495
Archived Theses
0
DOIs Assigned
0%
DOI Rate
Discipline
Kavuz yakıtlı dikey kurutma makinesinin sıcaklık kontrolü
Çeltik, hasat edildikten sonra %20-%25 nem oranına sahiptir. Tahılların güvenli bir şekilde depolanması ve işlenmesi için nem oranlarının %12-%14 aralığına indirilmesi gerekmektedir. 31 ton çeltiği kurutmak geneli %90 kömür yakıtlı, 45.000m³/h debili sıcak hava kullanılarak yapılır ve ısı 700000kCal/kg'lik kazanlar ile sağlanır. Bu çalışma kapsamında çeltik kurutmada kullanılmak kömür kazanı ile eşdeğer, çeltik kabuğu yakıtlı kazan tasarımı yapılmıştır. Giriş ve çıkış birimleri, PLC ile kontrol edilen sistemin termodinamik hesaplamaları yapılmış ve bu veriler elektronik ortamda analiz edilmiştir. Besleme hızı, hava hacmi, sıcaklık kontrolü optimize edilerek, dikey kurutma makinesinin standartlarına uygun çalışma sağlanmıştır. Kavuz yakıtının kömür kazanı ile aynı kurutma performansını gösterebilmesi için gerekli ısıl değerler incelenmiştir. Kabuk kazanı çıkış sıcaklığı 65°C'ye ulaşmayı hedeflenmiştir ve sabit tutulması gerekmektedir. Bu çalışmanın, sürdürülebilir enerji kaynaklarının kullanımını teşvik ederek ekonomik ve çevresel faydalar sağlaması beklenmektedir. Yıl : 2024 Sayfa Sayısı : 99 Anahtar Kelimeler : Dikey Kurutma, Kavuz Yakıtı, Kazan Tasarımı, Kazan Kontrolü
Yapay zeka algoritmaları ile elektrik talep tahmini: Tekirdağ, Çerkezköy örneği
Elektrik, günümüzde endüstride ve birçok alanda kullanılmaktadır. Endüstride elektrik, iş gücüne, üretim sahasının genişliğine ve mevsimsel şartlara bağlı olarak soğutma, ısıtma, aydınlatma, elektronik ve mekanik işlemlerde kullanılmaktadır. Bu tez çalışmasında, Tekirdağ, Çerkezköy bölgesinin vaka analizi, en küçük kareler yöntemi, k-en yakın komşu yöntemi, karar ağacı, destek vektör makinesi ve yapay sinir ağları algoritmaları kullanarak kısa dönem talep tahmini gerçekleştirilmiştir. Bu tez çalışmasında Tekirdağ, Çerkezköy bölgesinin, 1 Ocak 2021- 31 Aralık 2023 dönemine ait saatlik tüketim verileri Trakya Elektrik Perakende Satış A.Ş'den temin edilmiştir. Aynı döneme ait saatlik meteorolojik veriler meteoblue veri tabanından sağlanmıştır. Tahmin çıktılarının grafikler üzerinde anlaşılabilir ve yorumlanabilir olması adına veri seti küçültülmüştür. En küçük kareler ve k-en yakın komşu yöntemi algoritmaları için 1 Mayıs 2021 00.00'dan 4 Mayıs 2021 00.00'a kadar olan 72 saatlik süreçteki değerler veri seti olarak kullanılmıştır. Karar ağacı, destek vektör makinesi ve yapay sinir ağları algoritmaları için 24 Nisan 2021 00.00'dan 4 Mayıs 2021 00.00'a kadar olan 240 saatlik süreçteki değerler veri seti olarak kullanılmıştır. 240 saatlik veri setini %70'i eğitim %30'u test veri seti olarak kullanılmıştır. MATLAB üzerinde elde edilen sonuçlar, ortalama mutlak yüzde hatası, korelasyon katsayısı ve kök ortalama kare hatası hata metriklerine dayalı olarak analiz edilmiştir. Bu işlemler sonunda, çalışmada kullanılan yöntemler başarımlarına göre sıralanmış ve en az hata oranına sahip yöntem belirlenmiştir.
LabVIEW kontrollü hidrostatik direksiyon ünitesi test sistemi
Hidrostatik direksiyon sistemleri, güvenilirlikleri ve verimlilikleri nedeniyle tarım ve endüstriyel makinelerde yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu sistemlerin temel bileşenlerinden biri olan Orbitrol ünitesi, direksiyon simidinden gelen mekanik girdiyi hidrolik harekete dönüştürerek yönlendirme işlevini sağlar. Bu tür bileşenlerin performans doğrulama, kaçak tespiti ve fonksiyonel test gereksinimleri, esnek ve düşük maliyetli test çözümlerinin geliştirilmesini gerekli kılmaktadır. Orbitrol direksiyon kontrol ünitesi, traktör, forklift, yükleyici ve çeşitli ağır hizmet araçlarında yer alan hidrostatik direksiyon sistemlerinin temel elemanıdır. Bu tür bir direksiyon sistemi; Orbitrol ünitesi, direksiyon simidi, çift etkili ve çift yönlü hidrolik silindir, basınç sensörleri, elektriksel ve hidrolik güç besleme modülleri ve destekleyici kontrol elemanlarından oluşur. Direksiyon simidinin döndürülmesiyle birlikte Orbitrol, bu mekanik hareketi orantılı bir hidrolik sinyale dönüştürür ve böylece yönlendirme işlevini gerçekleştiren silindiri çalıştırır. Bu yapı, sürücünün daha az fiziksel eforla aracı yönlendirmesini sağlar. LabVIEW, mühendislik uygulamaları için veri toplama, otomasyon ve gerçek zamanlı sistem kontrolü sağlayan şekil tabanlı bir programlama platformudur. Bu çalışmanın temel amacı, Orbitrol ve benzeri hidrolik bileşenlerin farklı çalışma koşullarında gerçek zamanlı izleme ve değerlendirmesini gerçekleştirebilecek, LabVIEW tabanlı, düşük maliyetli ve taşınabilir bir test sistemi tasarlamak ve uygulamaya almaktır. Önerilen sistem mimarisi; Arduino tabanlı bir veri toplama birimi, basınç dönüştürücüler, çift etkili bir silindir ve hem el pompası hem de elektrik motorunun tahrik ettiği pompa ile çalışabilen çift modlu bir hidrolik güç kaynağını içermektedir. LabVIEW yazılımı, önceden tanımlanmış test protokollerine göre tüm sistem bileşenlerinin senkronize çalışmasını sağlamaktadır. Sistem, basınç tepkisi ve aktüatör davranışı gibi temel parametrelerin gerçek zamanlı görselleştirilmesini, veri kaydını ve analitik değerlendirmesini mümkün kılmaktadır. Geliştirilen test platformu, geleneksel hidrolik test tezgâhlarının yüksek maliyet, alan ihtiyacı ve uzun kurulum süreleri gibi sınırlamalarına çözüm sunmaktadır. Modüler ve taşınabilir yapısı sayesinde yerinde (saha) test uygulamaları için kullanılabilecektir. Her ne kadar sistem öncelikle otomotiv sektörü için tasarlanmış olsa da, havacılık sektöründe yer alan hidrolik bileşenlerin doğrulama ve kaçak testlerinde de kullanılma potansiyeline sahiptir. Ayrıca, sistemin donanım-yazılım entegrasyonu ve mimarisi, gelecekteki test platformlarına ve deneysel düzeneklere temel oluşturacak sağlam bir altyapı sunmaktadır. Sonuç olarak, bu çalışmada sunulan LabVIEW kontrollü test sistemi, Orbitrol üniteleri ve diğer hidrolik ekipmanların testleri için pratik ve ekonomik bir çözüm niteliğindedir. Esnekliği, taşınabilirliği ve açık kaynaklı uyarlanabilirliği sayesinde hem endüstriyel uygulamalarda hem de akademik araştırmalarda etkin bir araç olarak kullanılabilecektir.
Siber fiziksel ve endüstriyel sistemlerde davetsiz misafir saldırılarının anormallik tespiti için yapay zeka ve yumuşak hesaplama yöntemlerinin uygulanması
Siber-fiziksel sistemler ve endüstriyel kontrol sistemlerinin dijitalleşmesi, bu sistemlere yönelik siber tehditlerin karmaşıklığını ve tehlikelerini artırmıştır. Özellikle davetsiz misafir saldırıları, sistemlerin sürekliliği ve güvenliği üzerinde ciddi bir tehdit oluşturmaktadır. Bu tez çalışmasında, siber-fiziksel sistemler ve endüstriyel kontrol sistemlerinde davetsiz misafir saldırılarının anomali tespiti için yapay zeka ve yumuşak hesaplama temelli yöntemlerin performansı sistematik bir şekilde incelenmiştir. Bu amaçla, CIC-ToN-IoT, CSE-CIC-IDS2018 ve Edge-IIoTset gibi güncel ve kapsamlı veri setleri kullanılarak çeşitli makine öğrenmesi, derin öğrenme ve yumuşak hesaplama teknikleri uygulanmıştır. Karar ağaçları, destek vektör makineleri, K-en yakın komşu, lojistik regresyon ve doğrusal diskriminant analizi gibi klasik makine öğrenmesi algoritmaları ile Evrişimli Sinirsel Ağ ve Uzun Kısa Dönemli Bellek gibi derin öğrenme yaklaşımlarının performansı değerlendirilmiştir. Ayrıca, bulanık mantık, Genetik Algoritmalar, Uyarlamalı Nöro-Bulanık Çıkarım Sistemi ve Derin Q Ağı gibi yumuşak hesaplama yöntemleriyle hem bağımsız hem de hibrit modeller geliştirilerek sistem performansı analiz edilmiştir. Elde edilen bulgular, klasik makine öğrenmesi modellerinin genellikle yüksek isabetlilik sunduğunu, ancak derin öğrenme ve yumuşak hesaplama temelli yöntemlerin, özellikle azınlık sınıflarında ve karmaşık veri setlerinde esneklik ve uyarlanabilirlik avantajları sağladığını ortaya koymaktadır. Çalışma, bu yöntemlerin siber-fiziksel ve endüstriyel kontrol sistemlerindeki uygulanabilirliğini göstermeyi ve bu alanda yapılacak ileri düzey araştırmalara katkı sunmayı hedeflemektedir.
Özgül ağırlık farklarına dayalı farklı metal gruplarının geri kazanımı için gravite ayırıcı tasarımı
Bu tez çalışması, "Özgül Ağırlık Farklarına Dayalı Farklı Metal Gruplarının Geri Kazanımı İçin Gravite Ayırıcı Tasarımı" konusunu ele almaktadır. Çalışma, metallerin sürdürülebilir geri kazanımına yönelik önemli bir konuyu incelerken, aynı zamanda atıkların çevresel etkisini azaltmayı hedeflemektedir. Gravite ayırma teknolojisi, yoğunluk farklarını kullanarak farklı malzemeleri ayırmak için kullanılır. Bu çalışma, bu prensibi uygulayarak farklı iki metal grubunun etkili bir şekilde ayrılmasını ve geri kazanılmasını sağlayacak bir gravite ayırıcısı tasarlamaktadır. Tasarlanan ayırıcı hem verimliliği hem de çevresel etkileri optimize etmek için mekanik prensiplerini kullanmaktadır. Tez hem teorik hem de deneysel yöntemleri içerir. İlk olarak, literatürdeki gravite ayırma teknolojileri detaylı olarak incelenmiştir. Ardından, farklı iki metal grubunun etkili bir şekilde ayrılması için özgün bir gravite ayırıcısı tasarlanmıştır. Son olarak, tasarımın uygulanabilirliği ve etkinliği deneysel olarak test edilmiştir. Bu çalışma doğrultusunda karışık bakır ve alüminyum parçalarının saatte bir ton kapasite ile ayrıştırılıp saf granür ham madde olarak işlenmeye gönderil duruma getirilmesi, tamamlanan tasarım doğrultusunda yılda yaklaşık 2000 ton atık halindeki ürün geri kazanılması hedeflenmektedir.
