142
Archived Theses
0
DOIs Assigned
0%
DOI Rate
Discipline
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).
Kayışlı asansör sistemleri için tümleşik mekanizmalı sabit mıknatıslı senkron motor tasarımı ve uygulaması
Asansör tahrik makinelerinde yaygın olarak asenkron motorlar ve bu motorlara akuple şekilde dişlili redüktörler kullanılmaktadır. Bu sistemler düşük enerji verimliliğine sahiptir. Ayrıca büyük hacimli olmalarından dolayı makine dairelerine ihtiyaç duyarlar. Son yıllarda, nadir toprak elementli mıknatısların yaygınlaşması ve sürücü teknolojilerindeki gelişmeler, sabit mıknatıslı senkron motor (SMSM) asansör tahrik makinelerinde kullanımını yaygınlaştırmıştır. SMSM'ler, redüktör kullanmaksızın doğrudan tahrik yöntemiyle çalışmaktadır. Asansör taşıyıcıları yaygın olarak çelik halatlardır. Ancak asansörlerde kullanılan çelik halatların çaplarından dolayı, kasnak çapları en az 240 mm olabilmektedir. Bu durum tasarlanacak SMSM'nin düşük hız ve yüksek tork gerektirmektedir. Tek parça halinde çelik halatların kullanılması yerine yassı bir kılıf içinde daha düşük çaplara sahip çelik halat özlü kayışlar kullanılmaktadır. Bu sayede kasnak çaplarını 100 mm çapa kadar düşürülebilmektedir. Kayışlı asansör tahrik sistemleri halatlı sistemlere göre daha az gürültülü, yüksek kabin konforlu seyahat imkânı sağlayan, daha verimli ve güncel bir konudur. Bu tez çalışmasında, kayışlı asansör tahrik makinesi için 8 kişilik, 630 kg kabin taşıma kapasitesinde, 1 m/s kabin hızında, 4.5 kW gücünde ve 107.4 Nm anma torkuna sahip makine şasisi kullanılmadan doğrudan raya montajlı yeni bir SMSM tasarımı, analizleri ve üretimi gerçekleştirilmiştir. Geleneksel yöntemlerin aksine, motorun asansör taşıma sistemi ile entegrasyonu doğrudan raylar üzerine sağlanmıştır. IE4 verim sınıfında, düşük tork dalgalanmasına sahip, raya montajlı olarak gerçekleştirilen, makine şasi konstrüksiyonu gerektirmeyen, sistemin toplam ağırlığını dengeli şekilde taşıcıyı ve karşı ağırlık kılavuz raylarına dağıtabilen, düşük hacim ve kütleye sahip, döküm yerine plaka saclardan lazer kesim yöntemi ile üretilen, minimum talaşlı imalat kullanımı sağlayan bir asansör makine tasarımı ortaya çıkarılmıştır. SMSM'nin analitik hesaplamaları, elektriksel ve manyetik modellemesi, mekanik tasarıma göre ortaya çıkan hacim kısıtlamalarını dikkate alarak gerçekleştirilmiştir. Asansör tahrik motorlarında dikkate alınması gereken en önemli iki kriter, yüksek verimlilik sağlaması ve yolcu konforudur. Bu hedefler doğrultusunda, verimliliği %91'in üzerinde ve tork dalgalanması %1'in altında olan bir tasarım öngörülmüştür. Elde edilen değerlere dayanarak ve sonlu elemanlar yöntemi (SEY) kullanılarak, stator oluk ağzı açıklığı, mıknatıs kalınlığı, kutup /mıknatıs oranı, stator diş kalınlığı ve hava aralığı değerleri için genetik algoritma (GA) ile optimizasyonu gerçekleştirilmiştir. Ayrıca, tork dalgalanmasını azaltmak için optimize edilmiş tasarımın mıknatıslarına adımlı kaykı uygulanmıştır. Sonuçlara göre, %0.61 tork dalgalanması ve %90.97 verimlilik ile 18/20 oluk/kutup kombinasyonuna sahip SMSM tasarımı elde edilmiştir. Termal analizler ile, motorun farklı bileşenlerinin ortalama sıcaklık değerleri belirlenmiştir. Tam yük altındaki S1 çalışmaya göre termal rejim durumunda sargılar 116°C, stator nüvesi 84°C, mıknatıslar 76°C ve rotor 75°C sıcaklığa ulaştığı gözlemlenmiştir. Motor, termal açıdan güvenli bir bölgede çalıştığı kanıtlanmıştır. Asansör tahrik makinesi tasarımının, asansör kuyusuna uygun şekilde yerleştirilmesine yönelik 3 boyutlu (3B) katı modellemesi gerçekleştirilmiştir. Belirlenen statik yüklere göre motor gövde, mil ve stator dişlerinde SEY ile yapısal analizler gerçekleştirilmiştir. Üretim aşamalarına geçilmeden önce 3B olarak prototip asansör makinesine uygun kuyu tasarımı gerçekleştirilmiştir. Raya montajlı asansör tahrik makinesinin kuyu içindeki kılavuz rayları ve bağlantı konsollarındaki yüklerin etkileri incelenmiştir. Makine bileşenleri ve kuyu tasarımına yönelik SEY ile gerçekleştirilen yapısal analizlerde güvenlik katsayısı 5'in üzerinde olduğu belirlenmiştir. Yapısal olarak doğrulanan tasarımın üretimi gerçekleştirilmiştir. Üretilen prototip makine, üzerinde yükleme motoru bulunan bir test düzeneği ile zıt Elektromotor Kuvvet (EMK), vuruntu momenti ve performans deneyleri gerçekleştirilmiştir. Deney sonuçlarına göre, verimlilik değeri %89.98 ve vuruntu momenti tepeden tepeye (pk2pk) 0.78 Nm olarak ölçülmüştür. Sinüs şeklinde zıt EMK elde edilmiştir. Böylece deney sonuçları, SEY analiz çözümlerini doğrulamıştır.
