I disse dage afholdes Science i Forum (Frederiksberg C), som er en stor messe med videnskaben i fokus. Aalborg Universitet har en stand, hvor besøgende kan komme og hilse på os. Igår startede messen kl. 14.00-18.00, og i dag fra kl. 09.00-13.00. Vi står der igen i morgen fra kl. 09.00-11.00, så er du på disse kanter, kan du jo komme ind og hilse på os 🙂

Kort inden vi lukkede i dag, havde vi fornøjelsen af at hilse på Martin Keller, som har været med i børneprogrammet “Naturpatruljen” (Dr. Pjuskebusk, Martin & Ketil). Han fortalte om forskellige projekter, han kunne være interesseret i, omhandlende at programmere robotter til at efterligne insekter og deres adfærd.

Foruden Martin, hilste vi også på alle de besøgende, som besøgte vores stand. Siden videnskab er omdrejningspunktet, har vi medbragt fjernstyrede robotarme, en avanceret blodtryksmåler samt vores store “gående” robot i menneskestørrelse. Billederne siger vidst rigeligt, og vi ser alle frem til i morgen 🙂

Hvad kan man egentlig bruge uddannelsen til elektronikingeniør til? Hvad laver man som elektronikingeniør?

Det er to spørgsmål som vi ofte får – og her giver vi et bud på, hvad man også kan med en ingeniøruddannelse!

Vi er to 8. semester studerende fra Elektronik og IT med speciale i Control and Automation. Her vil vi fortælle vores lille historie om, hvordan vi har anvendt noget af den viden vi har tilegnet os gennem studiet, til at udvikle et produkt og få sat det i produktion.

 

Den gode idé!

Vi mente selv at vi fik en rigtig god idé for lidt over et år siden, hvor vi startede med at udvikle, hvad der nu er blevet til uStepper.

Idéen var relativt simpel: Lav en meget kompakt controller til en stepper motor, hvor det også er muligt at give feedback på positionen (måle positionen) af akslen. Ud fra det sprang der en række krav til features som f.eks. at den skulle kunne håndtere spændinger over 24 V, måle temperatur og kunne monteres direkte på motoren.

uStepper print

 

Stepper motor?

Først lige lidt kort om stepper motorer. Stepper motorer bliver brugt i stor udstrækning, både af hobbyfolk til for eksempel 3D printere, CNC maskiner og andre applikationer. Men også i kommercielle produkter som printeren derhjemme eller i industrien hvor de bruges i diverse maskinanlæg, bl.a. på grund af deres pris og det at de kan styres ret præcist uden positions-feedback.

uStepper motor

Men hvorfor så lave positions-feedback når nu de kan styres uden? Jo, stepper motorer kører ikke altid som forventet f.eks. på grund af belastning på akslen, og her vil man kunne drage nytte af positions-feedback – er stepperen ikke i rette position kan der kompenseres.

 

Crowdfunding

Efter rigtig mange timers arbejde med udvikling af to prototyper blev vi endelig klar til at producere vores produkt. Finansieringen af denne produktion blev baseret på crowdfunding, gennem tjenesten Kickstarter. Crowdfunding er en unik mulighed for at lodde stemningen på markedet uden at skulle lave en stor analyse. Man præsenterer sin idé, viser sin prototype og får støtte af private, hvis de tror på idéen – og det gjorde de med uStepper!

uStepper robotarm

For at fange folks interesse udviklede vi et par eksempler på applikationer til uStepper. Heriblandt en robot-arm som ses på billedet herover. Det kræver en del salgsarbejde at komme i mål med en crowdfunding – det er ikke bare at læne sig tilbage og vente på at pengene ruller ind!

 

Færdigt produkt

Vi har her knap et år efter at vi fik idéen afsendt vores første produkter til dem, der støttede projektet gennem Kickstarter. Det er en fantastisk følelse at have skabt et produkt, der rent faktisk kan sælges – selvom vejen dertil har været hård. Man skal ikke undervurdere mængden af administrativt arbejde ved opstart af firma, produktion og salg.

uStepper dærdig

Så ja, man kan godt bruge den viden man tilegner sig på ingeniørstudiet, også til at lave produkter helt fra bunden og starte sin egen virksomhed. Det kræver stort set alt den fritid man har (studiet er jo fuld tid), men det kan “sagtens” lade sig gøre!

