Purpose of this master´s thesis is the construction proposal of azimuth fork mount with load capacity to 20kg including both axes drives. The solution contains design options of azimuth fork mount, calculations, design proposal of the mount and drawings of the shaft, fork and the assembly.

The goal of this thesis is design of universal system for motor control. This device must be able to control at least 4 motors, stepper motors or DC motors. Wired, or wireless communication, using IEEE 802.15.4, is mandatory. The System is based on modular concept. The Basic modules are Control module, Communication module, Connection module and Power module. The system was tested in the control of fertilizer dosing pumps in the greenhouse

The aim for this thesis is to explore the possibility to save both water and energy in showers. Through a quicker, more responsive and precise shower faucet using digital thermometers and stepper motors. A faucet has two input pipes with cold and hot water respectively. To reach a desired shower temperature; a single thermometer is needed, to measure the mixed water temperature. Using this information, two motors will control two valve until the desired temperature is reached. To maintain the desired temperature throughout the shower session, the temperature should be continuously monitored and when temperature disturbance occurs, the valves should compensate for it. To achieve this a demonstrator was made. The demonstrator uses stepper motors connected to valves to control the flow through a hot and cold water pipe. The system reads the temperature of the output water continuously and makes appropriate changes to the position of the valves. Due to safety concerns, no water was used in the testing of the demonstrator. The theoretical response time of the system is very short, and the demonstrator can theoretically change temperature of the mixed water by around 5°Celsius per second. / Syftet med denna rapport är att utforska möjligheterna att spara både vatten och energi till duschar, genom en snabbare, mer responsiv och mer exakt duschblandare. Detta ska uppnås genom användning av digitala termometrar och stegmotorer. Duschblandaren ska läsa temperaturerna av det blandade vattnet, och justera respektive kran tills önskad temperatur är uppnådd. För att bibehålla önskad temperatur kommer temperaturen kontinuerligt övervakas. När störningar i temperatur uppkommer ska duschblandaren kompensera för det, och därmed hallå en konstant temperatur. För att åstadkomma detta byggdes en demonstrationsenhet. Denna demonstrationsenhet använder stegmotorer kopplade till kranar för att kontrollera flödet genom ett varmt och ett kallt vattenrör. Systemet läser konstant temperaturen av det blandade vattnet och gör lämpliga ändringar av kranarnas positioner. På grund av säkerhetsrisk användes inget vatten vid testning av demonstrationsenheten. Den teoretiska responstiden av systemet är mycket kort, och demonstrationsenheten kan teoretiskt ändra temperatur av det blandade vattnet med en hastighet av ungefär 5°Celsius per sekund.

The purpose of this project was to investigate how efficient it is to implement steering of a solar panel, in one or two axes. To determine how efficient it is, special consideration was taken to the energy usage of the driving system. Practical applications have also been considered with pros and cons. To answer the research questions a prototype was built and a controlled environment for testing was arranged. Rotating the panel in one axis resulted in a 26% energy increase and for the two-axis system a 56% energy increase compared to stationary panel. The use of stepper motors turned out to be not as efficient as needed, due to continuous use of energy at all times during operation. / Syftet med detta projekt var att undersöka hur effektivt det är att implementera styrning av en solpanel i en eller två axlar. För att kunna avgöra nyttan så togs det hänsyn till drivsystemet och hur mycket energi det gick åt för styrningen. Även praktiska tillämpningar kontrollerades och vilka fördelar och nackdelar som skulle erhållas. För att svara på frågeställningarna, tillverkades en prototyp som testades i en kontrollerad miljö. Genom att rotera panelen runt en axel ökar energiupptaget 26 % och för det tvåaxliga systemet 56 % jämfört med en stationär panel. Användningen av stegmotorer visade sig inte vara speciellt effektiv då det krävdes kontinuerlig strömmatning för att erhålla det motormoment som krävdes för att hålla panelen på plats.

