Lansen Technology develops and sells alarm systems. The communication between the system devices are wireless. The radio protocol used by the system is developed by Lansen with the purpose to be energy efficient. The alarm systems target groups are individuals, businesses and government agencies. The current system is installed, configured and controlled from a control panel for all audiences. Some operations are also available using a mobile phone via a GSM network. Lansen Technology has a request to move more of the functionality to a mobile device and avoid the cost of using the GSM network used today. The target group for the application is primarily users that want instant access to information within the network. The project has mainly consisted of two parts. The first part of the project was to investigate two different wireless technologies that were relevant to the project. The investigation showed that Bluetooth was the best choice based on the requirements of the alarm system. Bluetooth was then integrated to the existing alarm system. The second part consisted of developing software to operate the alarm system from a PDA running Windows Mobile. An application was developed successfully and it can perform the majority of the functions specified by Lansen. The idea of remote controlling an alarm system from a mobile device has resulted in a successful project. Lansen Technology develops and sells alarm systems. The communication between the system devices are wireless. The radio protocol used by the system is developed by Lansen with the purpose to be energy efficient. The alarm systems target groups are individuals, businesses and government agencies. The current system is installed, configured and controlled from a control panel for all audiences. Some operations are also available using a mobile phone via a GSM network. Lansen Technology has a request to move more of the functionality to a mobile device and avoid the cost of using the GSM network used today. The target group for the application is primarily users that want instant access to information within the network. The project has mainly consisted of two parts. The first part of the project was to investigate two different wireless technologies that were relevant to the project. The investigation showed that Bluetooth was the best choice based on the requirements of the alarm system. Bluetooth was then integrated to the existing alarm system. The second part consisted of developing software to operate the alarm system from a PDA running Windows Mobile. An application was developed successfully and it can perform the majority of the functions specified by Lansen. The idea of remote controlling an alarm system from a mobile device has resulted in a successful project. / Lansen Technology utvecklar och säljer larmsystem. Kommunikationen mellan systemets enheter sker trådlöst. Det trådlösa radioprotokoll som används är utvecklat av Lansen med målet att vara energisnål. Larmsystemets målgrupp är privatpersoner, företag och myndigheter. Nuvarande system installeras, konfigureras och styrs från en manöverpanel. Viss manövrering kan också ske med hjälp av mobiltelefon via GSM-nätet. Önskemål från Lansen Technology finns att flytta funktionalitet till en mobil enhet och att komma ifrån trafikkostnaden på GSM-nätet. Målgruppen för applikationen är i första hand användare som omgående kräver tillgång till information från larmsystemet. Projektet har i huvudsak bestått av två delar. Första delen av projektet bestod av att utreda de två olika trådlösa tekniker som var aktuella för projektet. Utvärderingen visade att Bluetooth var det bästa valet med de krav larmsystemet ställde på uppkopplingen. Bluetooth integrerades därefter i nuvarande larmsystem. Den andra delen bestod av att utveckla en mjukvara  för att kunna manövrera larmsystemet från en handdator med Windows Mobile. Applikationen utvecklades framgångsrikt och kan utföra majoriteten av de funktioner som specificerats inför projektet. Idén med att fjärrstyra larmsystemet från en mobil enhet har resulterat i ett lyckosamt projekt. Lansen Technology utvecklar och säljer larmsystem. Kommunikationen mellan systemets enheter sker trådlöst. Det trådlösa radioprotokoll som används är utvecklat av Lansen med målet att vara energisnål. Larmsystemets målgrupp är privatpersoner, företag och myndigheter. Nuvarande system installeras, konfigureras och styrs från en manöverpanel. Viss manövrering kan också ske med hjälp av mobiltelefon via GSM-nätet. Önskemål från Lansen Technology finns att flytta funktionalitet till en mobil enhet och att komma ifrån trafikkostnaden på GSM-nätet. Målgruppen för applikationen är i första hand användare som omgående kräver tillgång till information från larmsystemet. Projektet har i huvudsak bestått av två delar. Första delen av projektet bestod av att utreda de två olika trådlösa tekniker som var aktuella för projektet. Utvärderingen visade att Bluetooth var det bästa valet med de krav larmsystemet ställde på uppkopplingen. Bluetooth integrerades därefter i nuvarande larmsystem. Den andra delen bestod av att utveckla en mjukvara  för att kunna manövrera larmsystemet från en handdator med Windows Mobile. Applikationen utvecklades framgångsrikt och kan utföra majoriteten av de funktioner som specificerats inför projektet. Idén med att fjärrstyra larmsystemet från en mobil enhet har resulterat i ett lyckosamt projekt.