Bükümlü parçaların büküm açısının ölçümüne yönelik görüntü işleme tabanlı sistem geliştirilmesi
Bu tez çalışmasında, bükümlü parçaların büküm açılarının hassas biçimde ölçülmesini sağlayan düşük maliyetli ve görüntü işleme tabanlı taşınabilir bir sistem geliştirilmiştir. Sistem, galvanizli sac, DKP siyah sac ve MDF ahşap gibi malzemelerin büküm açılarını endüstriyel koşullarda doğru şekilde ölçmeyi amaçlamaktadır. Sac işleme endüstrisinde, bükümlü parçaların ölçümü genellikle zaman alıcı olup özel donanım ve uzman personel gerektirmektedir. Standart ölçüm prosedürlerinin eksikliği ve operatöre bağlılık, farklı cihazlar ya da kullanıcılar arasında tutarsızlıklara yol açmakta ve bu durum kalite kontrol maliyetlerini artırmaktadır. Bunun üzerine biri dikey diğeri yatay olmak üzere iki çizgi lazer ve bir webcam temelli görüntü alma düzeneği tasarlanmıştır. Dikey lazer, operatörün büküm hattını kolaylıkla tespit etmesini sağlarken; yatay lazer, görüntü işleme algoritmaları aracılığıyla büküm açısının hassas şekilde hesaplanmasında kullanılmıştır. Ölçüm sistemi, lazer üçgenleme prensibi temel alınarak tasarlanmış ve tersine mühendislik yaklaşımı ile üç boyutlu katı modelleme yapılmıştır. Bükümlü parça üzerine yansıtılan lazer ışığı çizgisi ortamdan ayrıştırılarak ölçülecek parçanın açı değeri hesaplanmıştır. Kamera kalibrasyonu için Zhang tarafından önerilen satranç tahtası yöntemi kullanılmış; ayrıca, ışık şiddetinin mesafeye bağlı değişimini modellemek amacıyla bir eksponansiyel kalibrasyon modeli geliştirilmiştir. Geliştirilen sistem, yaklaşık 45° ile 135° arasındaki büküm açılarına sahip galvanizli sac, DKP siyah sac ve MDF ahşap olmak üzere üç farklı numuneler üzerinde test edilmiştir. Ayrıca kırmızı, mavi ve yeşil olmak üzere üç farklı renkteki lazerin üç farklı numuneler üzerindeki performansları da karşılaştırılmıştır. Kamera parametreleri olan pozlama, kazanç, doygunluk değerleri kullanılan lazerin rengine göre optimize edilmiştir. Yapılan deneyler sonucunda önerilen sistemin ±1° hassasiyetle ölçüm yapabildiği ve kaba montaj sanayisine yönelik endüstriyel standartları karşıladığı tespit edilmiştir.
Döküm kusurlarının tespiti sürecinde görüntü özellik çıkarımı ve makine öğrenmesi kullanımı
Döküm sanayisinde yüzey kusurlarının tespiti, ürün kalitesinin artırılması ve üretim hattındaki hataların erken aşamada belirlenebilmesi açısından büyük önem taşımaktadır. Bu çalışmada, döküm parça görüntüleri üzerinden kusurların otomatik olarak tespit edilebilmesi amacıyla görüntü işleme ve makine öğrenmesi tabanlı bir sınıflandırma sistemi geliştirilmiştir. Kullanılan veri seti, Kaggle platformundan temin edilen ve hatalı-hatasız olarak etiketlenmiş 6625 görüntüden oluşmaktadır (3750 hatalı, 2875 hatasız). Görüntülerin sınıflandırılabilirliğini artırmak amacıyla Histogram of Oriented Gradients (HOG), Local Binary Patterns (LBP), Scale-Invariant Feature Transform (SIFT), Gabor filtreleri, GLCM, Wavelet dönüşümü, renk histogramı, Zernike momentleri, Hu momentleri ve Fourier dönüşümü olmak üzere toplam 10 farklı özellik çıkarım yöntemi uygulanmıştır. Çalışma kapsamında, HOG ve LBP özelliklerinin etkisi beş farklı hücre boyutu (25x25, 50x50, 100x100, 150x150, 300x300) ayrı ayrı değerlendirilmiş, her varyasyon için özgün özellik veri setleri oluşturulmuştur. Özellik vektörlerinin yüksek boyutluluğu nedeniyle, mRMR (minimum Redundancy Maximum Relevance) ve Ki-Kare (Chi-square) gibi özellik seçimi algoritmaları uygulanarak bilgi açısından en anlamlı öznitelikler belirlenmiş ve sınıflandırma modelleri bu daraltılmış veriyle yeniden eğitilmiştir. Model eğitimleri MATLAB Classification Learner aracı kullanılarak gerçekleştirilmiş ve Fine Tree, Fine KNN, Wide Neural Network, Bagged Trees, Gaussian Destek Vektör Makineleri (DVM) ve Binary GLM olmak üzere altı farklı sınıflandırma algoritması ile sonuçlar karşılaştırılmıştır. Elde edilen sonuçlara göre, en yüksek doğruluk oranı %99.7 ile 25x25 hücre boyutunda, özellik seçimi yapılmadan eğitilen Wide Neural Network modeli ile elde edilmiştir. mRMR ve Ki-Kare (χ²) yöntemleriyle yapılan özellik seçimleri, model başarısını belirli oranlarda korurken, özellikle veri boyutunun düşürülmesiyle birlikte eğitim süresinde kayda değer azalma sağlamıştır. Düşük özellikli yapıdaki 300x300 boyutunda ise ayrıca özellik seçimi uygulanmamış, mevcut haliyle yüksek performanslı sonuçlara ulaşılmıştır. Çalışma sonucunda, döküm parçalarının yüzey kusurlarının tespiti için önerilen sistemin hem doğruluk hem de işlem verimliliği açısından endüstriyel uygulamalara entegre edilebilecek nitelikte olduğu görülmüştür.
Alın frezeleme işleminden geçmiş parçaların görüntü işleme yöntemiyle yüzey kalitesinin kontrolü
Bu tez çalışmasında, CNC tezgâhlarında işlenen metal yüzeylerin otomatik kalite kontrolünü gerçekleştirmek amacıyla MATLAB tabanlı bir görüntü işleme ve derin öğrenme sistemi geliştirilmiştir. Önerilen yöntemde, yüzey görüntüleri MobileNetV2 mimarisi üzerine kurulu konvolüsyonel sinir ağı (CNN) ile analiz edilerek kusurlu ve kusursuz bölgeler sınıflandırılmıştır. Kusurlu olarak tanımlanan görüntüler üzerinde, kusurların hassas bir şekilde tespit edilmesi amacıyla üç ayrı maske oluşturulmuştur. Bunlar referans olarak kullanılan manuel kusur maskesi , derin öğrenme modeli tarafından otomatik olarak oluşturulan tahmin maskesi ve analiz bölgesini sınırlayan parça kenar maskesidir. Bu maskeler, uygun görüntü işleme algoritmaları aracılığıyla birleştirilmiş ve sistemin sınıflandırma performansı ile segmentasyon doğruluğu değerlendirilmiştir. Elde edilen sonuçlar, önerilen sistemin \%94,98 doğruluk oranıyla yüksek performans gösterdiğini ortaya koymakta; yüzey kalite kontrol sürecini otomatikleştirerek manuel denetim gereksinimini önemli ölçüde azalttığını göstermektedir. Bu çalışma, MATLAB'ın entegre görüntü işleme ve derin öğrenme araçlarının, endüstriyel kalite kontrol uygulamaları için güvenilir, esnek ve uygulanabilir bir çözüm sunduğunu kanıtlamaktadır.
Derin öğrenme algoritmaları kullanılarak dinamik testlerle sac metal parçalarda çatlak tespiti
Son yıllarda, kalite kontrol ve hassas ölçüm süreçleri, özellikle otomotiv endüstrisinde olmak üzere modern imalat sektörlerinde kritik bir rol oynamaya başlamıştır. Geleneksel denetim süreçleri, büyük ölçüde insan gözetimine dayandığı için öznel yargılar, tutarsızlıklar ve yüksek frekanslı test ortamlarında yetersiz tepki süreleri gibi önemli sınırlılıklar taşımaktadır. Bu tez çalışmasında, dinamik ve tekrarlı yüklemeler altında çalışan sac metal bileşenlerde ortaya çıkan çatlakların erken evrelerde tespit edilebilmesine yönelik derin öğrenme tabanlı bir yöntem geliştirilmiştir. Çatlak oluşmadan önceki, oluşum aşamasındaki (mikro çatlak–erken evre) ve ileri evre hasarlı durumlara ait geniş ve dengeli bir veri seti oluşturulmuştur. Roboflow platformu aracılığıyla etiketlenmiş yüksek çözünürlüklü görüntülerden oluşan kapsamlı bir veri kümesi ile eğitilmiş YOLOv8, Faster R-ESA, Mask R-ESA ve klasik ESA mimarilerini içermektedir. Veriler, hem Kaggle'da yer alan çelik kusuru veri setlerinden hem de sanayi testlerinden elde edilmiştir. Model performansı, Genetik Algoritmalar, Yapay Arı Kolonisi ve Karınca Kolonisi Optimizasyonu gibi hiperparametre ayarlama teknikleri ile iyileştirilmiştir. 220 bar basınçla çalışan hidrolik pistonlar aracılığıyla çevrimsel gerilme koşulları oluşturan özel tasarım bir test düzeneğiyle deneysel doğrulama gerçekleştirilmiştir. Elde edilen bulgular, derin öğrenme algoritmalarının, özellikle kırılma öncesi mikroskopik çatlakların tespitinde, geleneksel eşik tabanlı görüntü işleme yöntemlerine göre çok daha başarılı olduğunu göstermiştir. Bu çalışma, literatürde ilk kez Raspberry Pi Kamera üç tabanlı görüntüleme sistemiyle dinamik test koşullarında gerçek zamanlı çatlak tespitini gerçekleştirmesi bakımından özgündür. Ayrıca, endüstriyel verilerle laboratuvar verilerini birleştiren hibrit veri seti oluşturularak derin öğrenme modellerinin endüstriyel gerçekliğe uyarlanması sağlanmıştır. Ayrıca sadece kusur tanıma teknolojilerine katkı sunmakla kalmayıp, aynı zamanda sanayide şekillendirme süreçlerinin kalite güvencesi açısından ölçeklenebilir ve maliyet açısından etkin bir çözüm ortaya koymaktadır. Bulgular, otomotiv yedek parça alanında daha güvenli ve sürdürülebilir üretim döngülerine katkı sunmayı hedeflemektedir.
İki eksenli güneş izleme panelinin kontrolü
Bu yüksek lisans tezinde, sabit bir panele göre daha yüksek gerilim çıktısı üreten, uygulanabilir bir iki-eksenli güneş takip sisteminin belirlenmesini ve ortaya konulmasını hedeflenmektedir. Buradan yola çıkılarak, uygulanabilir bir güneş takipçisinin tasarlanması için en uygun yöntemin belirlendiği yoğun bir araştırmanın ardından, küçük ölçekli bir güneş paneli, servo motorlar, kontrolör olarak Arduino işlemcisi ve gerilim geribeslemesini kablosuz ileten bir verici kullanılarak iki eksenli bir güneş takipçi gerçekleştirilmiştir.
RF iletişimli mobil robot kolu
Bilgisayarlar insanların uzunca zaman harcayarak yaptıkları işleri saniyeler içerisinde yaparak işlerimizi kolaylaştıran cihazlardır. Robotlar, bilgisayarın gelişimi ile ön plana çıkmaya başlamıştır. Robotlar günümüzde, daha az insan gücü kullanımı, insanların tehlike altına girmemesi, daha az maliyet, daha hızlı ve kaliteli üretim gibi amaçlarla kullanılmaktadır. Bu çalışmada, bir robot koluna mobilite özelliği eklenmiştir. Ardından, rf iletişim ile robot kolu ve mobilite kontrolü yapılmıştır. Robotun tutucusu da belli eksenlerde yere paralel olması sağlanmıştır.
İç aydınlatma kontrolünde programlanabilir denetleyiciler ile kablosuz ağ teknolojisinin incelenmesi
"Akıllı ev" kavramı 1980'lerin başında ortaya çıkmaya başladı. O zamanlar, akıllı evler yalnızca kullanıcı kolaylığı için tasarlanıyordu [1]. Akıllı evler, uzaktan veya merkezi olarak kontrol edilen işlevlere ve akıllı teknolojilere sahiptir. Akıllı evden alınan hizmetler, sırayla elle taşınabilir bir uzaktan kumanda vasıtasıyla, internet veya cep telefonu üzerinden uzaktan izlenebilir ve kontrol edilebilir. Akıllı bir evde, ekipmanın ve işlevselliğin bir kısmı veya tamamıyla kullanıcıların istek ve ihtiyaçları önceliklidir [2]. Bu çalışmada, iç aydınlatma kontrolünde kullanılan PLC'nin avantajlarından, dezavantajlarından, PLC kullanarak kurulan akıllı ev sistemi ile kablosuz ağ teknoloji temelli bir akıllı ev sisteminin karşılaştırılması yapılacaktır. Karşılaştırma yapılırken, kablosuz ağ teknolojisi ile oluşturulan sistemde Z-Wave protokolünün kullanıldığı varsayılmıştır.
