Theses supervised by Prof. Dr. Müzeyyen Sarıtaş
14 theses · Gazi University
Döner kanatlı bir insansız hava aracı için yer kontrol istasyonu tasarımı ve uygulaması
İnsansız hava araçları (İHA), üzerinde pilot bulunmayan, kumandası ve kontrolü operatör veya otopilot ile yapılan hava araçlarıdır. İHA sistemleri, günümüzün havacılık sektöründe önemli bir yere gelmiştir. Dünyada, kullanım alanı gün geçtikçe artan bu sistemleri geliştirmek amacıyla önemli yatırımlar yapılmaktadır. Yer Kontrol İstasyonu (YKİ), işlevi dolayısıyla İHA sisteminin beynidir. Bu çalışmada, uçuş görev planını oluşturan ve küçük ölçekli Döner Kanatlı İHA?ya (DİHA) yükleyen, DİHA?dan gelen bilgileri YKİ?de işleyen ve bu bilgilere göre oluşturulan kontrol talimatlarını DİHA?ya gönderen bir YKİ tasarlanmış ve gerçekleştirilmiştir. Ayrıca hava aracından görüntü almak amacıyla bir kamera sistemi de eklenmiştir. YKİ yazılımının testinde, sensör verilerini YKİ?ye simülasyon yoluyla girdi yapmak yerine SONAR, statik/dinamik basınç sensörü, gerilim-akım sensörü, GPS, IMU, telemetri modemi, güç kartı, NI 9870 RS-232 çoklayıcı modülü, NI 9213 Termokupl modülü ve bu sensör verilerini toplayan, kumanda ve kontrol işlemlerini yapan işlemci ve FPGA tabanlı bir kontrolcü kartı kullanılmıştır. Bu donanım, en az yer kaplayacak şekilde bir araya getirilmiştir. Sensör verileri, kablosuz veri iletimi yoluyla YKİ tarafından alınmış, Google Earth, GMS programı ve LabVIEW?in sağladığı göstergeler kullanılarak görselleştirilmiştir. Ayrıca operatör tarafından oluşturulan uçuş görev planı ve kontrol verileri, DİHA?ya yine kablosuz olarak gönderilmiştir. Bütün işlemler için hazırlanan yazılımlar, grafiksel bir programlama dili olan LabVIEW ile gerçekleştirilmiştir. Oluşturulan donanım ve yazılım, daha büyük ölçekli DİHA?larda da kullanılabilir.
Konuşmacıya bağımlı ayrık sözcük tanıma
Sayısal işaret işleme ve bilgisayar teknolojisindeki gelişmeler, ses işaretlerinin depolanmasını, sıkıştırılmasını, sentezlenmesini, tanınmasını ve tekrar oluşturulmasını mümkün kılmaktadır. Konuşmacıya bağımlı ayrık sözcük tanıma çalışmasında, ses örneklerine ait temel ses parametrelerinin çıkartılması için, Doğrusal Öngörülü Kodlama, DÖK, (Linear Predictive Coding, LPC) ve Mel-Frekansı Kepstral Katsayılar, MFKK, (Mel-Frequency Cepstrum Coefficients, MFCC) yöntemlerinden faydaylanıldı ve bu iki yöntem ile elde edilen sonuçlar karşılaştırıldı. Kullanıcı, alıştırma evresinde, sözcüklerin sisteme depolanmasını sağlar. Analog ses işaretleri, sayısala dönüştürülüp uygun biçimde depolandıktan sonra, temel ses parametreleri çıkartılır. Sözcük tanıma evresinde, sistem, kullanıcı tarafından söylenen kelimeleri tahmin etmeye çalışır. Örnek sözcük şabonlarına ait ses parametre vektörleri ile tanınmaya çalışılan sözcük ses parametre vektörleri arasındaki en kısa mesafe, Dinamik Zaman Çakıştırma, DZÇ, (Dynamic Time Warping, DTW) yöntemiyle araştırılır. Bu çalışma, bilgisayar destekli bir sistem olarak uyarlandı ve Matlab teknik programlama dili kullanıldı. Sistem performasını ölçebilmek için, ayrık sözcükler olarak Türkçe ve İngilizce'deki 0'dan 9'a kadar olan sayılar seçildi. İngilizce sayıları tanımada başarı