157
Archived Theses
0
DOIs Assigned
0%
DOI Rate
Discipline
Bilgisayar kontrollü dik işlem tezgahı tasarımı ve uygulaması
Bu tez çalısmasında, üniversitede bulunmakta olan eski bir CNC tezgahı, iki adet servomotorun eklenmesiyle modernize edilerek, iki eksenli bir dik isleme tezgahı halinegetirilmistir. Projede, Siemens'in Simotion D425 adlı servo motor kontrol ünitesi, buüniteye bağlı iki adet CUA31 servo güç yükselticisi ve iki adet servo motor kullanılmıstır.Bu ürünün dik islem tezgahı seklinde çalısabilmesi için, motorları kontrol etmektekullanılan Siemens Scout adlı programın içerisinde yer alan Structured Text adlıprogramlama dilinde, temel hareket fonksiyonları tanımlanmıstır. Visual Basicprogramlama dilinde gelistirilen bir yazılımla, G kodu tarzında verilen sekil komutları,temel hareket fonksiyonlarını çağıran Structured Text programlarına dönüstürülmüstür. Buüretilen Structured Text programlarının Siemens Scout içerisinde çalıstırılmasıyla, istenilensekillerin isletilmesi sağlanmıstır.
Görüntü işleme ile 3-boyutlu nesne tarama ve modelleme
Gerçek dünyaya ait olan bir nesnenin yüzeyinden, üç boyutlu şekil bilgisini elde etmek amacıyla lazerle geçilmesi işlemine lazer taraması adı verilmektedir. Tıp alanında hastaların ölçülerinin alınması, fabrikalarda seri üretim bandındaki nesnelerin yüzeylerindeki hataların bulunması, hareketli robotların çevrelerindeki yüzeyleri algılaması gibi bir çok alanda, lazer taraması yöntemi kullanılmaktadır.Lazer taraması yöntemiyle farklı endüstrilerin gereksinimleri karşılamak için, farklı yüzey tarayıcı donanım ve yazılım ürünleri bulunmaktadır. Ancak, bu ürünlerden bazıları, kendi belirledikleri amaç doğrultusunda tasarlandıkları için, her türlü yüzey tarama görevini üstlenememektedirler. Örneğin, seri üretim bandındaki ürünlerin şekil hatalarını yakalaması için tasarlanmış bir üç boyutlu lazerli tarayıcı, sadece o iş için tasarlanmış olabilir ve bir hastanede hastaların ölçülerini almak için ya da bir robotun çevresini algılaması için kullanılamayabilir.Bu tez, lazer üçgenlemesi ("Laser Triangulation") yöntemiyle yüzey tarama konusunda yapılan bir çalışmayı sunmaktadır. Bu uygulamada, dikey bir lazer ışın demeti ile aydınlatılan yüzeyin görüntüleri, kamera aracılığıyla bilgisayara aktarılarak, tez çalışması sırasında yazılmış olan "YakarTarar" adlı bir yazılım tarafından işlenmektedir. Bu görüntülerin işlenmesi sonucunda, taranan yüzeyin üç boyutlu sayısal modeli bilgisayara kaydedilmektedir.YakarTarar yazılımının amacı, hem farklı endüstrilerde yüzey tarama gereksinimlerini aynı anda karşılayabilen, hem de bu iş için gereken maliyeti düşük tutan bir yazılım paketi olmaktır.
Özgün bir şekil tanımlayıcısı tasarımı, gerçekleştirilmesi ve testi
Bu araştırmada, nesne tanıma için özgün bir şekil tanımlayıcısı tasarlanmıştır. Gelişen bilgisayar teknolojisi ve yapay zeka ile nesne tanıma algoritmaları da geliştirilmeye başlanmıştır. Literatürde oldukça fazla nesne tanıma algoritmaları yer almaktadır. Çalışmamız özgün bir algoritmadır ve diğer algoritmalara göre az veri ile daha yüksek nesne tanıma başarısı elde edilmektedir. Ön işleme olarak görüntü işleme alanında oldukça kullanılan Canny kenar algoritması kullanılmaktadır. Görselin kenar çıktılarına uygulanan algoritmalar ile şekil tanımlayıcısı oluşturulmaktadır.
SCARA robot manipulatör ile seçme ve yerleştirme uygulaması
Bu çalışmada, bir SCARA (Selectively Compliant Articulated Robot for Assembly) Robot Manipulatör'ün konum kontrolü üzerine çalışılmıştır. Robotun konum kontrolünün gerçekleştirilebilmesi için, ileri ve ters kinematik problemleri çözülmüş, jakobiyen ve transformasyon matrisleri hesaplanmıştır. Pnömatik kısımların (silindir, tutucu) çalıştırılabilmesi için uygun valfler seçilmiş, bu valflerin tetiklenmesi için devreler imal edilmiştir. Motorların tahriki için sürücü devreler imal edilmiştir. Geri besleme elemanları (potansiyometreler), motor sürücü devreleri ve valf tetik devreleri ile Visual Studio ile yazılan kontrol programı arasında iletişimi sağlayacak uygun veri toplama kartı seçilmiştir. Yazılan kontrol programında elde edilen konum ve açı değerlerini doğrulamak için SolidWorks programında robotun birebir modeli yapılmıştır. Sonuçların uyumlu olduğu gözlemlenmiştir.
Kabuk tipi sentetik veri setlerinde özgün bir analiz çalışması
Bu çalışmada, kabuk tipi sentetik veriler üzerinde belirlenen parametrelere göre K-means yöntemi kullanılarak özgün bir kümeleme analizi yapılmıştır. Gerçek veri setlerinin genellikle çok boyutlu olması ve bu nedenle görselleştirilmeleri mümkün olmaması nedeniyle iki boyutlu sentetik veri setleri kullanılmıştır. Çok boyutlu veri setlerinde veri noktalarının çoğunlukla dış kabuk kısmında yoğunlaşması nedeniyle veri setleri kabuk tipinde oluşturulmuştur. Görüntü işleme çalışmalarında kenarları çıkartılmış imgelerdeki verilerin dış katmanlarda bulunması kabuk tipi verilere örnek olarak verilebilir. Gerçekleştirilen analiz çalışması ile iki boyutlu uzayda oluşturulan farklı topolojilerdeki kabuk tipi veri setlerinin; kümeler arası boşluk, küme içi boşluk, küme sayısı, kabuk kalınlığı, veri sayısı ve iç içe küme sayısı parametrelerine göre en başarılı kümeleme performansları işlem zamanı ve doğruluk ölçütleri ile gözlenerek optimum veri seti yapıları bulunmaya çalışılmıştır. Ayrıca, kullanılan KTSV'lerin çarpıklık ve basıklık gibi istatistiksel özellikleri ile kümeleme performansı arasındaki bağlantı araştırılmıştır. Gerçekleştirilen deneylerin sonuçları tablolar ve grafikler halinde sunulmuştur.
Kameralı görüntü alanı içinde hareket kontrolü
Bu tez çalışmasında, belirli bir yüksekliğe sabitlenmiş web kamerası yardımıyla alınan geri besleme bilgileri, kontrolcü bilgisayar tarafından yönetilen, bluetooth kablosuz iletişim protokolü ile bağlı ?Lego Mindstorms NXT? ile hazırlanmış mobil araçların kontrolünde kullanılmıştır.Mobil araçların tanımlamasında tek renkten oluşan üç parçalı renk etiketleri kullanılmıştır. Renk etiketleri kabarcık analizi yöntemi ile araçların konumlarını ve doğrultularını hesaplamakta kullanılmıştır.Birden fazla mobil aracın birbirlerine ve tanımlanan engellere (gerçek ya da sanal) çarpmadan, kullanıcı tarafından verilen konumlara en uygun yoldan gitmek için A* yol bulma algoritması kullanılmıştır. Mobil araçların yollarının kesişmesi durumunda önceliği olan araca diğer araç yol vermektedir.Proje kapsamında bulunan yazılım ve arayüzü Windows işletim sistemi ve .NET çerçevesi üzerine C# programlama dili kullanarak hazırlanmıştır.
Bir robot manipulatörün bilgisayar destekli mühendislik araçları ile çalışma uzayı analizi
Robot manipülatörleri üretim, montaj, kaynak, boya, paketleme gibi otomasyona dayalı günümüz endüstriyel uygulamalarında sıkça kullanılan sistemlerdir. Üretimde hız, yüksek hassasiyet ve kalite artışı robot manipülatörlerinin sağladığı üstünlüklerdir. Karmaşık geometrilere sahip bu sistemlerin tasarımlarında klasik yöntemler yerine günümüz modern mühendislik araçları kullanılmaktadır.Bu çalışmada, ele alınan bir endüstriyel robot manipülatörü için statik ve dinamik analizler, sonlu elemanlar yöntemi kullanan ticari bir bilgisayar destekli mühendislik yazılımı olan CosmosWorks ile gerçekleştirilmiştir. Farklı çalışma yükleri için, robot manipülatörünün üç boyutlu çalışma uzayı içerisindeki farklı noktalara erişmesi durumundaki uç nokta statik yer değiştirmeleri ve manipülatör üzerinde oluşan en büyük von-Mises gerilmeleri sayısal olarak hesaplanmıştır. Bu şekilde, robot manipülatörünün çalışma uzayı içerisindeki statik davranışı belirlenmiştir. Ayrıca, robot manipülatörünün farklı konumlardaki direngenliklerini incelemek amacı ile doğal frekans analizleri yapılmıştır. Manipülatörün çalışma uzayı içerisindeki doğal frekans değişimleri üç boyutlu olarak sunulmuştur. Ayrıca robot manipülatörünün belirlenen bazı hareketleri farklı hızlarda gerçekleştirmesi durumunda gereksinim duyduğu mafsal momentleri de incelenmiştir.
Diyabetik retinopati evrelerinin derin öğrenme tabanlı tespiti
Bu yüksek lisans tezinde, diyabetik retinopatinin (DR) beş evresinin otomatik olarak sınıflandırılmasına yönelik derin öğrenme tabanlı bir model geliştirilmiştir. Çalışmada, APTOS 2019 veri setinde bulunan retina görüntüleri kullanılarak MobileNetV2, DenseNet169, NASNet, VGG19, ConvNeXt Large, EfficientNetB5, EfficientNetB6 ve EfficientNetV2-S olmak üzere sekiz farklı derin öğrenme mimarisi, transfer öğrenme yöntemiyle eğitilmiştir. Görüntü işleme ve veri artırma teknikleri ile sınıf dengesizliği problemleri azaltılmış, model performansı artırılmıştır. Elde edilen sonuçlara göre, EfficientNetV2-S modeli en yüksek başarıyı göstermiş ve ince ayar (fine-tuning) yöntemiyle performansı daha da iyileştirilmiştir. Test aşamasında, geliştirilen model test zamanı artırma (test-time augmentation) yöntemi ile %92,24 doğruluk, %96,77 özgüllük, %92,28 duyarlılık, %92,07 F1 skoru ve %98,99 AUC değerlerine ulaşmıştır. Elde edilen bulgular, geliştirilen sistemin diyabetik retinopatinin erken teşhisinde etkili bir yardımcı tanı aracı olabileceğini göstermektedir.
Geleneksel öznitelik çıkarma yöntemleri kullanarak derin öğrenme tabanlı yüz tanıma
Bu çalışma, geleneksel öznitelik çıkarma yöntemleri ile derin öğrenme yöntemlerini birleştirerek yüz tanıma performansını artırmayı amaçlamaktadır. Geleneksel yöntemlerde elde edilen bilgiler ile derin öğrenme algoritmalarının öğrenme yeteneklerini birleştirerek, daha hassas ve güvenilir yüz tanıma sistemi geliştirilmesi hedeflemektedir. Elde edilen sonuçlarla, derin öğrenme ve geleneksel öznitelik çıkarma yaklaşımlarının birleşiminden kaynaklanan performans iyileştirmelerinin ölçülmesi ve değerlendirilmesi planlanmaktadır. Sonuçlar, güvenlik, otomasyon, insan-makine etkileşimi ve daha birçok uygulama alanındaki teknolojik gelişmelere katkı sağlayacaktır.
