Derivazione di un meccanismo con amplificazione inerziale per lo smorzamento delle vibrazioni

Questa Tesi si occupa di una derivazione di un meccanismo con amplificazione inerziale per lo smorzamento delle vibrazioni, il quale è stato usato come un meccanismo costituente di un oscillatore semplice, ovvero di un modello matematico fondamentale su cui è basata la dinamica strutturale, aumentandogli notevolmente la sua complessità geometrica. Viene studiata la risposta dinamica ottenuta dall’analisi armonica, in quanto lo stesso è soggetto alla forzante passiva. Lo studio del comportamento dinamico ingloba un percorso, il quale parte dalla descrizione matematica dell’equilibrio dinamico, nonché delle condizioni al contorno, tramite l’uso di analisi matriciale delle strutture e del calcolo complesso, e si conclude, derivando le grandezze cinematiche e dinamiche, necessarie affinché si possa determinare, in un modo chiaro e privo di ambiguità, lo stato del sistema dinamico. Il passo successivo risiede nell’analisi analitica e numerica dei risultati ottenuti e anche della visualizzazione grafica ed interpretazione degli stessi. Affinché i risultati possano essere considerati validi, occorre che gli stessi passino la procedura di validazione tramite l’uso degli esempi numerici. Successivamente, i risultati validati vengono confrontati con la stessa tipologia dei risultati derivati per gli oscillatori classici o gli oscillatori di riferimento, il quale comportamento è già noto nell’ambito della dinamica strutturale. La Tesi procede con l’applicazione pratica degli oscillatori per lo smorzamento delle vibrazioni. In particolare si studia la loro capacità di alterare la risposta dinamica complessiva del sistema di cui fanno parte, rispetto al caso in cui la stessa struttura è priva di essi. In fine la Tesi si conclude, mettendo in evidenza i vantaggi e gli svantaggi dell’oscillatore dotato di un meccanismo con amplificazione inerziale rispetto agli altri oscillatori classici.

Realizzazione e collaudo di un sensore di ozono controllato da Arduino

Nell’ambito della sterilizzazione da agenti patogeni, l’ozono riveste un ruolo fondamentale grazie al suo grande potere ossidante ed è di fondamentale importanza misurare quanto ozono viene prodotto mediante una scarica DBD. Scopo di questa tesi è stato quello di realizzare un sensore dedicato alla misurazione della concentrazione di ozono, controllato da Arduino Uno. Il setup realizzato risulta economico, facilmente trasportabile e flessibile in quanto è utilizzabile in diverse modalità: è possibile salvare i dati tramite Arduino per elaborarli successivamente; permette di collegare l’uscita all’oscilloscopio per monitorare i segnali elettrici nel tempo; consente di leggere la concentrazione di ozono misurata real-time su display lcd. Infine sono state effettuati dei confronti tra il setup attualmente presente in laboratorio e il setup realizzato, e i risultati sono stati soddisfacenti.

Design and evaluation of a prototype tracking system

In this paper, we present the design and construction of a prototype target tracking system. The experimental set up consists of three main modules for moving the object, detecting the motion of the object and its tracking. The mechanism for moving the object includes an object and two stepper motors and their driving and control circuitry. The detection of the object’s motion is realized by photo switch array. The tracking mechanism consists of a laser beam and two DC servomotors and their associated circuitry. The control algorithm is a standard fuzzy logic controller. The system is designed to operate in two modes in such a way that the role of target and tracker can be interchanged. Experimental results indicate that the fuzzy controller is capable of controlling the system in both modes.

Smart material interfaces : a new form of physical interaction

Smart Material Interface (SMI) is the latest generation of user interface that makes use of engineered materials and leverages their special properties. SMIs are capable of changing their physical properties such as shape, size and color, and can be controlled under certain (external) conditions. We provide an example of such an SMI in the form of a prototype of a vacuum cleaner. The prototype uses schematic electrochromic polymer at the suction nozzle of the vacuum cleaner, which changes its color depending on the dust level on a floor. We emphasize on the new affordances and communication language supported by SMIs, which challenges the current metaphors of user interfaces in the field of HCI.