Detta examensarbete är gjort på uppdrag av Fiber Optik Valley. Huvuduppdraget i projektet var att skapa ett fungerande betalningssystem för en hotspot och att utveckla företagets webbsida. Hotspotsystemet som baserades på en gratistjänst från Public IP, är tänkt att kunna fungera delvis autonomt utan ägarens ingripande. Företagets webbsida skapades i en Flex2-utvecklingsmiljö och produkten blev en Adobe Flash-applikation. För att få ett dynamiskt och konfigurerbart system skapades även en kontrollpanel till webbsidan åt företagets webbadministratörer, så att innehållet på sidan ska kunna förändras utan att behöva kompilera om koden. Kontrollpanelen säkrades också med en inloggningsprocess. Som underliggande motor och som ersättning för brister i Flash-funktionaliteten, användes Simple PHP-tjänster mellan Flash-applikationen och PHP-skripten på servern. Betalningssystemet utvecklades med hjälp av PHP, MySQL och JavaScript. I systemet ingår PayPal’s IPN-tjänster för penningtransaktioner och validering av transaktioner. En självständig AMP-server, Apache2, MySQL och PHP5.0, lades till hotspotsystemet för att minska behovet av att ha en webbsida på ett externt webbhotell. / This graduation work was done as a assignment from Fiber Optic City company based in Hudiksvall Sweden. The base assignment was to create an automated payment system for a Hotspot network and a company web page. The hotspot system should work as a standalone service. The company has already a working free-of-charge service that is offered to its customers and is based on Public IP system. The company webpage was done with the help of a development suite called Flex2 and the result was an Adobe Flash application. To increase webpage dynamics a second page was developed for the company to have the ability to change and configure the main company webpage. An authentication service was deployed to configuration page to increase its security. As an engine and a substitute for lack of functionality and security in Adobe Flash simplePHP web service was used to connect Flash with a PHP script on its server. The payment system was developed with the help of PHP, MySQL and JavaScript. The system uses Paypal IPN service for money transaction and transaction validation A standalone web server with Apache2, PHP 5.0 and MySQL was deployed to the hotspot system to reduce the need of having an authentication system on a commercial Internet based web hotel.

Syftet med projektet är att samla in data kring PV-modulers maxeffekt. Felmarginalen hos datan får vara högst ±2%. De PV-moduler som ska kopplas in har kortslutningsströmmar från 1.51A till 8.9A samt öppenkrets-spänningar från 15.7V till 98V. Ett IV-svep ska kunna genomföras och nya mätningar av maxeffekten ska skickas trådlöst var tionde sekund.  Automatisk kalibrering efter rådande ström- ochspänningskarakteristik kan initieras via applikationen Blynk, detta för att öka mätnoggrannheten till följd av det breda spann av PV-moduler mättekniken ska vara kompatibel med. Likaså kan en maxeffektföljande algoritm initieras via applikationen, där maxeffektens uppdateringsfrekvens ligger inom ett 10-sekundersintervall. IV-svep kan utföras med viss dataförlust närakortslutningsströmmen. Felmarginalen för spänningsmätningar uppgår till ±0.66% och felmarginalen för strömmätningar uppgår till ±1.23%. Felmarginalen för effekt uppgår till ±0.81% och felmarginalen för maxeffekt uppgår till ±0.89%. Data kan laddas ned som CSV-filer. Tester för de specifika PV-modulerna som ska kopplas in behöver genomföras. Ett annat val av OP-förstärkare kan förenkla kretsen. Resistansen hos Rshunt kan minskas för att öka det mätbara spänningsintervallet.

