Electrical and Electronics Commons^™

Non-Invasive Monitoring Device For Early Detection Of Breast Cancer Related Lymphedema, Amy Prendergast

Honors Theses and Capstones

Breast Cancer Related Lymphedema (BCRL) is a common co-morbidity in cancer survivors following neoadjuvant therapies such as chemotherapy, radiation, and/or surgery. It is brought about by the disruption in the lymphatic system (think lymph node biopsy) that leads to a buildup of lymphatic fluid in the arm. Current diagnostic strategies for this condition are merely retroactive, and fairly limited in the parameters that are examined to ensure patient well-being long term. We hypothesize that with an approach that mimics bioimpedance spectroscopy analysis, we will be able to provide a clinical support tool that would better determine early stages of lymphedema …

Power And Waiting Time Efficiency At Automatic Toll Gates With The Contactless Card Payment Implementation, Ujang Wiharja, Sri Hartanto

ASEAN Journal on Science and Technology for Development

One method of Electronic Toll Collection (ETC) in Automatic Toll Gate (ATG) currently uses contactless transactions using Radio Frequency IDentification (RFID) technology. Tracking and monitoring objects (the car) with RFID is carried out in real-time and is required to keep up with the speed of an object (the car). The On-Board Unit (OBU) transponder installed on the car's windshield and the Road Side Unit (RSU) installed on the ATG are the main components of the Dedicated Short-Range Communication (DSRC) system, which allows the car and ATG to communicate with each other and carry out transactions, including online toll payments, without …

Real-Time Occupancy-Based Control Of Hvac Systems In Office Buildings Considering Energy Saving And Thermal Comfort, Emmanuel Agabi

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

Traditional heating, ventilation, and air conditioning (HVAC) control systems often waste energy and fail to maintain thermal comfort due to their reliance on static setpoints, manual on/off control, and limited responsiveness to occupancy and weather conditions. With advancements in the Internet of Things (IoT), integrating occupancy data into building energy management systems, including HVAC systems, has progressed beyond conventional sensor-based approaches. This thesis addresses the inefficiency of traditional control of HVAC systems by proposing two strategies for a single-zone office building. The first one is occupancy-based control (OBC), and the second is data-driven supervisory model predictive control (SMPC). By leveraging …

Enhancing Energy Efficiency In Kubernetes Cluster Through Energy-Aware Resource Scheduling By Node Labeling Assignment, Soundharya Moorthi

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

As the demand for cloud-native infrastructure grows, managing energy becomes increasingly essential for small-scale and large-scale Kubernetes clusters. This research introduces two scheduling strategies to enhance energy usage in Kubernetes clusters: the energy-aware resource scheduler and the adaptive energy-aware resource scheduler. Both approaches aim to reduce energy consumption by dynamically managing node states and workload assignments based on resource utilization. Both schedulers are implemented as extenders on top of the default Kubernetes scheduler. A comparative evaluation against the default Kubernetes scheduler and the bin packing scheduler, using power and energy utilization metrics, demonstrates that while the energy-aware scheduler achieves notable …

Contextual Matching And Aggregation Network For Mri Image Super-Resolution, Abdulhamid Muhammad

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

High-resolution (HR) Magnetic Resonance Imaging (MRI) provides detailed visualization of healthy and pathological tissues, making it a vital tool for accurate diagnosis, and enhancing physicians’ ability to detect lesions with better precision. However, obtaining HR MRI images in practice is often challenging due to hardware limitations, extended scan durations, and patient discomfort. Super-resolution (SR) techniques have been developed to recover HR image from LR image. However, capturing and integrating local and global features remains a significant challenge, as many approaches inadequately model the complex contextual correlations across multiple scales thereby degrading reconstruction quality. To address these limitations, we propose an …

A High-Gain Wideband Antenna Employing Novel Partial Reflective Surfaces, Mia Maria Ulfah