3D reconfigurable autopilot flight system for both general aviation and unmanned aerial systems

This research project investigated and designed a modular architecture for a 3D Reconfigurable Autopilot Flight System that could be used to control actuators in both manned and unmanned aircraft. The system is based on a CAN Bus interface and allows seamless control of different types of actuators. During the course of the research the differences and similarities of autopilots for fixed-wing general aviation aircraft and unmanned aircraft were analysed focusing on the actuator interfaces. This project suggests that software and hardware used in commercial-of-the-shelf avionics could be used in manned and unmanned aviation.

Microprocessor-controlled automatic focusing of a lens

Maximum intensity contrast has been used as a measure of lens defocus. A photodiode array under the control of 8085 microprocessor is used to measure the maximum intensity contrast and to position the lens for best focus. The lens is moved by a stepper motor under processor control at a speed of 350 to 500 steps/s. At this speed, focusing time was found to be between 5 and 8 s. Under coherent illuminating conditions, an accuracy of ± 50 μm has been achieved.

Uncanny nature: Hybrid stop motion using Blender

This talk gives an overview of the project "Uncanny Nature", which incoporates a style of animation called Hybrid Stop Motion, that combines physical object armatures with virtual copies. The development of the production pipeline (using a mix of Blender, Dragonframe, Photoscan and Arduino) is discussed, as well as the way that Blender was used throughout the production to visualise, model, animate and composite the elements together.

Shape memory alloy based motor

Design and characterization of a new shape memory alloy wire based Poly Phase Motor has been reported in this paper. The motor can be used either in stepping mode or in servo mode of operation. Each phase of the motor consists of an SMA wire with a spring in series. The principle of operation of the poly phase motor is presented. The motor resembles a stepper motor in its functioning though the actuation principles are different and hence has been characterized similar to a stepper motor. The motor can be actuated in either direction with different phase sequencing methods, which are presented in this work. The motor is modelled and simulated and the results of simulations and experiments are presented. The experimental model of the motor is of dimension 150mm square, 20mm thick and uses SMA wire of 0·4mm diameter and 125mm of length in each phase.

Hydrodynamic energy harvesting using an ionic polymer-metal composite stack for underwater applications

Ionic Polymer Metal Composites (IPMCs) are a class of Electro-Active Polymers (EAPs) consisting of a base polymer (usually Nafion), sandwiched between thin films of electrodes and an electrolyte. Apart from fuel cell like proton exchange process in Nafion, these IPMCs can act both as an actuator and a sensor. Typically, IPMCs have been known for their applications in fuel cell technology and in artificial muscles for robots. However, more recently, sensing properties of IPMC have opened up possibilities of mechanical energy harvesting. In this paper, we consider a bi-layer stack of IPMC membranes where fluid flow induced cyclic oscillation allows collection of electronic charge across a pair of functionalized electrode on the surface of IPMC layers/stacks. IPMCs work well in hydrated environment; more specifically, in presence of an electrolyte, and therefore, have great potential in underwater applications like hydrodynamic energy harvesting. Hydrodynamic forces produce bending deformation, which can induce transport of cations via polymer chains of the base polymer of Nafion or PTFE. In our experimental set-up, the deformation is induced into the array of IPMC membranes immersed in electrolyte by water waves caused by a plunger connected to a stepper motor. The frequency and amplitude of the water waves is controlled by the stepper motor through a micro-controller. The generated electric power is measured across a resistive load. Few orders of magnitude increase in the harvested power density is observed. Analytical modeling approach used for power and efficiency calculations are discussed. The observed electro-mechanical performance promises a host of underwater energy harvesting applications.

