This doctoral thesis originated as a requirement of micropump for artificial heart with using a suitable type of electric drive. It is an interdisciplinary cooperation of FSI Brno, Department of Fluid Engineering of Viktor Kaplan, FEKT Brno, Department of Power Electronics and finally the doctors from Cardiology Medical Center in St. Ann’s Hospital. FSI Brno made mechanical solutions of micropump, FEKT Brno solved electric drive and Cardiologic Medical Center gave the knowledge of human anatomy. Work deals with design, creation and testing of various types micropumps for medicamentous using. In this thesis was suggested various solutions of electric drive for micropump, its structure and function. Work is primarily experimental in nature and is heavily supported by a creative approach in creating a variety of proposed solutions. Several proposals of micropump have been made with different types of electric drives (DC motors, hybrid stepper motor, piezomotors). Finally, from the technical and economical point of view was chosen the most suitable type of electric drive and it was created a functional prototype of the double-action pump and its properties were tested.

The essence of this diploma thesis is the design and implementation of software for laser ablation control. The paper describes laser ablation, hardware specifications of device and application requirements. The second part provides description of design and implementation of the actual application in NI LabView.

The design and manufacture of a sentry gun turret capable of accurately and rapidly tracking and shooting moving targets was a challenging task that required delving into various engineering disciplines. This bachelor's thesis explores this challenge by presenting the process of construction, as well as the performance results of a turret created using a combination of 3D printing, laser cutting, and metal workshop manufacturing. The subject was chosen to include different aspects of the engineering fields relating to mechatronics, and for the challenge of implementing and designing multiple systems that interconnect to effectively engage with a target. The turret was created as a two-axis robot driven by stepper motors, with a gun driven by compressed air firing 6 mm plastic airsoft pellets using a clocked timing mechanism for rapid automatic firing. It was controlled by a system separated into two parts: a PC running facial recognition and colour identification software as well as performing movement calculations through python and an Arduino micro-computer running C++ controlling stepper motors and other hardware. The turret can accurately identify a target within five meters and with great speed home in and fire at the target with significant power. / Utvecklingen av ett autonomt vakttorn som med god precision och upprepbarhet kan hitta och följa ett mål var en utmanande uppgift som krävde användning av många delar av olika ingenjörsmässiga områden. Denna kandidatexamensuppsats utforskar utmaningen genom att presentera design och framtagningsprocessen samt redovisa prestandan av ett vakttorn tillverkat med 3D-utskrift, metallverkstadsmaskiner, och laserskärning. Ämnet valdes för att inkludera olika fält i nära relation till mekatronik samt för utmaningen i att implementera och integrera elektriska och mekaniska system och på så sätt effektivt hitta och hantera ett mål. Vakttornet är en tvåaxlig robot styrd med stegmotorer som har ett mekaniskt indexerad lufttrycksvapen som helautomatiskt avfyrar 6 mm airsoftkulor. Det mekaniska systemet kontrolleras av ett tvådelat kontrollsystem: en PC som kör ansiktsigenkänning och färgidentifiering i Python samt utför beräkningar för förflyttning utifrån kameradatan, samt en Arduino mikrodator med programvara i C++ som driver stegmotorerna utifrån förflyttningsinstruktionerna. Tornet kan med god precision identifiera, sikta mot och skjuta ett mål inom fem meter med en projektil av noterbar styrka.

Biogas is a renewable energy source produced by decomposing organic matter in the absence of oxygen. Without oxygen, organic matter is broken down in this process, producing a mixture of gases that may be used for a variety of tasks, such as heating, cooking, and producing power. In contrast to conventional fossil fuels, biogas is economical and sustainable. Additionally, it may be produced from waste products like animal manure and agricultural wastes, which has considerable economic advantages. Due to its capacity to lower greenhouse gas emissions and solve climate change challenges, biogas has grown in popularity. To find the most effective source of biogas, scientists are constantly studying different types of bacteria and organic waste. The biologists can receive assistance from technicians to expedite the development of this field. Assistance can be provided by enhancing the laboratory equipment to make them more intelligent, user-friendly, and productive, which is the focus of this research endeavour. This study's state-of-the-art is an Automatic Methane Potential Test System currently utilised in laboratories and available for purchase. This project aims to redesign the blending mechanism of the Automatic Methane Potential Test System. The system is designed to operate independently using CAN communication and an edge device (a smartphone) that connects to the system via Bluetooth. The application for smartphones is designed to communicate with a master controller using Bluetooth Classic to send and receive data. Which, in turn, uses CAN-bus to interact with 18 bioreactors remotely. The TMC5130 stepper motor controller is utilised in this project, offering cutting-edge characteristics that meet the project's needs. The system's components have each been individually tested on a prototype. The result is encouraging and shows that, with modest adjustments, the conceptual design might one day successfully replace the current system.