Yinelemeli sinir ağlarında çok değişkenli zaman serisi analizi yöntemleri ile süt sığırcılığı üreme süreç yönetimi
Yüksek ekonomik değere sahip süt sığırlarının buzağılama esnasında olumsuz senaryolar yaşanabilmektedir. Buzağıların sıkışması, yaralanma, buzağılama sonrasında yetersiz beslenmeden dolayı kayıplar ve gözetimsiz buzağılama gibi birçok olumsuz senaryo gerçekleşebilmektedir. Bu olumsuzlukları azaltmak ve hayvan refahını artırmak için buzağılama zamanını doğru tahmin etmek büyük öneme sahiptir. Bu çalışmada, Kalman filtreli bir Bi-LSTM sınıflandırıcı kullanarak buzağılama zamanı tahmini için yeni bir yöntem öneriyoruz. Bi-LSTM sınıflandırıcı, zaman serisi verilerindeki uzun vadeli bağımlılıkları öğrenebilen bir derin öğrenme modelidir. Kalman filtresi, gürültülü verileri yumuşatmak ve bir sistemin zaman içindeki durumunu tahmin etmek için kullanılabilen istatistiksel bir filtredir. Yapılan deneyler sonucunda, önerilen modelin, geliştirilen diğer alternatif modellere ve literatürdeki diğer tahmin yöntemlerine göre daha iyi performans gösterdiği tespit edilmiştir. Özellikle, kalman filtresi sayesinde modellerde ortalama %20 daha iyi performans sağlanırken, modelin %93 hassasiyet ve % 95 doğruluk değeri ile yüksek bir başarı elde ettiği görülmüştür. Ayrıca, çapraz doğrulama yöntemi ile veri seti büyüklüğü etkisi azaltılarak ve aşırı uyum önlenerek, modelin daha doğru sonuçlar vermesi sağlanmıştır. Yöntemimiz süt çiftçileri için değerli bir araç olabilir. Çiftçilerin sürü yönetimi hakkında daha bilinçli kararlar almasına yardımcı olabilir, bu da hayvan refahının ve süt üretiminin artmasına yol açabilir. Bu tez çalışması, yapay zeka yöntemlerinin hayvan yetiştiriciliği alanında da önemli bir uygulama potansiyeli olduğunu ortaya koymaktadır.
Polimer esaslı kaymalı yatakların tribolojik özelliklerinin farklı yük ve hızlarda deneysel incelenmesi
Bu tez çalışmasında, kendinden yağlama özelliği taşıyan polimer esaslı kaymalı yatak malzemelerinin belirlenmiş yük ve hızlarda tribolojik özelliklerinin araştırılması amaçlanmıştır. Bu amaçla, yaygın olarak kullanılan ve literatürde farklı çalışmalara konu olan saf PTFE, PTFE + % 25 Karbon, PTFE + % 35 Karbon, PTFE + % 15 Cam elyaflı, PTFE + % 25 Cam elyaf, PTFE + % 40 Bronz, PTFE + % 60 Bronz katkılı kaymalı yatak numuneleri tasarlanmış ve tedarik edilmiştir. Numunelerin test edileceği deney şartları literatür yapılan ilgili çalışmalar incelenerek, numunelerin daha önce test edilmediği şartlar belirlenmiştir. Deneyler sırasında takip edilecek sıcaklık, dikey kuvvet ve hız değerlerinin sürekli takip edileceği, bir kaymalı yatak düzeneği tasarlanarak, imalatı yapılmıştır. Belirlenen deney şartlarına göre numuneler; 5000 m kayma mesafesini 75 N, 50 N ve 25 N olmak üzere 3 farklı yük altında ve 0,3 m/s, 0,6 m/s ve 0,9 m/s olmak üzere 3 farklı hızda tamamlamışlardır. Belirlenen şartlarda numunelerin sürtünme katsayısı, ağırlık kaybı, yüzey pürüzlülüğü, aşınma miktarı ve aşınma oranları tespit edilmiş, PTFE'ye eklenen katkıların mekanik özelliklere olan etkileri değerlendirilmiş ve taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile yüzeylerde oluşan değişimler analiz edilmiştir.
Sürü robotiğinde yol planlama yaklaşımının incelenmesi
Bu tez çalışmasında sürü robotiğinde yol planlama davranışı için ve üç farklı algoritma ile karşılaştırma yapılmıştır. Sürü robotlarının belirlenen arenalarda başlangıç konumdan hedef konuma ulaşabilmeleri için yol planlama yaklaşımı önerilmiştir. Ayrıca yol planlama sürecinde sürü robotlarının engelden kaçınmasını sağlayacak algoritmalar geliştirilmiştir. Geliştirilen yol planlama yaklaşımını ölçeklenebilirlik ve esneklik açısından değerlendirmek ve performanslarını ölçmek için, VFH, RRT ve PRM algoritmaları ile farklı robot sayılarıyla ve farklı ileriye bakma mesafelerine göre üç farklı engelli arenalarda sistematik simülasyonlar uygulanmıştır. Geliştirilen algoritmalar ile her bir sürü robotu, üç farklı arenalarda hedef konuma ulaşmak için takip edilecek yola olan ileriye bakma mesafesine bağlı olarak organize bir şekilde sürü davranışı sergilenmektedir. Geliştirilen VFH-Pure Pursuit tabanlı iş birliği algoritması, sürü robotları engellerden ve robotlardan çarpışmadan kaçınmak için engel veya robotların olmadığı yöne VFH yöntemi ile yönlendirilir. Engel ve robotlara rastlanmadığı zaman önceden belirlenmiş yolu Pure Pursuit ile takip eder. RRT-Pure Pursuit tabanlı iş birliğine dayalı algoritmada ve PRM- Pure Pursuit tabanlı iş birliğine dayalı algoritmalarda arenalarda önceden belirlenmiş başlangıç ve hedef konum arasında engelsiz bir yol oluşturulur. Oluşturulan yolun, Pure Pusuit algoritması ile takip edilmesi amaçlanmıştır. Yol planlama ve engellerden kaçınma yaklaşımının performansını ölçmek ve karşılaştırmak için literatürde kullanılan dört farklı ölçüt kullanılmıştır. Karşılaşmalar sonucunda, sürü robotları için PRM-Pure Pursuit tabanlı iş birliğine dayalı engelden kaçınma ve yol planlama yaklaşımı diğer algoritmalara göre daha başarılı olduğu görülmüştür.
