As the Internet of Things (IoT) is revolutionising and digitalising industry and the need for remote connectivity is increasing, there is an opportunity for new solutions for remotely controlled industrial equipment. One possible way of controlling industrial robot arms is by using a universal model arm input device of a different scale. The question this can lead to is, how a wireless IoT solution for a model-controlled robot arm can perform. This thesis realises this concept with a working demonstrator consisting of a model arm and a robot arm, connected through a third party IoT service. Tests, measuring the precision of the replicated motion and the time delay are used to evaluate the performance. The results lead to the conclusion, that the envisioned concept has merit, but is restricted by limitations such as the transmission interval of the used IoT service. Further, the conclusions and accomplishments of this thesis could serve as a basis for additional research on this method of remotely controlling industrial equipment. / Sakernas internet (IoT) revolutionerar och digitaliserar industrin, samtidigt som behovet av fjärranslutning ökar. Detta öppnar möjligheter till nya lösningar för fjärrstyrd industriell utrustning. Ett sätt att styra industrirobotar är att använda en universell modellarm i annan skala än robotarmen. Detta leder till frågan hur en trådlös IoT-lösning för en modellstyrd robotarm kan fungera. I detta projekt förverkligas konceptet med hjälp av en prototyp som består av en modellarm och en robotarm. Dessa är anslutna via en IoT-tjänst från en tredje part. Prestandan och precisionen av den återskapade rörelsen och tidsfördröjningen utvärderas genom tester. Slutsatsen dras att konceptet har fördelar, men begränsas av bland annat överföringsintervallet på grund av den valda IoT-tjänsten. Slutsatserna och resultaten från projektet skulle kunna användas för ytterligare forskning kring denna metod av fjärrstyrning.

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.

The purpose of this thesis was to design, construct and control a robotic arm with six degrees of freedom. The arm should be able to do simple tasks such as pick and place with good accuracy and without using external sensors. This thesis investigates the precision and the strength of the constructed robot arm. The arm was constructed using 3D printed parts and commonly available hardware such as threaded rods, bearings, screws and nuts. Each axis uses a combination of pulleys and belts in order to achieve desired torque. A differential transmission was implemented in four of the axes in order to combine the power of the motors and reduce weight in the upper parts of the arm. The robot is driven by six stepper motors that are controlled by a combination of RAMPS 1.4 shield and Arduino Mega 2560 microcontroller. The user can manipulate each axis by sending commands to the Arduino through an USB cable. The commands are generated with the help of a simple user interface written in Python. Experiments have shown that the arm has an average error increase of 0.0289-0.1356 mm for each movement, depending on the chosen speed. The maximum amount ofweight that the arm can hold in the worst case scenario is 0.84 kg. / Syftet med denna avhandling var att designa, konstruera och kontrollera en robotarm med sex frihetsgrader. Armen ska kunna utföra enkla uppgifter som pick-and-place med god noggrannhet och utan användning av externa sensorer. Denna avhandling underosöker precisionen och styrkan hos den konstruerade robotarmen. Armen konstruerades med 3D-printade delar och läattillgänglig hårdvara som gängstänger, lager, skruvar och muttrar. Varje axel använder en kombination av kuggremskivor och kuggremmar för att uppnå önskat moment. En differentialväxel användes i fyra av axlarna för att kombinera motorernas moment och minska vikten i armens övre delar. Roboten drivs av sex stegmotorer som styrs av en kombinationav RAMPS 1.4-shield och Arduino Mega 2560 mikrokontroller. Användaren kan styra varje axel genom att skicka kommandon till Arduinon via en USB-kabel. Kommandona genereras med hjälp av ett enkelt användargränssnitt skrivet i Python. Experiment har visat att armen har en genomsnittlig felökning på 0,0289-0,1356 mm för varje rörelse, beroende på vald hastighet. Den högsta vikt som armen i värsta fallkan håalla är 0,84 kg.

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