypen konstruerades som en mobil robot försedd med tre hjul i CAD-programmet Solid Edge ST9 och består av ett flertal komponenter. Mikrokontrollern, Arduino Uno, programmerades i Arduino IDE. En Pixy2-kamera användes som bildsensor som kan spåra och detektera färgkoder. Differentialstyrning användes för att enkelt kunna styra PeCro med hjälp av magnetiska givare som var fästa på motoraxlarna. PeCro skannar sin omgivning. Om den ser grönt ljus, börjar den leta efter den blå lådan på gatustolpen på motsatt sida vägen. När den blåa lådan detekteras åker roboten över övergångsstället och roterar 180 grader för att kunna användas i motsatt riktning, tillbaka över vägen. I projektet studerades en bildsensors prestanda i olika ljusmiljöer, de magnetiska givarnas effektivitet vid avståndsmätning och dess reglering av styrningen, samt avståndsmätning genom linjär interpolation. Från resultaten kan ses att PeCros detektering påverkas av ljusmiljön och att det maximala avståndet som respektive färgkod kan detekteras på är 163 respektive 150 cm. Vidare kan ses att vid avståndsmätning med magnetiska givare uppstår en konstant avvikelse från den önskade sträckan. Avståndsmätning med magnetiska givare är att föredra framför mätning med linjär interpolation. Avslutningsvis, om PeCro ska kunna användas i vardagliga situationer, kommer viss vidareutveckling behöva genomföras.