Uç bilişim ile LSTM tabanlı arıza tespiti
Endüstri 4.0 çerçevesinde hayatımıza giren Nesnelerin İnterneti (IoT), birçok sistem üzerinde iletişim ve kontrol imkânı sağlayarak önemli bir rol oynamaktadır. 2020 yılında yaklaşık olarak 20,4 milyar IoT cihazının var olduğu tahmin edilmektedir. Ancak, IoT cihazlarının çeşitliliği ve yaygınlığı, bazı sorunları da beraberinde getirmektedir. Birinci sorun, IoT cihazlarından üretilen verilerin iletilmesi ve işlenmesinin zorluğudur. Günümüzde, genellikle bulut bilişim tabanlı çözümler tercih edilmekte ve tasarlanan IoT sistem mimarilerinde bulut bilişim yaklaşımı kullanılmaktadır. Ancak, her sistem için ayrı bir bulut kaynağı tahsis etmek, gerçek zamanlı IoT sistemlerinde gecikme sorunlarına ve maliyetlere yol açabilmektedir. Bu dezavantajı ortadan kaldırmak için, uç (sınır) bilişim yaklaşımıyla tasarlanan sistemler daha verimli olabilir. Bu durumda, veriler yerel noktalarda toplanıp işlenirken buluttaki işlem yükü azaltılarak gecikme süresi düşürülür ve kaynak tasarrufu sağlanır. Diğer bir zorluk ise IoT sistemlerindeki hataların tespitidir. Sorunun zamanında tespit edilmemesi, yedek parça stokunun olmaması ve değiştirilecek parçaların tedarik süresi gibi faktörler, sistem sürekliliğini engelleyebilmektedir. Yapılan literatür araştırmaları, yapay zeka modellerinin IoT cihazlarından elde edilen verilerle bulut katmanında sürekli olarak eğitildiğini ve arıza tespiti için kullanıldığını göstermektedir. LSTM (Uzun Kısa Süreli Bellek) gibi yapay zeka modelleri, dizi tahmin problemlerinde sıra bağımlılığını öğrenebilen bir RNN (Tekrarlayan Sinir Ağı) mimarisine sahiptir. LSTM, zaman serilerine dayalı veriler üzerinde tahminler yapmak için oldukça başarılı bir yapay zeka modelidir. IoT verileri de genellikle zaman serilerine bağlı olduğundan, LSTM bu alanda diğer modellere göre avantajlıdır. Ancak, bu tür bir yapay zeka modelinin bulut katmanında çalıştırılması, depolama kapasitesi, bilgi işlem yükü, ağ tıkanıklığı ve sunucu maliyetleri gibi sorunları beraberinde getirebilmektedir. Bu çalışma, Nesnelerin İnterneti (IoT) cihazlarının verilerinin işlenmesi ve hata tespiti konusunda bulut bilişim ile uç bilgi işlem altyapısını birleştiren bir yaklaşım olan Uç Bilişim ile LSTM Tabanlı Arıza Tespiti (UBLTAT) sistemini tanıtmaktadır. UBLTAT, IoT cihazlarından elde edilen verileri bulut katmanında eğitim için kullanılan LSTM modeline iletmektedir. İstenilen eğitim başarısı sağlandıktan sonra, modelin ağırlıkları sınır katmanında çalışan UBLTAT'a aktarılmakta ve hata tespiti uç katmanında LSTM modeli kullanılarak gerçekleştirilmektedir. Bu şekilde, yapay zeka modellerinin UBLTAT ile uçta çalıştırılması, cihazların ürettiği verilerin yerel noktalarda işlenmesini ve hata tespitini sağlarken aynı zamanda buluta bağlı maliyeti de azaltmaktadır.
İyonik polimer metal kompozit esaslı biyomimetik aktüatör modellenmesi ve tasarımı
Akıllı malzemeler kategorisine giren iyonik polimer-metal kompozitler (İPMK), dışarıdan uygulanan bir elektrik alanı sonucu, içerisinde bulunan iyonların hareketine bağlı olarak şekil değiştirirler. İPMK'ların yapıları, iyonik polimer ve bu polimerin iki yüzeyine bir kaç mikrondan fazla olmayan kalınlıklarda kaplanan metal elektrotlardan oluşmaktadır. İyonik polimerler yumuşak bir yapıya sahip olmaları, düşük voltaj altında çalışmaları ve büyük deformasyon göstermelerinden dolayı yapay kas ve benzeri biyomimetik uygulamalarda sensör ve aktüatör olarak kullanılmaktadır. Bu çalışmada, biyomimetik uygulamalarda kullanılmak üzere farklı elektrot kalınlıklarında Nafyon bazlı İPMK eyleyiciler üretilmiştir. İlk olarak üretilen İPMK eyleyicilerin performansları doğru akım uygulanıp maksimum uç noktasının hareketi incelenerek karşılaştırılmıştır. İkinci aşamada ise eyleyicilerin performanslarını arttırmak amacıyla darbe genişliği modülasyonu (PWM) metodu kullanılması önerilmiştir. Bu aşamada PWM metodunun etkinliğini göstermek amacıyla farklı genlik ve doluluk oranlarına sahip elektriksel sinyallerin etkisi altında eyleyicilerin performansları gözlemlenmiştir ve bu sonuçlara dayanarak üretilen eyleyiciler için bir matematik model önerilmiştir. Son olarak elde edilen İPMK yapı ile fil hortumu eyleyici, Sinerjist ve Agonist-Antagonist kas hareket prensibi ile çalışan eyleyici ve balık yüzgeci eyleyici olmak üzere üç farklı tipte biyomimetik eyleyici üretilerek, test edilerek bu yapıların biyomimetik robotik uygulamalarında kullanılabilirliği gösterilmiştir. Çalışma, 111M643 numarası ile Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Kurumu tarafından desteklenmiştir.
