Táto diplomová práca sa zaoberá návrhom a realizáciou výukového modelu pre študentov mechatroniky na vysokej škole. Úvod práce sa zaoberá krátkym uvedením do problematiky používania univerzálnej sériovej zbernice a jej implementáciou pre komunikáciu s mikrokontrolérom. Druhá časť je venovaná hardwaru zariadenia, medzi čo patrí voľba vhodného motoru, návrh vhodných elektronických komponentov, návrh dosiek plošných spojov a taktiež mechanickej konštrukcie celého zariadenia. Nasleduje softwarová časť, popisujúca praktickú realizáciu komunikácie, program v mikrokontroléry, a Toolbox, ktorý umožňuje užívateľovi jednoduchú interakciu s hardwarom a to jak z Matlabu. tak zo Simulinku. Kombinácia navrhnutých hardwarových a softwarových prvkov umožňuje jednoduchú cestu k zlepšeniu vedomostí študentov v oblastiach programovania, riadenia a modelovaní sústav. Pre tieto účely je práca rozšírená o pracovný list, ktorý dopĺňa navrhnuté zariadenie o sadu experimentálnych úloh, zameraných na vybrané mechatronické problémy.

The 4-Stroke inverter topology is investigated and implemented in thisthesis as a method to damp the oscillation at the MOSFET drain-sourcevoltage when reverse recovery occurs. The aim is lower ElectromagneticInterference source level from the power inverter. The designprocess is coming from analyzing the appropriate inductor, making asimulation in LTSPICE and making a high-performance six-layer PCBfor the high current application. Finally, the prototype is tested in differentcontrol timing, radiated emission test and conducted emissiontest. / 4-taktsomvandlarens topologi undersöks och implementeras i dennaavhandling som en metod för att dämpa oscillation när reverse recoverysker i slutstegets MOSFET. Syftet är att dämpa elektromagnetiskstörning från kraftomvandlaren. Designprocessen är att analyseralämplig induktans, göra en simulering i LTSPICE och designa ett högpresterande6-lager PCB för kraftiga strömmar. Slutligen testas prototypenmed olika kontrolltider, elektromagnetisk emission och elektromagnetiskkonduktion.

Inom miljöer med krav på hög säkerhet såsom kärnkraftverk behövs ett billigt och pålitligt alternativ för att snabbt och enkelt kunna detektera obehöriga individer vid intrång. Föreliggande rapport beskriver arbetet kring utveckling av en rörelsedetektor som har funktionen att detektera obehöriga personer inom områden där de inte har tillträde. Det slutliga målet med detta arbete är att konstruera en programmerbar krets som arbetar med signalerna från rörelsesensorn HB100, som utan underhåll kan täcka stora ytor. Arbetet har avgränsas till elektronikdesign, filterkonstruktion, EMC samt programmering av den färdiga kretsen. / Within environments with high demands on security like nuclear power plants there is a high demand on a cheap and reliable system for detection of unauthorized individuals of intrusion. This report describes the work on the development of a motion detection system using the doppler effect. The ultimate goal of this work is to design a programmable circuit that works with signals from the motion sensor HB100, which without maintenance can cover large areas. The work has been limited to electronic design, filter design, EMC and programming of the complete circuit.

Structured Light Imaging (SLI) is a means of digital reconstruction, or Three-Dimensional (3D) scanning, and has uses that span many disciplines. A projector, camera and Personal Computer (PC) are required to perform such 3D scans. Slight variances in synchronization between these three devices can cause malfunctions in the process due to the limitations of PC graphics processors as real-time systems. Previous work used a Field Programmable Gate Array (FPGA) to both drive the projector and trigger the camera, eliminating these timing issues, but still needing an external camera. This thesis proposes the incorporation of the camera with the FPGA SLI controller by means of a custom printed circuit board (PCB) design. Featuring a high speed image sensor as well as High Definition Multimedia Interface (HDMI) input and output, this PCB enables the FPGA to perform SLI scans as well as pass through HDMI video to the projector for Spatial Augmented Reality (SAR) purposes. Minimizing ripple noise on the power supply by means of effective circuit design and PCB layout, realizes a compact and cost effective machine vision sensing solution.