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

In this dissertation, different partially reflective surfaces (PRS) are investigated to improve the gain and bandwidth of a Fabry–Perot cavity (FPC) antenna for wireless local-area network (WLAN) and vehicle-to-vehicle (V2V) communication applications. Each of the proposed PRSs has the phase of a reflection coefficient that increases with frequency. This property of the PRS is required for a broadband characteristic of the FPC antenna, which is desirable for the intended applications. A U-shaped microstrip patch antenna (MPA) with a parasitic rectangular patch is used as a feed antenna. It is designed for operation in the WLAN and V2V frequency bands. The …

An Attention-Guided Image Super-Resolution For Scene Text, Tithnorakneath Em

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

Scene Text Image Super-Resolution (STISR) is crucial in enhancing text recognition for low-resolution images, often degraded due to environmental and device limitations. While many existing STISR approaches leverage super-resolution techniques to refine image quality, they frequently need specialized mechanisms to extract text-specific features. Most existing methods were based on feature extraction methods that missed critical details, such as edges and text-background contrasts, that are usually important for recognition. In this work, we propose a new feature extraction method that uses Channel Attention and Spatial Attention mechanisms to emphasize features related to text, namely edges, contours, and spatial alignment. We add …

การกำหนดขนาดที่เหมาะสมของระบบกักเก็บพลังงานประเภทแบตเตอรี่ร่วมกับระบบผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์สำหรับกำไรส่วนต่างราคาไฟฟ้าและบริการเสริมความมั่นคงของโรงงานอุตสาหกรรม, ธนภูมิ ศรีอุดมขจร

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

งานวิจัยฉบับนี้นี้ศึกษาการกำหนดขนาดแบตเตอรี่ที่เหมาะสมเพื่อใช้ร่วมกับระบบผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ในโรงงานอุตสาหกรรม โดยพิจารณาการหากำไรจากส่วนต่างของราคาพลังงานไฟฟ้า(Energy Arbitrage)และการให้บริการเสริมความมั่นคงในระบบไฟฟ้า (Ancillary Service) ในส่วนของการให้บริการไฟฟ้าสำรอง เพื่อลดภาระที่ผู้ให้บริการโครงข่ายต้องจัดเตรียมไฟฟ้าสำรองมารองรับความผันผวนของระบบผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ในกรณีที่ไม่สามารถผลิตไฟฟ้าได้เต็มที่ ในการศึกษาได้ใช้โหลดไฟฟ้าที่ได้มีการบันทึกจาก การไฟฟ้าส่วนภูมิภาค ประเภทกิจการขนาดกลาง ที่ความต้องการใช้ไฟฟ้าสูงสุด 1,000 กิโลวัตต์ นำมาศึกษากับ โปรไฟล์ความเข้มแสงอาทิตย์โดยนำข้อมูลมาจากโปรแกรม PVsyst มาวิเคราะห์และกำหนดรูปแบบการทำงานของระบบกักเก็บพลังงานประเภทแบตเตอรี่ ในการวิเคราะห์นี้ใช้การประเมินมูลค่าปัจจุบันสุทธิ (Net Present Value: NPV) และอัตราผลตอบแทนภายใน (Internal Rate of Return: IRR) และจุดจำกัดกำลังทำงานของโรงงาน (Power Limit) ที่เหมาะสม สำหรับระบบกักเก็บพลังงานประเภทแบตเตอรี่เพื่อให้ช่วยสำรองพลังงานได้อย่างต่อเนื่อง ผลการศึกษาพบว่าการใช้งานระบบกักเก็บพลังงานประเภทแบตเตอรี่ร่วมกับระบบผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ในโรงงานอุตสาหกรรมสามารถช่วยลดภาระกำลังไฟฟ้าสำรองจากผู้ให้บริการโครงข่ายได้ และยังให้ผลตอบแทนที่ดี โดยการเพิ่มขนาดของระบบผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ จะช่วยให้ NPV และ IRR สูงขึ้นจนถึงจุดหนึ่งและลดลงหากติดตั้งใหญ่เกินความจำเป็น การเพิ่มขนาดของระบบกักเก็บพลังงานประเภทแบตเตอรี่ จะช่วยลดการพึ่งพากำลังไฟฟ้าสำรองจากผู้ให้บริการโครงข่ายได้ หากตั้งจุดทำงานที่เหมาะสม