Tarımsal alanda nesnelerin interneti (IoT) kullanarak gübreleme otomasyonu kontrolü
Tarımsal faaliyetlerde gübre maliyetlerinin artışı, etkin gübreleme yöntemlerinin araştırılmasını zorunlu kılmıştır. Bu nedenle uygun maliyetli gübreleme yöntemlerine ihtiyaç duyulmaktadır. Nesnelerin İnterneti (IoT) teknolojisinin yaygınlaşması ve otomasyon sistemlerinin kolay kullanılabilir hale gelmesi, gübreleme ve sulama işlemlerini daha verimli ve tasarruflu hale getirmiştir. Bu çalışma, Nesnelerin İnterneti (IoT) teknolojisinin tarımda nasıl uygulanabileceğini ve bu sayede gübreleme süreçlerinin nasıl optimize edilebileceğini incelemektedir. Araştırmada, maliyetleri düşürmek ve verimliliği artırmak amacıyla damlama sulama sistemiyle entegre edilen bir gübreleme otomasyon sistemi geliştirilmiştir. Bu sistem, toprakta yerleştirilen sensörler aracılığıyla elde edilen verileri analiz eder ve bitkilerin nem, sıcaklık gibi değişken parametrelerine göre gübreleme ve sulama işlemlerini otomatik olarak ayarlar. Sistem, NodeMCU ile haberleşme modülü kullanarak uzaktan kontrol edilebilir ve uygulama aracılığıyla gerçekleştirilen izleme sayesinde bitkilerin anlık ihtiyaçlarına göre müdahale edilebilir. Bu çalışmanın sonucunda, su ve gübre kullanımının daha verimli hale getirilerek aşırı tüketimin önüne geçilmesi hedeflenmiştir. Ayrıca, sistem kullanıcı dostu bir arayüze sahip olup, tarımsal teknoloji alanında gelecekte yapılacak çalışmalar için bir temel teşkil etmektedir. IoT tabanlı bu sistem, çevre dostu bir yaklaşım sunarak sürdürülebilir tarım uygulamalarını destekler. Sensörler, toprak verimliliğini maksimize ederken su ve gübre kaynaklarının korunmasına yardımcı olur. Bu yenilikçi yaklaşım, tarımsal üretimde verimliliği artırırken maliyetleri de minimize etmeye olanak tanır. Yapılan çalışma da kullanıcının tasarruf etmesi önemli bir amaçtır. Anahtar Kelimeler: Nesnelerin İnterneti, NodeMCU, Gübreleme Otomasyonu
Derin öğrenme yöntemleri kullanarak EEG işaretlerinden uyku apne sendromu tespiti ve sınıflandırılması
Bu çalışmada makine öğrenmesi yöntemleri kullanarak Elektroensefalografi (EEG) işaretlerinden uyku apne sendromunun tespit ve sınıflandırılmasına odaklanılmaktadır. Polisomnografi (PSG) kayıtlarından alınan EEG işaretlerine tüm deneylerde kullanılmak üzere örnekleme, filtreleme, pencereleme, normalizasyon ve frekans altbandlarına ayırma uygulanmıştır. Elde edilen EEG işaretlerinin altbandlarına temel istatistiksel parametreler uygulanarak öznitelik çıkarma işlemi gerçekleştirilmiştir. Bu öznitelikler çok katmanlı algılayıcı sinir ağı (MLPNN) modeline giriş olarak uygulanarak uyku apne sendromu sınıflandırması yapılmıştır. Normalizasyonun ve frekans altbandlarına ayrıştırmanın etkisini değerlendirmek için ham EEG işaretleri ve normalizeli işaretler aynı MLPNN modeli ile tekrar sınıflandırılmıştır. Normalizasyonun sınıflandırma başarısında ciddi bir artış sağlamadığından normalizeli işaretler, frekans altbandlarına ayrılarak öznitelik çıkarma işlemi tekrarlanmış ve aynı MLPNN modeli ile sınıflandırılmıştır. Normalize edilerek frekans altbandlarına ayrıştırma sınıflandırma başarısını önemli derecede artırmıştır. Diğer bir çalışmada EEG işaretlerinin spektrogramlarının entropisi MLPNN modeline giriş olarak uygulanmıştır. Her sınıfta başarı artışı gözlemlenmiş fakat şiddetli apne sınıfının başarı oranının en yüksek olduğu görülmüştür. Başka bir deneyde MLPNN dışında literatürde sıklıkla kullanılan derin öğrenme modellerinden evrişimsel sinir ağı (CNN) modeli kullanılmıştır. İki ayrı deneysel çalışma olarak EEG işaretlerinin görüntüleri ve spektrogramları bu modele giriş olarak uygulanmış ve uyku apne sendromu sınıflandırması yapılmıştır. Önişlem ve öznitelik çıkarımı gerektirmeyen bu sınıflandırma modelinde spektrogramlarla yapılan deney sonucunda başarı oranı daha yüksek bulunmuştur. Çalışmanın son deneyi olarak YOLOv5 ve YOLOv8 modelleri ile de uyku apne sendromu sınıflandırması yapılmıştır. Bu sınıflandırmalar için pencerelenen EEG işaretlerinin spektrogramları kullanılmıştır. İşlem hızının yüksek olması, katman ve parametre sayısının az olması ve yüksek sınıflandırma başarısı vermesi nedeniyle YOLOv8 modelinin performansı, YOLOv5 modeline göre daha yüksek çıkmıştır.
