This report includes research into how to automate a small scale system for hydroponics. Hydroponics is a growing technique which features a soil-less environment were the plants roots are exposed to a nutrient-enriched water solution. The research focused mainly on how to regulate the pH and the level of nutrient in the water solvent and finding a system to automate that process. In the research fully grown basil plants were used as test specimens, with the plants roots submerged in a water solvent. The water solvent had sensors that were connected to a micro controller making it possible to monitor the presence of nutrients and pH in the solvent. If the micro controller deemed that the pH and/or the nutrient level was too high or too low, the micro controller would adjust the solvent by activating pumps adding pH down buffer solution and/or nutrient solution to the solvent. The research proved that a way to automate a small scale hydroponics system is by building a computerized system consisting of: • Micro controller. • pH sensor. •EC sensor (to measure nutrient level in solvent). • Temperature sensor. • Fluid pumps connected to pH- and nutrient reservoirs / I denna rapport följer en forskning om hur ett system för hydroponics kan automatiseras. Hydroponics är en odlingsteknik som utesluter nyttjandet av jord. Istället får plantorna näring och vatten via en näringsrik vattenlösning som dess rötter är i kontakt med. Forskningen fokuserade huvudsakligen på hur man reglerar pH och nivån av näringsämnen i en vattenlösning och skapa ett system för att automatisera denna processen. I undersökningen användes fullvuxna basilikaväxter som prover med plantornas rötter nedsänkta i en vattenlösning. Vattenlösningen hade sensorer som var anslutna till en mikrostyrenhet som gjorde det möjligt att övervaka nivån av näringsämnen och pH i vattenlösningen.  Om mikrokontrollen ansåg att pH- och/eller nivån av näringsämnen var felaktig så skulle mikrostyrenheten justera vattenlösningen. Detta skedde genom att mikrostyrenheten aktiverade vätskepumpar som tilsatte pH-buffer och/eller näringslösning. Forskningen visade att ett sätt att automatisera ett hydroponicsystem är att bygga ett datoriserat system som består utav: mikrostyrenhet. pH mätare. EC mätare (används för att mäta näringsnivån i vattenlösningen). Temperaturmätare. Vätskepumpar anslutna till behållare inehållandes pH- och näringslösning.

Studies have shown that music has plenty of positive effects on performances in working environments. The purpose of this project was to reap those benefits by developing a prototype that could automatically adjust the volume of a speaker. The prototype was also able to measure the total sound level in the surrounding environment. It would then regulate the speaker’s sound level in accordance with the measured sound and a desired volume set by the user. The main focus was to measure, filter and calibrate sound and to develop a regulatory system that could control the volume of the sound system. The final prototype had a user interface with an LCDdisplay and buttons. It had the ability to successfully measure the sound and its amplitude. Calibration of the sound sensor was done using two reference microphones. Measurements at eight different sound levels were taken. A model to convert the digital signal into decibels was then calculated through linear regression with a standard error of 2.9 dB. With this model the prototype could automatically adjust the volume of a Marshall Kilburn speaker to the desired level of 90 dB in approximately 40 seconds. It was found that the largest limiting factor was the sensor’s ability to pick up different sound sources at longer distances from the sensor. Further work may include optimizing the microphone and making an integrated product that can be applied to any sound system. / Studier har visat att musik har mycket positiv påverkan på effektivitet i arbetsmiljöer. Syftet med detta projekt var att lyfta fram dessa fördelar genom att utveckla en prototyp med förmågan att automatiskt reglera volymen av en högtalare. Tanken var att prototypen skulle kunna reglera högtalarens volym i enlighet med den uppmätta ljudvolymen och en önskad volym angiven av användaren. Huvudfokus var att mäta, filtrera och kalibrera ljud samt att utveckla en regulator med möjlighet att kontrollera volymen av ljudsystemet. Slutprototypen hade ett användargränssnitt med en LCDskärm och knappar. Den hade möjlighet att framgångsrikt mäta ljudet och dess amplitud. Kalibrering av ljudsensorn genomfördes med hjälp av två referensmikrofoner och uppmätning med dessa gjordes vid åtta olika ljudnivåer. En modell för konvertering av digitala signalen till decibel beräknades genom linjär regression med ett standardfel på 2,9 dB. Utifrån denna modell kunde prototypen automatiskt justera volymen på en högtalare av typen Marshall Kilburn. Detta gjordes på 40 sekunder då önskade volymen sattes till 90 dB. Den största begränsningen var ljudsensorns förmåga att uppmäta ljud från ljudkällor som var placerade på längre avstånd från sensorn. Vidareutveckling sker lämpligtvis genom optimering av mikrofonen samt skapa en integrerad produkt som kan tillämpas på godtyckligt ljudsystem.