<p>Today, wireless communications is used more then ever before. Wired systems are replaced with wireless versions. New methods and transmission standards are developed and tested. The purpose of this thesis is development of a flexible high-performance System Test Platformfor test of the SoCTRix Wireless LAN Transceiver. </p><p>The result is a Xilinx Virtex-II FPGA based System Test Platform board with CardBus PC Card interface to a computer. The hardware achieved has the following features:</p><p>- 8-layer PCB</p><p>- PCMCIA CardBus PC Card interface, enabling 133 MB/s data throughput</p><p>- 1M Gate Virtex-II FPGA with reprogrammable configuration memory</p><p>- Debugging via LEDs and Logic Analyzer connectors</p><p>- 2x SPI EEPROM</p><p>- 40 MHz system clock</p><p>- Easy connection of two daughter-boards</p><p>Specially designed for wireless transmitter development, can also be used for other computer related highperformance applications.</p>

Today, wireless communications is used more then ever before. Wired systems are replaced with wireless versions. New methods and transmission standards are developed and tested. The purpose of this thesis is development of a flexible high-performance System Test Platformfor test of the SoCTRix Wireless LAN Transceiver. The result is a Xilinx Virtex-II FPGA based System Test Platform board with CardBus PC Card interface to a computer. The hardware achieved has the following features: - 8-layer PCB - PCMCIA CardBus PC Card interface, enabling 133 MB/s data throughput - 1M Gate Virtex-II FPGA with reprogrammable configuration memory - Debugging via LEDs and Logic Analyzer connectors - 2x SPI EEPROM - 40 MHz system clock - Easy connection of two daughter-boards Specially designed for wireless transmitter development, can also be used for other computer related highperformance applications.

I det här examensarbetet har hårdvara och mjukvara för att styra switchningen av en högspänning till en röntgendetektor utvecklats. Examensarbetet har utförts på uppdrag av företaget XCounter som utvecklar avancerade röntgendetektorer. Resultatet av arbetet är ett kretskort som monteras i en av företagets röntgendetektorer. Kretskortet och mjukvarans funktionalitet är att switcha en högspänning samt reglera fem dioder enligt ett mönster som är ställbart i mjukvaran. Mönstret ställs utifrån en synksignal som kommer från detektorn. Timingen av händelserna är kritisk. Denna rapport beskriver utvecklingen av detta kretskort och den tillhörande mjukvaran. Från planering av komponenter till simulering av konstruktionen till själva utvecklingen. / In this thesis the hardware and software has been developed for controlling the switching of a high voltage to an X-ray detector. This thesis has been done on the behalf of the company XCounter that develops advanced X-ray detectors. The result of this work is a circuit board that is mounted in one of XCounters X-ray detectors. The circuit board and software functionality is to switch the high voltage and regulate the five diodes according to a pattern that is adjustable in the software. The pattern is adjustable in relation to a sync signal coming from the detector. The timing of the events is critical. This report describes the development of this circuit board and associated software. From the planning of components to the simulation of the design to the actual development.

Real-time monitoring of vehicle data during testingcan drastically cut down on test times as well as improve thequality of testing by facilitating the implementation of run-timecompliance verification with expected model behavior, along withanomaly detection in both hardware and software. By providinga wireless communication link between vehicles and a monitoringbase station, this project aims to build the groundwork formore sophisticated testing proceedings in the future. The wirelesscommunication system implemented in this project mirrors datafrom the two CAN data busses on the vehicle and transmits themvia a licence-free 868 MHz ISM band. The receiver is connectedto a computer where the data can be visualized and analyzed inreal-time. The project goals were exceeded in both throughputand range. Early testing has shown that data rates of 150 kbit/sand ranges 1.2 km and beyond are achievable. The project has seta solid foundation upon which wireless testing routines can nowbe developed. Hardware and software developed in this projectcan be built upon and optimized further in future revisions toachieve even higher data rates and longer ranges. / Övervakning av fordonsdata i realtid undertestprocessen kan drastiskt dra ner på testtiden samt förbättrakvalitén av testerna genom att öppna upp möjligheten för verifieringav både hårdvara och mjukvara under körning. Genomatt skapa en trådlös kommunikationslänk mellan fordon och enövervakande basstation siktar det här projektet mot att läggagrunden för mer sofistikerade testmöjligheter i framtiden. Denimplementerade trådlösa kommunikationslänken speglar datafrån fordonets två CAN-databussar och sänder de över eterntill en radiomottagare. Sändningen sker via ett licensfritt 868MHz ISM band. På mottagarsidan kan datan sen visualiserasoch analyseras på en dator kopplad till mottagaren. Projektetsmål har överskridits både i datahastighet och räckvidd. Tidigatester har visat att datahastigheter på 150 kbit/s samt räckvidderpå över 1.2 km går att uppnå. Projektet har lagt en stabil grundför hur trådlös testrutin kan implementeras. Hårdvaran ochmjukvaran utvecklad i detta projekt kan byggas på och optimerasytterligare för framtida revisioner. Detta kan öppna upp för ännuhögre datahastigheter och räckvidder. / Kandidatexjobb i elektroteknik 2021, KTH, Stockholm