İki akstan yönlendirmeli elektronik diferansiyel sisteminbulanık mantık ile kontrolü
Bu tezde, çok akstan yönlendirmeli elektrikli taşıtlarda kullanılan elektronik diferansiyel sistemlerinin kontrolü için klasik PID ve bulanık mantık tabanlı PID kontrol stratejileri incelenmiştir. Çalışmada, farklı aks konfigürasyonlarına sahip 4x4 ve 6x6 yapıda taşıt modelleri oluşturulmuş ve Ackermann direksiyon geometrisi esas alınarak tekerlek yönlendirmeleri hesaplanmıştır. Geliştirilen matematiksel modeller MATLAB/Simulink ortamında simüle edilmiş ve kontrolör performansları analiz edilmiştir. Simülasyon sonuçlarına göre, fuzzy PID kontrolcü, klasik PID kontrolcüye kıyasla yaklaşık %98.79 daha kısa yerleşme süresi, %57.3 oranında daha düşük maksimum aşım ve yaklaşık %39.37 oranında daha düşük Ortalama Mutlak Hata değeri ile daha iyi sistem kararlılığı sağlamıştır. Bu kapsamda geliştirilen kontrol sistemi, yüksek manevra kabiliyeti gerektiren taktiksel insansız kara araçlarında kullanılmaya uygundur. Elde edilen bulgular, çok akstan yönlendirmeli EDS sistemlerinin kontrolünde bulanık mantığın önemli bir avantaj sunduğunu göstermekte ve bu alandaki literatüre katkı sağlamaktadır.
Dört eksenli RC servo motor tahrikli bir robot manipülatörü tasarımı ve uygulaması
Bu çalışmada dört eksen ve bir tutucu'ya sahip olan bir robot manipülatör ve robotun kontrolü için mikroişlemci ailesinden PIC kullanılarak bir servo motor sürücü kartı tasarlanmıştır. Bu tez için kullanılan altı servo motoru sürebilen sürücü kartı ve seri haberleşme için kullandığımız kart, baskı devre tekniği kullanılarak üretilmiştir. Visual Basic programı kullanılarak bir arayüz oluşturulmuş ve robotun bilgisayardan bu arayüzle kontrolü sağlanmıştır. Gerekli görüldüğü takdirde bu amaç için yazılmış olan kodlar PIC içinde gömülü olan kodlarla değiştirilerek robot manipülör kendi kendini kontrol etme modunda da kullanılabilir. Tez için gerekli olan donanım göz önüne alınarak PIC ailesinin orta sınıf bir mikroişlemcisi tercih edilmiştir. Motor sürücü kartı ve seri haberleşme için kullanılan kart bilgisayar ortamında tasarlanmıştır. İlk önce breadboard'a kurulan devreler ile çalışmalar yapılmış, bu çalışmaların neticesinde robotun motorlarını sürmek için uygun bir sürücü kartı tasarlanmıştır. Robot kolun yapımında alüminyum kompozit seçilmiş, ana gövde, uzuvlar ve gripper'ın bağları, lazer ve cnc router'da imal edilmiştir.Tasarlanan rc servo sürücü kartında bulunan PIC mikroişlemcisi yardımıyla, robot manipülatörün öğretme yoluyla istenen pozisyona gitmesi sağlanabildiği gibi aynı zamanda oluşturulan arayüzden seri iletişim protokolleri kullanılıp yollanan pozisyon bilgileriyle istenen hareketler yaptırılabilmektedir.
6 eksenlı bir robot kolunun kinematik analizi ve p.ı.d ile kontrolü
Robotlar, bağımsız olarak algılayabilen, düşünebilen, planlayabilen ve hareket edebilen araçlardır. Görevleri bağımsız olarak yerine getirmenin yanı sıra, insan yeteneklerini de genişletebilir. Robotik alanında son yıllarda büyük gelişmeler yaşanmıştır. Robotlar daha akıllı hale gelmiş, karmaşık görevleri yerine getirebilecek kapasiteye ulaşmış ve çok çeşitli uygulamalarda yaygın olarak kullanılmaya başlamıştır. Bu gelişmeler hayatımızda büyük değişimlere yol açmıştır. Robotlar artık profesyonel ve kişisel hayatımızın ayrılmaz bir parçasıdır. Robotik endüstrisi modern dönemde büyük bir gelişmeye sahne olmuştur. Elektronik, sensörler ve yapay zeka gibi teknolojilerdeki gelişmeler sayesinde robotik alanında büyük ilerlemeler kaydedilmiştir. Bu dönemde robotlar, fabrikalarda, hastanelerde ve askeriyede kullanılan robotlar gibi, bağımsız olarak görev yapması mümkündür. Robotik sektörü, daha akıllı hale getirilerek, görevleri daha bağımsız bir şekilde yerine getirebilme hedefiyle sürekli bir gelişim içerisindedir. Robotlar, hem profesyonel hem de kişisel hayatımızda çeşitli alanlarda insan hayatını büyük ölçüde değiştirmektedir. Robotlar, endüstri, tıp, eğitim, eğlence, güvenlik, lojistik, tarım, araştırma ve geliştirme gibi profesyonel hayatımızdaki çeşitli alanlara girmiştir. Bilim, uzay, inşaat, temizlik, sterilizasyon, alışveriş, teslimat, çeviri ve yüz tanıma, renk ve hareket analizi gibi benzer alanlarda ilerlemiştir. Bu tez çalışmasında ABB şirketinin modellediği altı serbestlik dereceli IRB 1200 modeli robot kolun katı modeli tasarlanmasının ardından Matlab/Simulink ortamına aktarılmıştır. Matlab/Simulink ortamında hedef noktalar belirlenmiştir yörünge haline getirilmiştir, bu konumlar homojen dönüşümünden geçtikten sonra her robot eksenine açı gereksinimlerini belirlemek için ters kinematik çözüm bloğuna aktarılır, ters kinematik bloğu ise DC motorlara aktarılır, daha sonra Matlab/Simulink ortamına aktarılan IRB 1200 modeli robot kolun eklemlerine açı gereksinimleri iletilir ve son olarak konum bilgisi edinmek üzere ileri kinematik bloğuna iletilir. Ancak aynı değerde olmayan giriş ve çıkış bilgileri gözlemlenmesinin ardından kontrol sistemi eklenerek sistemin yanıtını referans sinyaline yaklaştırılmış, kontrol sistemi için denetleyici olarak P.I.D seçilmiş ve her bir eklem için ayrı sistem kontrol bağlanmıştır. Robot kol konum kontrolü bu şekilde sağlanmıştır. Sistem yanıtı sırasında oldukça düşük hatalar ve referans konumlara yakın sonuçlara varılmıştır. 2025, xii + 74 sayfa Anahtar Kelimeler: Robot manipülatörü, İleri kinematik, Ters kinematik, Motor kontrol sistemi, Simulink, Homojen dönüşümü, Robot kolu.
Tek-kart bilgisayarlar kullanılarak bulanık mantık kontrol yöntemleri ile da motor hız kontrolü ve bozucu etki yanıtlarının analizi
Bu çalışmada, doğru akım (DA) motorlarının hız kontrolü için bulanık mantık tabanlı denetim yöntemleri kullanılarak Mamdani ve Sugeno çıkarım sistemlerinin performansları karşılaştırılmıştır. Raspberry Pi tabanlı deneysel altyapı üzerinde encoder geri beslemesiyle gerçekleştirilen uygulamalarda hem 100 rpm hem de 300 rpm redüktörlü DA motorları kullanılmıştır. Farklı üyelik fonksiyonu tipleri (Üçgensel, Yamuksal, Gauss vb.) ve kural tabanları (3x3, 5x5, 7x7, 9x9) ile motorların hem yüksüz hem de yük altında verdikleri tepkiler incelenmiş; kök ortalama kare hata (RMSE), maksimum aşım (Mp), yükselme zamanı (Tr) ve yerleşme zamanı (Ts) gibi performans ölçütleri hesaplanmıştır. Elde edilen sonuçlar, Sugeno yönteminin özellikle yük altındaki deneylerde daha kararlı ve hızlı yanıtlar sunduğunu, Mamdani yönteminin ise esnek yapısına rağmen bazı durumlarda daha yüksek aşım değerleri ürettiğini göstermiştir.
Otobüslerde profil ile koltuk karkası arasında kullanılan braketin topoloji optimizasyonu
Bu tez çalışmasında, otobüslerde koltuk karkası ile gövde profili arasında yer alan braketlerin yapısal dayanımı, ağırlık optimizasyonu ve maliyet etkinliği açısından değerlendirilmesi amaçlanmıştır. Otobüs gibi yolcu taşıma araçlarında güvenlik, konfor ve maliyet gibi parametreler önemli bir rol oynamaktadır. Bu bağlamda, braketlerin hem yük taşıma kapasitesini koruyacak hem de gereksiz malzeme kullanımını ortadan kaldıracak şekilde yeniden tasarlanması gerekliliği doğmuştur. Çalışmada, topoloji optimizasyonu yaklaşımı ile altı farklı braket tasarımı geliştirilmiştir. Bu tasarımlar, farklı geometrik şekillere ve yük yollarına sahip olacak şekilde oluşturulmuştur. Her bir braket tasarımı için altı farklı çelik malzeme (DP800, DP600, AISI 304, AISI 316, ST52 ve ST37) seçilerek alternatif çözüm setleri oluşturulmuştur. Braketlerin yapısal analizleri, sonlu elemanlar yöntemi ile Abaqus/CAE yazılımı kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Yükleme koşulları, ECE R80 standardına uygun şekilde belirlenmiş olup yolcu oturma pozisyonunu ve ani yüklemeleri temsil edecek düzeyde uygulanmıştır. Her bir kombinasyonda elde edilen maksimum von Mises gerilmeleri, yer değiştirme değerleri ve güvenlik katsayıları analiz edilerek performans karşılaştırmaları yapılmıştır. Ayrıca, analiz sonuçlarına ek olarak, her bir malzeme için birim fiyatlar ve kataforez kaplama giderleri Temmuz 2025 tarihli piyasa verilerine göre değerlendirilmiş ve kapsamlı bir maliyet analizi gerçekleştirilmiştir. Çalışma sonucunda, DP800 çeliği ile üretilen optimize braketlerin, hem mekanik mukavemet hem de ekonomik açıdan en avantajlı kombinasyonu sunduğu ortaya konmuştur. DP800, yüksek dayanım-ağırlık oranı sayesinde daha ince kesitlerle yeterli yapısal performansı sağlarken, diğer yüksek alaşımlı çeliklere göre daha düşük maliyet sunmaktadır. AISI 304 ve 316 paslanmaz çelikleri yüksek korozyon direnci sunsa da maliyet açısından dezavantajlıdır. ST52 ve ST37 gibi düşük karbonlu çelikler ise düşük maliyetli olmakla birlikte güvenlik katsayısı açısından yetersiz kalmaktadır. Bu bağlamda, elde edilen bulgular; otomotiv endüstrisinde ağırlık azaltımı, güvenlik ve maliyet dengesi açısından oldukça önemli sonuçlar sunmaktadır.
Şehir içi günlük kullanım için bir taşıtın enerji ihtiyacının tespiti ve elektrik motoru tahrikli haline dönüştürülmesi
Günümüzde enerji ihtiyacının karşılanması için yaygın olarak fosil kaynaklı yakıtlar kullanılmaktadır. Ancak fosil kaynaklarının son tüketim tarihinin yaklaşması, çevreye ve özellikle yaşama verdikleri zarar göz önüne alındığında alternatif enerjilere yönelim zaruri bir hal almaktadır. Günlük hayatta kullanılan kişisel araçların artışı düşünüldüğünde, tahribatın büyük oranda arttığı göz ardı edilememektedir. Bu oranların aşağıya çekilmesi için en etkili yollardan biri; içten yanmalı motora sahip bu araçların yerine temiz enerjiye sahip elektrik motoru tahrikli araçların kullanılmasıdır. Bu çalışma; elektrik enerjisinin otomotiv sektöründe kullanılabilirliğini ve sağlayacağı faydaları somutlaştırmak amacıyla gerçekleştirilmiştir. Günlük hayatta aktif ve yaygın olarak kullanılan bir aracın, genel kullanım profili saptanarak enerji ihtiyacı tespiti yapılmıştır. Enerji ihtiyacının tespitinin ardından günlük kullanım profiline ve enerji ihtiyacına uygun olarak elektrik motoru, motor sürücüsü ve batarya paketi seçimi yapılmıştır. Teorik olarak elektrik motoru tahrikli haline dönüştürülmesinin ardından enerji ihtiyacı tekrar tespit edilmiştir. İçten yanmalı motora sahip hali ile yakıt sarfiyatı, maliyet ve verimlilik açısından kıyaslamalar yapılarak kazanımlar ayrıntılı olarak değerlendirilmiştir. Elde edilen bulgulardan yararlanarak bir aracın elektrik motoru tahrikli hale dönüştürülmesi için gerekli olan teorik bilgi, çalışmanın içerisinde ayrıntılı olarak sunulmuştur.