Automated solutions such as robotic vacuum cleaners and smart lighting are gaining popularity, both in the home as well as in public environments. The purpose of this project is to investigate the possibility of using a microcontroller to, in a user-friendly way, control a blind and to implement a sound sensor to activate the mechanism. A stepper motor was used to drive the blind and control its position. The prototype was programmed to recognize a sequence of two claps within a specific time interval. To make the prototype more user-friendly a UI was implemented with an LCD-display and mechanical buttons. A menu was designed where the user would be able to change settings such as the sound level threshold and motor speed as well as calibrate the position of the blind. The performance of the prototype was evaluated by testing the audio recognition by attempted activation in a quiet environment and by recording accidental activations in a loud environment. The conclusions drawn from these test were that the sound recognition was implemented and operated with a success rate of up to 73 %, but that it also triggered relatively easily by extraneous sound sources. Future improvements to this problem could include implementation of a band pass filter to further optimize the sound recognition to the desired audio cue. / Automatiserade lösningar som robotdammsugare och smart belysning blir allt mer populärt, både i hemmet och i offentliga miljöer. Syftet med detta projekt är att undersöka möjligheten att använda en mikrokontroller för att på ett användarvänligt sätt styra en rullgardin och implementera en ljudsensor för att aktivera mekanismen. En stegmotor användes för att driva rullgardinen och styra dess position. Mjukvaran formades för att känna igen en sekvens av två klappar inom ett visst tidsintervall. För att göra prototypen mer användarvänlig implementerades ett användargränssnitt med en LCD-skärm och mekaniska knappar. En meny utformades där inställningar som ljudnivåns tröskelvärde och motorvarvtal kunde ändras. Gardinens position kunde även kalibreras. Ljudigenkänningen utvärderades genom att testa aktivering i en tyst miljö och genom att registrera oavsiktliga aktiveringar i en högljudd miljö. Slutsatserna från dessa test var att ljudigenkänningen implementerades och fungerade konsistent vid upp till 73 % av aktiveringsförsöken, men att den också utlöstes relativt enkelt av yttre ljudkällor. Eventuella förbättringar av detta problem kan innefatta implementation av ett bandpassfilter för att ytterligare optimera ljudigenkänningen.

Gripdon är vanliga i många branscher. De kan exempelvis lyfta och transportera föremål såsom lådor och bilar. Gripdon kan hittas i olika storlekar, tillräckligt stora för att transportera en bil eller tillräckligt små för att sortera även piller. Normalt är gripdon anpassade till en specifik uppgift. Gripdonets form är beroende av föremålet som det ska hantera. Normalt är föremålet enhetligt i form och vikt. Utmaningen här är att projekts gripdon ska kunna hantera föremål av olika storlekar och vikter. Gripdonet som utvecklades för detta projekt kommer att transportera föremål som väger någonstans från 3 kg till 28 kg. Det erforderliga omfånget av dimensioner är som följer: höjd 200–600 mm, djup 300–1 000 mm och längd 300–1 000 mm. Förutom de olika storlekarna krävdes även att gripdonet ska förflytta föremål med tillfredställande hastighet. Initialt skulle griparen vara fäst vid manipulatorn ABB IRB 4600. Denna modell kan transportera upp till 40 kg, därför borde det utvecklade gripdonet ha en viktgräns på 12 kg. Många olika lösningar studerades för att hantera utmaningen. Den valda lösningen baserades på att ha två linjära enheter drivna av servomotorer. De linjära enheterna är synkroniserade och rör sig i motsatta riktningar. Det finns linjära enheter som möjliggör synkroniserad motsatt rörelse men de tillgängliga modellerna skulle avsevärt sakta ned och skulle inte vara väsentligt olika i vikt eller pris jämfört med den konstruerade enheten. Griparens konstruktion är baserad på det maximala kontaktområdet med lådan för att öka friktionen mellan gripdon och kartongen. Griparens form är utformad för att undvika att deformera metallen och att gripdonet inte behövs repareras under lång tid. Konstruktionens kanter är konstruerade med plåtfästen för att försäkra att gripdonet inte böjer sig. Griparens uppskattade vikt är betydligt högre än de ursprungliga förväntningarna. Därför skulle IRB 4600, 40 kg manipulatorn behöva ersättas av en modell som kan bära den uppskattade vikten (cirka 250 kg=). / Gripers are common in many industries; they can lift and transport a variety of objects such as boxes and cars, for example. Gripers can be found in a full spectrum of sizes; large enough to transport a car or small enough to sort the smallest of pills. Grippers are typically customized for a specific task; the shape of the griper is dependent on the object it will carry. Normally, the object is uniform in its shape and weight. This project required the griper to handle multiple objects of various sizes and weights, presenting a particular challenge. The griper that was developed for this project will transport objects weighing anywhere from 3 to 28 kg. The required range of dimensions are as follows; height from 200 to 600 mm, depth of 300 to 1000 mm, and length from 300 to 1000 mm. In addition to the variety of sizes, the griper was also required to move objects with speed. Initially, the griper would be attached to the manipulator ABB IRB 4600. This model can transport up to 40 kg, therefore the developed griper should have a weight limit of 12 kg. Many different solutions were studied in order to solve the challenge of multiple size and weight variations. The chosen solution was based on having two linear units driven by servo motors. The linear units are synchronized and move in opposite directions. There are linear units that allow for synchronized, opposed movement but the models available would significantly slow the movement and would not be materially different in weight or price compared to the designed unit. The design of the griper is based on allowing the maximum contact area with the box to increase friction between the gripper and cardboard. The shape of the griper is designed to avoid deforming the metal and ensuring the griper will not need to have it's parts repaired for a long time. The edges of the structure are constructed with bent sheet metal brackets, to assure the griper will not bend. The estimated weight of the griper is significantly heavier than the original expectations. Consequently, the IRB 4600,40 kg manipulator would need to be replaced with a model that can carry the estimated weight of approximately 250 kg.