The purpose of this bachelor thesis was to discover how an articulated vehicle can park itself using a pre-defined parking path with a combination of ultrasonic sensors as well as a rotary angle sensor. The project was divided into two parts: constructing a small scale demonstrator and the software controlling the demonstrator. The demonstrator was constructed from offthe- shelf components and custom parts. The truck was designed based on a rear wheel driven truck with Ackermann steering. The localization of a parking spot and measuring other distances was done with ultrasonic sensors and the hitch angle was measured by a rotary angle sensor. The performance of the demonstrator was evaluated by measuring the trailers angle difference from the center line of the parking spot. The performance was deemed to be reasonably good with successful parkings in 8 out of 10 attempts. / Kandidatarbetet syftar till att undersöka hur ett ledat fordon kan parkera sig självt efter en förbestämd parkeringsrutt med en kombination av flera ultraljudssensorer samt en vinkelgivare. Projektet består av två delar; konstruktion av ett miniatyrfordon samt mjukvaran som styr fordonet. Fordonet tillverkades från butiksköpta komponenter och skräddarsydda delar. Lastbilens design var baserad på en bakhjulsdriven Ackermannstyrd lastbil. Identifieringen av en parkeringsplats samt avståndsmätning hanterades av ultraljudssensorer och hitch vinkeln mättes av en vinkelgivare. Miniatyrfordonets prestanda utvärderades genom att mäta släpets vinkelskillnad från centerlinjen av parkeringsplatsen. Prestandan ansågs att vara tillräckligt god med lyckade parkeringar i 8 av 10 tester.

RoboRally is a board game where the goal is to drive a small robot from a start position to a goal across a dynamic board with different types of obstacles. The robots in this game aren’t real robots, they are small plastic figures which are moved by hand during the game. Our vision is to research a solution for implementing the game with real robots. In order to do this, precise positioning is key. The purpose of this project was therefore to create a local positioning system that allows a robot to find its position in a defined space and change it on a user command with good precision. The built positioning system is based on the time of flight technique using infrared light and ultrasound. The system uses two transmitters and one receiver to calculate two planar distances which can be converted to a coordinate within the board. To assess the system performance in a RoboRally application a small robot was built and multiple tests conducted. The first result was that a one-dimensional distance calculation using the time of flight technique achieved a mean error of 3,2 mm for distances shorter than 1 m. The next result was that the positioning system achieved a 90 x 70 cm rectangle field of view with an accuracy between 1 and 6 cm within this area. The last result was that the robot was able to move a specified distance with a precision of  ± 1 mm and then verify its position successfully at a rate of 97 %. The final conclusion of the project is that the positioning system is accurate enough for a RoboRally application but needs improvements on its field of view. / RoboRally är ett brädspel som går ut på att köra en robot från en startpunkt till ett mål över en dynamisk spelplan med olika typer av hinder. Robotarna i detta spel är inte riktiga robotar, det är små figurer av plast som flyttas för hand under spelets gång. Vårt mål är att undersöka en lösning för att implementera spelet med riktiga robotar. För att lyckas med detta så är det viktigt med noggrann positionering. Syftet med detta projekt var att skapa ett positioneringssystem som gör att en robot kan hitta sin egen position inom en yta och ändra den på kommando med god precision. Positioneringssystemet som tagits fram är baserat på time of flight teknik med hjälp av infrarött ljus och ultraljud. Systemet använder två sändare och en mottagare för att räkna ut två avstånd som sedan kan omvandlas till en koordinat på spelplanen. För att bedömma systemets prestanda i RoboRally sammanhang så har en liten robot byggts och flera tester utförts. Det första resultatet är att en endimensionell av-ståndsberäkning med time of flight tekniken kunde uppnå ett medelfel på 3,2 mm för avstånd kortare än 1 m. Nästa resultat var att positionssystemet uppnådde ett 90 x 70 cm rektangulärt synfält med en noggrannhet mellan 1 och 6 cm inom detta område. Det sista resultatet var att roboten kan förflytta sig en bestämd sträcka med en noggrannhet p°a ± 1 mm och sedan verifiera sin position korrekt 97 % av försöken. Projektets slutsats är att positionssystemet har tillräckligt bra noggrannhet för att kunna användas för RoboRally men att det behöver förbättrat synfält.