Nesnelerin interneti tabanlı hava kalitesi ölçüm sistemi
Günümüzde internet teknolojisinin gelişmesi ile birlikte Nesnelerin İnterneti tabanlı uygulamalar çok fazla kullanılır olmuştur. Hava kalitesi de artan sanayileşme sonucunda günlük problemimiz haline gelmiştir. Bireyler artık sadece günlük hava durumunu değil hava kalitesi indeksini de takip etmeye başlamıştır. Bunun sonucunda da hava kalitesinden etkilenme ihtimali olan solunum yolu vb. rahatsızlıklara sahip bireyler tedbir almaya başlamışlardır. Bu tez çalışması kapsamında hava kalitesini etkileyen gazların ölçümü için elektronik devre oluşturulmuştur. Devrede sensörler ve geliştirici kartı kullanılmıştır. Hava kalitesi indeksi için önemli olan O3 ve CO gibi gazların ölçümlerini yapabilecek MQ-7, MQ-131, MQ-135 sensörleri kullanılmıştır. Bu sensörleri yönetmek, veri toplamak ve toplanan veriyi Wi-Fi ile bilgisayar ortamına göndermek için NodeMCU geliştirme kartı kullanılmıştır. MQ-131 sensöründen toplanan O3 verisi ile EPA denklemi kullanılarak hava kalitesi indeksi hesaplanmıştır. Ayrıca diğer sensörlerden toplanan CO verisi ile de hava kalitesi indeksi hesaplanmıştır. EPA tabloları kullanılarak son hava kalitesi indeksine karar veren program yazılmıştır. Ölçümler Zonguldak merkezde ve Çatalağzı ilçesinde yapılmıştır. Çatalağzı ilçesinin seçilmesinin nedeni Eren Enerji Çatalağzı Termik Santrali'nin burada bulunmasıdır. Türkiye'de sera gazı salınımının %2 gibi büyük bir bölümü sadece bu termik santralden yayıldığı tahmin edildiğine göre bu bölgenin deney çalışması için uygun olduğuna karar verilmiştir. Ölçüm sonuçları Wi-Fi ile bilgisayara aktarılmış ve Firebase gerçek zamanlı veri tabanına kaydedilmiştir. Android cihazlar için de App Inventor uygulaması ile ölçüm sonuçlarının takip edildiği mobil arayüz tasarlanmıştır. Veri tabanına kayıt edilen veriler ile veri analizi yapılmıştır. Veri analizi yapılırken RapidMiner ile Lojistik Regresyon, Doğrusal Ayırma Analizi (LDA), Karar Ağaçları algoritması, Naive Bayes (NB) ve Destek Vektör Makineleri (SVM) algoritmasının ROC analizi yapılmıştır. ROC analizinde daha başarılı sonuç üreten LDA ve Karar Ağaçları algoritması tezin eğitim ve tahmin aşamalarında kullanılmıştır. Tasarlanan bu hava kalitesi ölçüm sistemi sayesinde bireyler ortamdaki anlık kirletici madde değişimi takip edilebilir ve günlük olarak hava kalitesi indeksini takip edilebilirler. Özellikle Zonguldak ilinde yaygın olan Koah hastalığı için hava kalitesinin takip edilmesi önemlidir. Koah gibi rahatsızlığı olan bireyler hava kalitesinin düşük olduğu zamanlarda gerekli tedbirleri alabilirler.
Endüstriyel kullanıma uygun LabVIEW ve gömülü sistem tabanlı yeni bir IoT çözümü
Günümüzün popüler konularından biri olan nesnelerin interneti (IoT) teknolojisi dünya çapında giderek yayılmaya başlamıştır. Nesnelerin interneti teknolojisi, tüm akıllı cihazların ve makinelerin kablosuz haberleşme metotlarını kullanarak birbirleriyle veya daha büyük sistemlerle haberleşmesini sağlayan iletişim ağıdır. Bu teknoloji hemen hemen tüm sektörlerde kullanılarak gerek zamandan, gerek verimlilik ve maliyet açısından oldukça fayda sağlamaktadır. Bu çalışmada, nesnelerin interneti teknolojisine farklı ve yenilikçi bir çözüm getirmek amacıyla, özelleştirilebilir, endüstriyel otomasyon uygulamalarında kullanılabilecek genel bir IoT sisteminin tasarımı gerçekleştirilmiştir. Hem uygulamadan, hem donanımdan, hem de yazılımdan bağımsız olarak, kolay eklemeli mimari yapısıyla 1-N sunucu-istemcili bir IoT sistemi oluşturulmuştur. Geliştirilen sistemde, sunucu için LabVIEW programı kullanılarak kolay eklemeli mimaride bir arayüz yazılımı geliştirilmiştir. Raspberry Pi 2 ve MSP430F5529 LP donanım kartları istemci olarak kullanılmıştır. Bu kartlara bir takım analog ve dijital sensörler bağlanarak verilerin sunucuya internet üzerinden aktarılması sağlanmıştır. Kartların sunucuya kolayca eklenebilmesi için sistemin alt yapısında TCP/IP protokolü kullanılmasıyla birlikte yeni ekle-çıkar protokolü oluşturulmuştur. Bu yeni bir ekle-çıkar protokolü sayesinde sunucu yazılımında değişiklik yapmadan, farklı donanımların farklı yazılım dilleri ile birlikte sunucuya kolayca bağlanabilmesi sağlanmıştır. Tüm istemcilerin verileri asenkron olarak toplanmış, sunucu tarafından yerel MySQL veri tabanına kaydedilmiştir. Bu çalışma sonucunda, sunucu yazılımı değiştirilmeden, donanımdan ve yazılımdan bağımsız, yeni bir endüstriyel IoT yaklaşımı geliştirilmiştir. Bu yeni yaklaşım, hız, esneklik ve maliyet avantajı ile ön plana çıkmaktadır.
Dağıtık mobil robotlar için yeni bir otonom yol planlama ve engel tespit sisteminin tasarımı
Endüstride mobil robotlar genellikle çalışma sahası içerisindeki iş istasyonları arasında yük taşıma amacıyla kullanılmaktadır. Bu yüklerin geleneksel metodlar kullanılarak forkliftler ile taşınması durumunda operatöre bağlı hata ve kazalar oluşabilmektedir. Ayrıca forkliftlerin hareket kısıtlılıkları da yüklerin transferleri sırasında sınırlı çalışma alanı oluşturmaktadır. Otonom mobil robotların endüstriyel sahalarda yer alması bu hata ve kazaların azalması konusunda önem arz etmektedir. Mobil robotların yaygın kullanım alanlarından birisi de stoklama hizmetinin verildiği depolardır. Genellikle robot filoları şeklinde kullanılan bu robotlar için ticari gelişmelerle beraber birçok akademik çalışmalarda gerçekleştirilmektedir. Bu çalışmalardan lokalizasyon ve pozisyonlama problemlerinin çözülmesi önemli bir yer almaktadır. Robotların belirlenen görevleri yerine getirirken en az güç tüketimi ile rota boyunca güvenli bir biçimde ilerlemesi, akademik ve ticari çalışmaların temelini oluşturmaktadır. Bu tez çalışmasında, dağıtık hareket kabiliyetine sahip mobil robotların yol planlaması üzerine olasılıksal parçacık filtre tabanlı algoritmalara dayanan bir çalışma yürütülmüştür. Çalışmada Eş Zamanlı Konum Belirleme ve Haritalama (SLAM) ile Doluluk Kafesi metotları kullanılarak mobil robotların bulunduğu sahanın 2 boyutlu haritası oluşturulmuştur. Bu methotlar kullanılarak çıkarılan harita içerisindeki mobil robotların belirlenen bir başlangıç noktasından hedef noktaya Adaptif Monte Carlo Lokalizasyon (AMCL) algoritması kullanarak ulaşması sağlanmıştır. Robotlar tarafından bilinen harita üzerinde hedef noktaya ulaşma aşamaları ve navigasyon parametreleri gerçek zamanlı olarak bir sunucu istasyon üzerinden kontrol edilmektedir. Bu işlemler oluşturulan bir kablosuz ağ üzerinden SSH (Secure Shell) protokolü ile gerçekleştirilmektedir. Harita üzerinde oluşturulan dinamik rota, robotlar tarafından takip edildiği esnada oluşabilecek hareketli engellerden robotların kaçınımı kinect kameradan alınan anlık görüntüler ile sağlanmaktadır. Gerçekleştirilen bu lokal yol planlaması için ise Dinamik Pencere Algoritmasından yararlanılmıştır. Tez çalışmasında, modern algoritma ve donanımları kullanarak haritalama, pozisyonlama ve konumlama gibi birçok fonksiyonu yerine getirebilen bir sistem tasarımı ve prototipi gerçekleştirilmiştir. Bu yönüyle çalışma, Endüstri 4.0 uygulamalarının arttığı günümüzde birçok sektörde ihtiyaç hissedilen farklı yapı ve özellikteki mobil robotların ARGE çalışmaları için faydalı olabilecek niteliktedir. Anahtar kelimeler: Otonom robot, Adaptif Monte Carlo Lokalizasyonu, yol planlama, engel algılama, robot işletim sistemi.
Investigation of electro-mechanical factors effecting micro-pump characteristics for biomedical applications
In the past few decades, the advances in micro-electro-mechanical systems (MEMS) technologies have contributed to the rapid development of microfluidic devices in various functions. One of the important elements on MEMS is the micro-pump, which is capable of producing flow rates ranging in milliliter (ml) or microliter (μl) per minute. A commercial micro-pump should provide properties that justify the simple structure and miniaturization, high reliability, simple working principle, low cost and no need for complex controller. In this study, two novel piezoelectric actuated (lead zirconate titanate-PZT) valveless micro-pumps that can achieve high flow rates by pumping chambers and fixed reservoirs were designed and fabricated. Extensive experiments were conducted to investigate the effects of hydrodynamic and electromechanical on flow rates of the Single Diaphragm Micro-pump (SDM) and the Bi-diaphragm Micro-pump (BDM). BDM had two actuators facing to the same chamber at 180-degree phase shift. The primary features of the proposed designs were the high flow rates at low driving voltages and frequencies with the help of innovative design geometry. 3D-printing technique providing one-step fabrication for integrated micro-pumps with fixed reservoir was used. The micro-pump materials were biocompatible and can be used repeatedly to reduce costs. Mechanical parameters such as tensile test for silicon diaphragm, surface topography scanning by microscopy techniques and drop shape analysis for hydrophobic property were investigated to reveal surface wetting and flow stability. In addition, the effect of reservoir height was investigated and the calibration flow rates were measured during the inactive periods. The maximum diaphragm displacements were obtained at 45 V and 5 Hz. The maximum flow rate of SDM and BDM at 45 V and 20 Hz were 32.85 ml/min and 35.4 ml/min respectively. At all driving voltage and frequency levels, BDM had higher flow rates than of SDM.