oranı % 85-95 arasında gerçekleşirken, Türkçe sayıları tanımada başarı oranı %75-90 arasında gerçekleşti. MFCC yönteminin, LPC yöntemine oranla daha başarılı sonuçlar verdiği gözlendi. Ayrıca, ortam gürültüsünün, sözcük tanımaya olan olumsuz etkisini azaltmak için uygun teknikler araştırıldı. Gürültü süzme amaçlı olarak, Ayrık Dalgacık Dönüşümü, ADD, kullanıldı. ADD kullanıldığında, Türkçe sözcük tanımadaki başarının İngilizce sözcük tanımaya yaklaştığı görüldü.Anahtar Kelimeler : Sözcük tanıma, Doğrusal Öngörülü Kodlama, Mel- Frekans Kepstrum Katsayıları, Dinamik Zaman Çakıştırma
Elektronik harp teknikleri
Elektronik harp, ülkeler arasında, sahip olunan teknoloji ve elde edinilen istihbarat bilgisine göre sürdürülen elektromanyetik spektrumun kontrolünü ele geçirme savaşıdır. 1905 Rus Japon savaşında telsiz sinyallerin karıştırmasıyla başlayan ve ikinci dünya savaşı sırasında önemi kavranan elektronik harp teknolojisi, günümüzde de savunma teknolojilerinde ülkelerin birbirleriyle yarıştıkları bir alan olmaya devam etmektedir. Ülkeler yeni bir teknik geliştirmek için sürekli olarak yeni teknolojiler araştırmakta ve bu savaş tarihler boyunca sürüp gitmektedir.Elektronik Harp faaliyetleri RF sinyaller ile başlamasına rağmen, teknolojik gelişmeler, daha üst bandlar olan IR ve UV bandlarının da kullanılmasına ve bu bandlarda elektronik harp sistemlerinin üretilmesine imkan sağlamaktadır.Bu çalışmada, öncelikle Elektronik Harp terminolojisi ele alınmış, hava platformlarında kullanılan elektronik harp sistemleri üzerinde durulmuştur. Daha sonra RF karıştırma teknikleri ve çeşitleri açıklandıktan sonra, günümüzde karıştırma tekniklerinde kullanılan Digital Radio Frequency Memory (DRFM) detaylı olarak incelenmiştir. Bu kapsamda, MatLab Simulink programı kullanılarak DRFM modellenmiştir. Bu DRFM modeli ile karıştırma tekniklerinden; çoklu sahte hedef yaratma (Multiple False Target Generation), Range Gate Pull Off (RGPO) ve Velocity Gate Pull Off (VGPO) olmak üzere 3 farklı karıştırma tekniği uygulanmıştır. Çoklu sahte hedef yaratma uygulamasında, izleme modundaki radara, bir uçak birbirinden farklı mesafelerde 5 adet uçak varmış gibi gösterilmiştir. RGPO uygulamasında, radarın mesafe kapısı çalınarak, radara doğru yaklaşan bir uçağın uzaklaşıyormuş gibi algılanması sağlanmıştır. VGPO uygulamasında ise, uçak olduğundan daha hızlı hedefe yaklaşıyormuş izlenimi verdirilmiştir.DRFM modeli kullanılarak; modelde kullanılan bloklara ait parametrelerle, ilgilenilen tehdide ait parametreler aynı olacak şekilde seçilerek, hangi karıştırma tekniğinin hangi tehdide karşı etkili olacağı araştırılabilir. Ayrıca bu modelden elde edilen çıkış sinyallerinden, örnekleme ve dilimleme sırasında oluşan istenmeyen gürültü ve sahte sinyaller incelenerek, DRFM ile üretilmiş aldatma sinyalinin gerçek sinyalden ayırt edilebilmesi konusunda çalışma yapılabilir.Anahtar Kelimeler:Elektronik Harp Teknikleri
Elektronik anahtarlama matrisi