Üretim tezgahlarından toplanan verilerin standardizasyonu
Son zamanlarda insanlığın gelişimini birçok açıdan ileriye taşımış olan en büyük gelişmelerden bir tanesi de şüphesiz olarak internetin icadı ve yaygınlaşmasıdır. Bu gelişmelerin en başında ise Dijital Dönüşüm ya da Endüstri 4.0 kavramı gelmektedir. Günümüz üretiminin gerekliliklerinin değişmesi, müşteri taleplerinin değişkenliği, uzak doğu ülkelerinin sektörler arasında rekabeti artıran ucuz ve büyük ölçekli üretim faaliyetleri göstermesi nedeni ile batılı ülkelerin verimliliği, hızı ve kaliteyi artırarak beraberinde üretime esneklik kazandırmak amacı ile geliştirmiş oldukları teknolojiler Endüstri 4.0 kavramının temelini oluşturmaktadır. Dijital Dönüşüm ya da başka bir deyişle Endüstri 4.0 kavramı sanayii devrimlerinin dördüncüsü olarak karşımıza çıkmaktadır. Bu devrimin etkileri insan hayatının birçok alanında görülmektedir. Endüstri 4.0 tek başına bir kavram olmamakla beraber tüm teknolojileri ve beraberinde getirmiş olduğu yenilikler ile, firmaların bu teknoloji ve yenilikleri kullanarak üretim ve diğer faaliyet alanlarını Endüstri 4.0 seviyelerine çıkartarak rekabet güçlerini arttırmayı hedeflemektedir. Bu durum Endüstri 4.0'ın bir hedef olduğunu rahatça göstermektedir. Firmalar, bu alanda geliştirdikleri yeni teknolojiler ile Endüstri 4.0 kavramının genişlemesine katkı sağlarlarken aynı zamanda Endüstri 4.0 seviyelerini yakalamak için hedeflerine daha da yakınlaşmaktadırlar. Endüstri 4.0 teknolojilerinin en önemlisi ise Nesnelerin İnterneti teknolojisi olmuştur. Nesnelerin İnterneti teknolojisi, günümüzde iş hayatlarımızdan günlük hayatlarımıza kadar birçok alanda karşımıza çıkmaktadır. Bu teknolojinin yaygınlaşması, akıllı cihazlarında hayatımızda büyük yer edinmesine neden olmuş ve hayatımızın her bir noktası birer veri kaynağına dönüşmüştür. Akıllı cihazlar verileri kendi içlerinde işleyip depolayabilmelerinin yanı sıra farklı cihazlar ile de iletişim haline geçebilmektedirler. Kullanılan akıllı cihazların endüstriyel boyutta evrilmesi ile farklılaşan protokoller, artan güvenlik gereksinimleri, veri hızları ve büyüklükleri gibi nedenler ile Endüstriyel Nesnelerin İnterneti teknolojisi ortaya çıkmaktadır. Endüstride yer alan birbirinden farklı ekipman çeşitliliğinin fazla olması toplanan verilerin karmaşık ve çok çeşitli olmasına neden olmuştur. Veri yayınlama ve haberleşme farklılıkları bu karmaşıklığın temelini oluşturmaktadır. Kullanılan ekipmanların sahip olduğu farklı tip kontrolcüler veya sensörler destekledikleri veri yayınlama protokolleri marka ve model bilgilerine bağlı olarak değişkenlik gösterebilmektedir. Bu çalışmada, bahsedilen farklılıklara sebep olan Open Platform Communications Unified Architecture (OPC UA), MODBUS, MTConnect gibi protokollerden toplanan farklı çeşitlilikte verilerin ekipman kullanılabilirliklerinin takip edilebilmesi adına standardize edilmesi amaçlanmaktadır. Sonuç olarak farklı protokol desteği sunan tezgahlardan toplanan veriler anlamlandırılarak standartlaştırılmaktadır. Standartlaştırılan bu veriler, veri tabanına kaydedilmiş verileri için oluşturulan uygun sorgular ve Grafana uygulaması üzerinde oluşturulan izleme ekranları ile tezgâh verileri anlık olarak izlenebilmektedir
Üç eksenli CNC plazma kesim tezgahı tasarımı ve imalatı
Günümüz teknolojisinde imalatta düşük maliyet, hızlı üretim ve hassasiyet gibi faktörler göz önüne alınarak rekabet artmıştır. Bu teknolojiye ayak uydurmak için insan gücü ve üniversal tezgâhlardan uzaklaşılarak yerine bilgisayar kontrollü sistemler zorunlu hale gelmiştir. Bir CNC router yaparken işlenecek malzemenin boyutu ve cinsi, istenilen hassasiyette işleme ile boşta ilerleme hızının kontrol ünitesi tipi dikkate alınmalıdır. Buna göre CNC routerın üzerinde yer alan ürün çeşitleri ve özellikleri belirlenmelidir. CNC plazmada kesici torc, malzemeye temas etmeden kesim işlemi yapmaktadır. Bu yüzden kuvvete maruz kalmadan yapılan kesimde, boşta ilerleme hızı göz önüne alınarak malzeme seçimi yapılmalıdır. Çalışmanın amacı, düşük maliyetli yerli üretilmiş kontrol kartları ve plazma kesim güç kaynağı kullanılarak prototip üç eksenli CNC plazma tezgâhının tasarımı ve imalatını gerçekleştirmektir. İmalatı yapılan CNC Plazma tezgâhlarının en hassas kaliteye sahip bir model çıkarılarak imalat sürecinde karşılaşılan sorunlara çözüm önerileri getirilerek son teknoloji ile hataların minimize edilmesi sağlanmıştır. Bu çalışmada seçilen mekanik ve elektronik malzemeler tanıtılarak üretim aşaması adım adım gerçekleşmiştir. Sonuç olarak üç eksenli CNC plazma kesim tezgâhı tasarımı ve imalatı yapılarak metal malzeme kesim işlemi yapılmıştır. CNC plazma tezgâhında farklı kalınlıktaki malzemeler kesilerek, tezgâhın hız ve amper parametreleri oluşturulmuştur. Anahtar Kelimeler: CNC, CNC Router, CNC Plazma, Bilgisayar Destekli Tasarım ve İmalat, CNC Plazma İmalatı
Derin öğrenme teknikleri kullanilarak gerçek zamanli saldiri tespiti