How can we improve the living standards of the visually impaired using an Arduino? Living with visual impairment could potentially be one of the hardest things one could do. Constantly having to worry about obstacles and carrying a stick to feel your way forward. In order to combat this difficulty, we have designed Vision for the Blind. One of the usages of ultrasonic sensors are to measure the distance from objects using sound waves. These sensors, in combination with Piezo buzzers, have been used in Vision for the Blind to warn the user of incoming obstacles by emitting sound from the buzzers. The volume of the buzzers is controlled by using a digital potentiometer and varies depending on the measured distance. All three are connected to an Arduino which has been coded to perform the given task. / Hur kan vi öka levnadsstandarden för visuellt nedsatta människor med hjälp av en Arduino? Att leva med visuell nedsättning är självklart ett stort problem som medför svårigheter, att alltid vara orolig över hinder som kan finnas i vägen eller bära en pinne med sig för att hitta sin väg. För att bekämpa de här svårigheterna har vi konstruerat Vision for the Blind. Ultraljudsbaserade sensorer använder ljudvågor för att mäta avstånd från ett objekt. Dessa sensorer har använts i Vision for the Blind i kombination med Piezo sumrar för att varna användaren om inkommande hinder genom att emittera ljud från sumrarna. Ljudvolymen kontrolleras med hjälp av en digital potentiometer och varierar med det uppmätta avståndet. Alla tre är kopplade till en Arduino som är kodad för att utföra det givna uppdraget.

Being able to fly has always been one of humanities greatest dreams, and today anyone can purchase a Radio-Controlled (RC) airplane or helicopter and learn how to fly. Experienced RC pilots perform stunts such as “prop hanging”. This is when an airplane flies vertically while maintaining its position with the propeller being the only motive force. In this thesis, the first steps towards converting a manually controlled hovering airplane to an autonomous one are taken by using one single accelerometer to measure differences in acceleration as input data for a height regulator. A built prototype with the height regulator implemented is tested in a test rig. The finished regulator is able to adjust and keep the airplane stable when exposed to small to medium disturbances. The regulator’s biggest weakness is the lack of input data regarding the velocity. Big disturbances result in a constant velocity, which gives zero acceleration input data, and an airplane flying away from its equilibrium position. / Att kunna flyga har alltid varit en av mänsklighetens största drömmar och idag kan vem som helst köpa ett radiostyrt flygplan eller helikopter och lära sig att flyga. Erfarna piloter som flyger radiostyrda flygplan utför konster som att ”hänga i propellern”, vilket innebär att flygplanet flyger vertikalt samtidigt som den behåller sin position där propellern är den enda drivkraften. I den här avhandlingen tas det första steget att konvertera ett manuellt styrt hovrande flygplan till ett autonomt genom att använda en enda accelerometer för att mäta skillnaden i acceleration som indata för en höjdregulator. Ett byggt prototypflygplan med höjdregulatorn implementerad testas i en testställning. Den färdiga regulatorn fungerar och kan justera och hålla flygplanet stabilt när den utsätts för små till medelmåttiga störningar. Regulatorns största svaghet är bristen på indata av hastigheten. Stora störningar resulterar i konstant hastighet, vilket ger noll acceleration som indata och ett flygplan som flyger ifrån sitt jämviktsläge.