Bu çalışmada, ses kaynağı, görüntü kaynağı, yazıcı gibi birden çok kaynağın ve kullanıcının bulunduğu ortamlarda, her kullanıcının, istediği kaynağı seçip kullanmasını sağlayacak bir sistem gerçekleştirilmesi hedeflenmiştir. Bu amaçla bir elektronik anahtarlama matrisi tasarlanmış, bu tasarım çoklu ses kaynaklarının kullanım uygulamasıyla birlikte ele alınmıştır. Elektronik anahtarlama matrisine dokuz adet ses kaynağının (radyonun) bulunduğu bir radyo kutusu bağlanmış, dört farklı kullanıcının bu radyoları seçmesi sağlanmıştır. Kullanıcılarla anahtarlama matrisi arasında RF iletişim yöntemi kullanılmış, böylece kullanıcıların, matrisi uzaktan kumandayla kontrol edebilmeleri hedeflenmiştir. Kullanıcıların isteklerini gerçekleştirebilmek için mikrodenetleyicilerin, gelen RF bilgilerini algılayarak gerekli bağlantıyı kurmak üzere röle kartlarını kumanda etmeleri sağlanmıştır. Microchip firmasının PIC 16F84 kodlu mikrodenetleyicisi kullanılmış ve assembler dilinde yazılımı tamamlanmıştır. Uygulama başarıyla çalıştırılmış ve kullanıcının dokuz ses kanalından istediği bir tanesini seçmesi sağlanmıştır. Tasarım, kaynak ve kullanıcı sayısına, kullanım amacına ve yerine göre geliştirilebilir.
Güneş pillerinde maksimum güç noktası takip sistemleri
Alternatif enerji kaynaklarının en önemlilerinden birisi güneş enerjisidir.Son zamanlardaki bilimsel çalışmalarla, güneş enerjisinin verimli kullanımında büyük aşamalar kaydedilmiştir. Ancak her bilimsel konuda olduğu gibi bu konu ile ilgili de çözülmesi gereken bazı problemler vardır. Bu problemlerden birisi güneş pilinden elde edilen gücün kullanımının maksimize edilmesi boyutundadır.Bu çalışmada, güneş pilinde maksimum güç noktasını yakalamak için üç farklı yöntem kullanılmıştır. Bunlar sırasıyla, güneş pilini yüke direk bağlama, kaygılandır&gözetle ve oransal açık devre voltajı metotlarıdır.Farklı ışınım ve sıcaklık değerleri için yukarıdaki üç yöntem karşılaştırılmış ve maksimum güç noktası yakalama'da en iyi yöntemin kaygılandır&gözetle yöntemi olduğu görülmüştür.Simülasyonda, Java dilinde program kullanılmış ve Eclipse IDE yazılım geliştirme ortamı seçilmiştir.
RF ev otomasyonu
RF ile ev otomasyonu, RF sinyaller yardımıyla ev otomasyon uygulaması için hazırlanmış bir ev otomasyon prototipidir. Bu çalışmada önce; RF sinyaller, RF sinyallerin sayısal modülasyonu hakkında bilgi verilmiş; sayısal modülasyon teknikleri, avantaj ve dezvantajları karşılaştırılarak incelenmiştir. Ev otomasyon sistemlerinin çeşitleri, ülkemizde ve dünyada kullanılan ev otomasyon uygulamaları hakkında detaylı bilgi verilmiştir. RF ev otomasyonunda kullanılan devre elemanları incelenmiş, özellikle kodlayıcı, kod çözücü ve mikroişlemci arasındaki iletişim detayları ile anlatılmıştır. Cihazların kontrol işlemi, kod çözücü çıkışları kullanılarak yapılmış ve alıcı modüldeki mikrodenetleyici kullanılarak bilgisayarın seri portuna bilgi iletilmiştir. Seri port üzerinden iletişimin şekilleri ve seri port kavramı detaylı olarak incelenmiştir. RF ile ev otomasyonu seri porttan iletişim kuran bir bilgisayar arayüzü ile desteklenmiştir. Arayüz üzerinde ayrıca görüntü işlemeli bir güvenlik kamerası sistemi bulunmaktadır. Görüntü işlemeli güvenlik sistemi, görüntünün önce bitmap, daha sonra da RGB formatına çevrilip işlenmesi esasına göre çalışmaktadır. JPEG formatında örneklenen görüntü daha sonra FTP kullanılarak internete aktarılmaktadır.