 

Vi håber det gav lidt indsigt i, hvad man også kan som ingeniørstuderende på AAU, og hvis I vil se mere om kampagnen og produktet så tag et kig på https://www.kickstarter.com/projects/301805155/ustepper eller www.ustepper.com

 

Thomas og Mogens

Ja, så blev semesteret afsluttet for i år; det skriftlige er afleveret og vi har præsenteret for de andre 7. semester studieretninger på SEMCON. For kort at komme med konklusionen på vores projekt, kan dette ses af disse figurer:

TDE med transmit signalTDE med 5 templates

Figurerne viser, hvad afstandsbedømmelse for vindmøllevingen laves ud fra. Altså, hvor længe der går, før vi modtager det sendte signal. Figuren til venstre viser resultatet af, hvad man typisk gør. Den til højre er, hvordan vi har målt bevægelsen ud fra algoritmen i toppen af opslaget. Det ses tydeligt at bevægelsen er blevet meget pænere, algoritmen er simpelthen mere præcis.

Vi har præsenteret vores projekt til SEMCON, hvor vi faktisk gik derfra med titlen: “Best paper & presentation” award 2015 – altså den bedste præsentation og beskrivelse af semesterprojektet blandt de i alt 17 grupper, det er vi meget stolte af! 🙂

Selvom man nu skulle tro, at der rigtig kan slappes af, er der jo også eksaminer i januar. Derfor er vi begyndt netop i weekenden begyndt på eksamenslæsningen. Vi fortsætter lige til og med i morgen, og så er der ellers familiehygge og afslapning i juledagene, hvorefter vi igen kører eksamensforberedelse mellem jul og nytår 🙂

Hav en rigtig god jul og et fantastisk nytår!

Juletid er tit forbundet med familiehygge og afslapning. Før dette for alvor træder i kraft her på stedet, skal vi lige forbi semesterprojektets afleveringsfrist. I år er deadline onsdag d. 16/12, hvorefter vi skal præsentere semesterprojektet for de andre 7. semester studerende d. 18/12. Først herefter er der juleferie, efterfulgt af eksamensforberedelserne.

Da der nu kun er omtrent to uger til aflevering, skal projektet efterhånden afrundes og de skrevne afsnit skal revideres. Under udarbejdelsen af den skriftlige del af et semesterprojekt, er der typisk mange ting, man ønsker at beskrive. Udfordringen er at holde en tydelig rød tråd gennem de forskellige afsnit, og undlade at være alt for indforstået i sine formuleringer. Da man i starten af projektperioden ikke helt kan se resultatet for sig, er afsnittene fra den tid ofte nogle, der skal finpudses. Faktisk er det præcis hvad vi laver i øjeblikket 🙂

Jeg vil gerne lige knytte en kommentar til selve semesterprojektet vi har lavet (se video i toppen af opslaget), som i grove træk kan beskrives således:

1. Afstandsbedømmelse er noget, der benyttes inden for rigtig mange områder. Typisk er afstandsbedømmelse lavet med en laser eller en form for ultrasonisk ekko (flagermus laver afstandsbedømmelse med sidstnævnte). Hvis man kender udbredelseshastigheden i det pågældende medium (fx lydens hastighed på ca. 340 m/s gennem luften) er det muligt at bestemme en afstand ud fra den tid, det tager fra en lyd er sendt til en genlyd kommer tilbage.

2. Pricippet kan også bruges med radiobølger, hvor man ønsker afstanden mellem en given sender og en given modtager. Radiobølger bevæger sig gennem luften med lysets hastighed, så ud fra tiden mellem et signal er sendt, til det er modtaget, kan man bestemme afstanden.

3. Vores projekt handler om, hvordan man ved, hvilket signal man leder efter. Typisk er signalet man modtager ikke identisk med det, der er sendt. Med andre ord ved man ikke præcis hvad man leder efter, og heller ikke præcis hvor man skal kigge.

4. Vi har derfor udviklet en algoritme, der finder det bedste signal at lede efter, hvis man har et sæt målinger fra sin enhed – i vores tilfælde en vindmølle. Inden for nogle områder er det måske endda fordelagtigt at have flere forskellige signalformer at vælge mellem, så dette er også indbygget i algoritmen 🙂

5. Når det/de bedste signal(er) er fundet, laver vi selvfølgelig afstandsbedømmelsen som en form for accepttest.

TDE

Den røde prik indikerer, hvor vi estimerer forsinkelsen til at være.

Nu er det efterhånden et langt opslag, så det må være tid til at runde af 🙂

Hav en super aften!