388 adet 110 KVA dizel jeneratör grubunda SCADA uygulamaları ve analizi
Günümüz endüstrisinde makinelerin çalışması günlük hayatımızda ve iş hayatımızda büyük rol oynamakta ve hiç şüphesiz elektrik enerjisinin önemi ortaya çıkmaktadır. Elektrik enerjisinin keşfi ve makineleşme ile bu endüstride büyük adımlar atılmış ve bugüne kadar ulaşılmıştır. Hayatın hemen her yerinde ve her safhasında karşılaştığımız elektrik enerjisinin sürekliliği büyük bir önem arz etmektedir. Günlük hayatımızda olası elektrik enerjisi şebeke arızaları sebebi ile her işletme bu durumda mağdur olmamak adına işletmesinde yedek güç sistemleri bulundurmaktadır. Bu sistemler genelde UPS ve dizel jeneratör setleri olmaktadır. Şebeke kaynaklı arızaların önceden önlenebilmesi ve anında tespit edilip arızanın giderilmesi enerjiyi kullanan açısından oldukça önemlidir. Bu önem zaman ve kazanç kaybı yaratabilmektedir. Şebeke kesintileri boyunca devreye giren dizel jeneratör setlerinde de arızalar meydana gelebilir ve bu arıza sebebi ile işletme tamamen enerjisiz kalabilmektedir. Bu durumları önlemek adına bu yüksek lisans çalışmasında dizel jeneratör setlerinde SCADA ile irtibatlandırılarak olası dizel jeneratör arızalarını gerçekleşmeden önlemek, gerçekleşen arızalara en kısa sürede cevap verme konusunda yardımcı olmak hedeflenmiştir. Bu çalışmada çok sayıda dizel jeneratörün enerji parametreleri sürekli izlenebildiğinden sarfiyat kontrol altında tutulmuş, arızalanan jeneratör setlerine zaman kaybetmeden müdahale edilmiş, SCADA sistemi insan hatasını en aza indirgediği gibi az sayıda teknik personel ile kontrol edilmiş ve yönetilmiştir. SCADA sisteminin dizel jeneratör setlerine tamamen entegre olması ile oluşan/oluşabilecek arızaların önlenebildiği, dizel motor ve alternatörün ömrünün ve veriminin artırıldığı düşünülmektedir.
Multi-jenerasyon entegre enerji sistemlerinin termodinamik analizi ve optimizasyonu
Bu tez çalışmasında multi-jenerasyon entegre enerji sistemi tasarlanmıştır. Aynı zamanda bu sistemin termodinamik analizi ve optimizasyonu gerçekleştirilmiştir. Multi-jenerasyon entegre enerji sistemi tasarımı için literatürdeki kojenerasyon, trijenerasyon, multi-jenerasyon enerji sistemleri çalışılmıştır. Bu sistemlerde optimizasyon için seçilen parametrelerin sistem üzerindeki değişimi gözlemlenmiştir. Multi-jenerasyon entegre enerji sisteminin optimizasyonu için parametrelerin seçilmesinde bu çalışmalardan faydalanılmıştır. Termodinamik analiz için bir yazılım programından (Engineering Equation Solver, EES) faydalanılmıştır. Multi-jenerasyon entegre enerji sisteminin optimizasyonunu gerçekleştirmek için termodinamik denklemlerden faydalanılarak sistemin matematiksel modeli oluşturulmuştur. Matematiksel modelden faydalanılarak sistemin verimlilik ve maliyet denklemleri elde edilmiştir. Multi-jenerasyon entegre enerji sisteminin optimizasyonu için optimizasyon teknikleri üzerinde çalışmalar yapılmıştır. Klasik ve modern optimizasyon tekniklerinin sistem için uygunluğu üzerine çalışmalar yapılmıştır. Verimlilik ve maliyet olmak üzere iki amaç fonksiyonunun optimizasyonunu gerçekleştirebilmek için "Multi-objektif Optimizasyon" tekniği sistem için tercih edilmiştir. Multi-objektif optimizasyon bir yazılım programından faydalanılarak "Genetik Algoritma" tabanlı bir algoritma ile geçekleştirilmiştir. Sistem için optimal noktaya karşılık gelen verimlilik ve maliyet denklemlerinin değerleri seçilmiştir.
Gps tabanlı 2-eksen güneş takip sisteminin geliştirilmesi
GPS tabanlı iki eksenli güneş takip sistemi, kullanılan güneş açı formülleri ve GPS desteği ile dünya üzerinde herhangi bir konumda ayar gerektirmeksizin otonom bir şekilde çalışacaktır. Diğer kapalı sistem güneş takip mekanizmalarına göre güneş olsun veya olmasın takip yapabildiği gibi ayrıca GPS ve güneş açı formülleri ile yüksek doğruluk sağladığı için bu takip sistemlerine göre verimi azami seviyede olacaktır. Sistem, güneş takibini GPS modülünden elde ettiği gerçek zamanlı saat ve tarih verileri yardımıyla hesaplanan güneş açı formüllerine göre yapmaktadır. Sistemin bu takibi sırasında geri besleme olarak her eksene bir adet olmak üzere toplamda iki adet enkoder kullanılarak güneş takibinin daha kararlı bir şekilde yapması sağlanmıştır. 2-Eksen güneş takip sisteminin çalışması süresince sensörler vasıtasıyla ortam parametreleri (ışınım, nem, ortam sıcaklığı, su giriş sıcaklığı, su çıkış sıcaklığı) ölçülerek sistemden elde edilen verim değerleri ile bu ortam parametreleri arasındaki bağıntı incelenmiştir. Elde edilen bağıntılar grafikler yardımıyla yorumlanmıştır. Ayrıca sistemde ölçülen enkoder değerleri ile hesaplanan güneş açı formülleri karşılaştırılarak sistemin doğruluk oranı hesaplanmıştır. Sistemin çalışabilmesi için her eksende iki adet toplamda dört adet referans (doğu, batı, yukarı, aşağı) noktasına ihtiyaç duymaktadır. Sistem bu referans noktaları yardımı ile ilk çalışmada veya resetlenme esnasında kendini doğuya döndürerek bu noktayı başlangıç noktası olarak görmektedir. Sistem başlangıç noktasını belirledikten sonra dört dakikalık periyotlar ile çalışmakta ve sistemin kararlılığı eksenlere bağlı olan enkoderlar ile kontrol edilmektedir. Sistem genel yapı olarak yoğunlaştırıcı çanak ve ısıtıcı tüpten oluşmaktadır. Yoğunlaştırıcı çanak, sistem üzerine gelen güneş ışınlarını toplayarak ısıtıcı tüpe odaklamaktadır. Isıtıcı tüp ise çanak üzerinden yoğunlaşarak gelen güneş ışınları yardımıyla içinde devirdaim yapan suyu ısıtmaktadır. 2-Eksen güneş takip sistemi güneşi takibi sırasında kollektör üzerine sabitlenen güneş ışınım sensörü vasıtasıyla bir dakikalık periyotlarda ışınım değerlerini ölçmekte ve datalogger'a kaydetmektedir. Aynı şekilde ısıtıcıya bağlanan termokupllar yardımıyla sistem üzerindeki su giriş ve çıkış sıcaklıkları birer dakikalık periyotlar ile ölçülmektedir. Son olarak ortama ait sıcaklık ve nem değerleri birer dakikalık periyotlar ile ölçülerek datalogger'a kaydedilmektedir.
Akciğer kanserinin tespit edilmesinde derin öğrenme algoritmalarının kullanılması
Türkiye'de yılda 163.500 civarında yeni kanser vakası teşhis edilmektedir. Akciğer kanseri, gelişmiş ülkelerin çoğunda olduğu gibi ülkemizde de kanserden dolayı meydana gelen ölümlerinin başını çekmektedir. Dolayısıyla başarılı ve erken teşhis hayati önem taşımaktadır. Akciğer kanseri BT görüntülerideki kanserli dokuların tanısında kullanılacak olan derin öğrenme metotları ile, akciğer kanseri teşhisinde derin öğrenme alanında çok az sayıda araştırma vardır. Bu sebepten dolayı yapılan çalışmada PET/BT görüntüleri üzerinden akciğer kanseri tümörlü doku tespiti için bir derin öğrenme modeli önerilmiştir. Oluşturulan derin öğrenme modellerinde veri seti olarak iyi ve kötü huylu tümör bulunan 38 farklı hastadan 1968 tane BT görüntüsü kullanılmıştır. Yüksek lisans çalışmasında, akciğer kanserinin teşhisi öncesi sınıflandırma için derin öğrenme modelleri kullanılmıştır. Veri seti önce iyi ve kötü huylu tümör bulunma durumlarına göre etiketlenmiştir. Hastalardan alınan BT görüntülerine görüntü işleme metotlarından histogram eşikleme yöntemi uygulanmıştır. Histogram eşikleme metodu uygulanan veriler iyi ve kötü huylu olarak etiketlenmiş, % 80'i eğitim, % 20'si test olacak şekilde ayrılmıştır. Ayrılan bu veri setine önerilen CNN derin öğrenme modeli uygulandığında doğruluk oranı % 98.48 olarak tespit edilmiştir. Oluşturulan veri setinin DNN derin öğrenme modelindeki doğruluk oranı ise % 93.65 olarak tespit edilmiştir. Literatürdeki diğer çalışmalarla karşılaştırıldığında önerilen derin öğrenme modellerinin daha yüksek doğruluk oranına sahip olduğu görülmüştür.
Silindirik parabolik güneş toplayıcılarının takip sistemlerinin iyileştirilmesi
Dünya üzerinde yaşayan insan nüfusunun tahminlerin ötesinde bir ivme ile artmaktadır. Nüfus artışı sebebiyle artarak devam eden enerji ihtiyacı sebebiyle insanoğlu enerji elde etmek için kullanılmakta olan kaynaklara ek olarak alternatif enerji kaynakları aramaya başlamıştır. Dünya üzerindeki askeri, ekonomik ve siyasi faaliyetlerin büyük bir çoğunluğunu oluşturan sorunların temel taşı olan enerji kaynağı sorunu tüm insanlığı tehdit etmektedir. İnsanoğlu, kısa bir süre öncesine kadar enerji kaynağı olarak sadece fosil (konvansiyonel) yakıtları kullanmaktaydı. Petrol, kömür doğalgaz vb. gibi enerji kaynağı olarak kullanılan yakıtlar, kaynak olma konusunda alternatif olmalarına karşın beraberinde birçok problemi ortaya çıkarmaktadır. Bu problemler içerisinde başı çekenler çevre kirliliği, küresel ısınma ve küresel ısınmaya bağlı olarak iklim değişikliğidir. Fosil yakıtların kullanımına bağlı olarak çevre kirliliği sebebiyle bugün pek çok insan çeşitli hastalıklardan dolayı hayatını kaybetmektedir. Yine küresel ısınma sebebiyle oluşan iklim değişikliği ile doğal yaşam formları ciddi şekilde bozulmaya başlamış, bazı canlı türlerine ait yaşam alanları tahrip olduğundan dolayı soyları tükenme tehlikesine girmiş veya tükenmiştir. Tüm bu olaylar, bütün insanlığın ortak mirası olan dünyamıza zarar vermekte, dolayısıyla üzerinde yaşayan tüm canlı yaşamını tehlikeye sokmaktadır. Bu tez çalışmasında, samanyolu galaksisi içerisindeki en büyük enerji kaynağı olarak kabul ettiğimiz güneşten daha yüksek verimli enerji elde etmek için kullanılan yoğunlaştırıcı sistemler (güneş toplayıcılar) üzerinde uygulanabilen güneş takip sistemleri üzerine çalışılmıştır. Çalışmamda güneş takip sistemlerinin birbirlerine göre avantaj ve dezavantajlarını belirleyebilmek için dört hücreli parabolik güneş toplayıcısının mekanik tasarımı, imalatı ve sıhhi tesisatı yapıldıktan sonra iki farklı kontrolörü karşılaştırmak için hücreler ikişerli olarak güneşi takip edecek şekilde dizayn edilmiş, böylelikle iki sistem ile özdeş olarak deney çalışmaları yapılmıştır. Güneş takip sistemlerinden ilkinde "GPS" üzerinden alınan küresel koordinatlar (enlem ve boylam açısı), tarih ve saat bilgileri "Arduino UNO" mikrodenetleyicisi ile güneş hareket ekseni geometrisinin matematiksel formülleri hesaplanarak hücrelerin güneşi takip etmesi sağlanmıştır. Diğer güneş takip sisteminde ise "Waijung Blokseti" kullanarak "Matlab/Simulink" ortamında hazırlanan "Bulanık Mantık Kontrolörü" ile güneş takip sistemi tasarlanarak "STM32F4 Discovery" mikrodenetleyicisi ile hücrelerin güneşi takip etmesi sağlanmıştır. Her türlü hava şartlarında (tam güneşli, parçalı bulutlu, bulutlu hava) yapılan deneylerin sonucunda hücrelerin su ısıtma gücü karşılaştırılmış ve "Bulanık Mantık Kontrolörü" tabanlı güneş takip sisteminin "GPS" tabanlı güneş takip sistemine göre avantajlı olduğu deney sonuçlarına göre değerlendirilmiştir.