Akıllı ev sistemleri ve uygulaması
Bu çalışmada, güncel hayatımızı daha emniyetli ve pratik hale getiren bir `Akıllı Ev' modeli araştırılmıştır. Akıllı ev hakkında teorik bilgiler verildikten sonra, akıllı ev sisteminin uzaktan kontrolü analiz edilmiştir. Akıllı ev modelinin uzaktan kontrolü için bir DTMF, iki farklı mikroişlemci ve farklı özelliklerde sensörler kullanıldı. DTMF'den gelen sinyaller PIC16F877 yardımıyla yönlendirilmiştir. Telefon tuşlarında 1-7 kullanılarak model evin alt kat ve üst kat ışıkları açılıp kapatıldı, balıklar yemlendi, bahçe sulama motoru çalıştırıldı ve evin içindeki ses sistemi aktifleştirildi. Buna ek olarak, PIC16F628 yardımıyla evin garaj kapısı kontrol edilerek garaja sadece ev arabalarının girişi sağlandı. Ayrıca evin bahçe ışıkları gece boyunca kendiliğinden yanacak şekilde dizayn edildi. Sonuç olarak, bu çalışmada DTMF ile uzaktan kontrol sağlanmış ve limitli fonksiyonlara sahip bir akıllı ev modeli hayata geçirilmiştir.
Fotovoltaik sistem analizi ve Labview tabanlı mppt simülasyonu
Bu çalışmada; Değişim ve Gözlem (P&O) algoritması ile Artımlı Geçiş (IncCond) algoritması metotları ve bu metotların kombinasyonu, farklı sıcaklık ve ışık şiddetindeki fotovoltaik (FV) panel güç üretiminin verimini arttırmak için kullanılmıştır. Maksimum güç noktası optimizasyonunu sağlayan diğer metotlar çalışmanın kapsamı dışında tutulmuştur.P&O metodu, MPPT sistemleri için en çok kullanılan metotlardan biridir. Dizinin çıkış gücünü kontrol ederek kendi çalışma gerilimindeki artma veya azalma miktarını karşılaştırır. Bu metot maksimum güç noktasını belirlerken yavaştır ve ani değişen hava şartlarında doğru neticeler vermekte başarısızdır. IncCond metodu ise, her iterasyonda gerçekleşen değişimlerin oranını arttıran farklı bir durum girerek, P&O metodunda görülen söz konusu eksiklikleri giderir. Bu iki tekniğin teorik bilgileri tezde verilmiş ve simülasyonları gerçekleştirilmiştir. İki tekniğin birleştirilmesi daha iyi sonuçlar verebilmektedir. Simülasyonda elde edilen sonuçlar literatürle karşılaştırılmış ve doğruluğu ispatlanmıştır.Bu farklı metotları kullanarak, sıcaklık ve ışık şiddeti parametreleri ile RS değerleri simüle edilerek, FV dizinin tepkileri incelenmiştir. Buna göre; sıcaklık artışında akım ve geriliminin olumsuz yönde etkilendiği, ışık şiddeti artışında ise, sıcaklığın tersine, bu değerlerin olumlu etkilenerek arttığı görülmüştür. RS direncindeki artışın da maksimum güç noktasını aşağıya çektiği gözlenmiştir. Yapılan çalışmada, RSH değerinin etkileri göz ardı edilmiştir.Kullanılan uygulama yazılımı, Labview, bu çalışmada da büyük kolaylıklar sağlamış ve çalışmanın güvenilirliğini ve sonucunu olumlu yönde etkilemiştir. MPPT sistemlerinin analizi için gerekli bilgilerin toplanması, analizi ve uygulama ortamına aktarılması da büyük önem taşımaktadır. Bu nedenle veri toplama ve analiz (DAQ) sistemleri incelenmiştir. Elde edilen veriler doğrultusunda, gerçek zamanlı uygulamalar için uygun donanım olarak, NI FieldPoint endüstriyel kontrol sistemleri tavsiye edilmiştir.