Her på universitetet er jeg ansat som ambassadør. I den forbindelse har jeg på det seneste lavet en del rundvisninger for nye potentielle studerende fra både HTX, STX m.fl. Rundvisningen tager ca. halvanden time, hvor man bliver vist rundt i forskellige laboratorier, herunder EL-lab, kontrol-lab, lyddøde rum, radiodøde rum osv. Hvert sted bliver holdet (typisk 6-7 pers) mødt af en underviser, der kan fortælle mange interessante ting om det pågældende laboratorium. Laboratorierne bruges til at teste hypoteser, teste sine produkter og selvfølgelig at “måle verden” omkring os.

Under rundvisningerne får jeg mange interessante spørgsmål, og det mest hyppigste er nok, om det er svært at læse på Aalborg Universitet – kræver det at man er god til matematik?

Svaret til dette spørgsmål er faktisk ret simpelt: hvis man interesserer sig for de projekter man laver, så lærer man helt automatisk den tilhørende matematik. Man behøver ikke at være den bedste i klassen, eller at score top i Georg Mohr-konkurrencen, for at komme igennem studiet. Omvendt skal man selvfølgelig ikke ligge på den lade side, men følger man kurserne, læser materialet inden lektionen og laver opgaverne efter forelæsningen, så er man meget langt 🙂

Vi er netop blevet færdige med dette semesters kurser, det betyder at vi arbejder fuldtid på projektet. Det er blevet ret teknisk og meget indforstået, men forhåbentlig kommer der noget nyt til jer snart. Jeg vil rigtig gerne vise, hvad det er vi er nået frem til 🙂

Hav en super aften derude foran skærmen!

Nå, denne post bliver en lille smule anderledes. Jeg vil ikke kun nævne, hvordan vores vindmølleprojekt skrider fremad, men også komme med mere generelle kommentarer til studieforløbet her på AAU.

At være studerende på Aalborg Universitet er ikke kun tunge bøger og lange formler. Både det sociale liv og de privilegier, der hører sig til studiet, er i sig selv en lige så stor del af dagligdagen. I dag (søndag) sidder jeg i grupperummet og laver lidt forskelligt arbejde, faktisk primært relateret til andre ting end AAU. Studiekortet fungerer som adgangskort til dørene udefra, og på ingeniørstudierne har vi også eget grupperum samt egen nøgle hertil. Billedet ovenfor viser mit grupperum/kontor, typisk er der kaffe på kanden, baggrundsmusik fra Radio Aura og et halvåbent vindue, så luften herinde er frisk.

Selvom det i dag er søndag, kan jeg høre andre døre på gangen blive åbnet og lukket, så jeg er altså ikke den eneste, der benytter mig af disse lokalefaciliteter i weekenden 🙂

Specielt op til projektaflevering sidder de fleste grupper og knokler fra morgen til aften alle ugens 7 dage. Det er en del af studielivet herude. Af og til i denne periode smutter vi ned og får en kold cola eller øl på tværs af projektgrupperne, men efterfølgende kalder projektarbejdet igen. Vi er ikke kommet helt så langt med semestret endnu, men den tid skal nu nok komme 🙂

Jeg vil slutteligt lige knytte en hurtig kommentar til projektet. Vi har brugt den sidste halvanden-uges tid på et miniprojekt i et af kurserne. Her skal der skrives nogle sider om en hel konkret optimeringsopgave. Miniprojektet bliver et af emnerne, der skal diskuteres til den mundtlige eksamen i februar, så det kræver lidt tid at få formuleret de rigtige sætninger og forstå de matematiske formler i dybden, men nu er vi så småt ved at være færdige.

Det var alt for nu, hav en super dag!

Nå, så har jeg noget nyt at fortælle ifm. vores semesterprojekt. Billedet ovenfor viser, hvad dette projekt groft sagt omhandler. Den blå kurve viser en simulering af, hvad vi kunne modtage fra senderen på vindmøllevingen. Her har vi lavet en algoritme til at estimere, hvornår ping-signalet starter. Ser man på den røde cirkel, så viser den hvor vi tror signalet starter, og den gule stjerne viser, hvor signalet egentlig starter. I bunden af figuren ses det, at forsinkelsen er estimeret med en præcision på 0,183 tidsenhed. Sampling foregår med 0,5 tidsenhed, og sætter dermed en grænse for, hvor præcist vi kan finde det oprindelige signal. Uden at gå ind i den mere tekniske del, betyder det med andre ord at vi ret præcist kan fastslå, hvornår signalet starter.