3 boyutlu nesne algılaması ile çalışan robot kollu otonom taşıma sistemi tasarımı
Bu çalışma kapsamında, 3D algıyıcıyı bir robotik manipülasyona entegre etme, bir nesneyi otomatik olarak algılama, izleme ve tutma ve başka bir yere yerleştirme işlemleri yapılmıştır. Robotu kontrol etmek için, çok yönlü ve güçlü bir programlama dili olan MATLAB programı kullanılmıştır. 6 eksenli robot manipülatörleri endüstride Montaj, paketleme, paletleme ve alma ve yerleştirme işlemlerinde yaygın olarak kullanılmaktadırlar. Bu çalışma kapsamında fabrikalarda kullanılan tut ve bırak işlemi uygulanmıştır. Bu çalışma için, bir gripper ve Windows kamera sensörü için 3D Kinect ile donatılmış bir ABB IRB120 robotundan oluşan bir robotik sistem kullanılmıştır. 3D veri toplama, görüntü işleme ve bazı farklı kamera parametreleri incelenmiştir. Kameradan elde edilen görüntülerden robotun çalışma alanını belirlemek ve iş parçalarını tanımak için kullanılır. Bu görüntüler daha sonra nesnelerin konumunu ve yönünü hesaplamak için kullanılır. Bu görüntüler kullanılarak, bir nesneyi kavramak için robot ile otomatik bir yol ve yörünge geliştirildi. İş parçalarını tespit edebilmek için, MATLAB'ın Bilgisayar Görme Araç Kutusu ve Görüntü Alma Araç Kutusu'ndaki mevcut algoritmalar kullanılarak nesne tanıma teknikleri uygulanmıştır. Bunlar nesnenin konumu ve ilgilenilen nesnenin yönelimi hakkında bilgi vermektedir. Bilgi daha sonra bir bilgisayar ağı üzerinden istemciden sunucuya bir bağlantı yoluyla yol planlaması için robota aktarılır. Bu nedenle test sonuçları, sistemin robotun çalışma alanına rastgele yerleştirilmiş nesneleri seçip yerleştirebildiğini gerçek zamanında göstermektedir.
An analysis of mammogram imagesfor breast cancer predictionusing data mining techniques
Breast malignant cancer is one of the most dangerous diseases that women suffer from. In this research, Data Mining (DM) with machine learning (ML) and its various techniques were applied for processing the Breast Cancer (BC) digital images. MIAS dataset images were used for analysis and prediction of cancer diseases; Mammography Image Analysis Society (British research groups organization http://peipa.essex.ac.uk/). This work analyzes breast cancer images in three main stages; preparing images using digital image processing tools, then using clustering techniques for segmentation of mammogram images and extracting the affected area and using classification techniques for cancer data classification. Before using DM techniques, digital image processing involving image enhancement techniques were applied to the images. Digital image processing represents functions and techniques which aim to improve the quality of images and prepare the data for the next processes. Preparing data is a very important stage in DM since it removes the unwanted details from data. Segmentation of BC images using clustering techniques mainly K Means (KM) and Fuzzy C Means (FCM) was achieved for detecting the abnormal region in the images based on the intensity of pixels. The algorithms were implemented in MATLAB for analysis. During these implementations, the used clustering techniques' performances were compared. Three parameters were considered; run time, a number of clusters, and memory space used for saving and storing the clustered results images. Both algorithms gave proved significant results. The run time of KM was three time less than FCM but memory space of FCM clustered images results was two time less than KM. Four images were clustered by FCM and five images were clustered by KM. For more checking and evaluating the performances of clustering algorithms' results; classification algorithms were used for classifying of extracted data from the clustered images and other BC data. The classification technique was used for categorical class label prediction of cancer disease. The main attributes for classification where the number of pixels representing cancer affected area which was found and extracted by clustering techniques. Six attributes were given to the classification algorithms. Classification algorithms; Artificial Neural Network (ANN), K Nearest Neighbor (KNN), and Support Vector Machine (SVM) were used for classification of BC data and prediction of cancer possibility. The highest accuracy was found using ANN (97%), followed by KNN (94%) and SVM (52%) in the last.
Dünya çapında offshore rüzgar türbinleri ve yeniden tasarlanmış bir offshore rüzgar türbini
Rüzgar, binlerce yıldır insanlık için bir enerji kaynağı olmuştur. Geçmişte rüzgar enerjisi daha çok tarım alanında kullanılmıştır. Elektriğin keşfedilmesi ile birlikte insanoğlu elektrik üretebilecek yeni enerji kaynakları bulmaya çalışmıştır. Avrupa'da daha çok tarım alanında kullanılan rüzgar türbinlerinin elektrik üretmek için kullanabileceğinin anlaşılmasından sonra rüzgar enerjisi elektrik üretmek için kullanılmaya başlamıştır. Günümüzün ve gelecek için önemli bir mühendislik sorunu alternatif enerji kaynakları bulmak ve geliştirmektir. Rüzgar enerjisi ise düşük karbon emisyonlu bir yenilenebilir enerji kaynağıdır. Son yıllarda kara üzerine kurulu rüzgar türbinleri ile birlikte açık deniz üzerine kurulu deniz üstü rüzgar türbinlerinin sayısı artmaktadır. Açık deniz üzerinde bulunan rüzgar, düşük karbonlu bir toplum bağlamında enerji endüstrisi için büyük potansiyel değere sahip temiz, yenilenebilir bir enerji kaynağıdır. Açık deniz rüzgar türbinlerinin temelleri, açık deniz rüzgar türbini tasarımındaki ana zorluklardan birini oluşturmaktadır. Bu çalışmada, dünya üzerinde kurulu açık deniz rüzgar türbinleri ve kurulu güç kapasitesini, açık deniz rüzgar türbinlerinin çeşitlerini, gelecekte kurulması planlanan deniz üstü rüzgar türbini kapasitesini ve 3 boyutlu tasarımı yapılmış bir deniz üstü rüzgar türbinin statik analizi yapılacaktır. Monopile tipi (Tek Kazıklı) bir 3 boyutlu deniz üstü rüzgar türbini tasarımı yapılmıştır. Bu çalışmada tek kazıklı rüzgar türbinlerinde bulunan geçiş parçası klasik tasarımlarının aksine üretilebilirlik, maliyet, montaj süreleri ve ulaşım konuları dikkate alınarak yeniden tasarlanmıştır. Bu sayede klasik tasarımlarda yaşanan, geçiş parçasının tek parça olarak nakliyesinin ve kurulumunun getirdiği dezavantajlar ortadan kaldırılmaktadır. Önerilen tasarım üzerinde yapılan analizlerde 1687 ton statik yük altında maksimum 180 Mpa stress değeri ve maksimum 3.1 mm yer değiştirme görülmüştür.
Karasinek algoritması: Küresel optimizasyon amaçlı yeni bir metasezgisel yaklaşımı
Optimizasyon problemlerini çözmek, mühendislik sistem tasarımının önemli bir parçasıdır. Günümüze kadar, mühendislik optimizasyon problemlerinin optimal çözümlerini aramak için çeşitli türde optimizasyon algoritmaları geliştirilmiştir. Algoritmaların rastgele özellikleri açısından optimizasyon yöntemleri, deterministik yöntemler ve modern metasezgisel algoritmalar olmak üzere iki kategoriye ayrılabilir. Genel olarak, metasezgisel algoritmaların çoğu doğadan ilham almaktadır. Bu tez çalışmasında, optimizasyon problemlerinin çözülmesi amacıyla doğadan esinlenilerek yeni bir metasezgisel algoritma önerilmiştir. Karasinek Algoritması (KSA) olarak isimlendirdiğimiz yöntem, karasineklerin doğal davranışları göz önüne alınarak geliştirilmiştir. Önerilen algoritma, sentetik kıyaslama fonksiyonları ve gerçek dünya problemleri kullanılarak test edilmiştir. Sonuçlar, literatürde iyi bilinen metasezgisel yöntemler ile karşılaştırılmıştır. Deneysel çalışmalarda elde edilen sonuçlara göre önerilen yöntem hem sentetik kıyaslama fonksiyonlarında hem de gerçek dünya problemlerinde oldukça başarılı sonuçlar vermiştir.
Makine mühendisliği problemlerinin metasezgisel algoritmalarla çözülmesi ve sonuçlarının karşılaştırılması
Optimizasyonun amacı, bir dizi öncelikli koşul veya kısıtlamaya göre "en iyi" tasarımı elde etmektir. Bunlar arasında üretkenlik, güç, güvenilirlik, uzun ömür, verimlilik ve kullanım gibi faktörlerin en üst düzeye çıkarılması yer alır. Optimizasyon tekniklerinden biri olan metasezgisel algoritmalar, çözüm bulmadaki basitlikleri ve hızlılıkları nedeniyle son yıllarda mühendislik tasarımında giderek artan bir önem kazanmıştır. Bu durum, söz konusu metasezgisellerin yaygınlaşmasına ve yeni algoritmalar geliştirme eğiliminin artmasına yol açmıştır. Bu tez çalışmasıda, metasezgisel optimizasyon yöntemlerinden Karınca Kolonisi Optimizasyonu, Yapay Arı Kolonisi, Salp Sürü Algoritması ve Sinüs Kosinüs Algoritması ile makine mühendisliği alanındaki gerçek dünya problemlerinden Basınçlı Kap Tasarımı, Robot Kavrayıcı Problemi, Makaralı Rulman Tasarım Problemi, Kademeli Konik Kasnak Problemi, Germe Sıkıştırma Yayı Tasarımı, Üç Çubuklu Kafes Kiriş Tasarım Problemi, Hız Düşürücüsünün Ağırlık Minimizasyonu ve Kaynaklı Kiriş Tasarımı'nın ele alınması ve bu metasezgisellerin performans analizlerinin yapılması konusunda bir araştırma yapılmıştır. Deneysel çalışmalarda, çeşitli sayıdaki yineleme ve popülasyon parametrelerine göre aşamalı olarak altı farklı senaryo belirlenmiştir. Elde edilen sonuçlara göre, bu türdeki problemler için en uygun yöntemin hangisi olduğuna karar verilmiştir.
Pick and place (Tut ve Yerleştir) sistemi ile PCB dizgi makinesi uygulaması
Otomasyon, insan yaşamını kolaylaştırmak için endüstride, yönetimde ve bilimsel işlerde insan aracılığı olmadan otomatik olarak işlerin yapılabilmesini sağlayan sistemin tamamıdır. Diğer bir deyişle insan tarafından yapılan bazı işlerin makineler tarafından yapılmasını ve insan müdahalesine gerek kalmadan işlem sıralarının kontrol edilmesini sağlamak için tasarlanmış sistemlerdir. Endüstride otomasyon teknolojilerinin hızla yayılmasının bir sonucu olarak Tut-Yerleştir (PNP) makineleri farklı uygulama alanlarında yaygın bir şekilde kullanılmaya başlanmıştır. İlk endüstriyel olarak ortaya çıkması 1959 yılında General Motors firmasının dökümhanesinde sıcak malzemelerin taşınması amacıyla olmuştur. O günden sonra bu makinelerin kullanılma alanı gün geçtikçe artmıştır. Günümüzde Micromachining dediğimiz yapılar için PNP makineleri en zorunlu sistemler haline gelmiştir. Bu makineler adapte edilen yardımcı sistemlerle, kamera yerleşimi ile görüntü işleme, PCB (Printed Circuit Board) kart üzerine komponent dizilimi ve lehimlenmesi, insan sağlığına zararlı kimyasalların kullanıldığı yerler, temiz oda uygulamalarında, insan tarafından kaldırılması zor olan parçaların taşınması gibi çalışma alanlarında sıklıkla kullanılmaktadır. Proje kapsamında yapılan makine taşınabilir ve maliyeti düşük olduğundan küçük işletmeler için tercih edilebilir özelliktedir. Bu çalışmada, Kartezyen sistemde çalışan 3 eksenli bir hareket sistemine bağlı olan vakumlu bir gripper (tutucu) bulunmaktadır. Daha önce manuel olarak el yardımı ile PCB üzerine dizilimi yapılan elektronik kartın, yapılan proje ile bu komponentlerin daha hassas ve hızlı olarak elektronik kart üzerine dizgisinin yapılması amaçlanmaktadır. PCB kart üzerinde yer alacak SMT (Surface Mount Technology) komponentlerin PCB karta yerleşiminden önce "Vacuum Gel Pack(VGP)" ismi verilen taşıyıcı tepsi üzerine dizilimleri gerçekleştirilmesi gerekmektedir. Projede yer alan step motorlar, TB6600 motor sürücülerine bağlantıları yapılmış ve Arduino Mega 2560 kartı üzerinden kontrolü gerçekleştirilmiştir. Gripper kısımda bulunan vakum tutucuda kullanılan 24V selenoid valfin Arduino Mega 2560 ile haberleşmesini sağlamak için "2'li 5V Röle Kartı" kullanılmaktadır. Komponentin vakum tutucu tarafından alınıp alınmadığını kontrol amacıyla "Autonics PSAN" marka vakum sensörü kullanılmaktadır. Sistemin programlanması "Python" yazılımı ile gerçekleştirilmektedir. Projenin modellenmesi Solidworks programı ile yapılmıştır.