PLC ve scada kullanarak irmik üretim sisteminin otomasyonu
Bu çalışmada, orta büyüklükteki bir makarna fabrikasının değirmen kısmında kapasite olarak artırımına paralel olarak elektrik, kontrol ve kumanda birimlerinde yenileme çalışmaları yapılmıştır.Makarnanın irmikten üretilmesi nedeniyle fabrikanın değirmen kısmının verimli çalışması fabrikanın genel maliyeti açısından kritiktir. Çünkü gelen buğdaydan yüksek randıman ve kaliteli irmik elde etmek ve tüketilen elektrik enerjisinden mümkün olduğunca tasarruf etmek, değirmenin kontrollü ve efektif çalışmasına bağlıdır. Bu da ancak oldukça iyi tasarlanmış ve programlanmış PLC ve SCADA sisteminin kullanılması ile mümkün olmaktadır.Fabrikanın değirmen kısmı tam otomasyon ile çalışmaktadır. Otomasyon sisteminde PLC yazılımı olarak VIPA CPU 318?2 ve DP300V ve SCADA yazılımı olarak Wonderware InTouch V9.5 kullanılmıştır. SCADA ile PLC arası MPI (Message Passing Interface), CPU 318?2 ile DP300V arasında PROFIBUS (Process Field Bus) haberleşme protokolleri olarak kullanılmıştır. Toplam giriş/çıkış sayısı 261'dir.İrmik üretim sistemindeki yenileme çalışması, aşağıdaki 6 ana üretim grubunda yapılmıştır:?1. grupta, fabrikaya gelen buğday kabaca temizlenir ve silolara depolanır,?2. grupta, buğday silolarından alınan buğday yıkanır ve birinci tavlama işlemi yapılır,?3. grupta, buğdayın esas yumuşatma ve ikinci tavlama işlemi yapılır,?4. grupta, iyice tavlanmış olan buğday son kez temizlikten geçirilerek öğütmeye hazır hale getirilir,?5. grupta, buğdayın öğütülür ve irmik konveyörüne dökülür,?Son olarak; 6. grupta, üretilen irmik kalitesine göre irmik silolarına depolanır.Bu yenileme çalışması sonucunda; irmik randımanı %58'den %61'e çıkmış ve randımanda süreklilik sağlanmıştır. İrmik kalitesi artmıştır. Değirmenin ilk çalışmasında kararlı değerlere ulaşma süresi % 66 oranında azalmıştır. Enerji tüketiminde %50 tasarruf sağlanmıştır. Arızalar ve gereksiz duruşlar azalmıştır. Sistemin izlenmesi ve arızaların giderilmesi için çalışan personel % 50'ye düşmüştür.Anahtar Kelimeler: PLC, SCADA, otomasyon, irmik, değirmen,
Arabant yapılı güneş pillerinde verim optimizasyonu
Son nesil güneş pillerinde hedef, yarı iletken malzemenin enerji bant aralığından daha küçük enerjiye sahip fotonların soğurulamamasından ve yüksek enerjili fotonların, termalizasyonla yok olmasından kaynaklanan kayıpların azaltılmasıdır. Bu tez çalışmasında, n+-i-p+ yapılı baz bölgesine yerleştirilen bir ara bant (AB) sayesinde, bant aralığından daha az enerjiye sahip fotonları da soğuran, yeni ara bant yapılı güneş pilleri (ABGP) üzerinde nümerik analizler yapılmıştır. AB, ABGP'nin çıkış gerilimini azaltmadan, foto akımının artmasını sağlamaktadır. ABGP'nin çalışma performansı, detaylı denge modeli (DDM) ve kuasi-sürüklenme-difüzyon modeli (KSDM) kullanılarak, iki farklı modelle incelenmiştir.DDM uygulandığında, ideal şartlarda, verim, EG=1,95 eV için %63,2 ve EG=1,12 eV için %54,8 olarak bulunmuştur. Örtüşmenin ABGP performansı üzerindeki etkileri detaylı olarak incelenmiştir. Soğurma katsayıları arasında örtüşme meydana geldiğinde, ABGP veriminin hızla düştüğü görülmüştür. Bant aralığından daha büyük enerjiye sahip