Üç serbestlik dereceli endüstriyel robot kolun tasarlanması ve FDM yöntemi ile imalatı
Robotik sistemler, endüstriyel üretim, kaynak, boyama, montaj ve taşımacılık gibi birçok farklı alanda sıklıkla kullanılmaktadır. Endüstriyel kullanımlarına ek olarak sağlık, eğitim ve uzay teknolojileri gibi birçok farklı alanda da kendine yer bulmaya devam etmektedir. 3 boyutlu yazdırma adıyla da bilinen eklemeli imalat yapabilen cihazlar açık kaynak olmaları sayesinde günden güne ucuzlamakta ve yaygınlaşmaktadır. Böylece öğrenciler ve konuya ilgi duyanlar tarafından kolayca temin edebilmektedir. Bu tez çalışmasında robotik ve eklemeli imalat başlıkları bir araya getirilmiş, 3 serbestlik derecesine sahip bir robot kolun CAD tasarımı yapılmış, kinematik ve ters kinematik analizleri hesaplanmış, eklemeli imalat yöntemiyle inşası gerçekleştirilmiş son olarak da dahili ve harici kontrol yazılımları hazırlanmıştır. Öğrenciler ve robotik alanında kendini geliştirmek isteyenler için düşük maliyetli bir robot kol tasarımı gerçekleştirilmiştir. Anahtar Kelimeler: Eklemeli imalat, FDM, Robotik, Kinematik, Ters Kinematik, 3D Yazdırma
Termokimyasal hidrojen üretim entegre sistemlerinin termodinamik analizi
Bu tez çalışmasında iki farklı multijenerasyon sistem önerilmiş ve termokimyasal analizleri yapılmıştır. İlk sistem Kalina, magnezyum-klor, tek etkili absorpsiyonlu soğutma ve Organik Rankin Çevrimleri ile hidrojen sıvılaştırma alt sisteminden oluşmaktadır. Parabolik çanak kollektörle ısıtılan çalışma sıvısının enerjisi önce Organik Rankin Çevrimi'ne aktarılır ve burada güç üretimi gerçekleştirilir. Sonra magnezyum-klor termokimyasal çevrimine enerji sağlanarak H2 ve O2 üretilir. H2 sıvılaştırılarak depolanır. Atık ısı Kalina çevrimine gönderilerek güç ve evsel kullanım için sıcak su üretilir. Son olarak atık ısı tek etkili absorpsiyonlu soğutma çevrimine gönderilerek soğutma işlemi yapılır ve tekrar kullanılmak üzere soğuk depolama tankına gönderilir. Yapılan termodinamik analizlere göre birleşik sistemin enerji ve ekserji verimlilikleri sırasıyla %54,17 ve %50,46 olarak hesaplanmıştır. İkinci sistem ise, biyokütle gazlaştırma, Brayton, bakır-klor, Organik Rankin ve Kalina çevrimleriyle, kademeli soğutma, kurutma ve hidrojen sıvılaştırma alt sistemlerinden oluşmaktadır. Brayton çevriminde biyogaz yakılarak güç üretilir. Egzoz gazıyla önce bakır-klor döngüsüne ısı transfer edilerek burada O2 ve H2 üretimi gerçekleştirilir. H2 sıvılaştırılarak depolanırken bir yandan da güç üretilir. Atık ısı sırasıyla Organik Rankin ve Kalina çevrimlerine gönderilerek tekrar güç üretilir. Sonra kademeli soğutma sisteminde soğutma işlemi için kullanılır. Son olarak kurutma işleminde kullanılır. Sistemin enerji ve ekserji verimliliği sırasıyla %56,71 ve %53,59'dur. Hesaplamalar EES (Engineering Equation Solver) programı kullanılarak yapılmıştır. Anahtar Kelimeler: Magnezyum-klor çevrimi, bakır-klor çevrimi, biyokütle gazlaştırma, güneş enerjisi, termokimyasal çevrim, hidrojen üretimi
Zeytin yaprağındaki hastalıkların derin öğrenme teknikleri kullanılarak sınıflandırılması
Konvolüsyonel sinir ağı modellerinin bitki yaprak görüntüleri üzerinde hastalık ve zararlıların tanı ve teşhisi konusunda oldukça başarılı olduğu bilinmektedir. Bu tez çalışmasında zeytin bitkisine ait 3 farklı yaprak türü konvolüsyonel sinir ağı modeli ile sınıflandırılmıştır. Veri seti 3400 adet zeytin yaprak görüntüsünden oluşmaktadır. Halkalı leke hastalığı, zeytin yaprak pasakarı zararlısı ve sağlıklı yaprakların oluşturduğu 3 farklı sınıf bulunmaktadır. Farklı optimizasyon algoritmaları ve iterasyon sayılarının sınıflandırma başarısına etkisi, Konvolüsyonel Sinir Ağları (CNN) yardımı ile gözlemlenmiştir. Tez çalışmasında kullanılan CNN modelleri Google Colab bulut servisinde yer alan Tesla GPU'lar ile eğitilmiştir. Anaconda (Spyder) IDE platformunda python programlama dili ile yazılmıştır. Eğitilen modelin web uygulaması Flask kütüphanesi yardımıyla oluşturulmuştur. Tez çalışmasında önerilen CNN modeli 100 iterasyon üzerinden Adamoptimizasyon algoritması ile %84 doğruluk oranı elde etmiştir. Transfer öğrenme yöntemi kullanılarak, VGG16 ve VGG19 gibi gelişmiş CNN modelleri oluşturulan veri seti ile eğitilmiştir. Karşılaştırmalı deney sonuçlarına göre %88 doğruluk oranı ile VGG16 modeli en iyi sonucu vermiştir. Tez çalışmasında önerilen CNN modeline, Keras kütüphanesi ImageDataGenarator sınıfı ile veri arttırım işlemi uygulanmıştır. Veri arttırım yöntemi uygulanan bu model Adam optimizasyon algoritması kullanılarak 100 iterasyonda eğitilmiştir. Veri arttırım işleminin sonucunda önerilen CNN modeli %94 doğruluk oranı ile en iyi sınıflandırma başarısını elde etmiştir.
Trafik işaretlerinin derin öğrenme ile tespiti ve anlamlandırılması
Günümüzde sağlık, askeri, ekonomi ve üretim endüstrisi başta olmak üzere pek çok alanda kullanılan derin öğrenme uygulamaları yapay zekânın önemli bir alanını oluşturmaktadır. Otonom araç teknolojilerinin gelişiminde önemli bir payı bulunan nesne sınıflandırma ve nesne tanıma uygulamaları derin öğrenme çalışmalarının odak noktasını oluşturmaktadır. Hem araçlar hem de yayalar için güvenli sürüş noktasında derin öğrenme modellerine dayanan uygulamaların başarılı performanslar gösterdiği son yapılan çalışmalarda daha net olarak görülmektedir. Otonom sistemlerin güvenli sürüş için trafik işaretlerini yüksek doğruluk değerleri ile tanıması büyük önem taşımaktadır. Özellikle yaya geçidi, okul bölgesi, şehir içi hız limitleri en kritik trafik işaretleri arasında sayılabilir. Bu tez çalışmasında kendi imkânlarımızla elde ettiğimiz trafik işaretlerinden oluşan veri seti kullanılarak önemli nesne tanıma mimarilerinden olan faster R-CNN ile eğitimler gerçekleştirilmiştir. Çalışma neticesinde ortaya konan donanımsal modül sayesinde aracın sürücüsünü sesli ikazlar ile uyaran bir sistem geliştirilmiştir. Geliştirilen donanımsal modül hız limitlerinin yanı sıra yaya geçidi ve okul bölgesi gibi trafik işaretçilerini tespit ederek gerçek zamanlı olarak sürücüyü uyarabilmektedir. Ayrıca geliştirilen yazılım için Python dili kullanılırken, veri seti eğitimleri Tensorflow kütüphanesi kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Çalışmanın otonom araç uygulamalarında trafik işaretlerinin tanınması noktasında bir katkı sağlayacağı düşünülmektedir.
Vermikompost üretiminde kırmızı kaliforniya solucan yumurtalarının derin öğrenme teknikleri ile komposttan ayrılarak üretime geri kazandırılması
Günümüzde birçok alanda etkili bir şekilde kullanılmakta olan derin öğrenme teknikleri her geçen gün daha da çok önem arz edecek ve tarım sektöründeki dijital dönüşüme önemli ölçüde katkı sağlayarak üreticilerin rekabet gücünü arttıracaktır. Bu tez çalışmasında SSD mimarisi kullanılarak oluşturulan CNN modeli ile tespit edilen solucan yumurtaları komposttan ayrılarak üretime geri kazandırılmıştır. Veri seti 3809 solucan yumurtası içeren 1000 adet kompost görüntüsünden ve solucan yumurtalarını temsilen "cocoon" olarak adlandırılmış tek sınıftan oluşmaktadır. VGG16 üzerinden öğrenme aktarımı yapılarak kullanılan SSD mimarisinde farklı adım sayılarının nesne tespitine olan başarısı gözlemlenmiştir. Tez çalışmasında kullanılan CNN modeli Anaconda Spyder IDE platformunda Python programlama dili ile yazılmış ve GeForce RTX 2080 GPU ile eğitilmiştir. Tez çalışmasında önerilen SSD modeli ile oluşturulan ağın eğitimi veri setinde yer alan 1000 adet görüntü ve 1e-5 öğrenme oranı ile veri arttırımı ve öğrenme aktarımı yapılarak 1000 adımda yapılmıştır. Yapılan eğitim sonucunda kayıp değeri 800'üncü adımda 2.527'e, 1000'inci adımda ise 2.494'e kadar inmiş ve bu noktadan sonra yakınsak değerlerle yatay bir seyir izlemiştir. Tek sınıftan oluşan modelin AP değeri 1000'inci adımdada %84.9 değerine kadar çıkarak en iyi sonuç elde edilmiştir.
Fikstür ve aparatların yazılım otomasyonunun talaşlı imalat yapan bir firmada uygulaması
Seri üretim yapan talaşlı imalat fabrikalarında zamanı etkili ve verimli kullanmak çok önemli bir yere sahiptir. Üretimi yapılan parçaların imalinden lojistiğine kadar olan süreçteki verimsizliklerin ortadan kaldırılması durumunda, zaman etkili ve israf edilmeden kullanılmış olacaktır. Böylece müşterinin ihtiyaçlarına en kısa sürede yanıt verilmiş olacak, birim sürede gerçekleştirilen iş miktarı artacak ve günümüzde eksikliği hissedilen kalifiye personel ihtiyacının sağlanması için personellere eğitim verilecek, pratik yaptırılacak zaman dilimleri ortaya çıkacaktır. Talaşlı imalat esnasında kullanılan ekipmanların doğru yerde doğru şekilde konumlanmış olması; bunları kullanacak personelin konumlu yerlerinden doğru şekilde alıp işini tamamladığında doğru şekilde bırakması, bir sonraki kullanımda zaman kaybı yaşanmaması adına çok önemlidir. Gerek personelin eğitim eksikliği, gerekse de iş aciliyetinden dolayı yardımcı ekipmanların konumlu yerlerinden başka yerlere bırakılması, ihtiyaç durumunda bu yardımcı ekipmanların geç bulunmasına ya da bulunamamasına sebep olmakla birlikte bunların aranması esnasında fabrika içerisinde iş sağlığı güvenliği açısından da bir risk meydana gelmektedir. Bu çalışmada, Eskişehir ilinde havacılık sektörüne talaşlı imalat alanında hizmet veren bir firmada imalat esnasında kullanılan fikstür ve yardımcı ekipmanların takibinin bir otomasyon sistemi aracılığıyla kontrolü ele alınmıştır. Kullanılan bu yazılım sistemiyle elde edilen verim artışı hesaplanmış, ekipmanların izlenebilirliği sağlanarak ve firma genelinde kare kodlar aracılığıyla yapılacak uygulamalara zemin hazırlanmıştır.