Hydropower dams have been helping our society with electricity production for a long time now. In the past there have been several serious dam accidents in many parts of the world and the continuous work with dam safety is very important to Swedish hydropower industry. There are many measurements that must be recorded and analysed in order to guarantee safe operations and there are several ongoing digitisation projects that focus on that area of interest. This master thesis project was done in cooperation with Vattenfall R&D and its main focus was measuring of the water level in open stand pipes with wireless sensors using LoRa radio technology. This aspect is important since this water level represents the uplift pressure that acts on gravity dams and how it varies over time. The goal of this thesis was to accumulate knowledge about wireless transmission from sensors and to analyse and evaluate the proposed, LoRa-based system. This goal was met by conducting a literature study about wireless transmission from sensors and different aspects of the LoRa-technology, performing practical test of the proposed system and finally by doing a risk analysis with focus on potential attack paths into the system. The study showed that even though LoRa is a quite new technology, it has matured fast enough to be of interest for dam safety monitoring applications and it also provides relatively high level of security in the most cases. There are unfortunately several methods of jamming or disrupting the system, which could be potentially used by a malicious entity. The motivation level for this kind of attack was deemed to be low since the data transferred is of no interest for a third party. Apart from such potential attacks, LoRa is a technology that is well suited for applications in the hydroelectric sector that do not require large transmission capacities because of its low energy usage and the ability to connect to several sensors placed at larger distances. Several minor problems were discovered during the practical tests that were conducted during this project but those were solved quickly in dialogue with the supplier, Iot AB and the manufacturer, Keller. The nature of those tests was quite improvised since a standardised test procedure for such innovative solutions is lacking. Nevertheless, those tests were concluded with satisfying results. The test installation of the system at the power plant was performed well and all parts of the system functioned as expected. The results pointed to the conclusion that the system was functioning correctly and there is a good potential for a wide implementation despite its potential security risks. Teknisk-naturvetenskapliga fakulteten, Uppsala universitet. Utgivningsort U ppsal a/Visby. H andledare: Christi an Bernstone, Äm nesgranskare: Urban Lundin, Exami nator: Petra Jönsson

This report aims to evaluate a wirelessly controlled robotic arm mounted on a 3-wheel platform that would act as a stabilized camera gimbal. The evaluation is focused on doing experiments to determine the accuracy and repeatability of the robotic arm and to examine if the arm can self-stabilize. Evaluation of the robot was done by 3D-printing a prototype and running experiments using a laser module attached to the robotic arm and measuring the error between the actual obtained points and the target points. The experiments were done on three iterations of the prototype where small changes have been done to the software and hardware components which in the last iteration gave an accuracy of 0,21mm and repeatability of 3,508mm. Stabilization was also achieved with a range of +/- 60 degrees in 3 orientations, roll, pitch and yaw. / Denna rapport utvärderar en fjärrstyrd robot-arm som är monterad på en 3-hjuligplattform som ska fungera som en stabiliserad kamera gimbal. Utvärderingen är utformat på att göra experiment för att bestämma noggrannheten och repeterbarheten av robotarmen och undersöka om robotarmen kan självstabilisera sig. En prototyp har skapats med hjälp av en 3D-skrivare och experiment gjordes genom att montera en laser på robotarmen, där mätningar har gjorts mellan målpunkterna och de erhållna punkterna. Efter 3 iterationer där vissa ändringar har gjorts till hårdvaran och mjukvaran, har en noggrannhet på 0,21mm, och repeterbarhet på 3,508mm åstadkommit. Stabiliseringen har också uppnåtts inom ett intervall av +/- 60 grader i 3 vinkel riktningarna.

