Electrical and Electronics Commons^™

Development Of A Fluxgate Magnetometer Model, Eleonora Olsmats

Honors Theses and Capstones

As a part of the UNH SWFO-L1 mission to monitor space weather and the sun’s behavior, the fluxgate magnetometer is an important component to measure external magnetic fields. The basic principle of a fluxgate magnetometer is to detect changes in the ambient magnetic field by inducing a magnetic field in a ferromagnetic material via a drive winding. Each magnetometer is unique due to the ferromagnetic properties of the core material which can be seen in the hysteresis loop which is a relationship between the magnetic field strength (H) and the induced magnetic field (B). Measuring the hysteresis of a fluxgate …

Optimal Design Of Photovoltaic, Biomass, Fuel Cell, Hydrogen Tank Units And Electrolyzer Hybrid System For A Remote Area In Egypt, Abd El-Sattar Abd El-Sattar, Salah Kamel, Hamdy M. Sultan, Hossam Zawbaa, Francisco Jurado

Articles

In this paper, a new isolated hybrid system is simulated and analyzed to obtain the optimal sizing and meet the electricity demand with cost improvement for servicing a small remote area with a peak load of 420 kW. The major configuration of this hybrid system is Photovoltaic (PV) modules, Biomass gasifier (BG), Electrolyzer units, Hydrogen Tank units (HT), and Fuel Cell (FC) system. A recent optimization algorithm, namely Mayfly Optimization Algorithm (MOA) is utilized to ensure that all load demand is met at the lowest energy cost (EC) and minimize the greenhouse gas (GHG) emissions of the proposed system. The …

Optimization Based On Movable Damped Wave Algorithm For Design Of Photovoltaic/ Wind/ Diesel/ Biomass/ Battery Hybrid Energy Systems, Mohammed Kharrich, Salah Kamel, Mamdouh Abdel-Akher, Ahmad Eid, Hossam Zawbaa, Jonghoon Kim

Articles

The actual energetic situation has several challenges such as pollution, the rarefaction of fossil fuel and the dangers of nuclear. Renewable sources are proposed as a solution and suggested, such as a cost-effectiveness system. The paper deals with the problem of feeding a domestic load with electricity which should respect the ecologies factors, so this work is a design problem of the hybrid renewable energy systems; PV/biomass, PV/diesel/battery, PV/wind/diesel/battery, and wind/diesel/battery to choose the best one of them which feed the load with the lowest cost. The study’s goal is to design a microgrid system by the minimization of the …

Reverse Engineering And Enhancement Of Automobile Infotainment System, Cole Brinsfield

Electrical Engineering

In 2011, luxury cars were released with displays built into the center. With modern computing power and technology such as Android Auto or Apple CarPlay, these older infotainment systems degrade the value of cars that are otherwise comparable to 2021 models. This project upgrades the infotainment system of one such car, a 2011 Infiniti G37. Through use of an additional microcomputer in the car, an infotainment upgrade can be achieved. This upgraded infotainment adds navigation, wireless audio, and data display capabilities to the car, while maintaining the functionality of the stock infotainment. While customized for the 2011 Infiniti G37, the …

Detecting The Presence Of Electronic Devices In Smart Homes Using Harmonic Radar, Beatrice Perez, Gregory Mazzaro, Timothy J. Pierson, David Kotz

Dartmouth Scholarship

Data about users is collected constantly by phones, cameras, Internet websites, and others. The advent of so-called ‘Smart Things' now enable ever-more sensitive data to be collected inside that most private of spaces: the home. The first step in helping users regain control of their information (inside their home) is to alert them to the presence of potentially unwanted electronics. In this paper, we present a system that could help homeowners (or home dwellers) find electronic devices in their living space. Specifically, we demonstrate the use of harmonic radars (sometimes called nonlinear junction detectors), which have also been used in …

A Soft-Switched Three-Port Dc-Dc Converter For A Pv/ Battery System, Mohamedelfatih Dosa

