This work investigates the feasibility of producing small scale, low aerodynamic loading wind tunnel models, using FDM 3D printing methods, that are both structurally and aerodynamically representative in the wind tunnel. To verify the applicability of this approach, a 2.07% scale model of the NASA CRM was produced, whose wings were manufacturing using a Finite Deposition Modeling 3D printer. Experimental data was compared to numerical simulations to determine percent difference in wake distribution and wingtip deflection for multiple configurations. Numerical simulation data taken in the form of CFD and FEA was used to validate data taken in the wind tunnel experiments. The experiment utilized a wake rake to measure 3 different spanwise locations of the wing for aerodynamic data, and a videogrammetry method was used to measure the deflection of the wingtips for structural data. Both numerical simulations and experiments were evaluated at Reynolds numbers of 258,000 and 362,000 at 0 degrees angle of attack, and 258,000 at 5 degrees angle of attack. Results indicate that the wing wake minimum in the wind tunnel test had shifted approximately 8.8mm at the wingtip for the Nylon 910 wing at 258,000 Reynolds number for 0 degrees angle of attack when compared to CFD. Videogrammetry results indicate that the wing deflected 5.9mm, and has an 18.6% difference from observed deflection in FEA. This reveals the potential for small scale wind tunnel models to be more representative of true flight behavior for low loading scenarios.

This paper describes work related to the “Miniature Student Satellite” (MIST) project and the ”SiC in Space” project, located at KTH, Stockholm, Sweden. The goal of the MIST project is to launch KTH’s first student satellite into space, carrying multiple scientific experiments where SiC in Space is included. This thesis contains a compilation of three MIST-related bachelor theses that were carried out at KTH in the spring of 2016, primarily consisting of constructing and testing circuits for power supply and measurements for the SiC in Space part of the satellite. A printed circuit board has been developed, which accommodates experiment circuits to evaluate the features and functionality of silicon carbide components in a space environment, and power the supply to the SiC in Space and the Piezo LEGS projects. The development includes designing, assembling and testing the PCB according to the MIST team’s demands and requirements. Emphasis has been laid on electrical safety to ensure that the design can not short circuit the satellite battery, as well as EMC considerations to minimize the EMI between different parts of the satellite. Final testing of the hardware has not been executed due to an ordering error and time shortage, wherefore the planned test protocol has been included for future work. / Denna kandidatuppsats beskriver arbete relaterat till “Miniature Student Satellite” (MIST)-, samt SiC in Space-projekten, vid KTH, Stockholm, Sverige. MIST-projektets mål är att skicka KTH:s första studentsatellit till rymden, där SiC in Space är ett av flera medföljande vetenskapliga experiment. Detta projekt sammanställer tre examensarbeten relaterade till MIST som genomfördes vid KTH under våren 2016, huvudsakligen bestående av att konstruera och testa kretsar för strömförsörjning samt mätningar för SiC in Space-delen av satelliten. Ett kretskort som innehåller experimentkretsar för att utvärdera egenskaper och funktionalitet för komponenter av materialet kiselkarbid i en rymdmiljö, samt strömförsörjningskretsar till SiC in Space- och Piezo LEGS-projekten har utvecklats. Utvecklingen omfattar design, montering and testning av kretskortet enligt MIST-gruppens krav. Tonvikt har lagts på elsäkerhet för att säkerställa att designen inte kan kortsluta satellitens batteri, såväl som EMC för att minimera EMI mellan olika delar av satelliten. Slutgiltig testning av hårdvaran har ej kunnat genomföras på grund av tidsbrist beroende på ett beställningsfel. Därför har det planerade testprotokollet inkluderats för framtida arbete.