In recent decades human workers in manufacturing and overall industry have largely been replaced with robots and automated machines, but there are still plenty of tasks where human cognition is necessary. This paper presents the development of a wireless robotic arm controlled by a human arm, allowing both for the combination of a robotic arms strength to be combined with a humans cognition, and also for a human to execute dynamic tasks without being present. An application suited for work in toxic or otherwise harmful environments. This was accomplished by using a controller in the form of an exo-skeleton attached to the operators right arm and connected to the robotic arm through a transmitter. The controller measures the movements in each joint using potentiometers and the robotic arm mimics these movements. A glove with a flex sensor on the index finger was then attached to the controller to measure the finger motions. All the information containing the angle of rotations are sent wirelessly to the robotic arm using Arduino Uno and transceiver modules. The robotic arm received the information through another set of Arduino Uno and transceiver module which made each servomotor on the robotic arm to move accordingly. The result showed that the robotic arm could imitate the operator’s arm very well and was able to grab and move dierent objects with dierent weight and surfaces. The wireless control was reliable and could control the robotic arm while being in a dierent room, making it possible to use this robot for harmful environments for humans. / Under senare årtionden har mänskliga arbetare inom tillverkning och industri över lag i stor utsträckning ersatts av robotar och automatiserade maskiner, men det finns fortfarande uppgifter som kräver mänsklig tankeförmåga. Denna rapport presenterar utvecklingen av en trådlös robotarm styrd av en människas arm, vilket möjliggör både att kombinera en maskins styrka med en människas intelligens, samt för en människa att utföra dynamiska uppgifter utan att vara närvarande. En applikation lämplig för arbete i farliga miljöer. Detta uppnåddes med en styrenhet i form av ett exo-skelett fastsatt på operatörens högra arm och kopplad till robotarmen genom en sändare. Styrenheten mäter rörelserna i varje led med potentiometrar och robotarmen härmar dessa rörelser. En handske med en flexsensor på pekfingret fästes sedan på styrenheten för att mäta fingerrörelsen. All information som innehåller vinklar skickas trådlöst till robotarmen med hjälp av Arduino Uno och transceiver moduler. Robotarmen mottog informationen via en annan uppsättning Arduino Uno och transceiver modul som fick varje servomotor på robotarmen att rotera i enlighet. Resultatet visade att robotarmen kunde imitera operatörens arm väl och kunde bära olika föremål med olika vikter och ytor. Den trådlösa styrningen var pålitlig och kunde styra robotarmen från ett annat rum, vilket gör det möjligt att använda denna robot i skadliga miljöer för människor.

Trådlös energiskörd möjliggör förmågan att skörda energi från elektromagnetisk strålning. Med de senaste framstegen inom trådlös kommunikationsteknik och med tillgången till energieffektiva sensorer, så har radiofrekvensenergiskördning potential till att bli en självförsörjande sensorbaserad plattform. Detta examensarbete undersöker möjligheten att använda radiofrekventa energiskördare som en autonom sensorbaserad plattform. Genom att skapa en sensornod för radiofrekvensenergiskördning, syftar denna avhandling till att undersöka möjliga begränsningar och framsteg som behövs för att göra sådana plattformar möjliga för allmänt bruk. Målet med sensornoden är att simulera en potentiell tillämpning som använder energiskördare som energikälla och backscattering som ett kommunikationsmedium. Ambient backscattering-kommunikation är en trådlös kommunikationsteknik som uppnår energieffektiv kommunikation genom att reflektera energi från omgivande elektromagnetiska källor. Följande avhandling har framgångsrikt utvecklat en prototyp som skördar energi så låg som -10 dBm med 3% verkningsgrad. Trots den låga effektiviteten kan det föreslagna systemet skörda tillräckligt med energi vid -10 dBm för att mäta, konvertera och överföra temperaturdata inom en rimlig tidsram. Den lägsta energiförbrukningen för sensornoden mäts till sex mikrojoule, detta påvisar energieffektiviteten hos dagens mikrokontroller och sensorer. Utöver de utförda labbmätningarna har det utvecklade systemet även testats i en elektromagnetisk kompatibilitetskammare för att validera resultaten. Denna avhandling drar slutsatsen om