fotonların termalizasyonla kaybolmasından kaynaklanan kayıplar da, Auger üretimi yoluyla taşıyıcı çoğullaması sayesinde, azaltılmıştır. Burada, Auger etkisi içeren dört farklı ABGP yapısı incelenmiş ve maksimum verim, silisyumun bant genişliğine yakın bantlarda ve %70 civarında bulunmuştur.KSDM kullanılarak; mobilitenin, etkin enerji durum yoğunluğunun ve yüksek ışık konsantrasyonundan dolayı ortaya çıkan doğrusal olmayan terimlerin (DOT), ABGP verimine etkileri araştırılmıştır. ABGP veriminin, küçük taşıyıcı mobilitesi, küçük etkin enerji durum yoğunluğu ve DOT içeren yüksek ışık konsantrasyonu değerlerinde azaldığı görülmüştür. KSDM'de, etkin enerji durum yoğunluğu 1019 cm-3'den 1017 cm-3'e düştüğünde, sadece verim azalmamış, aynı zamanda optimum AB ve optimum baz kalınlığı da değişmiştir. Yeni optimum AB ve optimum baz kalınlığı değerleri kullanıldığında ise, verimde %15 civarında bir iyileşme sağlanmıştır.Son olarak, baz bölgesindeki elektron ve boşlukların homojen olmayan üretim ve rekombinasyonundan kaynaklanan dahili elektrik alan etkisi, KSDM kullanılarak incelenmiştir. Ara bandın, baz bölgesi boyunca yarı dolu tutulabilmesi halinde, dahili elektrik alanın, verimi değiştirmeyeceğine sonucuna varılmıştır.
Bilgisayar kontrollü hedef takibi
Günümüzde gelişen bilgisayar teknolojisi ve görüntü işleme teknikleri ile askeri ve sivil alanda hedef takibi kolaylaşmıştır.Hedef takibinde en çok kullanılan metotlar özellikli nokta tanımlayıcıları (Moravec, Harris, KLT ve SIFT), arka plan çıkartımı ve bölümleme metotlarıdır. Bu yöntemlerin kendilerine göre avantaj ve dezavantajları bulunmaktadır. Bu çalışmada, sabit/değişken arka planda sabit/hareketli hedefi en iyi takip edebilecek metot olan SIFT metodu seçilmiştir. MATLAB ortamında hazırlanmış olan SIFT programı hedef takibinde kullanılmıştır. SIFT parametrelerinin hedef takibine etkileri incelenmiş ve SIFT parametrelerinin optimum değerleri elde edilmiştir. Bu değerler; kademe sayısı s=3, düşük kontrasta sahip noktaların ayıklanması için gerekli eşik değer D(x)=0.02, kenarlarda tespit edilen noktaların ayıklanması için gerekli eşik değer R=10, örnekleme alanı (nxn)=4x4, kilit nokta tanımlayıcıları için gerekli her örnek noktanın temsil edileceği yön sayısı r=8'dir. Bu optimum değerlerin literatür ile uyumlu olduğu bulunmuştur.Ayrıca bu çalışmada, birbirini takip eden resim kareleri arasındaki hatalı eşleşmeleri yok etmek için ek bir program hazırlanmıştır. Bu program kullanıldığında, optimum olmayan SIFT parametre değerlerindeki hedef takibinde oluşan sapmaların azaldığı tespit edilmiştir.Resim çözünürlüğü ve bilgisayar işlemci hızı değiştirilerek hedef takibine etkileri incelenmiştir. Resim çözünürlüğü arttırıldığında, SIFT kilit nokta sayısının, SIFT kilit noktalarının tespit süresinin ve hedefi bulma süresinin exponansiyel olarak arttığı gözlenmiştir. Bilgisayar işlemci hızı arttırıldığında ise SIFT kilit noktalarını bulma süresinin ve hedefi bulma süresinin azaldığı tespit edilmiştir.Sabit/hareketli kamera ile, sabit/değişken arka plandaki sabit/hareketli hedef takibinde, optimum SIFT parametre değerleri kullanılarak güvenilir hedef takibi yapılabileceği sonucuna varılmıştır.
