Technology advances each day, with every advancement new and improved products are accompanied. Robots come in various shapes and sizes, from the size of a fly to the size of a human being. The purpose of this project is to further our understanding in how to build a robot, more specifically, a mono wheeled robot and design control systems enabling it to balance by itself. The robot is a one-wheeler with ducted fans on top. It is to balance with the help of the wheel in one direction and with ducted fans in the perpendicular direction.The robot succeeded in balancing with the wheel. However with help of the fans the robot only managed to balance for approximately 20 seconds. Analysing the frequency content from figures 5.2, 5.4, 5.3 resulted in finding frequencies under 1Hz being dominant in the output signals from the control system, observing this a clear oscillation frequency was only determined for the ducted fan system while the wheel system was non periodic. The study concluded that one cannot stabilize the control systems individually because that can lead to disturbances for the other. The results showed that even though the wheel’s control system was stable, it was affected by the second control system, causing disturbances. / För varje dag som går tar tekniken ett steg frammåt, hela tiden med nya och förbättrade produkter. Robotar kommer i olika former och storlekar, från storleken av en insekt till storleken av en människa. Syftet med detta projekt är att utvidga förståelsen över hur man bygger en robot, mer specifikt, en enhjulig robot samt hur man konstruerar ett reglersystem för att få roboten att balansera på egen hand. Roboten är en enhjuling med fläktar. Syftet är att bygga och programmera den till att balansera på egen hand, i ena riktningen med hjulet och i andra riktningen med fläktarna. Roboten lyckades balansera med hjälp av hjulet, men med fläktsystemet balancerade roboten endast i cirka 20 sekunder. Med hjäp av frekvenspspekrumen i figurer 5.2, 5.4, 5.3 försöktes en oscillationsfrekvens och periodtid tas fram, detta erhölls endast för fläktsystemet då hjulsystemet inte gav en tydlig oscillationsfrekvens. Slutsatsen som drogs var att det inte går att stabilisera de individuella systemen separat och sedan kombinera dem. Detta på grund av att det leder till att det ena systemet riskerar att agera som en störsignal till det andra systemet.

The objective of this project is to produce a prototype hydroponic farming solution with improved robustness from external fault factors. This means that the plants will not be grown in soil, but instead in water with a majority of its parameters being monitored and regulated. This with the aim of producing a more efficient and automatic system than traditional farming principles. Using less water and other harmful pesticides. The particular type of hydroponic system will be a NFT system (Nutrient Film Technique) which traditionally operates with a pump constantly feeding water to the plants. The main objective then is to find a way to reduce the reliance on this pump and make the system more robust. The result was a prototype hydroponic system that successfully could monitor and maintain predetermined growth parameters. It was also operate with a constant water flow without the need for constant pump usage. / Målet med detta projekt är att framställa en prototyp av ett hydroponiskt odlingssystem med förbättrad robusthet mot externa faktorer. Det innebär att växterna inte planteras i jord utan i vatten, där en majoritet av relevanta parametrar kan övervakas och kontrolleras. Detta med syftet att skapa ett mer effektivt och automatiserat system, jämfört mot traditionella jorbruksmetoder. Där mindre vatten används och helt utan bekämpningsmedel under växt processen. Det specifika hydroponiska odlingssystemet som kommer användas är ett NFT system (eng. Nutrient Film Technique) vilket traditionellt fungerar genom att konstant låta en pump bevattna växterna. Det primära målet är därför att minska beroendet på pumpen och göra systemet mer robust. Resultatet blev en prototyp av ett hydroponiskt system som kan mäta och styra faktorer som identifierats som viktiga för plantornas växtprocess. Systemet lyckades även med att hålla ett stabilt vattenflöde, utan användandet av en pump.