All Graduate Theses, Dissertations, and Other Capstone Projects

This thesis proposed a soft-switched three-port bidirectional DC-DC converter for managing the power flow of a photovoltaic (PV) and battery system. The proposed converter consists of three ports connected to a PV panel, battery, and load. These three ports are interfaced through the high-frequency transformer and use phase-shift control to achieve soft-switching for all converter switches. Compared with the traditional multiport converters, the proposed three-port converter uses the least number of power switches, and zero-voltage switching (ZVS). Simulation and experimental results validate the design and effectiveness of soft switching and power flow control. The converter can work in different scenarios …

Efficient Flatness Based Energy Management Strategy For Hybrid Supercapacitor/Lithium-Ion Battery Power System, Salam J. Yaqoob, Seydali Ferahtia, Adel Obed, Hegazy Rezk, Naseer Tawfeeq Alwan, Hossam Zawbaa, Salah Kamel

Articles

This article offers a flatness theory-based energy management strategy (FEMS) for a hybrid power system consisting of a supercapacitor (SC) and lithium-ion battery. The proposed FEMS intends to allocate the power reference for the DC/DC converters of both the battery and SC while attaining higher effciency and stable DC bus voltage. First, the entire system model is analyzed theoretically under the differential flatness approach to reduce the model order as a at system. Second, the proposed FEMS is validated under different load conditions using MATLAB/Simulink. Thus, this FEMS provides high-quality energy to the load and reduces the fluctuations in the …

Removing Physical Presence Requirements For A Remote And Automated World - Api Controlled Patch Panel For Conformance Testing, Hunter George Wells

Honors Theses and Capstones

Quality assurance test engineers at the UNH-InterOperability Lab must run tests that require driving and monitoring a selection of DC signals. While the number of signals is numerous, there are limited ports on the test equipment, and only a few signals need patching for any given test. The selection of signals may vary between the 209 different tests and must be re-routed frequently. Currently, testers must leave their desk to manually modify the test setup in another room. This posed a considerable issue at the onset of the COVID-19 Pandemic when physical access was not possible. In order to enable …

Modeling And Control Of Direct-Conversion Hybrid Switched-Capacitor Dc-Dc Converters, Ziyu Xia

Dartmouth College Ph.D Dissertations

Efficient power delivery is increasingly important in modern computing, communications, consumer and other electronic systems, due to the high power demand and thermal concerns accompanied by performance advancements and tight packaging. In pursuit of high efficiency, small physical volume, and flexible regulation, hybrid switched-capacitor topologies have emerged as promising candidates for such applications. By incorporating both capacitors and inductors as energy storage elements, hybrid topologies achieve high power density while still maintaining soft charging and efficient regulation characteristics. However, challenges exist in the hybrid approach. In terms of reliability, each flying capacitor should be maintained at a nominal `balanced' voltage …

ระบบทดสอบสำหรับสหพันธ์คิวเบอร์เนเทส กรณีศึกษาของการป้องกันการโจมตีแบบดีโอเอสชั้นโปรแกรมประยุกต์, นัทธ์ วิศวรุ่งโรจน์