In recent years, a new field of study has arisen around theapplication of the so-called higher symmetries to structures that werealready thought to be completely studied and with no room forimprovement in terms of benefits.There are two types of higher symmetries, named glide and twistsymmetries. The objective of this Master thesis is the study of theeffects coming from the application of the glide symmetry on aprinted filter in microstrip technology and its comparison with afilter with conventional reflective symmetry.The filter was adapted to the glide characteristics and we provide itsbehavior from different points of view with the purpose of reachinga better understanding of the consequences of applying the glidesymmetry on this type of printed filters.Three prototypes were manufactured and measured to validate thesimulated results. / Under senare år har ett nytt forskningsfält uppkommit genom applikationen av högre symmetrier till strukturer som redan studerats extensivt. Det finns två typer av högre symmetrier och dessa kallas glid- och vridsymmetrier. Målet med detta masterexamensarbete är att studera effekten som kommer från applikationen av glidsymmetri på ett filter, implementerat i mikrostripsteknik. Jämförelse med filtret med enbart reflektionssymmetri görs också. Glidsymmetri har introducerats i filtret och vi undersöker filtrets beteende från en rad olika synvinklar för att uppnå en bättre förståelse för konsekvenserna av glidsymmetri för den här typen av tryckta (”printed”) filter. Flera prototyper har tillverkats och mätts för att validera de simulerade resultaten.