Låssystem kan minska risken för inbrott och stöld, och vara ett verktyg för behöriga personer att få tillgång till lokaler och rum. Därför är det viktigt att moderna låssystem är pålitliga, öppnar snabbt och är säkra. Detta examensarbete undersöker om CAN (Controller Area Network) är ett idealt kommunikationsprotokoll för ett säkerhetssystem av dörrlås, med syftet att utföra en fallstudie av CAN-protokollet. Detta sker genom att analysera ett låssystem från ASSA vars kommunikationsprotokoll mellan styroch låsenhet misstänktes använda CAN-protokollet mellan dess styrenhet och låsenhet. Slutsatsen av analysen var att låssystemet från ASSA inte kommunicerade via CAN. För att bevisa dettaåterskapades signaler med elektriska standardinterface RS-485. Det sista steget vara att utveckla ett eget låssystem med CAN som kommunikationsprotokoll, och sedan skulle de två låssystem jämföras. För att testa detta programmeras två kretskort av typen ESP32-PoE till en styrenhet och en låsenhet. Ett låssystem designades på ett kopplingsdäck innan den ersattes av två PCBs. Slutresultatet var ett motorlås och en styrenhet som konstruerades och validerades i ett kopplingsdäck. Av de två kretskorten som utvecklades fungerade kontrollenheten som förväntat, medan låsenheten hade problem med dess motor. Den kunde dock klara av dess andra uppgifter som att läsa signaler från styrenheten via en 10 meter kabel och läsa signaler från dess dörrläge givande magnetsensor. Det demonterade låssystemet sänder signaler snabbare, och öppnar låset ungefär lika snabbt, men är inte lika säker som den kommersiella låssystemet för att CAN har restriktiva säkerhetsåtgärder. / Lock systems can reduce the risk of burglary and theft, and be a tool for authorized persons to access premises and rooms. Therefore, it is important that modern lock systems are secure, reliable and open quickly. This thesis investigates whether CAN (Controller Area Network) is an ideal communication protocol for a door lock security system. This is done by analyzing a mechanical lock system from ASSA which was suspected of using CANbus as a communication protocol between the control unit and lock unit. Then the lock and control units were analyzed. The conclusion of the analysis is that the lock system did not communicate via CAN. To prove this, signals were re-created with the electrical standard interface RS-485.The final step was to construct a lock system with CAN as a communication protocol, and then the two lock systems would be compared.To test this, two ESP32-PoE development boards are programmed into a controller and a locking device. A mechanical door lock system was designed on a breadboard before being replaced by two PCBs. Of the two circuit types that were developed, the control unit worked as expected, while the motorlock unit had problems with it’s motor. However, it was able to handle its other tasks such as reading signals from the controller via a 10 meter cable and reading signals from its door locating magnetic sensor. The disassembled lock system sends signals faster, and opens the lock approximately as quickly, but is not as secure as the commercial CAN lock system has restrictive security measures.

Avalanches kill on average 250 people per year. Fall detection algorithms have been used to detect many different types of falls. In this work, a robust humanoid test rigwas designed and built to investigate the use of proven threshold based fall detection algorithms during skiing. A novel burial detection algorithm is used, to detect whether or not a person has been buried by snow, as this is often lethal. Data acquisition were conducted in the Swedish mountains, as well as computer simulations to further strengthen the results. This thesis shows that an IMU, in conjunction with force sensors around the chest and shoulders are sufficient to detect a fall and burial by snow. The algorithms achieve excellent results based on measurement data gathered by thetest rig. Tests were made to check the algorithm for a person gathering data. This showed that additional evaluation is needed to be applicable to live people, since skiing by the test rig is not completely representative of human skiing. / Laviner dödar i genomsnitt 250 människor per år. Fallavkänningsalgoritmer har använts för att upptäcka många olika typer av fall. I detta arbete har en robust människoliknande testrigg designats och byggts för att undersöka användningen avbevisade gränsvärdebaserade fallavkänningsalgortimer under skidåkning. En ny begravningsavkänningsalgoritm används, för att avkänna om en person har blivit begraven av snö, då det är livshotande. Datainsamling gjordes i de svenska fjällen, samt datorsimuleringar för att vidare stärka resultaten. Denna avhandling visar att en IMU, tillsammans med kraftsensorer runt bröstet och axlar är tillräckligt för att avkänna ett fall och begravning i snö. Algoritmerna producerar förträffliga resultat av baserat på mätdata samlat avtestriggen. Tester gjordes för att granska algoritmen när en person samlar data. Det visade att ytterligare undersökning krävs för applicering på levande människor, då skidåkning av testriggen inte är helt representativt av mänsklig skidåkning.