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

ณ ปัจจุบันเทคโนโลยีคอนเทนเนอร์คลาวด์ทำให้เทคโนโลยีการปรับใช้แอปพลิเคชันง่ายขึ้น ในหลายๆ ด้าน ในการดำเนินงานดังกล่าวนี้อย่างมีประสิทธิภาพจำเป็นต้องใช้เทคโนโลยีตัวจัดการ คอนเทนเนอร์สำหรับการควบคุมต่างๆ ที่เหมาะสม โดยปกติผู้ใช้งานแต่ละกลุ่มจะมีหนึ่งคลัสเตอร์ซึ่งมี ทรัพยากรจำนวนหนึ่งเป็นของตัวเอง แต่สถานการณ์ที่คลัสเตอร์ในคิวเบอร์เนเทสใช้ทรัพยากรร่วมกัน ระหว่างกลุ่ม สหพันธ์คิวเบอร์เนเทสมีความจำเป็นในการจัดการระบบ เพื่อให้ผู้ดูแลระบบของแต่ละ คลัสเตอร์ต้องสามารถจัดการทรัพยากรที่คลัสเตอร์กำหนดได้ โดยยังคงอนุญาตให้ผู้ใช้งานจากคลัสเตอร์ของ ตนเอง และผู้ใช้งานจากคลัสเตอร์อื่นใช้ทรัพยากรของคลัสเตอร์ตนเอง และทรัพยากรที่ถูกยืมตามลำดับ ด้วยเหตุนี้จึงนำไปสู่ปัญหาด้านความปลอดภัยและความเป็นอิสระระหว่างคลัสเตอร์ วิทยานิพนธ์ฉบับนี้ เสนอระบบทดสอบในห้องปฏิบัติการสำหรับสหพันธ์คิวเบอร์เนเทส ซึ่งประกอบด้วยหลายคลัสเตอร์ที่แยก จากกันในโดเมนอิสระ ระบบทดสอบนี้มีไว้สำหรับโครงการ IoTcloudServe@TEIN และ OF@TEIN+++ ซึ่งมีจุดประสงค์เพื่อจัดการปัญหาความเป็นอิสระของการใช้งานสหพันธ์คิวเบอร์เนเทสระหว่างคลัสเตอร์ นอกจากนี้ระบบทดสอบยังมีไว้เพื่อศึกษาผลกระทบของการโจมตีดีโอเอส หรือการทำให้มีการปฏิเสธบริการ ในชั้นโปรแกรมประยุกต์โดยใช้โปรแกรมเจมิเตอร์ เพื่อจำลองสถานการณ์ในระบบทดสอบที่พัฒนาขึ้น จาก ข้อมูลดิบของผลการทดลองแสดงให้เห็นว่าการโจมตีดีโอเอสโดยส่ง HTTP ด้วยปริมาณมากในช่วงเวลาสั้นๆ สามารถถูกจำกัดผลกระทบอย่างมีประสิทธิภาพตามแบบระบบทดสอบตามแบบสถาปัตยกรรมในโครงการ IoTcloudServe@TEIN และ OF@TEIN+++

Reinforcement Learning Application In Cross-Layered Adaptive Wireless Image Sequence Streaming Cloud For Road Traffic Monitoring System, Aung Myo Htut

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

This thesis focuses on designing and developing a deep reinforcement learning application for a cross-layered adaptive wireless image sequence streaming cloud in a road traffic monitoring system. The goal is to stream image sequences adaptively based on changing environmental outdoor conditions. The thesis has extended the previous research work that utilizes Apache Kafka for near real-time wireless image sequence streaming in a road traffic monitoring application. Real data measurements are collected from a Phaya Thai road segment, and a laboratory-based emulated outdoor software-defined wireless mesh network testbed is built to emulate the real outdoor deployment environment. Next, the thesis has …

การพัฒนาระบบทดสอบตัวเลีบนแบบโครงข่ายเพื่อศึกษาการป้องกันการโจมตีแบบลอบดักฟังด้วยเทคโนโลยีโครงข่ายที่กำหนดโดยซอฟต์แวร์, ภัทรศักดิ์ นามศรี