Güvenlik, varoluşundan beri insan için en önemli olgulardan biri olmuş ve tüm zamanlar boyunca da önemini artırarak korumuştur. Bu kapsamda bireysel ve kamusal güvenliğin sağlanması için güvenlik kameralarının kullanılması veya görevlilerce nöbet tutulması bir zorunluluk haline gelmiştir. Ancak insan operatörlerin gün boyu ekran başında güvenlik kamerasını veya bir bölgeyi, görev süresi boyunca dikkatini en yüksek seviyede tutarak gözlemesi mümkün değildir. Güvenliğin tesis edilmesi adına görüntülerden elde edilen verilerin, daha az insan operasyonuyla otomatik olarak analiz edilmesini sağlayan güvenlik sistemlerine olan ihtiyaç giderek artmaktadır. Güvenlik uygulamaları göz önüne alındığında gözetleme, hedef tespiti ve hedef takibi gibi çalışmalarda hareket tespiti ve bu hareketin sınıflandırılması önem arz etmektedir. Yürütülen çalışma ile "drone" üzerindeki kamera ile elde edilen görüntülerden gerçek zamanlı saldırı tespitinin yapılması amaçlanmıştır. Bu kapsamda görüntülerden hareket tespiti için; sırasıyla optik akış, kamera hareketinin telafisi ve YOLOv8 segmentasyon algoritması, insan aktivitesinin tanınmasında ise; YOLOv8 segmentasyon ve nesne tespiti algoritmaları kullanılmıştır. Ayrıca kamera görüntülerinden nesnenin "drone"a olan uzaklığının tespiti yapılmaya çalışılmıştır. YOLOv8'e ait tüm varyantlar (Nano, Small, Medium, Large ve Extra Large) bu çalışma kapsamında ayrı ayrı kullanılmış ve performansları kıyaslanmıştır. Hareket tespitinden en başarılı YOLOv8 varyantı; %89 mAP@0.5 değeri ile YOLOv8m olurken nesne tespitinde, %96 mAP@0.5 ile YOLOv8l olmuştur. Nesnenin "drone"a olan uzaklığı ise %1.66 bağıl hata ortalaması ile hesaplanmıştır.
Rüzgar hızı tahminlemesinde ikincil ayrıştırmalı ve dalgacık sinir ağı temelli yeni bir hibrit yaklaşım
Enerji tüketimi ile küreselleşme, kentleşme, enerji politikaları ve ekonomik büyüme gibi çeşitli faktörler arasındaki ilişkiyi içeren çalışmalarla literatürde sıklıkla karşılaşılmaktadır. Bu ilişki, sürdürülebilir enerji sistemlerine ulaşmak için politika ve stratejilerin önemini vurgular. Yenilenebilir enerji kaynakları çevresel faydalar sunar, karbon ayak izini azaltır ve enerji güvenliği ve bağımsızlığı sağlar. Ancak yenilenebilir enerjiye geçiş maliyetli olabilir ve jeopolitik riskler de tedarik zincirlerini ve dağıtımı etkileyebilir. Bu zorlukları aşmak için yenilenebilir enerji kaynaklarının çeşitlendirilmesi ve bölgesel iş birliği büyük önem taşır. Yenilenebilir enerji, toplum ve çevre için birçok fayda sağlayan sürdürülebilir bir enerji kaynağıdır. İklim değişikliğine katkıda bulunan sera gazı emisyonlarını azaltır, halk sağlığını iyileştirir, su kirliliğini azaltır, ekosistemleri korur ve sürdürülebilir kaynak kullanımını teşvik eder. Ayrıca sürdürülebilir kalkınmayı destekler ve enerji sektöründe inovasyon ve araştırmaları ilerletir. Yenilenebilir enerji teknolojileri, tesis verimliliğini artırır ve düşük karbonlu teknolojilerde bir trend olarak öne çıkar. Rüzgar enerjisinin anlaşılması ve kullanılmasında, rüzgar hızı önemli bir faktördür. Rüzgar türbinlerinin verimli çalışması, hava tahmini, iklim modellemesi ve açık deniz operasyonları için doğru rüzgar hızı tahmini önemlidir. Rüzgar hızı tahmini için sinir ağları yaygın olarak kullanılır çünkü karmaşık doğrusal olmayan ilişkileri yakalama yetenekleri vardır. Birden fazla modelden elde edilen tahminleri birleştiren hibrit yaklaşımlar da umut vericidir. Değişken mod ayrıştırması (VMD) ve topluluk ampirik mod ayrıştırması (EEMD) gibi ayrıştırma tekniklerinin rüzgar hızı tahmininde önemli olduğu kanıtlanmıştır. Dalgacık sinir ağları (WNN'ler), aktivasyon işlevi olarak dalgacıkları kullanarak sinir ağlarının farklı giriş verisi özelliklerini yakalamasına ve performansını artırmasına olanak tanır. Rüzgar hızı tahmini için WNN'lere doğrudan referans olmamasına rağmen, mevcut çalışmalar rüzgar hızı tahmin doğruluğunu artırmak için farklı sinir ağı mimarilerini dalgacık ayrıştırma teknikleriyle birleştirme potansiyelini göstermektedir. Çalışmamızda, çok kısa vadeli rüzgar hızı tahmininde başarımı yüksek olacak şekilde, ikincil ayrıştırmalı ve dalgacık sinir ağı ile oluşturulmuş bir hibrit model önerisinde bulunduk. Bu öneri doğrultusunda, popüler olarak kullanılan dört adet ayrıştırma modeli ile ikili olarak on altı adet ayrıştırma çifti ve üç tanesi yapay sinir ağı aktivasyon fonksiyonu, on üç tanesi dalgacık aktivasyon fonksiyonu olacak şekilde toplam on altı aktivasyon fonksiyonu ile 256 adet hibrit model oluşturulmuştur. Bu modeller ile dört mevsimin orta ayları için simülasyonlar yapılmış, ardından bu dört ayın sonuçları doğrultusunda başarımı yüksek olan 48 model ile yılın diğer sekiz ayı simüle edilmiştir. Bulduğumuz sonuçlar, Ampirik Mod Ayrıştırması türevi olan CEEMDAN yöntemi ile Değişken Mod Ayrıştırma yönetimi (VMD) ile oluşturulan ikili ayrıştırma modelinin, SLOG2 dalgacık aktivasyon fonksiyonu sinir ağı ile oluşturulan hibrit tahmin modelinin yüksek başarımlı tahminler gerçekleştirdiği doğrultusundadır.