The purpose of this project is to design and construct a portable lightweight elevator for transportation of goods to rooftops. The elevator should be easy to transport, assemble and disassemble, it should also be useful at various heights and for a wide range of roof inclinations. The elevator contains a railway consisting of four separable modules. A carriage rides the railway and is pulled to the top with a winch powered by a DC-motor. The carriage starts and stops using a Rocker switch and a Hall sensor that detects magnets placed at the end and beginning of the railway. After performing tests with the elevator the conclusion is that the elevator is practical to assemble and transport, but the carriage derails too easily when the railway has angular changes. / Målet med projektet är att designa och konstruera en portabellättviktshiss som kan transportera gods från marknivå till hustak. Den ska vara lätt att transportera och att montera ner och upp, den ska också gå att anvåanda för olika höjder och på hus med olika taklutningar. Hissen består av en räls som går att ta isär i fyra olika delar. En vagn åker på fyra hjul uppför rälsen och lyftkraften kommerfrån en vinsch som drivs av en likströmsmotor. Vagnen kan starta och stanna med hjälp av en knapp, den stannar även automatisk då en hallsensor på vagnen känner av magneter som är placerade vid början och slutet av rälsen. En arduino Uno skickar signaler mellan de elektriska komponenterna och motorn får ström via en H-brygga, vilket gör att den kan rotera i båda riktningarna. Efter att hissen testats kan det konstateras att konstruktionen är enkel att bygga ihop och smidig att fästa vid olikavinklar och höjder. Däremot spårar vagnen ofta ur då hissen körs med för branta vinklar mellan de olika delarna av rälsen.

Robotic arms and hands come in all shapes and sizes, they can be general purpose or task-specific. They can be pre-programed by a computer or controlled by a human operator. There is a certain subsection of robotic hands which try to mimic the shape, movement and function of the human hand, these are sometimes known as biomimetic robotics. This project explores the human robot interaction by creating an anthropomorphic robotic hand with an accompanying exoskeleton. The hand, which consists of a 3D-printed body and fingers, is connected to a forearm where the servos that control the fingers are housed. The exoskeleton connects to the operator's hand allowing finger tracking through a set of potentiometers. This setup allows the operator to intuitively control a robotic hand with a certain degree of precision. We set out to answer research questions in regard to the form and function of a biomimetic hand and the exoskeleton. Along the way, a multitude of problems were encountered such as budgetary issues resulting in only half the fingers having movement. Despite this, good results were gathered from the functioning fingers and our research questions were answered. / Robotarmar och händer finns många former och storlekar, de kan vara för allmänna ändamål eller uppgiftsspecifika. De kan programmeras av en dator eller styras av en mänsklig operatör. Det finns en viss typ av robothänder som försöker efterlikna formen, rörelsen och funktionen hos den mänskliga handen, och brukar kallas biomimetisk robotik. Detta projekt utforskar interaktionen mellan människa och robot genom att skapa en antropomorf robothand med tillhörande exoskelett. Handen, som består av en 3D-printad kropp och fingrar, är ansluten till en underarm där servormotorerna som styr fingrarna sitter. Exoskelettet ansluts till operatörens hand vilket möjliggör spårning av fingrarnas rörelse genom ett antal potentiometrar. Detta tillåter operatören att intuitivt styra en robothand med en viss grad av precision. Vi valde att besvara ett antal forskningsfrågor med avseende på form och funktion av en biomimetisk hand och exoskelettet. Under projektets gång påträffades en mängd problem såsom budgetproblem som resulterade i att bara hälften av fingrarna kan kontrolleras. Trots detta fick vi bra resultat från de fungerande fingrarna och våra forskningsfrågor kunde besvaras.

In this bachelor’s thesis, the development and construction of a soft exoskeleton for a human hand is described.The purpose of the project includes evaluating what type of exoskeleton that is most suitable for aiding the user inactivities of daily living and how this exoskeleton can be constructed in order to increase grip strength in the human hand. In addition, the prototype should be portable and not inflict any harm on the user. The necessary theoretical research is thoroughly conducted followed by the construction of the final prototype. The purpose of the project is achieved, resulting in a flexible, portable and safe exoskeleton which with satisfaction can aid the user in its activities of daily living. However, this prototype is limited to exclusively include the thumb and index finger, and in further work the prototype can be developed to include all five fingers of the human hand. / I detta kandidatexamensarbete behandlas utvecklingen och konstruktionen av ett mjukt exoskelett för den mänskliga handen. Syftet med projektet är att undersöka vilken typ av exoskelett som passar bäst för att hjälpa användaren med aktiviteter i det dagliga livet, samt hur detta exoskelett kan konstrueras för att förstärka greppet i handen. Prototypen ska även vara bärbar och inte skada användaren. Den nödvändiga teorin presenteras, följt av konstruktionen av den slutgiltiga prototypen. Syftet med projektet uppfylls och resulterar i ett flexibelt, portabelt och säkert exoskelett som kan hjälpa användaren med aktiviteter i det dagligalivet. Dock är denna prototyp begränsad till att endast inkludera styrning av tummen och pekfingret, och prototypenkan således i framtida arbeten utvecklas till att inkludera samtliga fem fingrar på den mänskliga handen.