Derin öğrenmeye dayalı insansız hava araçlarına özgü dost-düşman tanımlama sistemi için örnek bir uygulama
İnsansız hava aracı (İHA) sistemleri günümüzde insan aklının ve hayal gücünün sınırlarını zorlayacak şekilde, birçok farklı alanda var olan farklı problem sahalarının çözümünde sıklıkla kullanılmaktadır. Bu nedenle İHA sistemlerinin sunduğu kolaylık ve hizmetlerden günlük hayatımızda ve birçok sektörün işlem süreçlerinde faydalanılmaya başlanmıştır. İHA sistemlerinin sıklıkla kullanıldığı alanların başında, sistemin tarihsel köken ve gelişim süreciyle de uyumlu olarak, güvenlik sektörü gelmektedir. Şüphesiz her teknolojik yenilikte olduğu gibi İHA sistemlerinin de insanlığın yararına kullanımının artmasıyla paralel olarak illegal ve insanlığın aleyhine kullanımında da artış ve çeşitlenme yaşanmaktadır. İHA sistemlerinin alternatiflerine nazaran daha ucuz, risksiz ve maliyet-etkin çözümler sunması nedeniyle terör örgütleri tarafından illegal ve insan güvenliğini tehdit edecek şekilde kullanım sıklık ve çeşitliliğinde küresel ölçekte büyük bir artış yaşanmaktadır. Günümüze kadar devletlerin egemenliğinde olan ve terör örgütlerinin çok da varlık gösteremedikleri hava sahalarının artık terör örgütleri tarafından da kullanıldığı ve stratejik avantajlarından yararlanılmaya başlandığını söylemek çok da abartılı olmayacaktır. Devletlerin hava tehditlerini önlemeye yönelik sahip oldukları ve geliştirmeye devam ettikleri son derece karmaşık ve pahalı tespit, teşhis, ihbar ve önleme sistemlerine rağmen terör örgütlerinin basit ve ucuz İHA sistemleri ile saldırılar düzenlemeye devam edebilmeleri de bu tespiti doğrulamaktadır. Açıklanan problemin çözümü için yine İHA tabanlı bir yöntem geliştirilebileceği varsayımından hareketle tez çalışmasında belirli genişlikteki bir hava sahasında kontrol, gözetleme ve emniyet uçuşu icra edebilecek, uçuş esnasında düşman sistemleri algılayabilecek ve onlara yazılımsal olarak kilitlenebilecek otonom bir sistem geliştirilmeye çalışılmıştır.
Gıda amaçlı kullanılan endüstriyel dolum ünitelerinin son tüketici kullanımına uyarlanması: Biyonik mutfak
Endüstriyel üretim için kullanılan sıvı dolum tesisleri gıda, boya, kimya ve ilaç sanayi gibi üretim tesislerinde bulunmaktadır. İnsanlar gittikleri alanlarda (alışveriş merkezleri - restoranlar - kafe ve bistrolar - eğlence ve oyun alanları), ihtiyacı olan yiyecek ve içecekleri temin etmek istemektedir. Bu özel alanlarda endüstriyel üretim tesislerinin bulunması tasarım, boyut ve ekonomik olarak mümkün değildir. İnsanların ihtiyaçlarını kısa sürede üretme ve üretilen üründeki kalite ve standartları yükseltmek için endüstride kullanılan sıvı dolum ünitelerinin sosyal alanlarda kullanımına uygun hale getirilmesi hedeflenmiştir. Yapılan çalışmada bir prototip sistem geliştirilmiş ve kontrolü için PLC kullanılmıştır. Ayrıca sistem içerisinden veri toplama, bilgi sağlama ve müdahale için kullanılan SCADA sistemi, bir HMI paneli üzerinden takip ve kontrol edilmektedir. Prototip sıvı dolum sisteminde HMI ekranından kullanıcı tarafından seçilen ürün ve ağırlıklarına göre bardaklara dolum gerçekleştirilmiştir. Dolum için kullanılan dört meyve sıvısı bulunmakta ve dördüncü meyve sıvısı katı meyvenin otomatik sıkılması ile elde edilmektedir. Kullanıcının girmiş olduğu dolum miktarına göre bardak deposundan bardaklar çıkarılarak sıvı dolum prosesine getirilir. Sıvı dolumu prosesinde işlemler ağırlık sensör bilgilerinin gerçek zamanlı kontrolü ile gerçekleştirilmiştir. Sıvı dolum prosesinin ardından bardakların kapakları takılır. Üretilen ürün özelliklerini ve logoyu taşıyan bir etiket basılması için bardak etiketleme prosesine gelir. Etiketleme prosesinin gerçekleşmesinden sonra üretilen ürün çıkışa aktarılarak işlemler tamamlanmış olur. Endüstriyel sıvı dolum ünitelerinin önemli özelliklerini barındıran, kullanılacağı özel sektördeki dezavantajlarını ortadan kaldıran bir yapıda tasarlanan özel sıvı dolum üniteleri insanların kişisel isteklerinin hızlı, kaliteli ve istenilen özellikte gerçekleştirilmesi sağlanmıştır. Ayrıca çalışmanın özel sektöre uygulamasında makineleşme ile birlikte işletme giderleri önemli ölçüde azalacaktır.
3 eksenli bir robot kolun kontrol metotların incelenmesi ve verimlilik analizi
Bu tezin amacı, 3 serbestlik dereceli PRR(Prizmatik Revolute Revolute) Scara robot kolun sanal ortamda P, PI, PD ve PID denetleyiciler kullanarak, Scara robot kolun verdiği cevapları referans girişi ile mukayese ederek sistemin verimliliğini incelemektir. 20 ve 21.yüzyıldan itibaren gelişen ve gelişmekte olan dünya ülkeleri, savunma teknolojisi ve endüstriyel sanayi teknolojilerinde yaşanan gelişmeler; düşük maliyet, yüksek kalite ve kısa sürede gerçekleştiren üretimin sorunsuz şekilde imalatının sağlanmasını görev ve vizyon edinmişlerdir. Bu sebeple üretimin hatasız ve kısa zamanda sorunsuz şekilde gerçekleştirilmesi için birçok sanayi kuruluşu insan gücü yerine makine gücünü tercih etmektedir. Günümüzde yaşanan hızlı teknolojik gelişmeler sayesinde sanayideki birçok kuruluşun uygulamalarında kullanılan robotlar ve robot kollar ağır yük altında çalışma, sürekli çalışma ve düşük hata gibi özelliklerinden faydalanılarak birçok endüstriyel sanayide, robotlardan ve robot kollardan verim alınmaktadır. Endüstride yaygın olarak kullanılmaya başlayan robotlar, kullanıldığı alanlara göre farklılık göstermektedir. Robot kollar, kesimden kaynağa, montajdan boyamaya kadar birçok alanda faaliyet göstermektedir. Robotların çalışma ömürleri de çalıştığı ortam şartlarına göre değişmektedir. Bundan dolayı robotların çalışma ortamının sıcaklığı, konumu ve çalışma uzayı robotun verimliliğini etkilemektedir. Bu tez çalışması simülasyon ile gerçekleştirilmiştir. 3 Eksenli robot kolun kinematik hesaplamaları gerçekleştirilerek, robotun çalışma uzayı, konumu hesaplanarak Matlab'ta çözülmüştür. Bu tez çalışmasında 3 eksenli robot kolun kontrol yöntemlerinde verimlilik üzerine bir karşılaştırma yapılmıştır. Literatürde bu konuda çalışma yapılmamış olması dikkate alındığında, optimum çözümün gerekliliği ve kolay sonuca ulaşma gerekliliği düşünüldüğünde, yapılacak olan tez çalışmasının katkı sağlaması amacıyla yazılmış ve bundan sonra ilgili konuda çalışma yapacaklara referans teşkil etmesi amaçlanmıştır.
Derin öğrenme yöntemleri kullanılarak konik ışınlı bilgisayarlı tomografi görüntülerinden diş ve çene kemiğinin tespiti
Günümüzde teknolojinin hızla gelişmesi ile birlikte sağlık sektöründe bilgisayar tabanlı çözümlerde hızla gelişmektedir. Özellikle dental tedavilerde tedavisi öncesi dikkatli ve ayrıntılı tedavi planlamasının yapılması oldukça önemlidir. Bu nedenle dental tedavilerde konik ışınlı bilgisayarlı tomografi cihazlarından elde edilen görüntülerin analizi oldukça önemlidir. Çalışmada konik ışınlı bilgisayarlı tomografi görüntülerini U-Net, DeepLab V3+ ve YOLO V3 derin öğrenme mimarileri kullanılarak diş ve çene kemiği yapısını otomatik olarak tespit eden örnek bir yazılım geliştirilmiştir. Kullanılan üç farklı derin öğrenme mimarilerin eğitimlerinden elde edilen sonuçlar zar benzerlik katsayısı performans değerlendirme ölçütüne göre değerlendirilmiştir. Kullanılan üç derin öğrenme mimarisinden U-Net derin öğrenme modeli, 0.001 öğrenme oranı, 70 tekrar eğitim sayısı ve her eğitimde alınan veri boyutu 16 olarak alınıp eğitim gerçekleştirildiğinde model zar benzerlik katsayısına göre 0.9289 doğruluk oranı ile diş ve çene kemiği tespiti gerçekleştirilmiştir.
Jeotermal enerji destekli güç üretim santralinin termodinamik analizi
Nüfus artışı, sanayileşme ve teknolojik gelişmeler gibi faktörlerin bir sonucu olarak enerji talebi artmakta ve bu nedenle artan bu enerji talebini karşılamak için fosil yakıtlar yaygın olarak kullanılmaktadır. Fakat fosil yakıtların yakılması sonucunda küresel ısınma gibi ciddi çevre sorunlarının ortaya çıktığı bilinmektedir. Fosil yakıtlar yerine yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımı çevre sorunlarıyla mücadelede ve sürdürülebilir bir gelecek için vazgeçilmez olacaktır. Bu tez çalışmasının amacı, gerçek bir jeotermal enerji destekli kombine flaş-ikili güç üretim santralinin termodinamik performans analizinin kapsamlı bir şekilde incelenmesi ve jeotermal enerjinin çoklu üretim sistemlerindeki öneminin vurgulanmasıdır. Önerilen sistem ayrıştırıcı, buhar yoğuşturucu, buhar türbini, üç adet hava soğutmalı kondenser, iki adet evaporatör, iki adet yüksek basınç ısı değiştiricisi, iki adet alçak basınç ısı değiştiricisi, iki adet pompa, yüksek basınç türbini ve alçak basınç türbininden meydana gelmektedir. Alt sistem ORC'lerde, iş akışkanı olarak nbütan ile çalışılmıştır ve farklı çevrim akışkanlarıyla karşılaştırılmıştır. Engineering Equation Solver (EES) yazılım programıyla gerçek veriler eşliğinde termodinamik analizler yapılmıştır. Jeotermal giriş sıcaklığı, jeotermal kütle akış debisi, türbinlerin izentropik verim değişimleri, çevre sıcaklığı ve evaporatörlerin sıkışma (pinch) noktası sıcaklığı gibi sistem performansını etkileyen parametrelerin tüm sistemin enerji ve ekserji verimliliği ve ekserji yıkım miktarı üzerine etkisi detaylı bir şekilde incelenerek parametrik bir çalışma yapılmıştır. Ayrıca, önerilen sistemin bileşenlerinde meydana gelen ekserji yıkım miktarları kapsamlı bir şekilde hesaplanmıştır. Yapılan termodinamik analizlerden elde edilen sonuçlara göre, tüm sistemin enerji, ekserji verimlilikleri ve net güç üretimi sırasıyla %10.33, %39.03 ve 28 024 kW olarak hesaplanmıştır. En yüksek ekserji yıkım miktarı ise ısı değiştirici-2'de meydana gelmiştir.