In today’s society, CNC machines are used for various purposes. In this project, a CNC plotter is created to analyze how the performance of the plotter differs when using two different motors: a DC motor controlled by a potentiometer in the horizontal direction and a stepper motor in the vertical direction. A CNC plotter is built and used to do tests in order to answer the research question. The results show that a DC motor with a potentiometer is more precise than a stepper motor and the mean value of the relative errors in the vertical direction is always higher. The values differ with 1 percentage point to 3 percentage points. The difference in the performance of the two motors depend on several factors and one of the main factors is considered to be the fact that the stepper motor sometimes skips steps. / I dagens samhälle används CNC-maskiner för olika ändamål. I detta projekt skapades en CNC-plotter för att analysera hur plotterns prestanda skiljer sig vid användning av två olika motorer: en DC motor kontrollerad av en potentiometer i horisontell riktning och en stegmotor i vertikal riktning. En CNC-plotter byggdes och användes för genomförande av tester för att kunna svara på forskningsfrågan. Resultaten visar att en DC motor med en potentiometer är mer exakt än en stegmotor och medelvärdet av de relativa felen i vertikala riktningen är alltid högre. Värdena skiljer sig från 1 procentenhet till 3 procentenheter. Skillnaden i prestanda för de två motorerna beror på flera faktorer och en av huvudfaktorerna anses vara det faktum att stegmotorn ibland hoppar över steg.

In today’s society, CNC machines are used for various purposes.In this project, a CNC plotter is created to analyzehow the performance of the plotter differs when using twodifferent motors: a DC motor controlled by a potentiometerin the horizontal direction and a stepper motor in thevertical direction. A CNC plotter is built and used to dotests in order to answer the research question. The resultsshow that a DC motor with a potentiometer is more precisethan a stepper motor and the mean value of the relative errorsin the vertical direction is always higher. The valuesdiffer with 1 percentage point to 3 percentage points. Thedifference in the performance of the two motors depend onseveral factors and one of the main factors is considered tobe the fact that the stepper motor sometimes skips steps. / I dagens samhälle används CNC-maskiner för olika ändamål.I detta projekt skapades en CNC-plotter för att analyserahur plotterns prestanda skiljer sig vid användning avtvå olika motorer: en DC motor kontrollerad av en potentiometeri horisontell riktning och en stegmotor i vertikalriktning. En CNC-plotter byggdes och användes för genomförandeav tester för att kunna svara på forskningsfrågan.Resultaten visar att en DC motor med en potentiometer ärmer exakt än en stegmotor och medelvärdet av de relativafelen i vertikala riktningen är alltid högre. Värdena skiljersig från 1 procentenhet till 3 procentenheter. Skillnaden iprestanda för de två motorerna beror på flera faktorer ochen av huvudfaktorerna anses vara det faktum att stegmotornibland hoppar över steg.

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.

The demand for automated home solutions is growing and it has created a market for automated blinds. For now most of these solutions seem to focus on fully opening and closing, either rolling blinds or slat blinds, with different electronic solutions. There doesn’t seem to be many solutions for continuously regulating light inlet based on ambient light. This project examined the possibilities of continuously regulating the amount of natural light let through a window. This was tested by measuring ambient light on one side of the blind with light dependant resistors (LDR’s) and regulating a Venetian blind based on measured light intensity. A feed-forward controller was implemented, programmed on an Arduino Uno board, to control sensors and actuators that regulate the blind. A prototype unit was built on a window-resembling wooden frame to evaluate the performance of the controller. The light sensitivity of LDR’s were sufficient for measuring differences in ambient light in different conditions where an automated blind could be used. The final prototype could be set to adjust light inlet in increments for changes in ambient light, thereby opening up to uses beyond simply closing and opening a light inlet. Future improvements could be to implement a feedback controller (e.g. a PID controller). The controller could be set to a certain reference as preferred ambient lighting in a room, thereby letting the controller adjust the blinds towards that reference value while conditions outside and inside change during the day. This could also be implemented in already existing smart home solutions. / Efterfrågan på automatiserade hemmalöningar är växande och det har skapat en marknad för automatiserade persienner. För nuvarande verkar det de flesta lösningarna fokusera på att helt öppna eller stänga, antingen rullgardiner eller persienner, med olika elektriska lösningar. Det verkar inte finnas många lösningar med kontinuerlig justering av inkommande omgivningsljus. Detta projekt utforskar möjligheterna för kontinuerlig justering av mängden naturligt ljus som släpps igenom ett fönster. Detta gjordes genom att mäta omgivande ljus på ena sidan av persiennen med fotoresistorer och reglera persiennen baserat på den uppmätta ljusintensiteten. Framkopplad styrning implementerades, programmerad på en Arduino Uno, för att styra sensorer och ställdon som reglerar persiennen. En prototypenhet byggdes på en fönsterliknande träram för att utvärdera prestandan av styrenheten.  Ljuskänsligheten i fotoresistorerna var tillräcklig för att mäta skillnader i omgivningsljus för de olika förhållanden där automatiserade persienner skulle kunna användas. Den slutgiltiga prototypen kunde ställas in att justera ljusinsläppet stegvis för skillnader i omgivningsljus, vari nya användningsområden öppnas upp utöver att endast stänga och öppna ett ljusinsläpp.  Framtida förbättringar skulle kunna vara att implementera en återkopplande styrning (t.ex. PID-styrning). Styrenheten skulle kunna ställas in till ett specifikt referensvärde på önskat omgivande ljus i ett rum, vari kontrollern justerar persiennerna för att hålla det önskade referensvärdet medan förhållanden utomhus och inomhus varierar under dagen. Detta skulle även kunna implementeras i redan befintliga smarta lösningar för hemmet.