Energy Harvesting, also known as power harvesting or ambient power, is the process of obtaining small amounts of power from secondary sources, such as vibrations, light, temperature variations and even radio-frequency emissions. These systems have been uncommon in personal and wearable electronics in the past, however they are slowly gaining traction. With the increasing sophistication of prosthetic limbs and implants, devices that in some cases require a consistent and reliable power source, the potential field of application for energy harvesting grows wider. This thesis project evaluates whether energy harvesting methods could be implemented in future prosthetic limb designs without significantly affecting weight, user comfort, complexity of design etc., and whether the gains of such an implementation would be worth the effort and cost put into it. For reference the project used the RHEO KNEE® by Össur Hf., a microcontroller controlled prosthetic knee, as a device that such a system could be integrated with. Energy harvesting is still an emerging field and is a long time away from being a viable primary power source for most electronic devices. However, it still might have potential as a supplementary source for extending charge cycles or making smaller (and therefore more lightweight) power cells viable. This master’s thesis project was broad in scope and included 3D-design; mechanical, electrical and embedded software design; and setting up a miniature kinetic power generator as well as a photovoltaic harvesting system. No amputees were available for testing the designs so the system was tested with a 3D-printed model that was moved by hand to simulate the generation process. Due to some incorrect inital assumptions, the final electronic design was not optimal for this kind of system. However, a kinetic generator that harvested power from a modeled heel striking the ground 50 times a minute produced about 23mW of power. 53cm2 of photovoltaic panels produced 42μW of power in an ambient light setting. For comparison, a low-power microcontroller needed about 119μW of power on average to do some simple processing and send Bluetooth transmissions once every two seconds. / Energiinsamling (e. Energy Harvesting), är processen för att erhålla små mängder kraft från sekundära källor, såsom vibrationer, ljus, temperaturvariationer och utstrålning i radiofrekvens. Dessa system har varit ovanliga i hemelektronik och bärbar teknik, men de vinner sakta dragkraft. Med den ökande förfining av proteser och implantat, som i vissa fall kräver en jämn och pålitlig strömkälla, växer det potentiella användningsområdet för energiinsamling. Detta examensarbete utvärderar huruvida energiinsamlingsmetoder skulle kunna implementeras i framtida proteskonstruktioner utan att nämnvärt påverka vikt, användarkomfort, komplexitet i design etc., och om vinsterna med en sådan implementering skulle vara värd ansträngningen och kostnaden. Som exempel använde detta projekt en datoriserad knäprotes av Össur HF, RHEO KNEE®, som exempel på ett system som energiinsamling skulle kunna integreras med. Energiinsamling är fortfarande ett växande forskningsområde och är långt ifrån att en strömkälla för det mesta elektronik.. Det kan ändå ha potential som en kompletterande strömkälla som kan förlänga laddningscykler eller göra mindre (och därför lättare) batterier möjliga. Detta examensarbete var brett i omfattning och inkluderade 3D-design; mekanisk-, elektrisk- och mjukvara-design; och inrättning av en kinetisk kraftgenerator i miniatyr samt ett ljusdrivet energiinsamlingssystem. Inga amputerade var tillgängliga för att testa designen, därför så testades systemet med en 3D-printad modell som rördes för hand för att simulera strömförsörjelseprocessen. På grund av några felaktiga initiala antaganden var den slutliga elektroniska designen inte optimal för denna typ av system. Ändå lyckades en kinetisk generator som använde energiinsamlingsprinciper producera cirka 23mW ström genom en simulerad häl som träffade marken cirka 50 gånger i minuten. 53cm2 solcellspaneler producerade 42μW energi i en ljussatt miljö. Som jämförelse behövde en strömsnål styrkrets i genomsnitt cirka 119μW effekt för att genomföra enkla programprocesser och skicka Bluetooth-överföringar en gång varannan sekund. / Hliðarorkuöflun (e. energy harvesting), sem einnig bætti kalla umhverfisöflun, er ferlið við að fá lítið magn af orku frá óbeinum aflgjafa, svo sem frá hristingi, ljósi, hitabreytingum og jafnvel útvarpsbylgjum. Þessi kerfi hafa verið sjaldgæf í raftækjum hingað til, þó þau eru hægt og rólega að fá hlutdeild. Með nýrri og fágaðri gervilimum og ígræðslum, tæki sem í sumum tilvikum þurfa samfellda og áreiðanlega orkjugjafa, víkkar mögulegt notkunarsvið hliðarorkuöflunar. Þetta lokaverkefni metur hvort aðferðir við hliðarorkuöflun gætu verið notaðar í hönnun gervilima framtíðarinnar án þess að hafa neikvæð áhrif á þyngd, þægilegheit, flóknun hönnunar o.þ.h., og hvort hagur sé í samræmi við framlag og kostnað. Þetta verkefni notar RHEO KNEE® frá Össuri Hf. sem viðmið, sem er gervihné stjórnað af örtölvu. Viðmiðinu er ætlað að sýna notagildi kerfisins. Hliðarorkuöflun er ennþá svið í þróun og er nokkuð í að það geti orðið frumorkugjafi fyrir flest raftæki. Hins vegar þá gæti það enn átt möguleika á að vera aukaorkugjafi til að auka tímalengd hverrar hleðslu eða gera minni og léttari rafhlöður raunhæfari. Þetta meistaraverkefni var viðamikið að því leiti að það fól í sér þrívíddarhönnun; vél-, raf- og hugbúnaðarhönnun; og uppsetningu á hreyfirafal ásamt ljósorkuöflunarkerfi. Engir einstaklingar sem misst hafa fót voru til staðar til að prófa hannanir þessa verkefnis. Þ.a.l. voru þær prófaðar með þrívíddarprentuðum líkönum sem hreyfð voru með handafli til að líkja eftir orkuframleiðsluferlinu. Vegna rangrar upprunalegrar forsendu þá var endanleg rafhönnunin ekki ákjósanleg fyrir slíkt kerfi. Hreyfirafall tengdur við gervihæl sem sló jörðu 50 sinnum á mínútu framleiddi þó 23mW af orku. 53cm2 af ljósorkueiningum framleiddu 42μW af afli í meðal herbergisbirtu. Til samanburðar þá eyðir skilvirk örtölva u.þ.b. 119μW af afli í einfaldri tölvuvinnslu ásamt því að senda Bluetooth sendingu á tveggja sekúnda fresti.

With the rise of high frequency communication systems such as 5G, new types of antennas has to be developed in order to meet the new requirements. In recent years, lens antennas made of periodic structures has been shown to have desirable performance when increasing operational frequency without increasing the size of the antennas. One way of manufacturing the lenses for the antennas are with 3D printers loaded with dielectrics with specified permittivity. This project group studied the process of designing and manufacturing a flat Maxwell fish eye lens at 5 GHz with a bandwidth of 3.5 GHz to 6 GHz. The resulting design is a lens based on a periodic configuration of cuboid unit cells made from dielectrics which consisted of a hole. By choosing the ratio of dielectric and holes in the unit cells, each part of the lens could be tuned to achieve a specific effective refractive index required for realising the Maxwell fish eye lens.