Yapısal cevap kontrolü için bir elektromanyetik tahrik sisteminin tasarımı ve uygulanması
Vibration is a major problem in industry from household appliances to aerospace applications including satellite solar panels. Un-controlled vibration can lead to undesirable results such as broken welding joints, loose fixtures, lose of comfort of user. This kind of vibration can be taken under control by using active or passive devices. Passive devices such as dampers and shock absorbers are simple solutions but they cannot adapt themselves to the dynamic response of the system when the system dynamics are subject to a change. Also it is not possible to configure a passive absorber to manipulate the system's steady state final displacement. In contrast to passive devices active vibration suppression systems can adopt the variable system dynamics with the help of feedback control. In addition to this steady state position manipulation can be performed by using this control loop resulting with composite vibration suppression and displacement manipulation system. Vibration can be sensed by measuring displacement, velocity or the acceleration. Measurement of displacement can be done by laser, ultrasonic or contact based instruments. Among these methods laser displacement measurement is the most suitable for the purpose because of its non contact nature does not alter the system dynamics. In this study vibration is suppressed by the help of magnetic field under the control of a closed loop system. The measured displacement values are evaluated by specially designed control electronics and the electromagnet coil is driven by the same board. This makes the system standalone and removes the traditional requirement of PC usage to perform vibration suppression task.
Güneş takip özellikli vakum tüplü parabolik kollektör destekli sera tipi kurutma sistemi tasarımı ve imalatı
Bu tez çalışmasında, güneş takip özellikli, vakum tüplü parabolik kolektörlü, hava destekli sera tipi bir gıda kurutma makinesi geliştirilmiş ve yöresel patlıcan dilimi kurutma işlemi üzerinde uygulanmıştır. Araştırmanın amacı, geleneksel yöntemlerle gerçekleştirilen gıda kurutma süreçlerine göre enerji verimliliğini artırmak, kurutma süresini kısaltmak ve ürün kalitesini koruyarak yöresel gıda değerlerini modern teknolojilerle desteklemektir. Geliştirilen sistemde, güneş enerjisi verimliliği için güneş takip mekanizması kullanılarak gün boyu optimum enerji elde edilmesi hedeflenmiştir. Parabolik kolektör ve vakum tüpleri, yüksek sıcaklık ve düşük enerji kaybı sağlarken; hava destekli kurutma mekanizması nemin etkili bir şekilde uzaklaştırılmasını mümkün kılarak kurutma işlemine destek sağlamıştır. Araştırmada farklı dilim kalınlıkları, şekilleri ve güneş-takipli takipsiz konumlandırma üzerinde deneyler yapılmış, değişken fan hızlarının kurutma sürecine etkileri incelenmiştir. Elde edilen bulgular, güneş takipli ve hava destekli bu sistemin, geleneksel kurutma yöntemlerine kıyasla yaklaşık %30-40 enerji tasarrufu sağladığını ve kurutma süresini önemli ölçüde kısalttığını göstermektedir. Ayrıca, ürünlerin besin değeri ve lezzet kaybı minimuma indirilmiş, daha kaliteli kurutma sonuçları elde edilmiştir. Bu bağlamda, çalışma hem enerji tasarruflu hem de yüksek kalitede kurutma sağlayan yenilikçi bir sistem geliştirilmesine katkı sunmaktadır. Elde edilen bulgular, tarımsal üretimde enerji verimliliğini artırmayı ve kurutma sürecini daha verimli hale getirmeyi hedefleyen araştırmalara ışık tutmaktadır.
Evrişimli sinir ağları ile DNA görüntülerinde hasar tespiti yönteminin geliştirilmesi
İnsan hücreleri, sürekli olarak hem içsel (endojen) hem de dışsal (eksojen) faktörlerin saldırısına maruz kalmaktadır. Bu faktörler, nükleotitlerin kimyasal yapısını değiştirebilir veya DNA'nın fosfodiester omurgasını bozarak DNA hasarına neden olabilirler. Her hücrede, aynı anda binlerce dna hasarı meydana gelir ve bu durum genomun bütünlüğünü tehdit eder. DNA hasarlarının doğru bir şekilde anlaşılması ve sınıflandırılması, genetik, kanser araştırmaları ve toksikoloji gibi alanlarda büyük önem taşımaktadır. DNA hasarının tespitinde yaygın olarak kullanılan yöntemlerden biri, Tek Hücre Jel Elektroforezi olarak da bilinen Kuyruklu Yıldız Testi'dir (Comet Assay). Bu yöntem, tek tek hücrelerdeki DNA hasarını görselleştirmeyi sağlar. Elektroforez uygulandığında, hasarlı DNA çekirdekten çıkarak bir kuyruk oluşturur; bu kuyruk, kuyruklu yıldız benzeri bir şekil alırken, sağlam DNA kompakt kalır. Kuyruğun uzunluğu ve yoğunluğu, DNA hasarının miktarı ile orantılıdır ve bu, DNA parçalanmasının ölçülmesi için hassas ve etkili bir yol sağlar. Teknolojideki ilerlemelerle birlikte, DNA hasarının analizi giderek yapay zekâ (YZ) ve makine öğrenimi (ML) tekniklerini içermeye başlamıştır. Bu teknolojiler, DNA hasarının tespitinde ve sınıflandırılmasında hız ve doğruluğu artırmakla kalmaz, aynı zamanda hasar türlerinin sınıflandırılmasını ve onarım sonuçlarının tahmin edilmesini de kolaylaştırır. YZ ve ML modelleri, DNA görüntülerindeki