การศึกษาอัตราค่าบริการเสริมความมั่นคงและอัตราค่าบริการไฟฟ้าสำรองของการไฟฟ้าทั้ง 3 แห่งในประเทศไทย, ต่อลาภ ลาภสามแสน

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

การขยายตัวของกลุ่มผู้ใช้ไฟฟ้าที่ติดตั้งระบบผลิตไฟฟ้าพลังงานหมุนเวียนเพื่อใช้เอง (Self-consumption) ทั้งในภาคครัวเรือนและภาคอุตสาหกรรม หรือที่เรียกว่า Independent Power Supply (IPS) ส่งผลให้ปริมาณกำลังไฟฟ้าของระบบโครงข่ายไฟฟ้าหลักลดลงอย่างมีนัยสำคัญ อย่างไรก็ตาม การไฟฟ้ายังคงต้องลงทุนในบริการเสริมความมั่นคง (Ancillary Services) รวมถึงจัดเตรียมไฟฟ้าสำรอง เพื่อรักษาเสถียรภาพของระบบกรณีที่ระบบผลิตไฟฟ้าพลังงานหมุนเวียนของ IPS ไม่สามารถผลิตไฟฟ้าได้ ทว่าปัจจุบัน ประเทศไทยยังไม่มีการจัดเก็บค่าบริการดังกล่าวจาก IPS ส่งผลให้ต้นทุนสำหรับดูแลระบบความมั่นคงของระบบไฟฟ้าถูกผลักภาระให้ผู้ใช้ไฟฟ้าทั่วไปต้องแบกรับแทน เกิดภาวะอุดหนุนข้ามกลุ่ม (cross-subsidization) ซึ่งหมายถึงสถานการณ์ที่ผู้ใช้บางกลุ่มได้รับประโยชน์จากบริการของระบบไฟฟ้าโดยไม่จ่ายค่าบริการ ส่งผลให้ผู้ใช้กลุ่มอื่นต้องร่วมจ่ายแทน ซึ่งเป็นอุปสรรคต่อความเป็นธรรมในระบบไฟฟ้าโดยรวม วิทยานิพนธ์ฉบับนี้จึงมุ่งเน้นการศึกษาอัตราค่าบริการเสริมความมั่นคงและไฟฟ้าสำรอง (Standby Rates) โดยประเมินต้นทุนที่แท้จริงของบริการเสริมความมั่นคงและไฟฟ้าสำรองของทั้งสามการไฟฟ้า ได้แก่ การไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทย (กฟผ.) การไฟฟ้านครหลวง (กฟน.) และการไฟฟ้าส่วนภูมิภาค (กฟภ.) โดยวิเคราะห์ข้อมูลต้นทุนที่เกี่ยวข้อง เพื่อนำมาพัฒนาแนวทางการคำนวณอัตราค่าบริการที่สะท้อนต้นทุนได้อย่างเหมาะสมสำหรับ IPS

A Study Of Electric Vehicle Charging To Mitigate Impacts On A Power Distribution System, Samran Saleem

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

Electric vehicles continue to gain rapid acceptance in the global market thus reshaping the way power distribution systems function today. The study examines how EV’s charging affects the voltage quality, voltage unbalance, overloading the system as well as performance of the distribution grids. MATLAB/Simulink simulations have been done using the modified IEEE 13 node test system on Node 634, Node 692, and Node 611 to analyze four charging cases including no charging (Case A) and evening peak (Case B) and early morning (Case C) and overnight off-peak (Case D) charging to assess EVs charging impact on domestic power grid. The …

แบบจำลองการจับคู่ของผู้เข้าร่วมตลาดซื้อขายไฟฟ้าแบบเพียร์ทูเพียร์โดยพิจารณาความพึงพอใจของผู้เข้าร่วมตลาด, ชัพวิชญ์ สมเพาะ