RoboRally is a board game where the goal is to drive a smallrobot from a start position to a goal across a dynamic boardwith different types of obstacles. The robots in this gamearen’t real robots, they are small plastic figures which aremoved by hand during the game. Our vision is to researcha solution for implementing the game with real robots. Inorder to do this, precise positioning is key. The purposeof this project was therefore to create a local positioningsystem that allows a robot to find its position in a definedspace and change it on a user command with good precision.The built positioning system is based on the time offlight technique using infrared light and ultrasound. Thesystem uses two transmitters and one receiver to calculatetwo planar distances which can be converted to a coordinatewithin the board.To assess the system performance in a RoboRally applicationa small robot was built and multiple tests conducted.The first result was that a one-dimensional distancecalculation using the time of flight technique achieveda mean error of 3,2 mm for distances shorter than 1 m. Thenext result was that the positioning system achieved a 90x 70 cm rectangle field of view with an accuracy between1 and 6 cm within this area. The last result was that therobot was able to move a specified distance with a precisionof ± 1 mm and then verify its position successfully at a rateof 97 %.The final conclusion of the project is that the positioningsystem is accurate enough for a RoboRally applicationbut needs improvements on its field of view. / RoboRally är ett brädspel som går ut på att köra en robot från en startpunkt till ett mål över en dynamisk spelplan med olika typer av hinder. Robotarna i detta spel är inte riktiga robotar, det är små figurer av plast som flyttas för hand under spelets gång. Vårt mål är att undersöka en lösning för att implementera spelet med riktiga robotar. För att lyckas med detta så är det viktigt med noggrann positionering. Syftet med detta projekt var att skapa ett positioneringssystem som gör att en robot kan hitta sin egen position inom en yta och ändra den på kommando med god precision. Positioneringssystemet som tagits fram är baserat på time of flight teknik med hjälp av infrarött ljus och ultraljud. Systemet använder två sändare och en mottagare för att räkna ut två avstånd som sedan kan omvandlas till en koordinat på spelplanen. För att bedömma systemets prestanda i RoboRally sammanhang så har en liten robot byggts och flera tester utförts. Det första resultatet är att en endimensionell avståndsberäkning med time of flight tekniken kunde uppnå ett medelfel på 3,2 mm för avstånd kortare än 1 m. Nästa resultat var att positionssystemet uppnådde ett 90 x 70 cm rektangulärt synfält med en noggrannhet mellan 1 och 6 cm inom detta område. Det sista resultatet var att roboten kan förflytta sig en bestämd sträcka med en noggrannhet på ± 1 mm och sedan verifiera sin position korrekt 97 % avförsöken. Projektets slutsats är att positionssystemet har tillräckligtbra noggrannhet för att kunna användas för RoboRally men att det behöver förbättrat synfält.

The aim of this project is to examine the feasibility andreliability of the use of a low cost computer vision system totrack and intercept a thrown object. A stereo vision systemtracks the object using color recognition and then guides amobile wheeled robot towards an interception point in orderto capture it. Two different trajectory prediction modelsare compared. One model fits a second degree polynomialto the collected positional measurements of the object andthe other uses the Forward Euler Method to construct theobjects flight path.To accurately guide the robot, the angular position of therobot must also be measured. Two different methods ofmeasuring the angular position are presented and their respectivereliability are measured. A calibrated magnetometeris used as one method while pure computer vision isimplemented as the alternative method.A functional object tracking and interception system thatwas able to intercept the thrown object was constructed usingboth the polynomial fitting trajectory prediction modelas well as the one based on the Forward Euler Method.The magnetometer and pure computer vision are both viablemethods of determining the angular position of therobot with an error of less than 1.5°. / I detta projekt behandlas konstruktionen av och pålitligheteni en bollfånganderobot och dess bakomliggande lågbudgetkamerasystem.För att fungera i tre dimensioner användsen stereokameramodul som spårar bollen med hjälpav färgigenkänning och beräknar bollbanan samt förutspårnedslaget för att ge god tid till roboten att genskjuta bollen.Två olika bollbanemodeller testas, där den ena tar hänsyntill luftmotståndet och nedslaget beräknas numeriskt ochden andra anpassar en andragradspolynom till de observeradedatapunkterna.För att styra roboten till den tänkta uppfångningspunktenbehövs både robotens position, vilket bestäms med kameramodulen,och robotens riktning. Riktningen bestäms medbåde en magnetometer och med kameramodulen, för attundersöka vilken metod som passar bäst.Den förslagna konstruktionen för roboten och kamerasystemetkan spåra och fånga objekt med bådadera de testademodellerna för att beräkna bollbana, dock så är tillförlitligheteni den numeriska metoden betydligt känsligare fördåliga mätvärden. Det är även möjligt att använda sig avbåde magnetometern eller endast kameramodulen för attbestämma robotens riktning då båda ger ett fel under 1.5°.