The purpose of this work was to investigate how a last mile-transport vehicle can be constructed around a shoe. The prototype, which is controlled without a handheld controller, was designed to propel an adult forward with the use of an electric driveline. The user can easily stop driving, and instead walk short distances without removing the prototype. Research questions have been answered regarding how the battery and motor can be configured to reach a top speedof 15 km/h and a range of 3 km. In addition, answers were given as to how a user should control the vehicle’s speed in a safe and simple way, without the use of a handheld remote controller. The results show that the prototype reaches the specified top speed, and that the specified range is reached and exceeded. The user controls the motor power by moving their weight from the left to the right foot. The applied weight is measured by load cells under the heel, and after calibration, this user input method can be seen as satisfactory. The electric driveline, which is mounted under the shoe, allows the user to walk short distances without removing the prototype. Future work may add safety equipment such as lamps and a bell to make the product legal for use in public areas. In addition, a left shoe needs to be developed further, due to how the concept is dependent on it to function optimally. / Det här arbetet hade till avsikt att undersöka hur ett sistasträckan-fordon kan konstrueras kring en sko. Prototypen, vilken styrs utan en handkontroller, utformades för att förflytta en vuxen person med hjälp av en elektrisk drivlina. Användaren kan enkelt sluta åka, och istället gå kortare sträckor utan att ta av sig prototypen. Forskningsfrågor har besvarats angående hur batteri och motor kan konfigureras för att uppnå topphastigheten 15km/h och färdsträckan 3 km. Dessutom besvarades hur en användare ska kontrollera fordonets hastighet på ett säkert och enkelt sätt, utan användning av en handkontroll. Resultaten visar att prototypen uppnår topphastigheten, och att den angivna räckvidden uppnås och överskrids. Användaren styr motoreffekten genom att förflytta sin vikt från vänster till höger fot. Den applicerade vikten mäts av lastceller under hälen, och efter kalibrering kan denna användar-inmatningsmetod ses som tillfredsställande. Den elektriska drivlinan, som monteras under skon, tillåter att användaren går kortare sträckor utan att ta av sig prototypen. Framtida arbete kan tillägga säkerhetsutrustning, som lampor och ringklocka för att göra produkten laglig för användning på allmän plats. Dessutom behöver en vänstersko utvecklas mer, på grund av hur konceptet är beroende av denna för att fungera optimalt.

A simple idea can have many different construction solutions and a claw machine is a good machine to try different solutions on. The goal of this thesis was to find out how a claw machine could be created as simple as possible and finding out which parts that were essential in constructing the machine. The claw machine’s shell was built using a laser cutter and details were 3D-printed. With 4 metal rods and two stepper motors the claw machine gantry worked properly. Finally a 3D-printed claw was made and attached to a servo motor and a stepper motor, a functional claw machine had been constructed. The conclusions of this thesis was that stop-sensors were not necessary in the making of the machine as the motors can’t move the claw further than to the edges and risk damaging the machine, step counting with proper belts is an alternative. Further conclusions was that 3D-printed bearings creates too much friction and therefore the gantry can’t operate, and using a fixed timing belt instead of a movable one is to prefer. / En enkel idé kan ha många olika konstruktionslösningar, en klomaskin är ett exempel på en sådan idé som kan fungera som ett exempel att pröva olika konstruktionslösningar på. Målet med det här kandidatexamensarbetet var att undersöka hur en klomaskin kan uppnå sin funktion genom att ta reda på vilka komponenter som är viktigast för att konstruera maskinen. Klomaskinens skal laserskärdes och detaljdelar 3D-printades. Med 4 metallstänger och stegmotorer så fungerade klomaskinens ställning. Slutligen så var klomaskinen konstruerad. Slutsatser av det här kandidatexamensarbetet var att stoppsensorer inte var nödvändiga eftersom motorerna inte kunde föra klon längre än i det begränsade området och riskera att skada maskinen, stegräkning är ett alternativ med kuggremmar som inte slirar. Andra slutsatser var att 3D-utskrivna lager resulterade i mycket friktion och därmed en mekanism som inte fungerade och att använda en fix kuggrem är att föredra över en rörlig.