Beş eksenli bir robot kolunun simülasyonu ve kontrolü
Bu çalısmada, bes eksenli bir robot kolunun ters kinematik hesaplamaları ve yörünge planlaması yapılmıs, robotun hareketi esnasında önüne çıkabilecek engeli tanımlayacak bir sistem gelistirilmis ve robot kolunun hareketi bilgisayar ortamında simüle edilmistir. Robot kolunun ters kinematik problemi, Paden-Kahan alt problemleri olarak bilinen alt problemlere indirgenerek çözülmüstür. Daha sonra ters kinematik probleminde, robot kolunun uç noktasının gitmesi istenen noktanın x, y, z koordinatları ve baslangıç pozisyonuna göre açısı () girdi olarak verilerek 1, 2, 3, 4 eklem açıları hesaplanmıstır. Robot kolunun islevini yerine getirirken titresimsiz ve düzgün hareket etmesi için yörünge planlaması yapılmıstır. Yörünge planlaması yapılırken; pozisyonda, hızda ve ivmede süreklilik saglamak için, besinci dereceden polinomlar kullanılmıstır. Robot kolunun yolu üzerinde bir engel olup olmadıgını algılayabilmesi için kamera ve bilgisayar programından olusan bir sistem gelistirilmistir. Sistemde kamera, robot kolunu görecek sekilde yerlestirilmis ve çekilen görüntüler bilgisayara aktarılmıstır. Görüntü isleme teknigi ve nesne tanımlama algoritması kullanılarak elde edilen görüntülerden, engel tanımlanmıstır. Nesne tanımlama algoritmasında temel olarak katlama teknigi kullanılmıstır. Engel ii tanımlandıktan sonra yine görüntü üzerinde seçilen referans noktalar kullanılarak piksel-mesafe bagıntısı çıkarılmıs ve görüntüdeki nesnenin robot koluna göre konumu hesaplanmıstır. Görüntüde tanımlanan nesne, robot kolunun yolu üzerinde ise robot kolunun nesneye çarpmasını engellemek için bir ara nokta hesaplanmıstır. Bu sekilde robot kolunun nesneye çarpmadan hareketini tamamlaması saglanmıstır. Kullanıcı isterse görüntüdeki nesneyi hedef olarak da tanımlayabilmektedir. Nesne tanımlandıktan ve robot kolunun eklem açıları hesaplandıktan sonra, robot kolunun hareketi bilgisayarda 3 boyutlu olarak simüle edilmistir. Simülasyon sonunda robot kolu eklemlerinin açı-zaman, hız-zaman ve ivmezaman grafikleri çizdirilmistir. Robotun ters kinematik hesaplamaları, yörünge planlaması, piksel-mesafe hesaplaması ve üç boyutlu simülasyonu ?Delphi 7? programlama dili kullanılarak gerçeklestirilmistir. Görüntü isleme ve nesne tanımlama islemleri ?MATLAB R2006a? kullanılarak gerçeklestirilmis ve elde edilen sonuçlar ?Delphi 7?de yazılan programa aktarılmıstır.
Atmosferik geçirgenliğin gece görüş sistemlerine etkisinin incelenmesi
Elektromanyetik spektrum bandında insan gözünün gördüğü bölgegörünür bölge olarak adlandırılır. Kızılötesi (Infrared-IR) bölgeelektromanyetik spektrum bandı içerisinde, insan gözününalgılayabileceği görünür kırmızının hemen ötesinde bulunan birbölgedir. Sıcaklığı mutlak sıfırın (O Kelvin, -273 ° üzerindeki tümC)cisimler kızılötesi enerji yayar. Cisimlerin kızılötesinde yaydığı enerjiyialgılamayı sağlayan sisteler ?Kızılötesi Termal Görüntüleme Sistemleri?olarak adlandırılmıştır. Bu sistemler sayesinde havanın karanlık olduğuzamanlarda dahi termal olarak görüntü alınabilmektedir.Genelleştirilmiş bir termal görüntüleme sistemi 6 alt sistemden oluşur.Bunlar kaynak, arka plan, atmosferik ortam, optik aksamlar, dedektör vesinyal işlemedir. Termal sistemlerin performansını bu 6 sistem belirler.Bu çalışmada, atmosferik ortamda bulunan gazların termal sisteminperformansına etkisi incelenmiştir. Atmosferde bulunan gazlarınmekanizmaları incelendiğinde geçirgenliğin en fazla olduğu bölgenin 8-12 µm dalga boyu aralığı olduğu ve geçirgenliği en çok etkileyen gazınise su buharı olduğu görülmüştür. Bu nedenle, su buharının 8-12 µmbandında geçirgenliğe etkisi incelenmiştir. Buradaki çalışmalar KaraKuvvetleri Komutanlığı envanterinde bulunan AN/TAS-4A Gece GörüşCihazı ile ilk olarak Elektro-Optik Sistemler Bakım MerkeziMüdürlüğü'nde daha sonra da Aselsan A.