Stereolitografi yöntemi ile kişiye özel dental rehber plağın imalatı ve boyutsal doğruluğunun yapay sinir ağları ile değerlendirilmesi
Dental rehber tasarımları yapılmadan önce, dikkatli ve ayrıntılı bir tedavi planlamasının yapılması, başarılı ve uzun ömürlü bir tedavinin sağlanması açısından oldukça önemlidir. Dental rehberlerin tedavi planlamasına yardımcı olan bütün ürün ve süreçler değerlendirildiğinde, hayatın birçok farklı alanında olduğu gibi teknoloji ve yazılım destekli çözümlerin dental alandaki uygulamalarda da kullanımı oldukça artmaktadır. Çalışmada tedavi planlamasının ilk aşaması olan dental Konik Işınlı Bilgisayarlı Tomografi (KIBT) görüntü verilerinin görüntü bozuklukların giderilmesi, kemik ve doku sınırlarının belirlenmesi ve 3 boyutlu (3B) anatomik modelin elde edilmesi sağlanmıştır. Elde edilen sonuçlar doğrultusunda üç (3) farklı dental rehber tasarımı gerçekleştirilmiştir. Dental rehber tasarımları ve mandibula modeli Stereolitografi (SLA) 3B yazıcı ile üretilmiştir. Üretilen modelden 3B tarayıcı kullanılarak veriler elde edilmiştir. Elde edilen mandibula ve dental rehber modeller arasında üç boyutlu çakıştırma yapılarak boyutsal hata değerleri elde edilmiştir. Elde edilen boyutsal hata verileri açık kaynak kodlu Jamovi 2.0.0 istatistiki yazılım programı kullanılarak dental rehberlerin arasında istatiksel olarak karşılaştırma yapılarak mandibulaya en iyi yerleşen dental rehber modeli belirlenmiştir. Çakıştırma işlemi sonucunda elde edilen koordinatlara göre boyutsal açıklık değerleri kullanılarak yapay zeka tekniklerinden Yapay Sinir Ağ (YSA) modelleri tasarlanmıştır. YSA modellerinde kayıp fonksiyonu "binary cross entropy" ve optimizasyon fonksiyonu "adam" olarak kullanılmıştır. Ayrıca yapay sinir ağının gizli katmanında "relu" ve çıkış katmanında "sigmoid" aktivasyon fonksiyonları kullanılmıştır. Toplamda 10 adet YSA model tasarımı gerçekleştirilmiştir. Gerçekleştirilen YSA modellerinde 1. katman nöron sayısı 8, 2. katman nöron sayısı 6 , epoch sayısı 100 ve batch boyutu 10 olarak belirlenen model % 99 doğruluk sonucunu vermiştir.
Multi-jenerasyon için jeotermal enerji temelli entegre sistemlerin termodinamik analizi
Bu çalışmada elektrik, kurutma, sera ısıtma, ısıtma, soğutma, temiz su, sıcak su ve hidrojen üretimi için entegre bir jeotermal enerji sistemi tasarlanmıştır. Tasarımda Kalina Çevrimi, Rankine Çevrimi, kurutma tesisi, temiz su üretim tesisi, sera ısıtma sistemi ve hidrojen üretim tesisi birbirine entegre edilmiştir. Kütle denge denklemleri, enerji denge denklemleri, entropi denge denklemleri ve ekserji denge denklemleri sistemde kullanılan her eleman, her bir alt sistem ve tüm sistem için ayrı ayrı belirtilmiştir. Yapılan analizde sistemin enerji ve ekserji denklemleri sırasıyla %59.53 ve %53.17 olarak bulunmuştur. Sistemde en büyük ekserji yıkımı 7856 kW ile hidrojen üretim tesisinde gerçekleşmiştir. Sistemde elektrik, kurutma, sera ısıtma, ısıtma, soğutma, temiz su, sıcak su ve hidrojen üretimi sırasıyla 1951.4 kW, 2209 kW, 6176 kW, 11805 kW, 1709 kW, 12.33 kg/s, 4130 kW ve 0.015 kg/s olarak bulunmuştur. Çevre sıcaklığı, jeotermal su debisi, jeotermal su sıcaklığı ve buhar jeneratörü temas noktası sıcaklığı parametreleri analiz edilerek sistemin enerji verimi, ekserji verimi, faydalı çıktılar ve ekserji yıkımı üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Çevre sıcaklığı, jeotermal su debisi, jeotermal su sıcaklığı değerlerinin artışı sistem performansına olumlu yönde etki ederken buhar jeneratörü temas noktası sıcaklığının artışının sisteme olumsuz yönde etki ettiği gözlemlenmiştir.
Seralardaki zararlıların derin öğrenmeye dayalı tekniklerle tespiti ve popülasyon tahmini
Örtü altı yetiştiricilik (sera); Türkiye'de, özellikle de Akdeniz ve Ege Bölgesi'nde önemli bir faaliyet alanına sahiptir. Burada üretilen ürünler; hastalık, zararlı, besin yetersizliği, yanlış kullanılan tarım ilaçları veya yanlış depolama nedeniyle zarar görmektedir. Tarım zararlıları, sera ürünlerinde önemli ekonomik ve üretim kayıplarına sebebiyet vermektedir. Bu noktada, seralarda yaygın bir tür olan thrips zararlısının erken dönemde tespiti büyük önem taşımaktadır. Bu tez çalışmasında Thrips familyasına ait bir tür olan Frankliniella occidentalis ele alınmıştır. Thrips zararlısının popülasyon artışının gözlemlenebilmesi adına, tuzaklar üzerinden haftalık olarak sayımı gerçekleştirilmektedir. Bu sayımlar ilgili ekipmanlar kullanılarak gerçekleştirilmektedir. Bu bakımdan süreç, yüksek iş gücü ve zaman gerektirmektedir. Tez çalışmasında, insan faktörü yerine derin öğrenme tabanlı algoritmalar kullanılarak zararlı sayımının gerçekleştirilmesi hedeflenmiştir. Bu kapsamda, Antalya ilindeki seralara kurulan mavi ve sarı yapışkan tuzak görüntüleri elde edilmiştir. Ayrıca, tuzakların toplandığı seralardan toplanma tarihleri ile seralardaki sıcaklık ve nem bilgileri de elde edilmiştir. İlgili görüntüler parçalara ayrılıp ayıklandıktan sonra bir veri seti oluşturulmuştur. Bu veri seti 4 farklı yenilikçi nesne tespiti modeli ile eğitilmiştir. DarkNet53 omurgalı YOLOv7 modeli, AP50 0.889 değeri ile en başarılı model olmuştur. Toplanan sayısal veriler ise 4 farklı makine öğrenmesi modeli ile eğitilmiştir. Zaman serilerinin bir özellik olarak kullanıldığı çalışmada, en başarılı sonucu doğrusal regresyon modeli vermiştir. Bu model kullanılarak bir trend analizi gerçekleştirilmiş ve sonraki döneme ait popülasyon tahmini verisi elde edilmiştir. Kullanıcıyı serada bulunan zararlı popülasyonu hakkında bilgilendirmek adına bir arayüz geliştirilmiştir.
Kuru üzüm kalitesinin derin öğrenme teknikleri ile gerçek zamanlı olarak tespiti
Derin öğrenmenin çok gelişmiş kullanım alanı ve çeşitliliğe sahip olmasının beraberinde hesaplama gücünün büyümesi ile derin öğrenme algoritmaları tarım alanında dikkate değer sonuçlar elde etmesini sağlamıştır. Derin öğrenmenin tarım alanında mahsullerin analizi, haşere tespiti, yabani ot tespiti, sulama verimliliği, gübreleme, hava durumu (iklimlendirme) analizi, tarım alanı analizi, toprak analizi ve tarım alnında kullanılan otonom makinelerde kullanılmaktadır. Çalışmada derin öğrenme teknikleri kullanılarak TS 3411'de yer alan Sultani kuru üzüm numunelerinin standarda uygunluğunun tespitini gerçek zamanlı sistem ile belirlenmiştir. Kuru üzüm veri seti 1.Kalite, 2.Kalite ve Üzüm Çöpü olacak şekilde üç sınıf ve 10544 adet görüntüden oluşmaktadır. Çalışmada YOLOv5, YOLOv6, YOLOv7, YOLOX, FCOS ve TOOD modelleriyle eğitimler yapılmıştır. Yapılan eğitimlerde toplam kayıp değerin 0.018 ile en düşük TOOD, mAPs %84,6 ile TOOD ve mAP^(50:05:95) değeri ise %88,7 ile YOLOv5 olarak en iyi sonuçlar elde edilmiştir. Fakat gerçek zamanlı tespitte YOLOv6 daha yüksek fps değerine sahip olduğundan gerçek zamanlı tespitte YOLOv6 tercih edilmiştir.
Parçacık sürü optimizasyonu algoritması ile 6 eksenli robot kol için yörünge planlaması
Gelişen teknoloji ile birlikte robotik sistemlerin, endüstride ve günlük hayatta farklı birçok alanda problemlerin çözümünde kullanımı giderek artmaktadır. Teknolojinin hızlı gelişimi, endüstriyel alanlardaki üretim sürecinde maliyeti ve üretim süresini azaltmaya; iş hacmini ve üretim kapasitesini artırmaya yönelik çalışmalara hız kazandırmıştır. Bu faktörlere bağlı olarak endüstride kullanımı oldukça tercih edilen robotik kol sistemleri, beraberinde önemli problemlerden biri olan yörünge kontrolünü meydana getirmekte ve gerekli yörünge planlamasının sağlanmasını zorunlu kılmaktadır. Bunun neticesinde robotik sistemlerin, çalışma uzayında başlangıç ve bitiş noktaları arasındaki eylemlerini titreşimsiz, engellere çarpmaksızın ve hareket kapasitesini zorlamaksızın kontrollü bir şekilde gerçekleştirmesi gerekmektedir. Bu amaç doğrultusunda yapılan çalışmada, Isparta Uygulamalı Bilimler Üniversitesi Mekatronik Mühendisliği laboratuvarında yer alan ve Acrome firması tarafından prototipi yapılmış olan 6 serbestlik derecesine sahip robotik kola ait teknik bilgiler kullanılmış ve Matlab Robotik Toolbox kütüphanesi ile simülasyon ortamında robotik kol oluşturulmuştur. Robotik kolun başlangıç ve hedef noktaları arasındaki yörünge planlaması parçacık sürü optimizasyonu (PSO) kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Eklem uzayında yörünge planlaması ile beşinci dereceden polinom kullanılarak başlangıç ve bitiş noktaları arasında pozisyonun, hızın ve ivmenin sürekli olması hedeflenmiştir. Elde edilen sonuçlar incelendiğinde 6 eksenli robotik kol için engel varlığında ve engelsiz ortamda başlangıç ve bitiş noktaları arasında optimum yörüngelerin oluşturulduğu gözlemlenmiştir.
Eklemeli imalat yöntemiyle üretilen altı eksenli robot kol ile ürünlerin görüntü işleme ve yapay zeka tabanlı tasniflenmesi
Bu tez çalışmasında, 5+1 serbestlik derecesine sahip bir robot kolunun belirli bir konumdaki ve belirli biçimdeki bir objeyi tespit edip buna göre kontrol sağlaması amaçlanmıştır. Çalışılan teorik ve algoritmik yapının gerçek ve simülasyon uygulamalarında kullanılması hedeflenmiştir. Robot kolun uygulamasında gerçek zamanlı ve akıllı uygulamalar gerçekleştirilmiştir. Tasarım çalışmamızda altı adet step motor kullanılarak robot kol kontrolü gerekli hesaplamalar yapılarak yapılmıştır. Robota gideceği konumu alacağı objeyi bilme yeteneği görüntü işleme teknolojisiyle kazandırılmıştır. Öncelikle robot kol tasarım programlarıyla tasarlanmıştır. Tasarlanan robot kol eklemeli imalat yöntemiyle PLA malzemesi kullanılarak imal edilmiştir. Tasarlanan robot kola uygun motor ve programlama kartı olan programlanabilir mantık denetleyici (PLC) uygulanmıştır. PLC'ye ara yüz yazılımı ile altı eksen programlanmıştır. Robot kolun uzuv uzunlukları ve eksen hareketlerine göre D-H tablosu hesaplanmıştır. Her bir eksen için dönüşüm matrisleri elde edilip ileri ve ters kinematik hesaplamaları yapılmıştır. Çalışmada nesnelerin tespiti ve ağırlık merkezleri hesaplamak için görüntü işleme, görüntülerdeki arka planları silmek için ise U2-Net yapay teknikleri kullanılmıştır. Elde edilen RGB görüntüler üzerinde arka plan silmek için ve nesnelerin renge göre tespit edebilmek için renk uzayları HSV renk uzayına dönüştürülmüştür. Çalışma sonucunda parçaları üretilen ve yazılımı kodlanan robot kol 5+1 serbestlik dereceli eksende hareket edebilmektedir. Bunun yanında görüntü işleme teknikleri ile cisimleri rengini ayırt edip belirli noktalardaki konumlara hareketlenmektedir.