Plastik ekstrüzyon prosesinin yapay zeka ile modellenmesi
Plastik ekstrüzyon prosesinin tarihçesi ve tarih içerisindeki gelişimi incelenecektir. Plastik ekstürzyon prosesinde kullanılan ekstrüder makinelerinin tarihçesi, makine seçimleri, makine motor gücü, ısıtma ve soğutma sistemi PID kontrolü, şanzıman seçimi ve aktarım oranı, kafa bölgesinde bulunan kalıp(die head) delik sayısı ve delik çapları, havuz suyu sıcaklığı ve kesim metotları gibi prosese doğrudan etki eden girdiler incelenecektir. Plastik ekstrüzyon üretim prosesinde makine parametrelerinin yanı sıra kullanılan polimerlerin, dolgu malzemelerinin ve çeşitli proses iyileştirici(wax,pıb,UV vb.) hammaddelerin üretim prosesine ve kalite sonuçlarına etkisi laboratuvar ortamın gerçek test makineleri ve test metotları incelenecek ve yorumlanacaktır. Plastik ekstrüder makine üreticisi ve hammadde üreticilerinin üretim prosesi kapsamında vermiş olduğu bilgiler ile yapılan test sonuçları doğrultusunda bir veri analizi yapılacaktır. Yapılan bu veri analizi sonucunda prosese doğrudan etki eden değişkenler arasında bir filtreleme yapılarak, proses açısından en önemli bulunan değişkenler tespit edilecektir. Tespit edilen bu değişkenler ve veri grupları tez kapsamında geliştirilecek olan yapay zeka modeline derin öğrenme metodu ile aktarımı sağlanacaktır. Bu girdiler sonucunda yapay zeka metodunun kullanıcıya sunmuş olduğu veriler ve çıktılar üretim prosesinin bir simülasyonu olacak olup bu doğrultuda üretim öncesinde hangi girdilerin nasıl çıktılara sebep olacağı gözlemlenecektir. Geliştirilen yapay zeka modelinin üretim prosesi ile ilgili sunmuş olduğu bilgilerin ışığında üretici firmaların üretim öncesinde yapmış olduğu deneme ve çalışmaların minimum düzeyde olması sağlanacaktır. Yapay zeka modelinin simüle etmiş olduğu üretim prosesinin kullanıcıya sunmuş olduğu çıktılar doğrultusunda şirketler üretimlerinin üretim sonuçlarına ilişkin bir takım bilgiler ve bir takım kalite sonuçları elde edebilecektir. Yapay zeka modelinin sunmuş olduğu veriler ve çıktılar sonucunda şirketler üretimde yaşanan fire kaybı, ekstra enerji maliyeti, ısıtma ve soğutma sistemlerinde ki enerji kayıpları, işçilik maliyeti gibi doğrudan üretim maliyetine etki eden olumsuz sonuçların en aza indirilmesi ve maliyet azaltılması sağlanacaktır. Böylelikle bu yapay zeka modelinin vermiş olduğu sonuçlara göre yapılmış olan üretimler ile birlikte geliştirilen modelin hem kalite sonuçları hem de maliyetlendirme konularında üretim prosesine sağlamış olduğu katkılar incelenecektir.
Delik delme esnasında malzeme yüzeyinde oluşan çapakların görüntü işleme ile incelenmesi ve kesme parametrelerinin optimizasyonu
Son yıllarda üretim teknolojilerinde kalite ve verimliliğin artırılmasına yönelik çalışmaların hız kazanması, özellikle talaşlı imalat süreçlerinde otomatik hata tespiti ve sınıflandırma yöntemlerinin tercih edilmesine yol açmıştır. Görüntü işleme ve yapay zekâ tabanlı yaklaşımların gelişmesiyle birlikte, klasik çapak ölçüm ve elle kontrol yöntemlerine alternatif olarak düşünülen derin öğrenme modelleri; daha hızlı, daha düşük maliyetli ve daha tekrarlanabilir çözümler sunmaları nedeniyle öne çıkmaktadır. Bu tez çalışmasında, AA6013 alüminyum alaşımında delik delme işlemleri sonrasında oluşan çapakların, mikroskop görüntülerinden oluşturulan veri kümeleri üzerinde YOLOv10n modeli ile sınıflandırılması amaçlanmıştır. Çalışmada orijinal veri setinin yanı sıra modelin genelleme kabiliyetini artırmak için orijinal veri setine sırasıyla; yatay çevirme (YÇ), 180° döndürme (D180°) ve bunların kombinasyonları olan (ÇD) uygulanarak veri seti artırılmıştır. Bununla beraber her bir veri setine, modelin hassasiyetini ve seçiciliğini değerlendirmek için farklı karar eşiği (k.e. = 0,25 ve 0,65) değerleri uygulanmıştır. Bu veri setlerine yapılan eğitimlerde iyi–orta–kötü sınıfları tahmin edilmiş, doğruluk (Accuracy), kesinlik (Precision), duyarlık (Recall) ve F1 skoru gibi başarı metrikleri hesaplanmıştır. Kurulan sistemin değerlendirilmesi sonucunda, en yüksek performansın düşük karar esiği ve en fazla veri seti adedine sahip olan Veri Seti 8'de (Accuracy=0,985; F1=0,977), artırmasız veya tekil artırmalı Veri Seti 1-4 aralığında, başarıda belirgin düşüş yaşandığı, kombinasyonlu artırmaların olduğu Veri Seti 5-7 aralığında ise, genelleme kabiliyetini iyileştirdiği görülmüştür. Ayrıca eşik değerinin yükselmesiyle Recall'un azaldığı ve yanlış negatiflerin (FN) arttığı tespit edilmiştir. Çalışmada, eğitimden elde edilen model kamera sistemi ile gerçek zamanlı uygulamaya entegre edilerek çapak sınıfının anlık olarak ekranda gösterilmesi sağlanmıştır. Elde edilen sonuçlar, geliştirilen yaklaşımın endüstriyel üretim hatlarında ve kalite kontrol uygulamalarında kullanılabilir olduğunu göstermektedir. Bu kapsamda sistem, planlama ve süreç mühendislerine; düşük/orta eşik değerleriyle ve kombinasyonlu veri artırma stratejileriyle, hızlı ve güvenilir çapak sınıflandırma için uygulanabilir bir yöntem olarak önerilmektedir.
PLC ve CAN-BUS haberleşme protokolü ile bina enerji yönetimi uygulaması
Globalleşen dünyamızda gün geçtikçe artan enerji ihtiyacı, kaynakların etkin kullanımını zorunlu kılmakta ve bu nedenle de enerji verimliliği ve enerji tasarrufu gibi kavramları da gündeme getirmektedir. Enerjiyle ilgili olarak ele alınan tüm bu kavramlar "enerji yönetimi"nin önemini vurgulamaktadır. Bu tez çalışmasının amacı özellikle üniversiteler ve meslek liseleri gibi, birden fazla binası bulunan eğitim kurumlarında, kullanım saatleri dışında açık unutulan aydınlatma üniteleri, veya stand-by konumunda bırakılan TV, akıllı tahta, bilgisayar, projeksiyon v.b eğitim materyallerinin yol açtığı enerji kayıplarını önlemek ve etkin bir bina enerji yönetimi sistemi kurarak enerji tasarrufu sağlamaktır. Bu amaçla dört binadan oluştuğu kabul edilen örnek bir yerleşkenin enerji yönetimi için gerçek zamanlı bir uygulama düzeneği kurulmuştur. Bu uygulamada binaların aydınlatma ve priz hatlarına ait enerji girişleri bir slave PLC ile kontrol edilmektedir. Ana kontrol merkezinde bulunan dokunmatik bir operator panel üzerinden bu binaların enerji girişlerinin açma kapama zaman bilgileri her hafta için geçerli olmak üzere, her gün için ayrı ayrı girilir. Girilen bu bilgiler RS-232 seri haberleşme protokolü ile yine kontrol merkezinde bulunan bir master PLC'ye iletilir. Master PLC'ye iletilen zaman verileri, CAN-BUS haberleşme protokolü aracılığıya slave PLC'ye gönderilerek, binaların enerji girişleri otomatik olarak kontrol edilir. Binaların enerji girişleri operator panel üzerinden manuel olarak da açılıp kapatılabilmektedir. Ayrıca binalarda bulunan anahtarlar ile de sistem pasif duruma getirilebilmektedir. Sonuç olarak; tasarlanan sistem içerisindeki PLC ve operatör panelinin tüm iletişim ihtiyaçlarına cevap verebilecek bir haberleşme sistemi başarılı bir şekilde gerçekleştirilmiştir. Her iki PLC içersinde sistemin çalışmasını sağlayacak lojik algoritma oluşturulmuştur. PLC, operatör paneli ve CAN-BUS haberleşme protokolü kullanılarak enerji tasarrufu sağlayan, hızlı ve kararlı çalışan bir enerji yönetim sistemi kurulmuştur.
Görme engelliler için yüksek frekanslı ses dalgaları kullanılarak giyilebilir mesafe ölçer tasarımı
Doğuştan veya sonradan engelli bireylerin hayatlarını olağan veya olağana yakın sürdürebilmeleri için karşılarına çıkabilecek olumsuzlukların en aza indirgenmesi gerekmektedir. Yaşamları boyunca engellerinin onlara eksiklik hissettirmemesi, sosyal yapının bir parçası olduklarını kabullenmeleri çok önemlidir. Bu nedenle engellerinin kısıtlayıcı boyutlarını ortandan kaldıracak teknolojilere ihtiyaç duyulur. Bu çalışma temel olarak görme engellilerin hayatlarını kolaylaştırmak için karşılarına çıkabilecek engellerin tespitini sağlayacaktır. Bununla birlikte kaliteli gezinme ortamı sağlayacaktır. Geliştirilen kablosuz algılayıcılar görme engellilerin karşılarına çıkabilecek engelleri yüksek frekanslı ses dalgaları kullanarak tespit edilmesini ve verilerin mikroişlemcilerde yorumlanmasını sağlar. Yorumlanan bu bilgiler kablosuz olarak ana işlemciye iletilir. Ana işlemci diğer birimlerden gelen bilgileri derleyerek, engelli birey için bir tehlike oluşturuyorsa engelli bireye bildirimi gerçekleştirilir. Geliştirilen Kablosuz vücut alan ağı ile görme engelli bireylerin önlerinde bulunan engeller tespit edilerek titreşim ve ses olarak uyarı yapılması sağlanmaktadır.