The increasing demand for digitalization has spurred the need for novel and sustainable designs of electronic devices like sensors. Advanced additive print technologies, organic inks, and bio-based substrates in device fabrication exhibit promising potential for reducing energy and raw material consumption, thereby alleviating environmental impacts. One such innovation is the novel method of laser graphitization in designing devices like printed humidity sensors. This study focuses on evaluating the environmental impacts of implementing this novel technique in the field of printed electronics. In particular, the thesis conducts a cradle-to-gate life cycle assessment (LCA) of producing a resistive-type humidity sensor from a forest-based wood ink using laser graphitization. The sensor is based on the design that was demonstrated in the lab facilities at the Research Institutes of Sweden (RISE), Norrköping. The assessment is at a lab-scale production of making 1mm2 area of a laser-induced graphitized (LIG) sensor, excluding usage, disposal, or recycling phases. The results highlight impacts from electricity usage as the primary contributor to the overall environmental impacts, across the production process, followed by the impacts from material usage. The impact share distribution from these two hotspots identifies opportunities in the process that need to be prioritized for immediate actions. Sensitivity analyses varying the sensor layer thickness and the electricity mix of the laboratory facilities reveal insightful impact trends. The results from scenario analyses show the LIG sensor to have much lower environmental impacts than that of a sensor with silver electrodes and carbon-based sensing ink. They also show potential for achieving economies of scale from the mass production of LIG sensors. The data inventory for the processes and components of the sensor stands as a crucial part of this study, relying heavily on literature, assumptions, and proxy data. While these may reveal some uncertainties and limitations, the study nonetheless, serves as an important reference for future research concerning similar databases and a cradle-to-grave LCA of the sensor. / Den ökade efterfrågan för digitalisering har skapat behov av nya och hållbara designs av elektroniska enheter som sensorer. Avancerade lager printteknologier, organiskt bläck och biobaserat substrat i enhetstillverkning visar lovande potential för att reducera energi och rå materielkonsumtion och därmed minskning av miljöpåverkan. En sådan innovation är den nya metoden av lasergrafitisering i designenheter som printad fuktighetssensor. Denna studie har som fokus att utvärdera miljöpåverkan av ny teknik inom området tryckt elektronik. I synnerhet ska avhandlingen göra en livscykelanalys (LCA), från råvaruutvinning till slutprodukt av att producera en resistent fuktsensor från ett skogsbaserat träbläck genom lasergrafitisering. Sensorn är baserad på en design som var demonstrerad i en labbanläggning hos forskningsinstitutet RISE i Norrköping. Forskningen är analysen av laboratorieskalad produktion av 1mm2 lasergrafitiserad sensoryta, exklusive användning, bortskaffande och återvinningsfaser. Resultaten lyfter fram påverkan från elektronisk användning som den primära bidragaren till övergripande miljöpåverkan över hela produktionsprocessen, följd av påverkan från materiell användning. Påverkan från dessa två hotspots uppmärksamgör möjligheter i processen som är av prioritet för omedelbart åtgärdande. Känslighetsanalyser av de varierande sensorskiktens tjockhet och elektronisk mix i laboratoriums faciliteten, påvisar insiktsfulla påverkanstrender. Resultaten från scenarioanalyser visar att LIG sensorer har mycket lägre miljöpåverkan än sensorer med silverelektroner och kolbaserat avläsningsbläck. De visar också potential för att uppnå ekonomisk skalbarhet för massproducering av LIG-sensorer. Datalagring för processerna och komponenterna av sensorn står som kritisk del av studien, med en tung tillit på litteratur, antaganden och proxydata. Då dessa faktorer kan påvisa några osäkerheter och begränsningar så bidrar studien ändå som en viktig referens för framtida forskning berörande liknande databaser och en LCA från råvaruutvinning till sluthanteringsfasen av sensorn.