İnsansız hava aracı ile yangın bölgesinin tespiti ve müdahalesinin yapay zeka ile tahminlenmesi
Orman yangınları günümüzde, canlı yaşam alanlarını tehdit eden afetlerin başında gelmektedir. Küresel ısınmadaki artış, hava kalitesinin bozulması, hayvan ve bitki çeşitliliğindeki azalmalar, orman yangınlarının oluşturduğu başlıca zararlardır. Orman yangınlarının oluşturduğu tehditler ile mücadele edebilmek için tüm devletler çeşitli politikalar geliştirmekte ve ciddi maddi harcamalar yapmaktadırlar. Bu mücadelede kullanılan teknolojik ürünlerin geliştirilmesi ve orman yangınlarına daha hızlı ve kesin çözümün bulunabilmesi elzemdir. Gerçekleştirilen tez çalışmasında bu sorunlardan hareketle yapay zeka tabanlı bir insansız hava aracı sistemi geliştirilmiştir. Geliştirilen sistem olası yangın bölgesinde devriye gezerek otonom uçuş ve analiz yapma yeteneklerine sahiptir. Sistem üzerinde bulunan kamera ile anlık olarak görüntüler yer birimine aktırılmakta ve işlenmektedir. İşlenen görüntüler de yangın ve duman emareleri aranmaktadır. Olası bir yangın durumunda sistem otonom olarak yangın bölgesinde uçuş gerçekleştirmekte ve yangına müdahale etmek üzere görev icra etmektedir. Yangın anında yapay zeka modelleri ile rüzgar hızı, İHA hızı, İHA irtifası bilgileri işlenerek bir yatay atış tahmini yapılmaktadır. Tahmin sonucunda İHA hareket halinde iken yangın söndürme topunun bırakılması gereken an hesaplanmaktadır. Oluşan yatay atışın X ekseninde ne kadar yol alacağı model tarafından tahmin edilmektedir. X ekseninden alınacak yolun bitiş noktası yangın merkezi için tahminlenmektedir. Böylece doğru bir atış ile yangın söndürme topunun alevli bölgeye düşürülmesi hedeflenmiştir.
C-bandı uygulamaları için çeşitli csrr rezonatörler ile değiştirilebilir dereceli dikdörtgen dalga kılavuzu filtre tasarımı ve üretimi
Mikrodalga teknolojisinde dikdörtgen dalga kılavuzu (DDK) filtreler, genellikle düşük kayıp ve yüksek güç taşıma kapasitesinden dolayı yaygın olarak kullanılırlar. Bu çalışma, geleneksel DDK filtre ve meta-rezonatör kullanılarak DDK filtre tasarımı olmak üzere iki ana kısımdan oluşmaktadır. İlk kısımda istenilen derece ve frekans bölgesinde simetrik endüktif iris yapısına sahip bant geçiren DDK filtrelerin analitik yöntemle tasarımı yapılmış ve MATLAB kodları verilmiştir. Örnek bir tasarım olarak 4.5-4.8 GHz aralığında 5. dereceden bir filtre, analitik ve nümerik olarak tasarlanmıştır. Ayrıca, filtre derecesi, farklı iris kalınlıkları ve değişik iris tiplerinin filtre performansına olan etkisi incelenmiştir. Elde edilen sonuçlara göre, iris kalınlığı filtrenin frekans cevabında etkili iken, iris uçları veya irislerin dalga kılavuzuyla birleştiği noktalarda belli oranlarda yapılan ovalleştirmelerin frekans cevabında önemli bir etkisi yoktur. % 6.5 bant genişliğine sahip olarak tasarlanan DDK filtre, benzer frekansta tasarlanmış filtrelere göre daha geniş bir bant genişliğine sahiptir. Analitik sonuçlarına göre, 4.5-4.8 GHz aralığında |S11| değeri -20 dB değerinden küçük iken; aynı bölgede |S21| değeri, yaklaşık 0 dB civarındadır. Diğer taraftan CST Studio Suite Microwave programı ile elde edilen benzetim sonuçlarına göre ise, aynı frekans bandında |S11| değeri -18 dB değerinden küçük iken; aynı bölgede |S21| değeri, yaklaşık 0.09 dB civarındadır. Tezin ikinci kısmında ise halka, dikdörtgen ve hilal olmak üzere üç geometride farklı meta-rezonatör kullanılarak bant geçiren DDK filtre tasarlanıp, CST Studio Suite programıyla benzetimi yapılmış ve 4-8 GHz frekans bandı aralığında VNA kullanılarak ölçümü gerçekleştirilmişti. Elde edilen sonuçlara göre hilal geometri olan en geniş bant genişliğine sahip iken dikdörtgen geometri olan ise en dar bant genişliğine sahiptir.
Tıbbî ve aromatik bitkilerden yağ çıkarma amaçlı uyarlanabilir mikrodalga destekli destilasyon sistem tasarımı
Lavanta türlerinden elde edilen uçucu yağlar tamamlayıcı/alternatif tıpta çok yaygındır ve aromaterapide stresi azaltmak, rahatlamayı artırmak ve uyku kalitesini iyileştirmek için yaygın olarak kullanılmaktadır. Lavandula intermedia yani lavandin adı verilen hibrit Lavandula bitkisinin uçucu yağ verimi diğer türlere göre daha yüksek olduğu için üretimde bu tür daha çok tercih edilmektedir. Bu bitkiden uçucu yağ elde edilmesi hem zaman (2-3 saat) hem de enerji tüketiminin yüksek olduğu ve bunun birim maliyetlere yansıdığı geleneksel buhar distilasyon (GBD) sistemleri kullanılarak yapılmıştır. Buna alternatif olarak önerilen mikrodalga destekli sistemlerin (MDD) uçucu yağın kalitesini değiştirmediği ve distilasyon süresini oldukça kısalttığı belirtilse de literatürdeki çalışmaların neredeyse tamamı laboratuvar koşullarında çok küçük ölçekli bitkiler üzerinde gerçekleştirilmiştir. Yenilik olarak bu çalışmada, Lavanta türlerine farklı güçlerde (300-400-450-500 ve 600 W) ve sürelerde (10, 20 ve 30 dk) uygulanan mikrodalga (MD) gücünün sonuçlarını test etmek için endüstriyel tipte bir MDD sistemi tasarlanmıştır. Ayrıca, Lavanta bitkisi için GBD ve MDD sistemlerinin performansları enerji tüketimi, yağ verimi ve kalitesi açısından karşılaştırılmıştır. GBD sisteminde kazan etrafına 4×3 magnetron optimum şekilde monte edilmiş ve bu magnetronlar pano üzerindeki kontrol devresi tarafından uyarılmıştır. Testlerden elde edilen uçucu yağlar GC-MS analizine tabi tutulmuş ve analiz sonuçları SPSS programında Cluster yöntemi ile gruplandırılmıştır. Deneyler sonucunda mikrodalga (MD) gücü uygulamasının uçucu yağ bileşenlerini önemli ölçüde değiştirmediği, ancak MD gücünün çok fazla arttırılmasının linalool ve linalil asetat sonuçlarında bir miktar düşüşe neden olduğu dikkat çekti. MDD sisteminde uygulanan MD gücünün GBD sistemine göre esansiyel yağ verimini bir miktar arttırdığı (max %10) ve distilasyon süresini %50 kısalttığı görülmüştür.
Açıklanabilir yapay zekâ yöntemleri kullanarak drone ile kargo taşımacılığı üzerine örnek bir uygulama
Teknolojinin gelişmesi ile birlikte insansız hava araçlarının (İHA) kullanımı ve kullanım alanlarının çeşitliliği artmaktadır. Günümüzde askeri alanda olduğu kadar sivil ve ticari alanda da sıklıkla tercih edilmektedir. Kullanım alanlarının artması ile birlikte İHA'lara yapay zekâ uygulamaları entegre edilmiştir. İHA'nın kullanıldığı ve gelecekte de büyük oranda kullanımının artacağı öngörülen alanlardan biri de kargo taşımacılığıdır. Yapay zekâya sahip İHA ile belirli bir başlangıç noktasından hedef noktaya taşıma gerçekleştirildiği sırada engel tespiti yapması ve engellerden kaçınarak rotasını değiştirmesi beklenmektedir. Engel ile karşılaştığı sırada verdiği kararların arkasındaki mantığı anlamak için açıklabilir yapay zekâdan yararlanılmıştır. Tez çalışmasında, AR.Drone kullanılarak ROS ve Gazebo simülasyonunda ortam oluşturulmuştur. İHA'nın ortamı tanıması ve başlangıç noktasından hedef noktasına engellere takılmadan ulaşması için haritalama ve yol planlama işlemi gerçekleştirilmiştir. Haritalama üç boyutlu doluluk ızgarası yaklaşımına sahip OctoMap kütüphanesi ile yapılmıştır. Engel tespiti için derin öğrenme modeli olan evrişimli sinir ağı (CNN) kullanılmıştır. Açıklanabilir model olarak LIME ve Grad-CAM mimarisi tercih edilerek görüntülerde hangi bölgenin tahmine katkıda bulunduğu gözlemlenmiştir.
İnsansız hava araçlarının kritik uçuş verilerini güvenli depolayan ve arazi koşullarına göre otonom iniş yapabilen açıklanabilir yapay zeka tabanlı bir uygulama
Gerçekleştirilen yüksek lisans tezinin amacı insansız hava araçlarının iniş sırasında karşılaşabileceği engelleri ve değişken arazi koşullarını doğru şekilde algılayarak güvenli bir iniş gerçekleştirmesini sağlamaktır. Bu süreçte insansız hava araçlarının aldığı kararların kararlı bir şekilde açıklanabilir olması da hedeflenmektedir. Çalışma kapsamında, insansız hava aracının tasarımı, sensörler, Raspberry Pi 3B+ ve Python programlama dilinde hazırlanan yazılım ile gerçekleştirilmiştir. İnsansız hava aracı ile farklı arazi koşullarında uçuşlar yapılarak farklı çevresel durumlar için veriler toplanmış ve elde edilen veriler çalışmaya özgü tasarlanan derin öğrenme modelinin eğitimi için kullanılmıştır. Çalışmaya özgü geliştirilen derin öğrenme modeli, iniş sırasında çevresel verileri analiz ederek güvenli iniş stratejileri geliştirmiştir. Blok zinciri entegrasyonu ise, telemetri verilerinin güvenli ve kesintisiz bir şekilde iletilmesini sağlamıştır. Sonuçlar, geliştirilen sistemin insansız hava araçlarının iniş güvenliğini ve operasyonel verimliliğini önemli ölçüde artırdığını göstermiştir.