İç mekan su dağıtımında tasarruf sağlayan bir kontrol sisteminin tasarımı ve prototip imalatı
Su kaynaklarımızın verimli kullanılmadığı ve gerekli tasarruf tedbirlerinin alınmadığı takdirde, gelecekte büyük su sıkıntılarının çekileceği kaçınılmaz bir gerçektir. Suyun tasarrufu varken yapılır, yokken yapılan tasarruf değil zorunluluktur. Bu çalışma, iç mekân kullanım suyu kaybının önlenebilmesi için bütüncül bir kontrol sistemi geliştirmeyi amaçlamaktadır. Söz konusu kayıp genel olarak sıcak su kullanımında oluşan kayıplar ve sular kesik olduğunda bataryanın açık unutulması ya da herhangi bir sebeple tesisatta veya arızalı çamaşır makinası, bulaşık makinası vb. sistemlerde ki sızıntılardan dolayı meydana gelmektedir. Bu çalışmada, her bir kayıp için ayrı bir çözüm geliştirilmiştir. Ancak geliştirilen her üç alt sistemde birleştirilerek bütüncül bir sisteme dönüştürülmüştür. Sıcak su dağıtım sisteminde, bataryaya gelen soğuk su yeniden sirküle edilerek ısıtıcı kaynaktan geçirilmiş ve çok kısa bir süre zarfında kullanıma hazır sıcaklığa getirilmiştir. Su kaybının diğer bir önemli sebebi ise sular kesik olduğunda açık unutulan bataryalardır. Bu durumda da tesisatta su olmadığında basınç düşüşüne duyarlı bir basınç sensörü yardımıyla riskli durum algılanarak girişe yerleştirilen ana vananın kapatılması geliştirilen sistem tarafından sağlanmaktadır. Su kaybında yaygın olarak karşılaşılan bir başka sebep te, doğrudan tesisat üzerindeki ya da tesisata bağlı herhangi bir sistemdeki sızıntılardır. Bu sızıntılar esasen çok az olmasına karşılık fark edilmediğinde büyük kayıplar ve maddi hasarlara neden olmaktadırlar. Hatta sızıntının ortaya koyduğu olumsuz durumun büyüklüğüne göre insanlar üzerinde psikolojik tesirleri de olabilmektedir. Bu problem için mutfak, banyo ve lavabo gibi tesisatın geçtiği riskli alanlara nem sensörleri yerleştirilerek, herhangi bir sızıntı durumunda girişteki vananın kapanması sağlanmaktadır. Sözü edilen problemlerin çözümü için ülkemiz dâhilinde geliştirilmiş bir sisteme rastlanılamamıştır. Yurt dışında geliştirilmiş bazı sistemler olmakla birlikte, bu çalışma her üç problemi birlikte ele alarak bütüncül bir yaklaşımla çözmesi bakımından diğerlerinden farklıdır. Akıllı ev sistemlerinin hızla yaygınlaştığı günümüzde, geliştirilen sistemin yaygın bir kullanım alanı bulacağı, istihdama ve ekonomiye önemli katma değerler sağlayacağı ümit edilmektedir.
El kaslarının rehabilitasyonu için aktif dinamik el – el bileği ortezi tasarımı
Anahtar kelimeler: El rehabilitasyonu, ev ortamında rehabilitasyon, rehabilitasyon mühendisliği, mühendislik tasarımı, hemiplejik el, biyomekanik model Robotik sistemlerin rehabilitasyon mühendisliği alanında kullanılması sayesinde rehabilitasyon süreçlerinde ilerlemeler kaydedilmektedir. Güncel araştırma alanlarından biri ev ortamında rehabilitasyona olanak sağlayan taşınabilir sistemlerin geliştirilmesidir. Bu sayede hem rehabilitasyon maliyetleri azalmakta hem de rehabilitasyon süreci kısalmaktadır. Tez çalışması kapsamında ev ortamında kullanıma uygun, giyilebilir, aktif eyleyicileri olan ve düşük maliyetli el ve el bileği egzersiz cihazları geliştirilmiştir. Elin dorsal ve palmar yüzüne giyilebilen, benzer prensiplerle çalışan iki farklı tasarım çözümünün prototipleri üretilmiştir. Palmar yüze giyilen tasarım, faydalı model tescili ile Türk Patent ve Marka Kurumu tarafından koruma altına alınmıştır. Geliştirilen cihazların, özellikle inme sonrası el rehabilitasyonunda kullanılması planlanmaktadır. Bunun yanı sıra cihazlar; sinir felci, sinir sıkışması, tendon yaralanması ve spor yaralanmaları gibi durumlarda elde meydana gelen hareket kayıplarının giderilmesinde kullanılabilir. Çalışma kapsamında, cihazlarda kullanılan eyleyicilerin çalışma şartlarının ve kuvvet aktarım sisteminin belirlenebilmesi amacıyla elin biyomekanik modeli oluşturulmuştur. Modelin benzetimi sonucunda parmaklar ve el bileğinin hareketleri sırasında meydana gelen eklem momentleri hesaplanmıştır. Dorsal yüze giyilen cihazın etkinliğinin belirlenebilmesi için sağlıklı ve hasta kişiler üzerinde etik onay alınarak klinik denemeler yapılmıştır. Sağlıklı bireylerde kas aktivasyonunun değerlendirilmesine dayalı yapılan ölçümler sonucunda fleksiyon/ekstansiyon eldiveninin kas aktivasyonunu artırdığı görülmüştür. Hastalar üzerinde yapılan denemeler cihazın hemiplejik el rehabilitasyonu için uygun olduğunu göstermiştir. Üretilen prototiplerin ticarileştirilmesi durumunda tıbbi cihazlar sektöründe dış pazarlara bağımlı ülkemizin rekabet gücüne katkı yapacak bir cihaz pazardaki yerini almış olacaktır. İleriki çalışmalarından biri, cihazın kontrol birimi üzerinde geliştirmeler yapmaktır. Bu doğrultuda cihazın kontrolü EMG sinyalleri üzerinden gerçekleştirilebilir.
Beş eksenli bir robot kolu gerçeklemesi ve Labview ortamında görüntü işleme temelli konrolü
İnsan hayatını kolaylaştıran, işlerini daha az iş gücü kullanarak ve daha kısa sürelerde yapmasını sağlayan teknolojiler arasında robotik önemli bir yere sahiptir. Robot kollarının özellikle endüstride çok geniş bir kullanıma sahip olması nedeniyle robotik çalışmalarının önemli bir kısmı robot kolları üzerine yoğunlaşmıştır. Tasarlanan dört serbestlik derecesine sahip robot kolunun kontrolü gerçek zamanlı olarak bilgisayar ile gerçekleştirilmiştir. Robot kolu üzerine yerleştirilen kamera ile robot çalışma alanı izlenmektedir. Labview programında görüntü işleme ile analiz yapılmakta, daha önceden tanımlanan objeler tespit edildiği takdirde konumları belirlenmektedir. Konum verileri beş eksenli robot kolunun ters kinematik denklem ile servo motorların cisme ulaşması için gereken açıların hesaplanması amacıyla kullanılmıştır. Tüm bu hesaplama işlemleri Labview grafiksel programlama ortamında hazırlanan yazılım ile bilgisayarda gerçek zamanlı olarak gerçekleştirilmektedir. Ayrıca robot kolunun manuel olarak motor açıları ile kontrol edilmesi mümkündür. Robot kontrolü için hazırlanan yazılıma internet üzerinden erişilebilmektedir. Bilgisayara bağlı arabirim ile gerekli elektriksel kontrol işaretleri mikrodenetleyici tarafından üretilerek robot kolunun konumlandırılması sağlanmaktadır. Çalışmada kullanılan robot kolu üzerinde Robotis firmasına ait Dynamixel servo motorlar kullanılmıştır. Bu çalışmada, hareket alanı içerisine bırakılan nesnenin konumu otomatik bulunarak, taşıması yapılan bir robot kolunun tasarlanması ve gerçeklenmesi amaçlanmıştır. Bu birimler yüksek performansları ve düşük maliyetleri ile ön plana çıkmaktadır. Düşük maliyetli ve yeterli başarıma sahip bir yapı olarak ortaya çıkan bu çalışma ürünü endüstride, mühendislik alanında eğitim ve araştırma çalışmalarında uygulanma potansiyeli yüksektir.
Bilgisayar destekli metal yoğunluğu haritalandırma sistemi gerçekleme
Bu çalışmada darbe indüksiyon sisteminde çalışan bir metal dedektörü gerçeklenmiş, elde edilen metal yoğunluğu bilgileri bilgisayar ortamına aktarılarak çeşitli sinyal ve görüntü işleme teknikleri ile metal yoğunluğu haritalandırılması yapılması amaçlanmıştır. Metal yoğunluğu haritaları askeri alanda, arkeolojik araştırmalarda ve inşaat sektöründe yoğun olarak kullanılmaktadır. Ülkemizde bu tür cihazlar çoğunlukla yüksek meblağlarla yurtdışından ithal edilmektedir. Özellikle askeri alanda yurtdışına bağımlılık oldukça riskli bir durumdur. Bu çalışmanın asıl amacı yurtdışına olan bağımlılığımızı ve maliyetlerimizi düşürmek yönündedir. Sistem genel olarak; darbe indüksiyon sisteminde çalışan bir metal dedektörü elektronik birimi, algılayıcı olarak çalışan bir araştırma bobini ve sinyal işleme amacıyla MATLAB ortamından oluşmaktadır. Araştırma bobini metal dedektörüne bağlıdır ve mobil bir düzenektir. Araştırma yapılacak bölge belli sıklık ve düzende örneklenerek elde edilen metal yoğunluğu bilgisi Bluetooth üzerinden MATLAB ortamına aktarılmıştır. Elektriksel gürültü, atık metal parçacıkları, toprak mineral etkisi gibi olumsuzluk oluşturabilecek etkenleri en aza indirgemek için çeşitli sinyal ve görüntü işleme teknikleri kullanılarak olabildiğince temiz ve doğru bir haritalama yapılmaya çalışılmıştır. Çalışma sonrası elde edilen ölçüm sonuçlarına göre çevre koşullarından oldukça az etkilenen, doğruluğu yüksek metal yoğunluğu haritaları elde edildiği gözlemlenmiştir. Anahtar kelimeler: Metal dedektörü, darbe indüksiyon, görüntü işleme, sinyal işleme, haritalama
Yeni bir kaotik karıştırıcı tasarımı ve uygulaması
Bu çalışmada Arduino ve MATLAB tabanlı yeni bir Kaotik karıştırıcı tasarlanarak katı-sıvı karışımı üzerinde farklı kaotik sistemler ile uygulamaları gerçekleştirilmiştir. Bu kapsamda öncelikle, literatür taraması yapılarak kaotik karıştırma işlemi için farklı kaotik denklem sistemlerinin araştırılması, birbirleriyle karşılaştırılması, uygun olanların tespit edilmesi işlemleri yapılmıştır. Daha sonra tüm tasarımları özgün olan, 3 Eksenli, 3 Servo Motorlu, Motor Sürücü kartlı, Ardunio Uno işlemcisini içeren, 30x30x80 cm boyutlarında, 2 kg ağırlığında olan standart Delta robotun benzeri bir robot geliştirilmiştir. Sonraki aşamada, MATLAB ortamında seçilen kaotik sistemler RK45 sayısal çözüm algoritması ile çözdürülerek, integer formatındaki sonuçlar USB kablosu aracılığı Arduino Uno işlemcisi üzerine aktarılmıştır. Tezde geliştirilen yazılım sayesinde; Ardunio Uno işlemcisi, MATLAB'tan alınan kaotik verileri konum bilgisi olarak değerlendirmekte, tasarlanan robotun X-Y-Z eksenlerinde, gezecek şekilde kontrol edilmesi sağlanmaktadır. Son aşamada, katı-sıvı karışım tipi ve farklı kaotik sistemlerin kullanıldığı, Yörüngesel Dağılım Oranı (YDO), Homojenlik Oranı (HO) ve karıştırma süreleri parametrelerinin ölçüldüğü deneysel çalışmalar yapılmıştır. En son olarak tezdeki tüm simülasyon ve deneysel sonuçlar tablolar halinde birbirleri ile karşılaştırılmıştır. Tablolardan görüldüğü gibi verilen YDO ve HO parametrelerine göre seçilen kaotik sistemler sabit ve dairesel hareketli karıştırıcılara göre daha yüksek performans elde etmiştir. İçlerinde en iyi performansa sahip sistemin ise Sprott A sistemi olduğu görülmüştür. Ayrıca gerçekleştirilen bu kaotik karıştırıcı ile sıvı-sıvı ve katı-katı maddelerin karıştırılmasına ilişkin bir dizi deneysel çalışma da yapılabilmektedir. Tezde sunulan bu prototipin, daha kısa sürede daha homojen karışımların elde edilebilmesi için yeni kaotik karıştırıcı sistemlerin ve algoritmalarının geliştirilebilmesi amacına hizmet edeceği düşünülmektedir. Anahtar kelimeler: Delta robot, kaotik sistem, arduino, kaotik karıştırıcı
Güneş takibinde özgün bir ışık-bazlı konumlandırma sensörünün geliştirilmesi
The demand for solar energy among alternative energy sources has been increasing in recent years. Despite the increasing demand for solar energy and the great potential in solar energy, the efficiency of energy systems using solar energy still has not reached the desired levels. One of the methods to increase the energy produced from these systems is solar tracking systems. Many academic studies have been conducted on solar tracking systems. On the other hand, the need for a cost-effective, easily accessible, high-accuracy sensor that does not require much processing power continues for effective tracking of the sun. In this study, a unique sensor was designed to localize the sun in the sky to be used in solar tracking systems. The solid model of this sensor is designed and manufactured spherically. Thanks to the spherical form of the sensor, the need for a transformation of the measured data is eliminated. This produced sensor collects data with the help of a measurement system and transfers these data to the computer environment. Necessary studies (checksum control, speed tests, etc.) have been carried out to transfer these data at an appropriate speed and without errors. In addition, the measurement data were taken with using the Time Synchronous Averaging (TSA) method and cleared of noise and high frequency components. In the last part of the study, the localization of the light source in azimuth and elevation angles is provided with the help of the algorithm that uses a fuzzy logic model. In addition, visual outputs related to the localization of the light source were obtained by visualizing the measurement data in spherical form.