The purpose of this thesis is to conduct an analysis of whether the printed circuit boards from Ericsson can be tested using an automatic probing system or what changes in the design are required, to be a viable solution. The main instrument used for analyzing the printed circuit board was an oscilloscope. The oscilloscope was used to get the raw data for plotting the difference between the theoretical and actual signals. Connected to the oscilloscope was a 600A-AT probe from LeCroy. The programs used for interpreting the raw data extracted from the oscilloscope included Python, Matlab and Excel. For simulations on how an extra via in the signal path would affect the end results we used HFSS and ADS. The results were extracted into different Excel sheets to get an easier overview of the results. The results showed that the design of a board must almost become completely rebuilt for the changes, and it is therefore better to implement in a new circuit board rather than in an already existing one. Some of the components have to either be smaller or placed on one side of the board, where they cannot be in the way of the probe. The size of the board will become larger since the rules of via placements will be limited compared to before. The most time demanding part was the simulations of the extra via in the signal path, and the results showed that if a single-ended signal is below two gigahertz the placing of the via does not make a big difference, but if the signal has a higher frequency the placement is mostly dependent on the type of the signal. The optimal placement is generally around four millimeters away from the receiving end. / Målet med detta examensarbete är att göra en analys av huruvida Ericssons kretskort kan testas med hjälp av ett automatiskt probe system eller om det kräver stora förändringar i designdelen av kretskorten och om, vad för förändringar det i sådant fall kan vara. Till hjälp att analysera kretskorten har vi haft oscilloskop för att få ut rådata om skillnaderna mellan de teoretiska och verkliga signalerna. För att kunna tyda oscilloskopets samplade signaler har olika programmeringsspråk som Python, Matlab samt Excel använts. En extra via i signalens väg har även simulerats i HFSS och ADS med olika sorts probar för att se hur signalens beteende påverkas. Resultaten extraherades sedan in i olika Excel ark för att få en lätt överskådlig bild av resultaten. Resultatet vi fick visade att utformningen av ett kretskort med ändringarna skulle vara lättare att göra med en ny design istället för en redan existerande då större delar av kortet skulle behöva göras om. Vissa stora komponenter behöver antingen göras om, hitta mindre men likvärdiga eller sättas på ena sidan av kortet där de inte är i vägen för proben. Kretskorten som kommer använda flygande probesystem kommer antagligen bli lite större då viornas placering är mer begränsade än tidigare. Det mest tidskrävande arbetet var att simulera olika placeringar av en extra via i signalens väg. Detta visade att på en single ended signal under två gigahertz så gör det ingen större skillnad vart i signalens väg som den extra vian placeras. Då en högre frekvens används så är själva signalens karaktär det viktigaste än placeringen av en via, men om man inte vet den exakta karaktären så är fyra millimeter bort från mottagarens sida att rekommendera då närmare placering av viorna gör att signalerna börjar störa varandra.

In this thesis, a wireless module in form of a portable peripheral printed circuit board that can connect to a master device, periodically sending values from a sensor, has been developed to the company Biotage. A literature study has been made on antennas and PCB-design for high frequency applications and a prototype has been designed through CAD software. This thesis handles the design process behind the module which consists of choosing suitable components, measurements/matching of an antenna and design of a suitable rechargeable power supply module. The prototype resulted in a portable, fully wireless device with a long expected battery life with the help of Bluetooth Low Energy technology and low power usage components.