att radiofrekvent energiskörd är möjlig under kontrollerade förhållanden. Eftersom variationer i ineffekt kan resultera i att energiskördarens prestanda varierar, så bör fler studier undersöka möjligheten till att implementera automatiska impedanstuners. Sådana tuners kommer att möjliggöra optimerad prestanda för ett bredare spektrum av drifteffekter och därmed förbättra prestandan för allmänt bruk. / Wireless energy harvesting is the process of capturing electromagnetic energy into usable direct current. With recent advancements in wireless communication technology and the availability of power-efficient sensors and microcontrollers, radio frequency energy harvesting has the potential to become a viable self-sustaining sensor-based platform. This thesis investigates the possibility of utilizing radio frequency energy harvesters as an autonomous sensor-based platform. By creating a radio frequency energy harvesting sensor node, this thesis aims to investigate possible limitations and advancements needed to make such platforms viable for general usage. The goal of the sensor node is to simulate a potential application that utilizes energy harvesters as an energy source and backscattering as a communication medium. Ambient backscattering communication is a wireless communication technique that achieves energy-efficient communication by reflecting energy from ambient electromagnetic sources. The following thesis has successfully developed a prototype that harvests radio frequency energy as low as -10 dBm with 3\% efficiency. Despite the low efficiency, the proposed system can harvest enough energy at -10 dBm to sense, convert and transmit temperature data every 2 seconds. The lowest energy consumption of the sensor node is measured to be six microjoules of energy, demonstrating the energy efficiency of ’todays microcontrollers and sensors. In addition to the performed lab measurements, the developed system has also been tested in a state-of-the-art electromagnetic compatibility chamber to validate the results. This thesis can conclude that radio frequency energy harvesting is possible under controlled conditions. As variations in input power can result in the varying performance of the energy harvester, future studies are needed to investigate the possibility of implementing automatic impedance tuners. Such tuners will allow for optimized performance for a wider range of operating powers hence improving the performance for general usage.

Det här examensarbetet bygger vidare på en tidigare konstruerad prototyp, ett interaktivt konstprojekt där två plattor, placerade på en båge, med vattenmunstycken i mitten styrs med en joystick. Plattorna följer joystickens rörelse med hjälp av servomotorer.Målet i detta examensarbete var att koppla åskådarens smarta mobiltelefon till konstprojektet. Åskådaren ska kunna styra konstprojektet genom att vinkla sin mobiltelefon. Även vattenflödet ska kunna kontrolleras och all interaktion ska ske via trådlös kommunikation.Målet har uppnåtts genom att användaren installerar en applikation som skapats för operativsystemet Android. Applikationen skickar information om mobiltelefonens aktuella vinkelposition till en server via ett trådlöst nätverk. Servern skickar i sin tur vidare denna information till en Wifi-modul kopplad på ett arduinokort som ställer in plattornas servomotorer i rätt läge. Rapporten beskriver hur tekniken för att nå målet fungerar och illustrerar även hur prototypens design och funktionalitet har förändrats för att få ett mer effektfullt intryck. / In this thesis we further develop an existing prototype. The prototype is an interactive art project where two plates with water nozzles in the middle are placed at each end of an arc. These two plates can be controlled directly with a joystick. The plates are following the motion of the joystick using servo motors. Our main goal is to allow spectators of the art project to remotely control the plates and the water flow by using their own mobile phone.Our goal has been achieved by creating an Android application that the user can download and install directly on their mobile phone. The application automatically sends information about the angular position of the phone to a server. Then the server forwards this information to a Wifi-module connected to an Arduino board which is moving the servo motors, attached to the plates, in the correct position.This thesis describes the technique used within the project and also illustrates how the design and functionality of the prototype has been changed to make a more striking impression on the audience.