Næste skridt er at arbejde med rigtige signaler fra en vindmølle, som faktisk har dette system monteret. Når vi har arbejdet med disse signaler, vil jeg komme med en update igen 🙂

Ps. Jeg ved godt det er lidt nørdet og teknisk, men sådan er det nu engang at læse Signal Processing and Computing her på AAU 🙂

Nå, så er der igen en update fra os “elektrikere” på AAU. Jeg er netop startet på min kandidat: “Signal Processing and Computing”, som omhandler dét at hive data ud af et (elektrisk) signal – Ja, det er ret nørdet!

På min studieretning er vi lige nu to personer til hele semestret – foruden mig er der en indisk fyr – samt en dansker, der blot følger kurser. Vores semesterprojekt vil omhandle en vindmølle, hvor målet er at måle positionen på spidsen af hver vindmøllevinge. Mængden af energi en vindmølle kan producere afhænger af arealet, som vingerne dækker (altså cirklen). Producenterne ønsker derfor at øge længden på vindmøllevingerne, hvilket vil medføre svingninger af spidsen – faktisk omkring 10 meter ved vinger på 60 meter. Ved at måle den eksakte position af hver spids er det muligt at opnå lange vinger, men samtidig at kontrollere vingerne, så disse ikke kolliderer med vindmølletårnet.

Teknologien er radiobølger, og lidt mere specifikt er målet at finde et specielt ping-signal i en optagelse som indeholder det originale signal samt støj. Projektet laves i samarbejde med en forsker på AAU, så problemstilling er givet, men resultatet skal udvikles fra bunden, da denne teknologi stadig er ny.

Når vi kommer længere i processen vil jeg smide nogle mere sigende billeder med op, men for nu vil jeg blot afslutte med et “hav en rigtig god aften” 🙂

Nu nærmer vi os aflevering, hvilket har betydet lange arbejdsdage og smårettelser i stor stil. Rapporten er ved at blive finpudset, således aflevering kan ske fra morgenstunden i morgen torsdag.

Der har været en lille pause mellem blogindlæggene, men I skal ikke snydes for en video af det færdige system. I videoen ses kontrolsystemerne i aktion, hvor det samtidig vises at systemet kan håndtere ændringer i platformen – bl.a. i form af vægtforøgelse på toppen af pendulet. Vægten på segwayen er ca. halvandet kg, hvilket betyder at den samlede vægt stiger med over 60 pct. i sidste test – endda placeret på toppen, hvilket øger inertimomentet betragteligt.

Controllerne er først designet ud fra en lineariseret model af Segwayen, hvorefter disse er blevet testet gennem en simulering af den ulineære model og slutteligt er controllerne blevet implementeret og testet i AAU’s “Motion Tracking” laboratorium.

Som det også tydeligt ses i videoen er systemet i stand til at holde sig oprejst samt stillestående på et skråt underlag. Samtidig kan kontrolsystemerne forstyrres i form af at skubbe til pendulet, hvorefter Segwayen genvinder stabiliteten og holder sig stående.

Dermed kan konkluderes at det udviklede “Dynamic Autonomous Robotic Surveillance and Alarm System” har været en succes og en universal platform er blevet designet, modelleret samt implementeret.

Nu vil vi udskrive den færdigrettede rapport, mange tak for denne gang 🙂

Nå, her kommer lige en status på projektet.

Efter sidste indlæg har vi oplevet betydelige mekaniske problemer med testopstillingen. Dette kombineret med lange leveringstider fra leverandøre gør, at Segway’en lige nu er klodset op. For at udnytte tiden bedst muligt har vi skrevet en del rapport og dokumenteret modellen af Segway’en.

Block diagram of Segway

 

Billedet herover viser en model for, hvad en torque fra motorene medfører: nemlig en translatorisk bevægelse og en ændring i vinklen for pendulet. Begge motorer styres i øjeblikket af vinklen for pendulet, hvilket gør at vi ikke regulerer positionen. Ved at måle på begge motorenes omdrejningshastighed er det muligt at styre hastigheden for Segway’en, hvortil der også laves en controller til at styre rotation om sig selv. Dermed er det muligt at bevæge Segway’en rundt i et plan.

Selve styringen laves med en fjernstyring i form af et hjemmelavet shield til en Arduino Uno.

Radio Controller for Segway

 

Batteriet forsyner Arduino’en og gør dermed fjernstyringen helt trådløs. Kommunikationen til Segway’en sker gennem RF-modulet, som taler flydende UART. Selve styringen sker med joystick’et, og gør dermed det hele til en leg 🙂

Det var alt for nu, når hardwaren er på plads skal vi igen have det hele til at køre, så der kommer helt sikkert et indlæg og en video til!

Hav en super aften 🙂