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

จากปัญหาภาวะโลกร้อนและการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ และนโยบายภาคพลังงานที่ได้ส่งเสริมให้ผลิตไฟฟ้าจากพลังงานหมุนเวียนมากขึ้น ส่งผลให้มีผู้ใช้ไฟฟ้าที่สามารถผลิตไฟฟ้าเอง (Prosumer) เพิ่มขึ้น และนำไปสู่การเกิดขึ้นของตลาดซื้อขายไฟฟ้าแบบเพียร์ทูเพียร์ (P2P) ซึ่งเปิดโอกาสให้ผู้ใช้ไฟฟ้าสามารถซื้อขายกันโดยตรงในราคาและปริมาณที่พึงพอใจได้ อย่างไรก็ตาม การออกแบบตลาดซื้อขายไฟฟ้าแบบเพียร์ทูเพียร์ให้เกิดความเท่าเทียมระหว่างผู้เข้าร่วมตลาด อีกทั้งสามารถสะท้อนความต้องการของผู้เข้าร่วมตลาดได้นั้น เป็นสิ่งที่จำเป็น ดังนั้น งานวิจัยนี้จึงมุ่งเน้นนำเสนอแบบจำลองการจับคู่ในตลาดซื้อขายไฟฟ้าเพียร์ทูเพียร์แบบล่วงหน้า (Day-ahead) โดยเปิดโอกาสให้ผู้เข้าร่วมตลาดทั้งผู้ซื้อและผู้ขายสามารถให้คะแนนความพึงพอใจซึ่งกันและกัน และกำหนดให้คู่ที่มีคะแนนความพึงพอใจร่วมสูงสุดได้จับคู่ก่อน อย่างไรก็ตาม เพื่อให้สามารถนำแบบจำลองนี้ไปทดสอบใช้จริงได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในประเทศไทย ควรมีการดำเนินการในด้านอื่น ๆ ควบคู่ไปด้วย เช่น การปรับปรุงระเบียบ/ข้อกำหนด การอนุญาตให้เรียกเก็บค่าใช้บริการโครงข่ายจากเจ้าของโครงข่าย และการพัฒนาตลาดไฟฟ้าในช่วงเวลาอื่น ๆ เป็นต้น

Optimal Centralized Operations Of Local Energy Market Considering Electric Vehicle Charging Activity For Local Grid Services, Arnon Teawnarong

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

This dissertation investigates the optimal operation of local energy markets (LEM) within Thailand’s low-voltage distribution system (LVDS) to integrate renewable energy sources and electric vehicles (EVs). Despite extensive research, uncertainties persist in selecting optimal transaction partners and negotiating prices to maximize social welfare. Additionally, LEM operations should consider self-managing energy consumption and utilizing EVs to mitigate distribution network constraint (DNC) violations and leverage local resources to alleviate power imbalances during real-time electricity delivery. Local grid service programs, which offer incentives, face challenges in ensuring equitable participation and allocating fair incentives. Additionally, implementing a penalty scheme presents issues in fairness, mitigating …

Fabrication Of Smooth Sac305 Thin Film Via Magnetron Sputtering, M. Ojha, A. A. Elmustafa

Mechanical & Aerospace Engineering Faculty Publications

SAC305 (96.5 wt% Sn, 3 wt% Ag, 0.5 wt%Cu) solder is increasingly becoming popular due to its reliability good characteristics and performance in addition to the environmental concerns and regulations that restrict the use of lead in nano/microelectronic products. In nano/microelectronics, manufacturing smooth solder coatings free of defects such as voids and cracks, which can compromise joint reliability is crucial. Magnetron sputtering offers a high degree of control over film thickness and composition, resulting in films with excellent uniformity and adhesion. Despite these advantages, fabricating continuous and robust SAC305 films using magnetron sputtering remains a difficult task with limited research …