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

วิทยานิพนธ์ฉบับนี้มีจุดประสงค์เพื่อเสนอการพัฒนาระบบทดสอบตัวเลียนแบบของโครงข่ายที่กำหนดโดยซอฟต์แวร์สำหรับ ศึกษาการป้องกันการโจมตีรูปแบบการลอบดักฟังบนระบบโครงข่ายด้วยการใช้โครงข่ายที่กำหนดโดยซอฟต์แวร์ ในระบบทดสอบ นี้พฤติกรรมของสวิตช์เสมือนจะถูกกำหนดด้วยตัวควบคุม ODL. (OpenDaylight) (11) เพื่อใช้ในการส่งแพ็กเกตบนระนาบ ข้อมูลด้วยการจัดหาเส้นทางแบบพหุวิถี นอกจากนี้ข้อมูลดังกล่าวจะถูกส่งไปยังมิตเติลบอกซ์ (middle-box) เพื่อแบ่งเป็นแพ็ก เกตย่อย (chunked packet) และเพื่อสร้างแพ็กเกตหลอก (fake packet) ก่อนจะส่งบ่นไปกับแพ็กเกตย่อยที่มาจากข้อมูลจริง เพื่อทำให้ผู้ลอบดักฟังสับสน ทั้งนี้เพื่อให้มั่นใจได้ว่าผู้รับข้อมูลจะได้เพียงข้อมูลที่ถูกต้องเท่านั้นสวิตช์ปลายทางจะทิ้งแพ็กเกต หลอกตามไฟลว์เอนทรีที่ถูกติดตั้งไว้ด้วยตัวควบคุม ODL โดยการทดลองจะถูกแบ่งเป็น 2 ช่วงดังต่อไปนี้ การทดลองระบบทดสอบที่พัฒนาขึ้นบนโครงข่ายอย่างง่ายเป็นการทดลองบนโครงข่ายเสมือนขนาดเล็กโดยมีวิถีที่ส่งข้อมูล 2 วิถีเท่านั้น โดยใช้วิธีในการกำหนดโฟลว์แบบคงตัว (static flow) ในการควบคุมการส่งข้อมูลในระบบ จากผลการทดสอบ แสดงให้เห็นว่าการใช้ตารางโฟลว์ที่เสนอนั้น สามารถตอบสนองค่าสั่งปิงที่ระบุอายุของแพ็กเกตในระดับมิลลิวินาที แม้ว่าแพ็กเกตปิงเกิดการสูญหายเมื่อกำหนดให้อายุของแพ็กเกตปิงเป็น 1, 3, 5, 7 มิลลิวินาที แต่เมื่อกำาหนดให้อายุแพ็กเกตปิง 9 มิลลิ วินาทีแล้วพบว่าไม่มีการสูญหายของแพ็กเกตเกิดขึ้น นอกจากนี้ผลการทดลองยังแสดงให้เห็นถึงการกระจายตัวของแพ็กเกตว่า ยิ่งมีการส่งแพ็กเกตของข้อมูลจริงมากเท่าใด แพ็กเกตย่อยและแพ็กเกตหลอกก็จะมีอัตราส่วนการกระจายตัวที่สม่ำเสมอมากขึ้น จึงกล่าวได้ว่าระบบที่ได้นำเสนอสามารถส่งข้อมูล UDP บนเส้นทางแบบพหุวิถีที่ควบคุมโดยโครงข่ายที่กำหนดโดยซอฟต์แวร์ และป้องกันการโจมตีแบบลอบดักฟังได้ในระบบโครงข่ายเสมือนมินิเน็ต นอกจากนี้จากผลการทดลองการทดสอบความคงทน ต่อการถอดข้อความจากผู้โจมตีจะเห็นได้ว่าจำนวนรอบในการเรียงสับเปลี่ยนเพื่อหาลำดับที่ถูกต้องของแพ็กเกตย่อยที่เป็นข้อมูล ตั้งต้น (Nerm) ที่มากที่สุดที่ได้มาจากการทดลองจริงมีความใกล้เคียงกับค่า จากกราฟเส้นตรงที่ได้จากการคำนวณ สมการคณิตศาสตร์ที่เสนอในวิทยานิพนธ์ อย่างไรก็ตามค่า Neyma ยังมีความไม่แน่นอนอยู่ซึ่งในบางครั้งของการทดลองจะ มีค่า Narmy ที่ต่ากว่าค่าเฉลี่ยอย่างมากซึ่งแสดงให้เห็นว่าบางครั้งของการส่งข้อมูลก็อาจมีกรณีที่ผู้โจมตีสามารถถอดข้อความ โดยใช้จำนวนรอบการสับเปลี่ยนที่น้อยกว่าค่า ทดลองระบบทดสอบที่พัฒนาขึ้นบนโครงข่ายที่เพิ่มความซับซ้อนซึ่งเป็นการทดลองบนโครงข่ายอย่างสุ่มที่สร้างขึ้นด้วย อัลกอลิทีม Erdos-Renyi ที่มีตัวแปรในการกำหนดรูปแบบโครงข่ายคือจำนวนในด (de) และความน่าจะเป็นในการกำหนด เส้นทางการเชื่อมต่อระหว่างคู่ในตที่สร้างขึ้น (1) เนื่องจากโครงข่ายมีการเปลี่ยนแปลงอยู่เสมอในการทดลองดังนั้นจึงใช้โฟลว์ แบบพลวัดในการควบคุมเส้นทางการส่งข้อมูลผ่านวิถีที่สั้นที่สุดโดยใช้เน็ตเวิร์คเอกซ์ในการคำนวน จากผลการทดสอบแสดงให้ เห็นว่าระบบทดสอบที่พัฒนาขึ้นโดยใช้เน็ตเวิร์คเอกซ์ในการหาวิถีที่สั้นที่สุดสามารถใช้งานได้กับโครงข่ายใด ๆ ที่สร้างแบบสุน ด้วยอัลกอลิทึม Endos-Reayi จากการทดสอบวัดค่าโอเวอร์เฮดของระบบผ่านเวลาที่แพ็กเกตใช้เดินทางจากโนลต้นทางไปยังโนด ปลายทาง (transmission) พบว่าผลกระทบที่เกิดขึ้นต่อระบบจากระยะทางที่ใช้ในการส่งข้อมูลจากโนดต้นทางไปยังโนดปลายทาง ซึ่งสามารถนับจากจำนวนฮอปที่ใช้ในการส่งข้อมูล โดยหากระยะทางที่ใช้ในการส่งเพิ่มขึ้นก็จะส่งผลให้โอเวอร์เฮดเพิ่มขึ้นด้วย เช่นกัน โดยผลกระทบดังกล่าวอยู่ในหน่วยของวินาทีซึ่งสามารถเปลี่ยนแปลงขึ้นอยู่กับการกำหนดตัวแปร nfake nchuck และ npath เมื่อพิจารณาถึงระดับความปลอดภัยของระบบที่นำเสนอขึ้นแล้ว ด้วยจำนวนโอเวอร์เฮดที่เกิดขึ้นในหน่วยวินาทีนั้นสามารถพิจารณาได้ว่าเป็นการเพิ่มระดับความปลอดภัยอย่างคุ้มค่าจากการโจมตีแบบลอบดักฟังบนทุกวิถีการส่งข้อมูลที่สามารถต่อยอดการนำไปใช้ในทางปฏิบัติได้ในอนาคต