Bir yapının aktif kütle sistemleri ile titreşim kontrolü
Strong earthquake-induced vibrations that endanger human life and the structural integrity of structures as well as wind-induced vibrations of skyscrapers are examples of vibrations in buildings whose amplitudes aimed to be decreased. In order to reduce these types of structural vibrations, active mass damper systems are often used in literature and full-scale applications. In this thesis, the focus is on controller design for ATMD systems in order to reduce the vibration of multi-story buildings, especially earthquake-induced vibrations. Stability of the structure and control mass is guaranteed by Lyapunov-based stability analysis. Robust adaptive backstepping controller, which is a full state feedback control method, is enriched with a new linear regression based design. In this way, the designed controller achieves its control purpose by using fewer sensors feedback. In Lyapunov-based controller designs within the scope of this thesis, the structural parameters are not used and the unknown structural parameters are compensated using adaptive compensation terms. Afterward, a Lyapunov-based controller is designed for a nonlinear structure model that is exposed to nonlinear disturbances and the stability of the structure is ensured while achieving the control purpose. Finally, a controller design based on the natural frequency of the structure has been strengthened with a control structure that limits the range of motion of the controller. As a result, this thesis theoretically proved that vibrations occurring in engineering structures can be controlled by compensating for unknown structural parameters with active mass systems. Stability of the structure for all positive control gains while achieving the control objective is guaranteed by Lyapunov-based stability analysis.
Yüksek hız darbe test cihazı için gerinim ve optik hız ölçüm sistemi geliştirilmesi
Yüksek hız darbe test cihazları (YHDTC) günümüzde malzeme karakterizasyonunun detaylı bir şekilde yapılabilmesi amacıyla tercih edilmektedir. Burada bahsedilen karakterizasyondan kasıt darbe testleri sonrasında numunenin malzeme dayanımına bağlı olan analizlerinin yorumlanmasıdır. Yapılan literatür araştırmalarında özellikle savunma sanayinin yüksek dayanıma sahip askeri amaçlı kullanılan malzemeler kapsamında modellerinin oluşturularak geliştirilmesinde ihtiyaç olduğu tespit edilmiştir. Bu ihtiyacın giderilmesinde ise yüksek hızlarda darbe test cihazlarında yorumlanabilecek kadar numune malzemelerinin testlerinin yapılması gerekmektedir. Test aşamasındaki yorumlamada ise en önemli unsurlardan biri ölçüm sistemleri olmaktadır. Bu ölçüm sistemleri ise hız ve gerinim ölçümü olmak üzere iki ayrı sistemdir. Kolsky bar olarak da bilinen parçalı Hopkinson basınç çubuğu (SHPB) yüksek hız darbe test cihazlarının genel adı olarak bilinmektedir. Bu tez çalışmasında bahsi geçen darbe test cihazları için optik hız ölçüm sistemi ve gerinim ölçüm sisteminin deneysel bir şekilde geliştirilme aşamaları incelenmiştir. Yüksek hız darbe test cihazlarına göre daha düşük hızlarda test yapılabilen düşen ağırlık darbe test cihazlarında ilgili deneysel çalışmalar aktarılarak yorumlanmıştır. Optik hız ölçüm sistemi ile vuruş çubuklarının geçişini yakalayabilen optik sensörler kullanılarak geçiş dalgası yakalanmıştır. Bu geçiş dalgasının algılanabilmesi için belirlenen mesafenin başladığı ve sona erdiği noktalar optik kapı olarak adlandırıldığında; birinci optik kapı ile ikinci optik kapı ifadeleri kullanılmaktadır. Buradan geçme zamanları optik sensörler sayesinde ölçülebilmekte ve sistemin hız ölçümü bu sayede yapılabilmektedir. Sistemin gerinim ölçümü için ise strain-gage algılayıcılar kullanılmıştır.
Eğitim amaçlı bir robot manipülatörünün kinematik analizi ve uygulamaları
Nowadays the new industrial age, comes with new focus areas like industry 4.0, robotic manufacturing and internet of things. As it has always been, supply and demand relationships are determining the direction of technological improvements. Hence, robotics and robotic applications have become one of the main focuses of the academics, researchers and students. Unfortunately, most of the experimental setups of this area, are relatively expensive. Therefore, affordability also became an issue in such matters. It especially applies to educational purposes. This study examines that whether students, researchers and academics can study with relatively low-cost setup by presenting an example study on a robot arm. Not all students, researchers and academics can have access to robotic setup all the time. Although a scenario like lockdown situation due to corona virus pandemic is an extreme but valid example, it is not the only one. Infrastructure and access limitations have always been a potential obstacle. Because of that, this study also examines that whether specific two arm scenarios can be calculated with limited one arm preliminary data.
Boru içi akış debisinin ısıl yöntem kullanılarak ölçülmesi
Literatürde ısıl yöntemlerle debi ölçümü genellikle gaz akışkanlar için kullanılmaktadır. Bu çalışmada ısıl yöntem ile sıvı akış debisinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla bir boru içerisindeki su akışına ısıtıcı daldırılarak sıcaklığın akışa bağlı değişimi izlenmiştir. Deneylerde ısıtıcı olarak 3B yazıcılarda kullanılan ısıtıcı kullanılmıştır. 6 mm dış çapındaki silindirik ısıtıcı, 12 mm dış çapındaki bakır bir kapsül içine yerleştirilmiştir. Kapsül cidarında ısıl çift girebilecek şekilde ölçüm delikleri açılmış ve kapsül akış borusu içine istenilen derinlikte daldırılarak sıcaklığın akış hızına bağlı değişimi ölçülmüştür. Yapılan simülasyon çalışmasında, ilk olarak deney düzeneği ANSYS-Fluent simülasyon programında modellenerek doğrulama çalışması yapılmıştır. Modelde kapsülün daldırma derinliği ve boru içi akış hızları değiştirilerek, ölçüm noktaları sıcaklığının değişimi izlenmiştir. Beklenebileceği gibi, akış hızı arttıkça ölçüm noktası sıcaklıkları azalmakta ve akışkan sıcaklığına yaklaşmaktadır. Son olarak, sıcaklık ölçümünün debi ölçümünde nasıl kullanılabileceği tartışılmış ve sıcaklık verilerinden hareketle akış hızını veren bir Arduino devresi prototipi kurulmuştur.
İki eksenli güneş takip sistemi için doğrusal kontrolcü tasarımı ve uygulaması
Producing energy in sustainable and efficient ways is an important issue considering rapidly growing earth population and higher demands. In today's developing technology, solar energy production is a substantial solution. Sun tracker systems following the sun rays from sunrise to sunset and combined with closed-loop control technics and improved storage methods proved to be very efficient compared to stationary solar systems. In this study, research and development has been done in order to increase the efficiency of solar tracking systems. The optimum angle and orientation to the weather conditions are important to obtain maximum efficiency from the sun rays. In order to be used in control techniques that will provide this orientation, the radiation values have been recorded by taking the prefabricated reference at Izmir Dokuz Eylul University Tinaztepe Campus for one year and new mathematical models have been developed considering these values. In line with the results obtained, at the same time, designs suitable for urban planning were created. System designs have been proposed to solve the problem of energy production in settlements in accordance with the foreseen modular city designs. And the system behavior can be insufficient so monitoring the system response to drive the system through desired response is necessary so controllers were designed to provide better system dynamics.
MEMS sensörlerine dayalı hareket analizi ve tanıma
This study covers the use of Micro-Electro-mechanical system (MEMS) sensors and communication with Bluetooth to transmit sensor data in order to understand the shape drawn into the air. It is important for people, especially children with speech disabilities, to be understood by the characters such as commands, shapes, letters or numbers that are given by their hand or arm movements. For this purpose, the MPU6050 which is type of inertial measurement unit, was used as a MEMS sensor to capture dynamic hand movement. This device is preferred because it is a small integrated structure that transfers data from the gyroscope and accelerometer sensors inside to the computer via Bluetooth. They can be placed easily on the hand and arm. In this study, some numbers, letters and geometrical shapes, which were generated by hand movements, have been recognized using hidden Markov model algorithm in MATLAB. The obtained data is transferred to a computer by means of wireless communication. The empirical studies have shown that the system can successfully recognize the generated gestures.
Değişken kanat açılı düşey eksenli rüzgar türbini tasarımı
Düşey eksenli rüzgar türbinlerinin performans eğrilerini elde etmek amacıyla, 'Çok Katmanlı İki Bölgeye Ayrılmış Akıştüpü Modeli (Double Multiple Streamtube / DMST)' yöntemini kullanarak, seri ve paralel bağlı 1-boyutlu sistemler, MATLAB yazılımında modellenmiştir. Literatürde deneysel olarak çalışılmış simetrik kanat profilleri belirlenmiş ve geliştirilen modele bu karakteristiklerin entegre edilebildiği bir veritabanı oluşturulmuştur. Modelin veritabanında bu kanat profillerinin, Reynolds sayısının belirli değerlerinde deneysel olarak elde edilmiş kaldırma ve sürüklenme katsayıları mevcuttur. Literatürde çokça deney verisi bulunan ve veritabanındaki kanat profillerini kullanan türbinler ile test ve kalibrasyon çalışması yapılmıştır. Doğrulama gerçekleştikten sonra pasif akış kontrolünün etkisini incelemek için sabit yunuslama açısının performansa olan etkisi incelenmiştir. Akabinde dinamik kontrolün etkisini görmek ve tezin asıl hedefini gerçekleştirmek adına yunuslama açısının dinamik kontrolü sağlanmış ve sonuçların performansa olan etkisi incelenmiştir. Temel kanat profilleri ile elde edilen sonuçların ardından yüksek başarımlı kanatlardan deneysel veilere sahip olanlar belirlenmiş ve karakteristikleri veritabanına entegre edilmiştir. Test ve kalibrasyonları yapılan deneysel veriye sahip türbinlerin dinamik kontrolü gerçekleştirilmiş ve genel kabul görebilecek çıkarımların olup olmadığı değerlendirilmiştir. Geliştirilen modele bir arayüz tasarlanmıştır. Kullanıcılar istenen türbin parametrelerini girdikten sonra türbinin üreteceği tork ve güç hakkında hızlı bir şekilde fikr sahibi olabileceklerdir. Saatlerce süren HAD analizleri öncesinde bu modeli kullanmak türbin parametrelerinin seçiminde kolaylık sağlayacaktır. Ayrıca deneysel veri seti oluşturulan kanat profili karakteristiklerinin veritabanına kolay bir şekilde entegre edilebilmesi sağlanmıştır.
Valfsiz mikropompa tasarımı ve kontrolü
The advancement in recent miniaturized devices and systems has caused a rapid growth of the microscale fluidic systems in different fields. In such designs, one of the substantial problems is the requirement for a tiny amount of fluid transportation in microscale channels. In this thesis, a valveless micropump working with magnetic nanofluid is designed and controlled. The design can be a potential solution for fluid transportation in both biomedical and electronics cooling devices. For this purpose, the properties of magnetic nanofluid, i.e., viscosity, magnetization capability, and thermal conductivity are investigated. A permanent magnetic actuator (PMA) is designed to ensure a valveless actuation for the micropump. Then, a microchannel unit is designed and manufactured. By integrating the PMA with the microchannel unit, a valveless micropump system is built. Following, the magnetic nanofluid flow inside the valveless micropump is investigated both numerically and experimentally while the PMA is stationary. To test the performance of the valveless micropump, the flow is also investigated by varying PMA speed. The results of performance tests indicated that the fluid velocity increases up to a specific PMA speed, then it becomes to decrease. Finally, closed-loop control is implemented to control the fluid flow. A real-time image processing strategy is developed to determine the real-time magnetic nanofluid velocity. Then, a proportional-integral-derivative (PID) controller is implemented. The results revealed that it is possible to control magnetic nanofluid flow by the PID controller for a given reference velocity.