A significant security risk of modern vehicles is their vulnerability to relay attacks, due to challenge-response methods, such as those employed in Passive Keyless Entry (PKE) used by most commercial cars, being inherently exposed. This class of attacks are where communication between a vehicle and its key is relayed by an attacker over long range - thereby bypassing any encryption and unlocking the vehicle without requiring direct access to the key. While a multitude of defenses have been proposed in recent years, many lack either robustness or practicality. Any viable system will likely have to rely on an environmental parameter which is not easily manipulated. Moreover, the system has to be: cost effective; easily implementable; and take user comfort, such as the key’s battery life, into account. This thesis implements and evaluates a PKE system resistant to relay attacks, analyses a multitude of proposed strategies in literature for feasibility, as well as suggests a novel method: Approach Curve Matching. It is concluded that the most promising strategies are: Immobility Detection, Distance Bounding Protocols, and Approach Curve Matching - the first of which is chosen to be implemented in the prototype PKE system. The project develops a PKE system and implements the communication protocol using Bluetooth, as opposed to the conventional RFID. Immobility Detection, using an accelerometer, is then implemented. The final system is then tested and evaluated. It is concluded that while Immobility Detection is not comprehensively effective, it is easily implementable, cost-effective, and can greatly increase the security of PKE systems. Finally, it is proposed that Immobility Detection should be employed promptly by manufacturers while investigating potentially more effective, albeit uncertain, strategies. / En betydande säkerhetsbrist av moderna fordon är deras sårbarhet mot så kallade ’relay attacker’. Dessa typer av attacker, där signaler mellan bilen och nyckeln vidarebefordras, kringgår all kryptering och låser upp bilen utan att ha direkt tillgång till nyckeln. En stor del av kommersiella fordon tillämpar ’Passive Keyless Entry’ (PKE) som bygger på ’challenge-response’ metoder som visats vara särskilt utsatta för dessa attacker. En mängd olika skyddssystem har föreslagits på senare år, men många saknar erforderlig robusthet eller genomförbarhet. Ett lämpligt system bör uppfylla en rad olika kriterier. Strategin måste grundas på en omgivningsparameter som är både oföränderlig och tillräckligt rymdberoende att två nära positoner kan skiljas åt. Dessutom ska systemet vara kostnadseffektivt, implementerbart, och ta hänsyn till användarkomfort såsom batteritid. Projektets huvudsyfte är konstruktionen och analysen av ett ’relay attack’ resistent PKE system. I detta projekt ingår också en analys av ett antal föreslagna försvar och ett förslag om en ny metod: ’Approach Curve Matching’. Slutsatsen dras att de mest lovande taktikerna är: analys av Jaccard indexet av Wi-Fi hotspots, ’Distance Bounding Protocols’, ’Approach Curve Matching’ och ’Immobility Detection’ som också implementeras i prototyp PKE systemet. Projektet utvecklar först ett PKE system med två Raspberry Pis som agerar som bilens och nyckelns mikrodatorer och implementerar kommunikationsprotokollet med hjälp av Bluetooth. ’Immobility Detection’ är sedan implementerad genom en inbyggd accelerometer i nyckeln. Slutligen testas och utvärderas systemet. Det konkluderas att trots att ’Immobility Detection’s effektivitet inte är helt omfattande är den lätt att implementera, kostnadseffektiv, och kan bidra till en betydlig ökning av säkerheten hos PKE system. Vidare observerade projektet att Bluetooths ’Received Signal Strength Indicator’ (RSSI) mätningar är utsatta för avsevärd ostadighet och är allmänt omgivningsberoende. Därför anses Bluetooth RSSI inte lämplig för PKE tillämpningar även om andra metoder för avståndsmätning med Bluetooth kan ha högre prestanda. Det föreslås att ’Immobility Detection’ tillämpas av tillverkare omgående medans andra potentiellt mer effektiva strategier utreds.