Development And Evalution Of Technology For Rehabilitation Process Of Stroke Patients, Utpal Chandra Das

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

Rehabilitation after a stroke is crucial for patients to regain their functional abilities. Conventional rehabilitation methods can be time-consuming, inaccurate, and challenging to measure progress. This study proposes novel artificial intelligence(AI) based upper limb and lower limb rehabilitation approach for stroke patients. The proposed system comprises AI models: fuzzy logic rule-based and Convolutional Neural Network(CNN) Machine Learning(ML) models. The rule-based model incorporates the Fugal Meyar Method Assessment(FMA) to measure the angle of the patient’s upper and lower limbs during exercise using a camera(Sensor). The proposed robust hybrid fuzzy logic-based AI model continuously measures the desired angle, counts the repetition of …

Assembly Of Alumina Particles In Aqueous Suspensions Induced By High‐Frequency Ac Electric Field, James E. John, Shizhi Qian, Dipankar Ghosh

Mechanical & Aerospace Engineering Faculty Publications

The role of high-frequency alternating current (AC) electric field in the assembly of alumina particles in aqueous media was investigated. Field–particle interactions were in situ investigated for coarse and fine powder particles in very dilute suspensions. For both coarse and fine particles, AC field-induced assembly led to the formation of chains of particles within a minute, which were aligned in the field direction. However, a much finer network of particle chains evolved in fine particle suspensions. Threshold field strength for chain formation was also lower for fine particles (28 V/mm) than for coarse particles (50 V/mm), suggesting stronger interactions for …

Model-Based Cognitive Communications For Low-Power Wireless Networks, Indika Sanjeewa Abeywickrama Dhanapala