Hybrid stepper motors are small electrical motors with high torque production, compared with other electrical motors of the same size. Hybrid stepper motors are reliable in open-loop systems, in Sinusoidal mode, but with a drawback of high power consumption. The power consumption may be reduced by Field-Oriented Control, but this control mode requires a positioning sensor, adding size and cost to the system. This Master’s Thesis explores the possibilities of observer-based Field-Oriented Control on a two-phase hybrid stepper motor without using a positioning sensor, run on a microprocessor and executed during the interrupt scheduling routine, coded in C/C++.

No description available.

The purpose of this project was to construct a 3D scanner capable of scanning smaller objects and visualize them in a computer with satisfying accuracy. The goal was then to generate an STL file able to be 3D printed in an attempt at reverse engineering. Components, materials and tools were provided by KTH to the best of their ability and abudget of 1000 SEK was given to purchase components not available at KTH. The scanner was designed using Solid Edge and utilizes two stepper motors to scan objects. One motor is used to rotate a platform that the object is placed upon and the second stepper motor is used to move an elevator on which a distance sensor is mounted. By keeping track of the elevator’s height in conjunction with the rotation of the object, the distance measured by the sensor can be converted into a point in a Cartesian coordinate system. Several different methods were tested in order to see how results varied. Firstly, the density of scanned points was increased, meaning that the sensor returned values more often as the stepper motor was rotating. Secondly, multiple measurements were made for a single point to determine an average distance and in that way reduce noise and uncertainty. Placing a single laser sensor perpendicular to the object rotating plate proved to be the optimal arrangement in terms of accuracy with the limited budget provided for this project. The scans are very time consuming which makes it important to decide whether to prioritize speed or accuracy. / Syftet med detta projekt var att konstruera en 3D-scanner kapabel att scanna mindre objekt och visualisera dem i en dator med tillfredsställande resultat. Målet var sedan att generera en STL-fil som går att skriva ut i 3D-skrivare för att försöka använda sig av reverse engineering. Komponenter, material och verktyg försågs av KTH så gott det gick och en budget på 1000 kr var tillgänglig för att inhandla komponenter som inte fanns på KTH. Skannern designades med hjälp av Solid Edge och använder sig av två stegmotorer för att skanna object. En motor användes för att rotera den plattform som objektet placerades på och den andra stegmotorn användes för att flytta en hiss varpå en avståndssensor monterades. Genom att hålla koll på hissens höjd i kombination med rotationen av objektet kan avståndet som sensorn uppmäter konvertera still en punkt i det kartesiska koordinatsystemet. Ett flertal metoder testades för att undersöka hur resultaten varierade. För det första ökades densiteten av skannade punkter, det vill säga sensorn returnerade värden oftare än stegmotorn roterade. För det andra genomfördes ett flertal mätningar för varje enskild punkt för att bestämma ett medelavstånd och på så sätt minimera brus och osäkerhet. Att placera en enstaka lasersensor vinkelrätt mot objektroterande plattan visade sig vara det optimala arrangemanget för noggrannhet med den begränsade budgeten för det här projektet. Inskanningarna är väldigt tidskrävande vilket gör det viktigt att bestämma sig för att prioritera snabbhet eller noggrannhet.

An attempt was made to construct an ABS system that would both lock the wheel and release the brakes. The system would be mounted on a bicycle with v-brakes. It would then be tested if it could decrease the braking distance and if the system would respond fast enough. A literature study was made to learn what was needed for such a project. After many attempts of using re-purposed components an ABS system would eventually be built with a new stepper motor, and it was strong enough to lock the back wheels. Unfortunately the system could not be as thoroughly tested as expected, where only the reaction time of the system could be tested and not the braking distance due to a motor driver failure prior to the tests taking place. Due to shipping times and our budget and time constraints, further testing could not be done. / Ett försök att bygga ett ABS system som både låser hjulet samt släpper på bromsen gjordes. Systemet skulle kunna monteras på en cykel med fälgbromsar. Systemet skulle testas genom att mäta skillnaden i bromssträcka samt om reaktionstiden var snabb nog. En litteraturstudie gjordes för att få tillräcklig kunskap om vad som krävdes för ett sådant projekt. Efter många försök med att använda olika återanvända komponenter kunde ett ABS system till slut konstrueras med hjälp av en ny stegmotor, som var stark nog för att låsa bakhjulet. Tyvärr kunde bara systemets reaktionstid testas och inte bromssträckans förändring. Detta berodde på en motordrivare slutade fungera. På grund av frakttider och en fast budget samt en tidsbegränsning, kunde inte ytterligare tester genomföras.