In the intricate domain of Printed Circuit Boards (PCBs), object detection poses unique challenges, particularly given the broad size spectrum of components, ranging from a mere 2 pixels to several thousand pixels within a single high-resolution image, often averaging 4000x3000 pixels. Such resolutions are atypical in the realm of deep learning for computer vision, making the task even more demanding. Further complexities arise from the significant intra-class variability and minimal inter-class differences for certain component classes. In this master thesis, we rigorously evaluated the performance of a CNN-based object detection framework (FCOS) and a transformer model (DETR) for the task. Additionally, by integrating the novel foundational model from Meta, named ”Segment Anything,” we advanced the pipeline to include instance segmentation. The resultant model is proficient in detecting and segmenting component instances on PCB images, achieving an F1 score of 81% and 82% for the primary component classes of resistors and capacitors, respectively. Overall, when aggregated over 18 component classes, the model attains a commendable F1 score of 74%. This study not only underscores the potential of advanced deep learning techniques in PCB analysis but also paves the way for future endeavors in this interdisciplinary convergence of electronics and computer vision / I det komplicerade området med kretskort (PCB) innebär objektdetektering unika utmaningar, särskilt med tanke på det breda storleksspektrumet av komponenter, från bara 2 pixlar till flera tusen pixlar i en enda högupplöst bild, ofta i genomsnitt 4000x3000 pixlar. Sådana upplösningar är atypiska när det gäller djupinlärning för datorseende, vilket gör uppgiften ännu mer krävande. Ytterligare komplexitet uppstår från den betydande variationen inom klassen och minimala skillnader mellan klasserna för vissa komponentklasser. I denna masteruppsats utvärderade vi noggrant prestandan hos ett CNNbaserat ramverk för objektdetektering (FCOS) och en transformatormodell (DETR) för uppgiften. Genom att integrera den nya grundmodellen från Meta, med namnet ”Segment Anything”, utvecklade vi dessutom pipelinen för att inkludera instanssegmentering. Den resulterande modellen är skicklig på att upptäcka och segmentera komponentinstanser på PCB-bilder och uppnår en F1-poäng på 81% och 82% för de primära komponentklasserna resistorer respektive kondensatorer. När modellen aggregeras över 18 komponentklasser uppnår den en F1-poäng på 74%. Denna studie understryker inte bara potentialen hos avancerade djupinlärningstekniker vid PCB-analys utan banar också väg för framtida insatser inom denna tvärvetenskapliga konvergens av elektronik och datorseende.

No description available.

No description available.

[pt] Com a reprodutibilidade técnica, segundo Walter Benjamin, a obra de arte, ao aproximar-se do humano, sendo difundida em inúmeras cópias circulantes, perderia o caráter único que a distinguia na sua sacralidade pré-industrial, isto é, perderia a aura. A hipótese deste trabalho é a de que o livro impresso, apesar de ser um produto da indústria cultural, preservaria ainda hoje algo dessa aura de que nos fala Benjamin, como um traço remanescente de sua longa história. Nesse sentido, faz-se um recuo no tempo, partindo-se da preeminência da escrita na cultura ocidental como fato fundamental no processo de auratização do livro, com o objetivo de refletir sobre as possíveis razões da sobrevivência de seu prestígio como meio de comunicação e como produto cultural no início do século XXI, isto é, numa época caracterizada pela revolução comunicacional gerada pelo avanço dos meios eletrônicos e digitais. / [en] According to Walter Benjamin, with the mechanical reproduction, work of art has came near to the human being, loosing its aura - the sacred uniqueness of the objects that distinguish themselves in pre-industrial society. The hypotesis of this written essay is that the printed book, although being a industrial culture product, could preserve something of this aura, that Benjamin told us about, as a remaining vestige of the book´s long history. In this sense, we come back on time line, starting on the pre-eminence of the writing on the occidental culture as a fundamental fact to the process of book´s auratização, with the objective of reflect about the possible reasons of the survival of its prestige as a media and as a cultural product in the beginning of the 21st century, that is, in a period characterized by a communicational revolution generated on the advances of electronic and digital media.