Reinventing Integrated Photonic Devices And Circuits For High Performance Communication And Computing Applications, Venkata Sai Praneeth Karempudi

Theses and Dissertations--Electrical and Computer Engineering

The long-standing technological pillars for computing systems evolution, namely Moore's law and Von Neumann architecture, are breaking down under the pressure of meeting the capacity and energy efficiency demands of computing and communication architectures that are designed to process modern data-centric applications related to Artificial Intelligence (AI), Big Data, and Internet-of-Things (IoT). In response, both industry and academia have turned to 'more-than-Moore' technologies for realizing hardware architectures for communication and computing. Fortunately, Silicon Photonics (SiPh) has emerged as one highly promising ‘more-than-Moore’ technology. Recent progress has enabled SiPh-based interconnects to outperform traditional electrical interconnects, offering advantages like high bandwidth density, …

Semiconductor Photonic Crystal Surface Emitting Lasers For High Power, High Brightness And High Speed Applications, Chhabindra Gautam

Electrical Engineering Dissertations - Archive

Photonic Crystal Surface Emitting Laser (PCSEL) is the promising third generation semiconductor laser technology as it addresses the challenges of the conventional semiconductor lasers (EEL/VCSEL) by providing single mode high power output with good beam quality (thus high brightness). The large area in plane coupling resulting from the multiple Bragg’s diffraction conditions in the periodic 2D photonic crystal cavities in the lasing cladding region leads to single mode operation over very large area. By model design engineering, such in plane lasing cavity can leak the light out of the plane, which result in surface emission. The ability to scale the …

วงจรอ้างอิงแรงดันแบบช่องว่างแถบพลังงานที่ทนทานต่อการเปลี่ยนแปลงของกระบวนการผลิตโดยใช้เทคนิคการชดเชยพจน์อันดับสูง สำหรับสัมประสิทธิ์อุณหภูมิต่ำ, มัฆวาน โลหิตศิริ

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

วงจรอ้างอิงแรงดันไฟฟ้าที่มีความแม่นยำถือเป็นองค์ประกอบสำคัญในระบอิเล็กทรอนิกส์หลากหลายประเภท อย่างไรก็ตาม วงจรอ้างอิงแรงดันแบบช่องว่างแถบพลังงานโดยทั่วไปมักประสบปัญหาจากพจน์ดีกรีสูงที่มีความไม่เชิงเส้นต่ออุณหภูมิ (higher-order temperature effects) โดยเฉพาะพจน์ TlnT ซึ่งเป็นข้อจำกัดหลักในการเพิ่มความแม่นยำของสัญญาณแรงดันอ้างอิง งานวิจัยนี้ได้นำเสนอวิธีการใหม่ในการสร้างและชดเชยพจน์ TlnT โดยตรง พร้อมทั้งประยุกต์ใช้เทคนิคกำลังสองน้อยที่สุด (least-squares) เพื่อหาสัดส่วนที่เหมาะสมของการรวมแรงดัน PTAT, CTAT และ TlnT โดยสามารถหักล้างผลกระทบจากพจน์ที่ขึ้นอุณหภูมิทั้งดีกรีหนึ่งและดีกรีสูงได้อย่างมีประสิทธิภาพ นอกจากนี้ งานวิจัยนี้ได้มีการประยุกต์ใช้วิธีการหักล้างพจน์ดีกรีสูงด้วยวิธีการชดเชยทีละส่วน (piecewise compensation) เพื่อแก้ปัญหาข้อจำกัดที่เกิดจากวงจรสร้างสัญญาณ TlnT นั่นคือค่าความแม่นยำของของกระแส ZTAT ที่ระบุได้ด้วยค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของกระแส (TCI) มีผลกระทบโดยตรงต่อสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของแรงดันอ้างอิง (TCV) อีกทั้งได้เลือกจุดทำงานสงบของวงจร (operating point) เพื่อลดผลของการแปรผันที่เกิดจากกระบวนการผลิต (process variation) ผลการจำลองวงจรด้วย Monte Carlo simulation ในช่วงการแปรผันของกระบวนการผลิต แรงดันแหล่งจ่าย 1.8 - 2.5 V และอุณหภูมิระหว่าง -40 ถึง 125 °C พบว่าวงจรที่ออกแบบนั้นมีค่า TCV ต่ำถึง 1.69 ppm/°C แรงดันอ้างอิงเฉลี่ยประมาณ 501.14 mV มีค่าสัมประสิทธิ์การแปรผัน (CV) เท่ากับ 0.22% มีค่า line sensitivity เท่ากับ 0.0054%/V มีค่า PSRR เท่ากับ -91.68 dB และ -9.72 ที่ DC และ 100 kHz ตามลำดับ ในแง่ของสัญญาณรบกวนมีค่าเท่ากับ 1.09e-12 V2/Hz ที่ความถี่ 1 kHz และมีค่ารวมในช่วงความถี่ 10 – 10 kHz เท่ากับ 95.89 μVrms และใช้กระแสเพียง 28.21 μA