farklı hasar türlerine özgü desenleri tanımak üzere geniş veri kümeleri üzerinde eğitilebilir. Bu modeller, karmaşık verileri analiz etmek ve yorumlamak için konvolüsyonel sinir ağları (CNN'ler) gibi derin öğrenme mimarilerini kullanır. Bu tez çalışması kapsamında derin öğrenme tabanlı (ESA) yöntemleriyle mikroskopta elde edilmiş DNA görüntülerinin bozulma sınıflandırması amacıyla farklı yöntem ve model çalışmaları önerilmektedir. Tez çalışması kapsamında DNA görüntülerinin etiketleme işleminin gerçekleştirilmesi, etiketlenen DNA görüntülerinin literatürde kullanılan güncel derin öğrenme mimarileri ile sınıflandırma işleminin gerçekleştirilmesi sonuçlarının değerlendirilmesi, sınıflandırma aşamasında en yüksek başarım değerlerine ulaşılan modellerin hiperparametre değerlerinin optimizasyon işlemlerinin gerçekleştirilmesi, geliştirilen optimizasyon değerlerine göre yeniden tüm mimarilerin eğitilmesi ve başarım değerlerinin karşılaştırılması gerçekleştirilmiştir. İkinci aşamada DNA görüntülerinin sınıflandırmasını en iyi şekilde gerçekleştirebilmek için keras kütüphanesinden yardım alınarak hiperparametre optimizasyonu ile en uygun, en yüksek başarımı elde etmek amacıyla modeller oluşturulup, modellerin başarımları karşılaştırılmıştır. 20 katman CNN modeli en yüksek %89 başarım oranına sahip olmuştur. Geliştirilen model, mevcut kullanılan İnsan hücreleri, sürekli olarak hem içsel (endojen) hem de dışsal (eksojen) faktörlerin saldırısına maruz kalmaktadır. Bu faktörler, nükleotitlerin kimyasal yapısını değiştirebilir veya DNA'nın fosfodiester omurgasını bozarak DNA hasarına neden olabilirler. Her hücrede, aynı anda binlerce dna hasarı meydana gelir ve bu durum genomun bütünlüğünü tehdit eder. DNA hasarlarının doğru bir şekilde anlaşılması ve sınıflandırılması, genetik, kanser araştırmaları ve toksikoloji gibi alanlarda büyük önem taşımaktadır. DNA hasarının tespitinde yaygın olarak kullanılan yöntemlerden biri, Tek Hücre Jel Elektroforezi olarak da bilinen Kuyruklu Yıldız Testi'dir (Comet Assay). Bu yöntem, tek tek hücrelerdeki DNA hasarını görselleştirmeyi sağlar. Elektroforez uygulandığında, hasarlı DNA çekirdekten çıkarak bir kuyruk oluşturur; bu kuyruk, kuyruklu yıldız benzeri bir şekil alırken, sağlam DNA kompakt kalır. Kuyruğun uzunluğu ve yoğunluğu, DNA hasarının miktarı ile orantılıdır ve bu, DNA parçalanmasının ölçülmesi için hassas ve etkili bir yol sağlar. Teknolojideki ilerlemelerle birlikte, DNA hasarının analizi giderek yapay zekâ (YZ) ve makine öğrenimi (ML) tekniklerini içermeye başlamıştır. Bu teknolojiler, DNA hasarının tespitinde ve sınıflandırılmasında hız ve doğruluğu artırmakla kalmaz, aynı zamanda hasar türlerinin sınıflandırılmasını ve onarım sonuçlarının tahmin edilmesini de kolaylaştırır. YZ ve ML modelleri, DNA görüntülerindeki farklı hasar türlerine özgü desenleri tanımak üzere geniş veri kümeleri üzerinde eğitilebilir. Bu modeller, karmaşık verileri analiz etmek ve yorumlamak için konvolüsyonel sinir ağları (CNN'ler) gibi derin öğrenme mimarilerini kullanır. Bu tez çalışması kapsamında derin öğrenme tabanlı (ESA) yöntemleriyle mikroskopta elde edilmiş DNA görüntülerinin bozulma sınıflandırması amacıyla farklı yöntem ve model çalışmaları önerilmektedir. Tez çalışması kapsamında DNA görüntülerinin etiketleme işleminin gerçekleştirilmesi, etiketlenen DNA görüntülerinin literatürde kullanılan güncel derin öğrenme mimarileri ile sınıflandırma işleminin gerçekleştirilmesi sonuçlarının değerlendirilmesi, sınıflandırma aşamasında en yüksek başarım değerlerine ulaşılan modellerin hiperparametre değerlerinin optimizasyon işlemlerinin gerçekleştirilmesi, geliştirilen optimizasyon değerlerine göre yeniden tüm mimarilerin eğitilmesi ve başarım değerlerinin karşılaştırılması gerçekleştirilmiştir. İkinci aşamada DNA görüntülerinin sınıflandırmasını en iyi şekilde gerçekleştirebilmek için keras kütüphanesinden yardım alınarak hiperparametre optimizasyonu ile en uygun, en yüksek başarımı elde etmek amacıyla modeller oluşturulup, modellerin başarımları karşılaştırılmıştır. 20 katman CNN modeli en yüksek %89 başarım oranına sahip olmuştur. Geliştirilen model, mevcut kullanılan ESA modellerinin başarım değerine göre daha iyi başarım değeri elde ederken, ESA modellerinin optimizasyonu gerçekleştirildiğinde başarım değerleri daha yüksük seviyeye çıkmaktadır. Geliştirilen model ile nesne tanıma uygulaması gerçekleştirilmiş ve DNA hasar görüntüleri üzerinde otomatik sınıflandırma, aynı zamanda veri setinin arttırılması sağlanarak geliştirilen modelin başarım değeri daha üste seviyeye çıkartılması sağlanmıştır.ESA modellerinin başarım değerine göre daha iyi başarım değeri elde ederken, ESA modellerinin optimizasyonu gerçekleştirildiğinde başarım değerleri daha yüksük seviyeye çıkmaktadır. Geliştirilen model ile nesne tanıma uygulaması gerçekleştirilmiş ve DNA hasar görüntüleri üzerinde otomatik sınıflandırma, aynı zamanda veri setinin arttırılması sağlanarak geliştirilen modelin başarım değeri daha üste seviyeye çıkartılması sağlanmıştır.