Un entorno de programación multinivel y control modular de robots

En este proyecto final de carrera se van a tratar los aspectos referentes a la ampliación de robots. Para ello se utilizará una placa Arduino que se comunicará con el robot por puerto serie. Esta placa, servirá de plataforma de comunicación entre un PC y el robot, ofreciendo una interfaz del robot anterior con la capacidad de ampliación de la placa Arduino. En el transcurso del proyecto se ha realizado una capa intermedia de código C++ que gestiona el uso de la placa Arduino y del robot iRobot Create a través de la misma. Con objeto de dar también soporte a la programación del robot iRobot Create, se ha elegido un simulador y se le ha dado soporte en la capa anteriormente citada.

Un electrocardiógrafo inteligente de bajo coste

Castellano: A lo largo de este proyecto se ha desarrollado un sistema de bajo coste para la tomade electrocardiogramas y posterior visualización de los mismos en un dispositivo Android. Además se ha creado un módulo inteligente capaz de realizar un diagnóstico de manera automática y razonada sobre los datos recogidos. El proyecto se ha realizado principalmente sobre tecnologías abiertas: Arduino como componente central del sistema electrónico, Android para visualizar datos en una plataforma móvil y CLIPS como motor sobre el cual se ha desarrollado el sistema experto que realiza el diagnóstico.

Diseño e implementación de un sistema de seguridad para el hogar con interfaz en Android.

En este proyecto se desarrolla un sistema capaz de garantizar la seguridad en un hogar o establecimiento, detectando cualquier acceso no deseado con sensores. También dispone de detectores de humo y otros gases. Como sistema disuasorio, cuenta con simulación de presencia para evitar intrusiones, por lo que también permite el control de luces y otros electrodomésticos. Todo el sistema se controla desde una aplicación en Android.

Lanaren beso robotiko mugikor baten diseinu: programazioa eta muntaia

Proiektu honen helburua, beso robotiko mugikorra diseinatu, programatu eta muntatzea da. Beso robotiko mugikorra oso gailu interesgarria da, beso robotiko eta robot mugikorren gaitasunak robot bakar batean batzen dituelako. Alde batetik, beso robotikoek egiten duten bezala objektuak hartu eta maneiatzeko aukera izango du. Eta bestetik, robot mugikorren moduan sentsore eta eragingailuak erabiliz inguru desberdinetara moldatzeko gaitasuna izango du. Beraz, bi ezaugarri horiek dispositibo bakar batean batzen badira, inguru desberdinetara moldatzeko gaitasuna duen beso robotikoa, zeinek, objektuak hartu, maneiatu edota toki batetik bestera mugitu ditzakeen robota sortu ahal da. Robot hau eraikitzeko MAKEBLOCK teknologia erabiliko da, zeinek, aluminiozko pieza eta osagai elelktronikoez osaturik dago. Horrez gain,osagai elektronikoak programatzeko Arduino software-a eta Arduinorentzako MAKEBLOCK liburutegia erabiliko dira.

D-Lappse: time-lapseak egiteko dolly bat automatizatzeko Android aplikazioa

Jakina da informatika oso gai zabala dela. Horregatik, oro har, sistema informatikoen garatzaileak sistemaren osagai bakan batzuetaz soilik arduratzen dira. Proiektu honek hardwarearen eta softwarearen munduak uztartzea du helburu; hardware- eta softwareosagaiak dituen sistema bat sortu, behar diren osagai guztiak garatuz. Horretaz gain, garatutakoa erabilgarria izatea bilatu da, hau da, funtzio praktiko eta erreal bat edukitzea. Horretarako, Android eta Arduino plataformak aztertu dira: Android erabiltzaileari interfaze grafikoa eskaini eta elkarrekintza burutzeko erabili da; Arduino, berriz, hardwarearen kontrolatzailea izateko. Horrekin, eragingailuak kontrolatuz, time-lapseak egiteko sistema automatizatua garatu da; D-Lappse Android aplikazioarekin sistema kontrolatu daiteke eta dollyari aginduak bidali, argazki-sekuentziak era automatizatu batean egiteko.