Development Of A Low-Cost Resistivity Meter For Local Groundwater Survey, Jose Claro N. Monje, Ma. Leonora Guico, Carlos M. Oppus, Mark Glenn F. Retirado, Alfonso Rafael Cuezon, Justin Bryce M. Torres

Electronics, Computer, and Communications Engineering Faculty Publications

The researchers developed a low-cost resistivity meter with a built-in data file storage system using locally available parts. This effort was done in partnership with the National Water Resources Board and the Department of Science and Technology under the Water for Tourism project for water quality monitoring in tourist areas in the Philippines such as Boracay and Caticlan. The resistivity meter system consists of a power supply module, a sensor module, and an equipment module, built using locally available materials and equipment, emulating the commercially available PASI model 16 GL-N. Due to pandemic restrictions, the developed prototype could only be …

Developing Robust Autonomous Vehicles With Ros, Dylan J. Kangas

Dissertations, Master's Theses and Master's Reports

The demand for autonomous vehicles (AVs) is rising across both military and civilian sectors. These unmanned systems offer numerous advantages, such as improved efficiency, safety, and adaptability. Addressing this demand requires the development of resilient and versatile autonomous vehicles crucial for the transport and reconnaissance markets.

The sensory perception of autonomous vehicles of any kind is paramount to their ability to navigate and localize in their environment. Factors such as sensor noise, erroneous readings, and deliberate attacks should all be considered when developing a robust autonomous system. This work aims to quantify the degradation of sensor data which causes mapping …

Implementing Associative Learning Using Neuromorphic Robot, Vinay Kumar Pillalamarri

Dissertations, Master's Theses and Master's Reports

Associative learning, a key cognitive process seen across the animal kingdom, enables organisms to form connections between stimuli and adapt their behaviors based on past experiences. A particularly powerful example is fear conditioning, where animals learn to associate a neutral stimulus with an aversive one, allowing them to predict and avoid potential threats. Inspired by this mechanism, this project implements associative learning on an unmanned ground vehicle (UGV) to develop adaptive behavior through neuromorphic principles. Utilizing Nengo for neural modeling, the UGV learns to associate visual (red color) and tactile (vibration) stimuli through Hebbian learning, a biologically inspired synaptic adaptation …

Analysis, Optimization, And Design Of Small-Scale Hybrid-Core Inductor Designs That Achieve High Energy Densities And Low Loss, Andrew B. Nadler

Dartmouth College Ph.D Dissertations

As the size of power converters and other electronics has shrunk over time, miniaturization of passive magnetic components, namely inductors and transformers, has fallen behind. Much of this is due to magnetic scaling laws, which degrade inductor performance at reduced sizes, in contrast to other common power converter components, such as transistors and capacitors, which are conducive to construction from smaller parallel cells. This does not mean high performance and small sizes are unachievable with magnetic components, but rather that intelligent and creative magnetics design is increasingly critical.

Typical inductors utilize a conductive winding wrapped around a magnetic core, with …