Çevrim sayma metodu ile ağır ticari araç jantlarının dinamik yükler altındaki yorulma hasar analizi
Rainflow cycle counting method has a wide range of usage and is widely used for classification of data measured on products where fatigue tests and road performance data of vehicle components are collected. In this study, strain data of heavy commercial vehicles under biaxial loads were evaluated using the rainflow counting method. In order to make this evaluation, strain gauges were applied to the heavy commercial vehicle wheel and the strain values were measured during fatigue test with different loading conditions. Three different wheel biaxial fatigue test machine also verified according measured strain data.
Masaüstü bir CNC tornanın otomasyonu ve sonlu elemanlar yöntemi ile analizi
This study contains the realistic modelling, finite element analysis, automation and turning experiments of a desktop CNC lathe. For the analysis model, a multi-body flexible system has been created and the static analyzes have been performed on this multi-body model. The assembly model consists of motion sub-assemblies which are called members. Each member consists of models of parts or sub-assemblies which have a common rigid body motion. The stress obtained from the static analyzes and especially the amount of displacement of the insert was examined and it was tried to establish a relationship with the precision of the parts to be produced on the machine. After the analysis part, the turning experiments have been performed. For the experiments, 316-L stainless steel bar has been used as the workpiece. With different cutting parameter levels, six experiments have been done. With these experiments, the relationships between cutting parameters and surface quality have been established. Also, the optimum working range of the lathe has been determined. For the automation part of the study, the tool holder has been automated with the adjustments on the MACH3 program. In addition, the pneumatic part on the tool holder and the speed control of the spindle motor has been automated with the codes in the program too.
Bazı fiber metal laminantların çekme, basma ve üç nokta eğme davranışlarının deneysel olarak araştırılması
Bu tez çalışmasında E-cam ve karbon fiber takviyeli epoxy matrisli kompozitler üretilerek 2 mm kalınlığındaki 304 paslanmaz çelik ve 5754 H-111 alüminyum levhalar ile yapıştırılarak fiber metal laminantlar oluşturulmuştur. Kompozitlerin üretilmesinde el yatırması yöntemi kullanılmıştır. Fiber kumaşlara el yatırması yöntemi ile reçine uygulandıktan sonra bir saat beklenerek reçinenin kumaşlara iyice düfize olması ve mikro hava kabarcıklarının üzeninden atılması sağlanmıştır. Devamında 400x400 mm boyutlarında reçine emdirilmiş kumaşlar ısıya dayanıklı yağlı kuşe kağıt ile paketlenerek sıcak pres de 130°C iki saat süre ile kürleşmeye tabi tutulmuştur. İki saatlik sürenin sonunda plakalar hemen çıkartılmamış kompozit plakaların ani soğumadan dolayı çarpılmaması için presin 60°C kadar soğuması beklenmiş ve presin çeneleri istenilen sıcaklığa inmesi ile presin çeneleri açılmıştır. Daha sonra metal ve kompozit plakalardan 100x100 mm boyutlarında kesilen parçalar Weicon RK 7100 çift komponentli yapıştırıcı ile birbirlerine yapıştırılarak fiber metal laminatlar üretilmiştir.Bu deney numunelerine çekme, basma ve üç nokta eğme deneyleri yapılmıştır. Sonuçlar grafikler halinde verilmiştir. Ayrıca kompozit levhalardan numuneler alınarak optik mikroskop ile iç yapıları incelenmiştir. Yapılan bu tez çalışmasından farklı konfigürasyondaki fiber metal laminantların dayanım değerleri göz önüne alındığında ilgili yapısal mühendislik uygulamaları için uygun olduğu düşünülmektedir.
Radyal akı yapılı eddy akımlı manyetik kavrama tasarımı ve pompa uygulaması
Manyetik kavrama, temassız tork iletimi ile birçok avantajı beraberinde getirir. Manyetik kavrama eddy ve senkron olarak 2 topolojide incelenebilmektedir. Manyetik akının yol alma geometrisine göre kavrama radyal ve eksenel akılı olarak karşımıza çıkmaktadır. Bu çalışmada temassız güç aktarma performansı elde etmek için eddy akımlı radyal akılı manyetik kavrama tasarımının elde edilmesi hedeflenmiştir. Tasarım kriterleri olarak sistem verimi, maliyeti ve seri üretime uygunluk göz önünde bulundurulmuştur. Analitik yöntem olarak değişken ayırma yöntemi baz alınmıştır. Burada 0.5 Nm tork ve 3000 rpm sabit hız değerleri ile farklı parametrelerin tasarımları ANSYS Maxwell programında Sonlu Elemanlar Yöntemi ile analiz edilmiştir. Analizlerde optimum tasarımı yakalamak için kutup sayısı, kavrama hızı(giriş), mıknatıs hacmi, malzeme cinsi, hava aralığı değişkenleri analiz edilmiştir. 3000 devir giriş hızına ve 1 mm hava aralığına sahip radyal akılı eddy akımlı alüminyum manyetik kavrama ile giriş mekanik gücün %71'i karşı tarafa temassız olarak aktarılmıştır. Bu sonuç analizler ile çözülmüş ve deney sonuçları ile doğrulanmıştır. Manyetik analizler ve deneyler 1, 2 ve 3 mm hava aralığı için gerçekleştirilmiştir. Ayrıca 3 mm hava aralıklı tasarım, bir pompaya uygulanarak kapalı devre sistem içerisinde debi ve basınç testine tabi tutulmuştur. Test sonucunda pompa motoru saatte 4438 litre suyu devridaim etmeyi başarmıştır. Böylece pompada salmastra ihtiyacı ortadan kalkmış tamamen izole bir şekilde pompalama gerçekleştirilmiştir.
Ateşli silahların test atışlarının otomatik sayımı ve veri tabanına kaydedilmesi
Ateşli silah testinin manuel yapılması ve insan kaynaklı veri tutulması istenmeyen geri dönüşlere neden olmaktadır. Test atışlarının yapılması, atış yapılan silahlara ait seri numaralarının ve test atış sayılarının kayıtları manuel yapılmaktadır. Bu sebeple kayıtlarda hatalar meydana gelebilmekte, anlık kontroller gerçekleştirilememekte, raporlama işlemleri çok uzun sürmektedir. Ayrıca tutulan kayıtların ve oluşturulan raporların güvenilirliği test edilememekte ve güvenirlik noktasında sayısal bir değer oluşturulamamaktadır. Bu da müşteri kuruluşlara kalite kontrol dokümanların sunulmasında ve üretim hatası nedeniyle ürün iadelerinin oluşmasında olumsuzluk yaşanmasına sebep olmaktadır. Bu sistemde günümüz teknolojileri kullanılarak test atışı yapılan silahın seri numarası ile atış sayısının tespitinin sensör vasıtasıyla yapılıp bilgisayar yazılımı ve PLC kodlamasıyla server üzerinde oluşturulan veri tabanına verilerin anlık olarak alınması ve raporlanmasını gerçekleştirilmiştir. Atış odasına kurulan test sistemi sayesinde dikkatsizlik veya insan kaynaklı hataların önüne %95 oranında geçilmiştir ve bu sayede ürün güvenilirliği, müşteri şikâyetleri vb. durumların önüne geçilmiştir. Verilerin anlık olarak izlenebilirliği ve kayıt altında tutulması, olası durumlar için bize ürün geri bildirimlerinde takip edilebilirliğini ve hata tespitini kolaylaştırmıştır.
Akıllı şehirlerde akıllı sokak aydınlatma kontrolü
Sokak aydınlatması hem kentsel hem de kırsal bölgelerdeki kamu altyapısının önemli bir parçasıdır. İnsanların geceleri net bir vizyona sahip olmasını sağlayarak topluma kolaylık kazandırmaktadır. Fakat sokak lambalarının gece boyunca açık olacağınden dolayı büyük bir enerji tüketimi gerektirir. Bu yüzden enerji tüketimini azaltmanın yollarını bulmak çok önemlidir. Akıllı sokak aydınlatma sistemi, enerji tüketimini azaltmak için nesnelerin internetinin sensörlerini kullanabilmektedir. Bu tez çalışmasında, birçok uygulamada tercih edilen Wi-Fi ve Bluetooth özellikli ESP32 çipi ile akıllı sokak aydınlatmasının nasıl kontrol edilebileceği gösterilmiştir. ESP32, lambalar arasında mesh network ile haberleşmeyi sağlamak ve darbe genişliği modülasyonu (PWM) sinyali üreterek ışık seviyesini ayarlamak üzere programlanmıştır. Sistem, Adafruit IO platformu ile MQTT protokolünü kullanarak Adafruit IO ile uyumlu bir web sunucusu ile iletişim kurmaktadır. Bu web sunucusu, sistemde kullanılan tüm parametre değerlerini MQTT protokolü aracılığıyla Adafruit IO platformunda yayınlamakta ve abone olan cihazlara göndermektedir. Bu sayede sistemdeki verileri gerçek zamanlı olarak izlemek ve kontrol etmek mümkün olmaktadır. Ayrıca, sistem sokak lambasının etrafındaki sıcaklık ve nem parametrelerini ölçen bir DHT11 sensörü ile çevresel durumu da izlemektedir. Sistem, güneş panelleri ile güneş enerjisinden yararlanarak pilleri şarj edebilmekte ve bu piller de sistemin çalışması için gerekli enerjiyi sağlamaktadır. Sistem, araçlar ve insanlar gibi nesnelerin geçişini PIR hareket sensörü ile algılayarak sokak lambalarını otomatik olarak açıp kapatabilmektedir. Bu sensör sayesinde sistem, nesnelerin hareketini takip edebilmektedir.
İnsan vücudu için masaj mekanizması tasarımı, analizi ve kontrolü
Ofiste çalışan kişilerin en büyük rahatsızlıklarından biri, ergonomik olmayan ortamlarda çalışmalarından dolayı, kalıcı rahatsızlıklara yakalanmalarıdır. Ortaya çıkan rahatsızlıklar ile ilgili olarak çalışmalar yapılıp, firmaların rahatsızlanan çalışanlarından ötürü senelik zararları üzerine raporlar hazırlanmıştır. Uluslararası bir sorun olan ergonomik olmayan çalışma koşulları hakkında yoğun çalışmalar gerçekleştirilmektedir. Tez içeriğinde Dokuz Eylül Üniversitesi Tekstil Mühendisliği ile yapılan ortak çalışmalar BAP Koordinasyon Birimi ve Bilim, Sanayi ve Teknoloji Bakanlığı, San-Tez programı tarafından desteklenmiştir. Tasarlanacak mekanizmalar ile ilgili ölçü, çalışma sıklığı, çalışma frekansı gibi değerlerin belirlenmesi amacıyla 2013.KB.FEN.036 numaralı BAP projesinde çalışmalar yürütülmüştür. Bu çalışmalar kapsamında akademik ve idari personele anket uygulaması yapılmış ve uygun ölçülerde mekanizmaların üretilebilmesi için antropometrik ölçüler alınmıştır. Elde edilen bilgiler ışığında 0185.STZ.2013-1 numaralı San-Tez projesi dahilinde 2 adet masaj mekanizmasının tasarımı gerçekleştirilmiştir. Üretimden önce mekanizmaların statik, yorulma ve doğal frekans analizleri yapılmış ve oluşabilecek sorunlar üretime geçilmeden tespit edilmiştir. Daha sonra imal edilen mekanizmalar, Bürosit firması tarafından projeye özel olarak üretilen ofis koltuklarına monte edilmişlerdir. Ayrıca bu çalışmada tasarlanmış olan masaj mekanizması entegre edilmiş konstrüksiyon ile, Türk Standartları Enstitüsü' ne patent başvurusunda bulunulmuştur (Patent Başvuru Numarası: 2016/12074).