Robots are being used more and more in today’s society. These robots need to be mobile and have a good understanding of their surroundings. This bachelor’s thesis in mechatronics aims to see how a mobile robot can be constructed, and how it can best map its surroundings. The robot was built to have three omni wheels to allow it to move freely in the plane and stepper motors to provide accurate movement. Ultrasonic sensors were placed around the robot to be used as a tool to determine its surroundings. The brain of the robot was an Arduino UNO, which with the help of an ESP-01, communicated with aserver over Wi-Fi. The server received the data from the ultrasonic senors and drew a map on a web page. Multiple test were made to evaluate the different systems. The robot moved really well and with high precision after some tweaking. The ultrasonic sensors were also very precise and the communication between the robot and the server worked very well. All the different systems were combined to make the robot move autonomously. The robot could navigate by itself and avoid obstacles. Although the mapping worked from a technical point of view, it was hard to read and could be done better. / Robotar är något som används mer och mer i dagens moderna samhälle. Dessa robotar behöver vara mobila och haen god uppfattning om miljön de befinner sig i. Detta kandidatexamensarbete inom mekatronik ska undersöka hur en mobil robot kan byggas, och hur den kan kartlägga miljönden befinner sig i. Roboten som konstruerades hade tre omnihjul för att kunna röra sig fritt längs markplanet och stegmotorer för precis drift. Ultraljudsensorer placerades runt om roboten för att ge den en uppfattning av omgivningen. Hjärnan i roboten var en Arduino UNO som med hjälp av en ESP-01 kommunicerade över Wi-Fi till en server. Servern tog emotsensordata från roboten och ritade upp det som en karta ien webbläsare. Det utfördes tester för att utvärdera de olika delsystemen. Driften på roboten fungerade utmärkt med god precisionefter några iterationer. Ultraljudsensorerna hade också godprecision och kommunikationen mellan roboten och servern fungerade mycket bra. De olika delsystemen kombinerades för att ge roboten självkörning. Roboten kunde navigera själv och undvika hinder. Trots att kartan fungeradeur ett tekniskt perspektiv så var den svårtydd och kunde förbättrats.

The interest in the research and development of humanoid robots has been steadily growing in recent years. The application of such robotic systems are many and wide. In this bachelor’s thesis in mechatronics one such robotic system was built in the form of a hand. The aim was to investigate how well the robotic hand could imitate the movements of a user-worn controller glove as well as grip objects, both through wireless communication. The controller glove consisted of an Arduino Nano microcontroller, five flex sensors, an inertial measurement unit that detected the wrist rotation of the glove, a nRF24L01 transmitter as well as an external power source of 9 volts. The robotic hand consisted of three-dimensional printed parts from an open source library, an Arduino Uno microcontroller, a nRF24L01 receiver, two external power supplies of 9 volts and 5 volts and six servo motors, with one servo motor per finger and wrist. The finished robotic hand did well in imitating the motions of the controller glove with little to no observed delay and was able to grip onto objects of various sizes, shapes and weights up to 134 grams. The constructed robotic hand achieved the desired goals of the project. The results indicated that improvements can be made on the grip ability of objects with rigid surfaces as well as improving the imitation by implementing more degrees of freedom for the fingers of the robotic hand. / Intresset för forskning och utveckling av humanoida robotarhar under de senaste åren varit på ständig uppfart. Applikationerna av sådana robotsystem är många och breda. Idetta kandidatarbete inom mekatronik konstruerades ettsådant robotsystem i formen av en hand. Syftet var att undersöka hur väl robothanden kunde imitera rörelserna av enanvändarburen kontrollerhandske samt hur väl den kundegreppa tag om objekt med hjälp av trådlös kommunikation. Kontrollerhanskens komponenter bestod av en Arduino Nano mikrokontroller, fem flex sensorer, en tröghetsmätenhet som mätte rotationen av handleden, en nRF24L01sändarenhet samt en extern kraftkälla på 9 volt. Robothanden bestod av tredimensionellt utskrivna delar från ettopen source bibliotek, en Arduino Uno mikrokontroller, ennRF24L01 mottagarenhet, två externa kraftkällor på 9 voltrespektive 5 volt samt sex stycken servomotorer. Varje enskild finger samt handled var kopplad till en servomotorvar. Robothanden kunde imitera kontrollhandskens rörelser med liten försening och kunde greppa tag om objekt avolika storlekar, utformningar samt vikter upp till 134 gram.Den konstruerade robothanden åstadkom de önskade målensom sattes för projektet. Resultaten indikerade att robothandens greppförmåga om föremål med styva ytor och dessimitation kan förbättras.