Today’s digital society is changing the way we learn andeducate drastically. Education is being digitalized with theuse of online courses and digital lectures. This bachelorthesis solves the problem of how to be able to record alecture without a camera operator, an Automated CameraMan (ACM), for easier production of high quality educationmaterial. It was achieved with a modularized designprocess, practical testing and a scientific approach. TheAutomated Camera Man can be placed in the rear of thelecture hall to record or stream the content while it activelyadjusts itself and its direction towards the lecturerusing image processing and analysis. / I dagens digitala samhälle är sättet som undervisning skerpå under ständig förändring. Undervisningen håller på attdigitaliseras genom användningen av nätbaserade kurseroch digitala föreläsningar. Detta kandidatexamensarbetesöker en lösning på frågan om hur man kan filma en föreläsningutan en kameraoperatör, med en automatiserad kameraman,för lättare produktion av högkvalitativt videomaterial.Genom en modulariserad designprocess, praktiska testeroch vetenskapliga studier, designades ett sådant system.Det automatiska kamerastativet kan placeras längst bak ien föreläsningssal, på vilket en kamera kan placeras för attspela in eller strömma filmmaterial medan stativet riktar insig mot föreläsarens position, med hjälp av bildbehandling.

Being able to fly has always been one of humanities greatestdreams, and today anyone can purchase a Radio-Controlled(RC) airplane or helicopter and learn how to fly. ExperiencedRC pilots perform stunts such as “prop hanging”.This is when an airplane flies vertically while maintainingits position with the propeller being the only motive force.In this thesis, the first steps towards converting a manuallycontrolled hovering airplane to an autonomous one aretaken by using one single accelerometer to measure differencesin acceleration as input data for a height regulator.A built prototype with the height regulator implementedis tested in a test rig. The finished regulator is able toadjust and keep the airplane stable when exposed to smallto medium disturbances. The regulator’s biggest weaknessis the lack of input data regarding the velocity. Big disturbancesresult in a constant velocity, which gives zeroacceleration input data, and an airplane flying away fromits equilibrium position. / Att kunna flyga har alltid varit en av mänsklighetens störstadrömmar och idag kan vem som helst köpa ett radiostyrtflygplan eller helikopter och lära sig att flyga. Erfarna pilotersom flyger radiostyrda flygplan utför konster som att”hänga i propellern”, vilket innebär att flygplanet flygervertikalt samtidigt som den behåller sin position där propellernär den enda drivkraften. I den här avhandlingen tasdet första steget att konvertera ett manuellt styrt hovrandeflygplan till ett autonomt genom att använda en endaaccelerometer för att mäta skillnaden i acceleration som indataför en höjdregulator. Ett byggt prototypflygplan medhöjdregulatorn implementerad testas i en testställning. Denfärdiga regulatorn fungerar och kan justera och hålla flygplanetstabilt när den utsätts för små till medelmåttigastörningar. Regulatorns största svaghet är bristen på indataav hastigheten. Stora störningar resulterar i konstanthastighet, vilket ger noll acceleration som indata och ettflygplan som flyger ifrån sitt jämviktsläge.