Theses

Our world is increasingly being instrumented with low-power wireless networks that deliver data for diverse application domains such as energy management, health and well-being, security, and other Internet of Things services. As these wireless networks operate in the unlicensed radio spectrum while co-existing with various other communication networks, their communication reliability and energy efficiency are affected by the radio environment. Because of this vulnerability to radio interference, low-power wireless networks may be unable to deliver their application requirements and be inefficiently consuming energy, functioning as a low-dependability network. The situation is exacerbated in indoor environments such as office and residential …

Spray Deposition Of Sustainable Plant Based Graphene In Thermosetting Carbon Fiber Laminates For Mechanical, Thermal, And Electrical Properties, Daniel W. Mulqueen, Siavash Sattar, Thienan Le, Oleksandr G. Kravchenko

Mechanical & Aerospace Engineering Faculty Publications

Graphene has generated substantial interest as a filler due to its exceptional strength, flexibility, and conductivity but faces obstacles in supply and implementation. A renewable, plant-based graphene nanoparticle (pGNP) presents a more accessible filler with the same properties as mineral graphenes. In this study, we examine the effects of pGNP, which was sprayed on a carbon fiber/epoxy prepreg at loadings from 1.1 to 4.2 g/m². The study considered the mechanical, thermal, and electrical properties of pGNP-composite. An even particle dispersion was achieved using a spray application of pGNP in a water/alcohol suspension with the addition of surfactants and …

Biomimetic Design, Modeling, And Adaptive Control Of Robotic Gripper For Optimal Grasping, Mushtaq Al-Mohammed

Electronic Theses and Dissertations, 2020-2023

Grasping is an essential skill for almost every assistive robot. Variations in shape and/or weight of different objects involved in Activities of Daily Living (ADL) lead to complications, especially, when the robot is trying to grip novel objects for which it has no prior information –too much force will deform or crush the object while too little force will lead to slipping and possibly dropped objects. Thus, successful grasping requires the gripper to immobilize an object with the minimal force. In Chapter 2, we present the design, analysis, and experimental implementation of an adaptive control to facilitate 1-click grasping of …

Laptop Recycling Case Study: Estimating The Contained Value And Value Recovery Process Feasibility Of End-Of-Life Consumer Electronics, Zebulon Hart

Theses and Dissertations--Mining Engineering

Work has been done to establish, through the development and use of novel assay techniques and analysis metrics, the contained value of a sampling of laptop computers (as an analog for myriad e-waste sources). This work has conceptualized e-waste as an alternative to geologic-origin complex metallic ores and has likewise evaluated the feasibility of value recovery from e-waste sources in a similar manner to an ore. The application of conventional and novel mineral separation techniques to e-waste recycling processes has been evaluated and positive results are demonstrated. Further, this work has demonstrated the ability to identify the presence of base …

Hardware In The Loop Implementation And Simulations Of A Wave Energy Converter Using Typhoon Hil And Speedgoat, Pranav Nair

Dissertations, Master's Theses and Master's Reports

Several studies have indicated that electricity production is the prime source of greenhouse emissions, more than flying and driving combined. Hence, over the past few decades, there has been a significant rise in the need for clean energy to achieve the targets in emissions reduction. It has been observed that the share of renewable energy sources in the percentage of total electricity production is rising, but, according to climate experts, the transition needs to speed up. Hence, it is significant to study and develop underutilized renewable energy sources.

One of these underutilized renewable energy sources is wave energy. It has …

The Design Of Cmos Front-End Amplifiers For Electrical Impedance Applications, Yueh-Ching Teng

Dartmouth College Ph.D Dissertations

Electrical Impedance Tomography (EIT) is a medical imaging methodology that does not need any kind of ionizing radiation. It is significantly cheaper and smaller than Computerized Tomography (CT) or Magnetic Resonance Imaging (MRI). These advantages make EIT particularly suitable for emerging applications like the continuous medical imaging and telemonitoring of organ function. Current bench-top EIT systems are bulky and require shielded cables to interface with measurement electrodes. The cable introduces parasitic capacitances which shunt the desired signals and degrade the accuracy of the measurements. A EIT system based on application-specific integrated circuits (ASICs) can reduce the parasitic and stray capacitance …