Ş.'nde yapılmıştır. Buçalışmada, ortamın sıcaklığı ve nemi değiştirilerek termal sistemdekiyükselteç ve dedektör çıkış voltajı ölçülmüştür. Yapılan çalışmalarsonucunda 20 derece sıcaklıkta, bağıl nem %60 arttıkça atmosferikgeçirgenliğin % 13,26 azaldığı görülmüştür. Sonuçlar literatürleuyumludur.Bilim Kodu : 905.1.035Anahtar Kelimeler : Atmosferik geçirgenlik, termal kamera, dedektörSayfa Adedi : 90Tez Yöneticisi : Prof.Dr.Müzeyyen SARITAŞ
Kuantum noktalı ara bant yapılı güneş pillerinin tasarımı ve verim optimizasyonu
Tek ara bantlı yapılı güneş pilleri (ABGP), tek eklemli güneş pillerine göre güneş spektrumunun daha verimli kullanımını sağlamaktadır. Bu çalışmada, Detaylı Denge Modeli kullanılarak yeni Model-B ABGP incelendi ve daha önce kullanılan, burada Model-A ve Model-C olarak adlandırılan, iki model ile karşılaştırıldı. Soğurma katsayıları arasında örtüşme yokken, üç ABGP modelinin verimi, 1,95 eV için %63,20 ve GaAs için %59,90 olarak bulunmuştur. 4 eV örtüşmede, Model-B, Model-C ve Model-A için GaAs pil verimleri, sırasıyla %45,86, %41,32 ve %35,80 olarak bulunmuş ve Model-B'nin diğer iki modele göre daha verimli olduğu görülmüştür. ABGP pil verimi, ışık şiddetinin logaritmasıyla lineer olarak artmaktadır. GaAs ABGP'de maksimum verim için AB durum yoğunluğu en az 5x1017 cm-3 olması gerekmektedir. Elektron ve boşluk yakalama kesit alan oranlarının 0,01-100 aralığında, optimum AB doluluk oranları 1 ile 0 arasında değişmektedir. Büyük örtüşme durumunda, taşıyıcı yakalama kesit alanları çok farklı iken, Model-B'nın verimi, Model-A'nın veriminden %35 daha büyüktür. 1-3,5 eV bant aralığındaki ABGP'lerde, örtüşmenin olumsuz etkilerini azalttığından Model-B'nin verimi, Model-A'ya göre çok yüksektir. Sonuçlar, Model-B kullanılarak, geniş bant aralığındaki malzemelerin, 10000X'te ve en büyük örtüşmede, %50 üzerinde verime sahip ABGP üretimine uygun olabileceğini göstermektedir. Bu çalışmada, ayrıca InAs/GaAs kutu şekilli kuantum noktalı ara bant yapılı güneş pilinin (KN-ABGP) verimi, detaylı denge modeli kullanılarak araştırıldı. AB enerji seviyeleri ve alt bant soğurma katsayıları, farklı kuantum nokta boyutları için eşit etkin kütle ve etkin kütle uyumsuzluğu durumları göz önüne alınarak tek bant ve dört bant k.p metodu ile hesaplanmıştır. Eşit etkin kütle ve etkin kütle uyumsuzluğu durumlarında, KN boyutlarının artmasıyla alt bant soğurma katsayıları ve AB enerji seviyelerinin sayısı artmıştır. Detaylı denge modelinde, AB enerji seviyelerinin sayısının KN boyutlarıyla artması sonucu ara bant fotoakım yoğunluğunun düştüğü tespit edilmiştir. Kuantum noktaların varlığıyla KN-ABGP kısa devre akım yoğunluklarında önemli bir artış görülmezken açık devre voltajı düşmüştür. Sonuç olarak, InAs/GaAs KN-ABGP verimi %28,40, ideal GaAs ABGP verimi %52,16 ve konvansiyonel GaAs güneş pilinin verimi %34,72 olarak bulunmuştur.