Sudoku is a popular puzzle game where the aim is to fill a board with numbers from one to nine with some mathematical rules to obey. The difficulty level of a Sudoku is affected by the amount of digits in the beginning, called clues. Mathematically there exists different algorithms and methods to solve a Sudoku. In this project some of the methods are investigated and compered to each other in time to find the fastest and most suitable for this project. A construction was built to be able to print out a non solved puzzle. Due to the current situation in society with Covid-19, the project has been affected negatively. The construction became very time consuming due to lack of tools and material. That affected the finished construction and the implementation of the code written in Python. After all the robot was able to print a Sudoku puzzle that can be solved. The printing time was decreased to 3 minutes after some tests with different delays. All the research questions were answered and the goal of the project which was to be able to print a Sudoku was reached. / Sudoku är ett populärt pussel där målet är att fylla i ett rutnät med siffror från ett till nio med vissa matematiska regler att följa. Svårighetsgraden av ett sudoku påverkas av antalet siffror från början, ledtrådar. Matematiskt finns det olika algoritmer och metoder för att lösa ett sudoku. I det här projektet undersöktes några metoder och jämfördes tidsmässigt med varandra för att hitta den snabbaste och mest passande för det här projektet. En konstruktion byggdes för att kunna skriva ut ett icke löst pussel. På grund av den rådande situationen i samhället med Covid19 så har projektet påverkats negativt. Konstruktionen blev väldigt tidskrävande på grund av brist på verktyg och material. Detta påverkade den slutgiltiga konstruktionen och implementeringen av koden skriven i Python. Trots allt så kunde roboten skriva ut ett Sudoku som kan lösas. Tiden att skriva ut ett Sudoku minskades till 3 minuter efter ett antal tester med olika fördröjningar. Alla forskningsfrågor kunde besvaras och målet med projektet som var att kunna skriva ut ett Sudoku nåddes.

Baigiamajame magistro darbe nagrinėjamos statinės ir dinaminės jėgos veikiančios tiesiaeigiame žingsniniame variklyje (TŽV). Apžvelgiami žingsninių variklių tipai, jų savybės ir charakteristikos. Analizuojamos variklio postūmio ir traukos jėgos bei matematinio modelio sudarymas. Tiriamojoje dalyje tiesiaeigiuose žingsniniuose varikliuose veikiančios jėgos tiriamos sudarant matematinius modelius, visi skaičiavimai atlikti naudojant programinį paketą MATHCAD. Ekperimento metu gautų rezultatų apdorojimui naudojamas programinis paketas DynaMax. Gautos statinės jėgos dedamųjų Fx, veikiančios išilgai judėjimo krypties, ir Fy, veikiančios vertikaliąja ašimi, priklausomybės nuo polių postūmio danties atžvilgiu, keičiant įvairius parametus (poliaus ir danties pločių santykį, magnetinę įtampą, oro tarpą). Taip pat atlikti tyrimai, parodantys kaip kinta dinaminė jėga, esant skirtingoms apvijos maitinimo įtampoms. Teoriniai skaičiavimai palyginti su eksperimentiniais tyrimo rezultatais. Išnagrinėjus teorinius ir praktinius matavimus pateikiamos baigiamojo darbo išvados ir pasiūlymai. Darbą sudaro 6 dalys: įvadas, teorinė dalis, tiriamoji dalis, išvados ir pasiūlymai, literatūra, priedai. Darbo apimtis – 70 psl. teksto be priedų, 45 iliustr., 14 lent., 14 bibliografiniai šaltiniai, 11 internetinių prieigų. Atskirai pridedami darbo priedai. / At the final Master's work dealt with the static and dynamic forces acting linear stepper motor (LSM). Overview of types of stepping motors, their properties and characteristics. Examines the push and pull the engine and the power of the mathematical model. The exploratory part of rectilineal stepping motors operating in the force under investigation for the mathematical models, all calculations performed using the software package MathCAD. Experimentation of the results of treatment using the software package DynaMax. The resulting static force added Fx, acting along the direction of movement, and the Fy in the vertical axis of dependence on the poles pull the tooth, the modification of various parameters (polarity, and the tooth width ratio, magnetic tension, the air space). Studies also showing changes in dynamic forces at different supply voltage windings. Theoretical calculations compared with experimental test results. The examination of the theoretical and practical measurements are presented on the final conclusions and proposals. Structure: introduction, theoretical part, searching part, conclusions and suggestions, references, appendix. Thesis consist of: 70 p. text without extras, 45 pictures, 14 tables, 14 bibliographical entries and 11 internet entries. Appendixes included.