Jeotermal enerji destekli multi-jenerasyon güç üretim sisteminin termodinamik ve ekonomik açıdan incelenmesi
Küresel ısınma ve çevresel sorunların üstesinden gelinmesinde yenilenebilir enerji kaynakları önemli konular arasında gelmektedir. Yenilenebilir enerji destekli kombine güç üretim sistemleri ile hem yenilenebilir enerji kaynakları kullanımı hem de enerji verimliliği yöntemleri uygulanabilir. Bu tez çalışmasında jeotermal enerji destekli kombine bir multi-jenerasyon güç üretim sistemi ile güç, ısıtma, kurutma, temiz su ve sıkıştırılmış hidrojen üretimi amaçlanmıştır. Ele alınan bu çalışma, tek flaşlı jeotermal bir güç üretim çevrimi, bir transkritik karbondioksit Rankine Çevrimi, bir adet çok etkili tuzdan arındırma ünitesi, iki adet termoelektrik jeneratör, bir adet kurutucu ve PEM elektroliz ve sıkıştırma ünitelerinden meydana gelmektedir. Bu çalışmada kapsamlı termodinamik ve ekonomik analiz gerçekleştirilerek önerilen sistemin verimlilik ve maliyet hesaplamaları incelenmiştir. Bu kapsamda, detaylı bir enerji ve ekserji verimliliği, ekserji yıkım analizi her bir sistem elemanına ayrı ayrı uygulanarak toplam sistem verimliliği incelenmiştir. Ayrıca, jeotermal kaynak sıcaklığı, jeotermal kütle debisi, ısı değiştiricileri sıkıştırma nokta sıcaklığı, rejeneratör verimliliği gibi önemli parametrelerin değişiminin, sistem performansı üzerindeki etkilerini incelemek için detaylı parametrik analizler gerçekleştirilmiştir. Elde edilen termodinamik ve ekonomik analiz sonuçlarına göre, kombine sistemin net elektrik üretimi 1 585 kW, ve hidrojen üretimi 0.00222 kg/s olarak hesaplanmıştır. Dahası bu sistemin 4 851 kW sıcak su ve 4.47 kg/s temiz su üretim kapasitesine sahiptir. Tüm sistemin enerji verimliliği %23.18, ekserji verimliliği %28.43 olarak hesaplanmıştır. Ayrıca tüm sistemin toplam maliyeti 171.2 $/h olarak hesaplanmıştır. Bu sistem analiz sonuçlarına göre verimlilik ve sürdürülebilirlik açısından önerilen multi-jenerasyon güç üretim sisteminin avantaj sahibi olduğu sonucuna varılabilir.
Parabolik oluk tipi güneş kollektörü için tasarım parametreleri, termodinamik ve ekonomik analizlerinin incelenmesi
Ülkelerde sosyal yaşantı ve ekonomik kalkınmayı sürdürebilmek için enerji talebi giderek artmaktadır. Günümüzde bu talebi karşılayabilmek adına rezervleri sınırlı olan fosil enerji kaynakları kullanılmakta ve bunun sonucunda ise dünyada küresel ısınma gibi geri alınamaz yıkıma sebep olunarak çevre kirliliği arttırılmaktadır. Bu durumu önlemek ve sınırsız kaynaklardan yararlanmak için yenilenebilir enerji kaynaklarına yönelinmiştir. İçlerinde bulunan güneş enerjisi hem kolay bulunabilmesi hem diğer enerji kaynaklarına göre ucuz olması hem de elektrik üretimi için yüksek sıcaklıklara çıkabilmesi gibi yaygın kullanım potansiyeline sahiptir. Yüksek sıcaklıklarda çalışabilmesi yoğunlaştırıcı güneş enerjisi sistemleri ile mümkündür. En yaygın kullanıma ise parabolik oluk tipi güneş kollektörleri sahiptir. Güneş ışınları, parabol şeklindeki yansıtıcı yüzeyden kollektörün odağında bulunan alıcı boru üzerine düşerek, boru içindeki akışkanı ısıtmakta ve bu sayede güneş radyasyonu faydalı ısıya dönüşmektedir. Bu çalışmada, parabolik oluk tipi güneş kollektörlerinin üzerine teorik bir araştırma yapılmıştır. Tasarlanan parabolik oluk tipi güneş kollektöründe, farklı akışkan sıvıları kullanılarak karşılaştırmalı bir performans analizi ve farklı tasarım parametrelerinin, kollektörün verimi üzerine etkileri ile birlikte, gün içerisinde kollektöre gelen güneş ışınımı ve açısal yer değiştirmenin de verimlilik üzerindeki etkileri incelenmiştir. Sonuçlar kollektör uzunluğunun, alıcı boru çapının, kullanılan akışkan ve malzeme türlerinin sistem verimliliği üzerinde etkisi olduğunu göstermiştir. Hava akışkanında faydalı ekserji üretimi ve sistem verimliliğinde en yüksek değer görülürken, Helyum akışkanında çıkış sıcaklığında en yüksek değer görülmektedir. Ekserji üretimi, çıkış sıcaklığı ve sistem verimliliğinin en yüksek değeri alıcı boru için galvanizli çelik üzerine siyah krom kaplaması kullanılması ve yansıtıcı yüzey için ayna kullanılması ile elde edilmiştir.
Ergiyik biriktirme modellemesi ile üretilen numunelerin basma dayanımın bulanık mantık ile modellenmesi ve istatiksel analizi
Bu çalışmada, eklemeli imalat yöntemlerinden ergiyik biriktirme modelleme (EBM) yöntemi kullanılarak üretilen PLA ve PETG filament malzemelerinin basma dayanımı, baskı hızı, doluluk oranı ve nozul sıcaklığı gibi çeşitli işleme parametrelerine bağlı olarak incelenmiştir. Çalışmanın amacı, mevcut literatürde sınırlı sayıda bulunan basma dayanımı üzerine odaklanan araştırmalara katkı sağlamak ve farklı işleme parametrelerinin bu mekanik özellik üzerindeki etkilerini detaylı bir şekilde incelemektir. Baskı hızı, doluluk oranı ve nozul sıcaklığı gibi farklı parametrelerden elde edilen deneysel veriler kullanılarak, basma dayanımını etkileyen faktörler değerlendirilmiş ve bu faktörlerin etkilerini tahmin etmek amacıyla bir bulanık mantık modeli geliştirilmiştir. Ayrıca, yapılan tahminlerin doğruluğu ayrıntılı istatistiksel yöntemler kullanılarak değerlendirilmiştir. Bu doğrultuda, varyans analizi (ANOVA) ve regresyon analizleri uygulanarak parametrelerin basma dayanımı üzerindeki etkilerinin ne derece önemli olduğunu ortaya koymak amacıyla gerçekleştirilmiştir. Sonuçlar, doluluk oranının basma dayanımını en çok etkileyen faktör olduğunu, baskı hızı ve nozul sıcaklığının ise istatistiksel olarak anlamlı bir etkisinin olmadığını ortaya koymuştur. Gelecek çalışmalarda, aynı filament malzemeleri kullanılarak ek mekanik özelliklerin araştırılması ve farklı filament türleri ile katman kalınlığı ve dolgu biçimi gibi parametrelerin incelenmesi önerilmektedir.
Karayollarında kullanılan otomobillerin görüntü işleme teknikleri ile marka model tespiti ve buna bağlı ticari pazar araştırması
Araç tabanlı kontrol sistemlerinde marka ve tür bilgilerinin doğru bir şekilde tanımlanması ve kullanılması, firmaların satış pazarlamasını arttırılmasını konusunda oldukça önemlidir. İlk aşamada datalar (veri setleri) toplanacak ve marka-model etiketlenmiş görüntüler tanımlanmıştır. Toplanan veri seti sistemi eğitmek için kullanılmıştır. Ön işleme sonrasında görüntülerin çeşitli özellikleri Evrişimli Sinir Ağları (ESA) gibi derin öğrenme yöntemleri, bu özellikleri otomatik olarak öğrenmekte ve sonucunu göstermektedir. Oluşturulan modellerin eğitimi ise derin öğrenme yöntemi ile gerçekleştirilmiştir. Eğitilen model, gerçek zamanlı olarak karayolu görüntülerini analiz edebilen bir sistem olarak uygulanabilecek ve bu sistem, kameralar veya sensörler aracılığıyla elde edilen görüntüler üzerinde marka ve model tespiti açısından önemlidir. Bu çalışma kapsamında, karayollarındaki şahsi olarak çekilmiş kameralar tarafından yakalanan görüntüler üzerinden araçların marka ve modellerini otomatik olarak tespit etmek için görüntü işleme tekniklerini kullanmak ve elde edilen veriler incelenmiştir. İnceleme esnasında yapay zekâ ve derin öğrenme algoritmalarından yararlanılmıştır. Yapay zeka üzerinden analizler sonucu tespitler aracılığı ile araçların marka modelleri ile renklerin ayrımları belirlenmiştir. Ayrıca, görüntü kalitesinin analiz süreci üzerindeki etkisi ve farklı kameralar kullanıldığında sonuçlar üzerindeki potansiyel değişiklikleri değerlendirme olumlu sonuçlar vermiştir. Algılanan görüntülerdeki araçlarla rekabet istihbaratı alanında hedef pazar üzerinden, ihracatçıların ihtiyaç duydukları ürüne yönelik hedef bilgi toplama ve hedefler kapsamında ikincil veri kaynaklarından ikincil veri kaynaklarından hedef pazar belirleme çalışmalarının bir örneğini teşkil etmektedir. Çalışma da, önemli küresel ölçekte rekabetçi yüksek potansiyele sahip olan otomotiv sektöründeki araç kullanımı tespitinde yüksek başarı elde edilmiştir. Çalışmada kullanılan metodolojinin, ilgili sektör ve benzer sektörlerdeki firmalar için stratejik bir ihracat planı geliştirmek açısından kullanılması ve pazarlanması mümkün görülmüştür.
3 fazlı asenkron motorların modellenmesi ve analizi
Bu tez çalışmasında, Volt Electric Motors VM 90L-2 model üç fazlı sincap kafesli asenkron motorun ANSYS Student 2025 R1 yazılımı kullanılarak 2D ve 3D modellemesi gerçekleştirilmiş ve elektromanyetik analizleri yapılmıştır. Motorun temel performans parametreleri olan güç faktörü, verimlilik, anma hızı, stator direnci, giriş gücü ve çıkış gücü gibi değerler analiz edilmiştir. Giriş gücü elle hesaplanmış, stator dirençleri ölçümlenmiştir. Simülasyon sonuçları ile katalog değerleri karşılaştırılarak motorun performansı ve tasarım doğruluğu değerlendirilmiştir. ANSYS Maxwell ortamında yapılan simülasyonlar sırasında, motorun stator ve rotor tasarımları oluşturulmuş, manyetik akı yoğunluğu ve tork değerleri gibi parametreler detaylı şekilde incelenmiştir. Analiz sonuçları, motorun enerji verimliliği ve mekanik performansı hakkında önemli ipuçları sağlamıştır. Motorun katalog değerleriyle yapılan karşılaştırmalar sonucunda, simülasyon verilerinin gerçek ölçümlerle uyumlu olduğu görülmüştür. Bu çalışma, üç fazlı asenkron motorların tasarım, modelleme ve performans analizi süreçlerine yönelik kapsamlı bir yaklaşım sunmakta ve elektromanyetik analiz yazılımlarının elektrik motorlarının tasarım ve optimizasyonundaki önemini vurgulamaktadır.
Bilgisayarlı görü tabanlı fosforesans işaretleme yöntemiyle karanlık ortamlarda sıvı seviye ölçümü ve kontrolü
Bu çalışmanın temel amacı kimya, ziraat ve biyoloji alanlarında kullanılan deneysel sıvı akış sistemlerinin, bilgisayar görüsü kullanılarak sıvı seviyesi ölçüm ve kontrol süreçlerini gerçekleştirmektir. Amaç kapsamında, depolama sıvı tankları, süreç tankı, pompalar, kamera ve elektronik devrelerden oluşan laboratuvar tipi sıvı akış sistemi tasarlanmıştır. Sistem aydınlık ve karanlık ortamlarda sıvı seviyesi ve pompa debilerini ölçmek için kullanılmıştır. Sıvı sıcaklık verisi, görünür ışığa dönüştürülerek verinin kamera tarafından alınması sağlanmıştır. Sıvı süreçlerine yönelik görüntü analizi, ölçme ve kontrol yazılımı geliştirilmiştir. Aydınlık ortamda yapılan seviye ölçümlerinde, görüntülerdeki ışık yansıması, paralaks etkisi ve sıvı lekeleri gibi bozucu etkiler hatalı ölçümlere neden olmuştur. Bu etkileri azaltmak amacıyla yeni bir yöntem önerilmiştir. Yöntem, sıvı yüzeyinin karanlıkta fosforesans şamandıra kullanılarak işaretlenmesidir. Ölçüm öncesinde, UV ışığıyla 5 saniye uyarılan şamandıra, karanlıkta parlayarak kamera tarafından 120 saniye algılanmaktadır. Bilgisayar görüsüyle parlamanın konumu belirlenerek sıvının seviyesi ve hacmi ölçülmüştür. Sıvı seviyesi, görüntünün RGB renk uzayı, satır profili ve eşikleme işlemleri kullanılarak ölçülmüştür. Ölçüm sonuçları, gerçek ölçüm sonuçlarıyla karşılaştırılarak ölçüm hatası ±3 mm ve doğruluğu %98.23 olarak hesaplanmıştır. Yöntem kullanılarak iki farklı sıvının belirli oranlarda karışım süreci uygulanmıştır. Yöntem, sıvı seviye tespitindeki karmaşık görüntü işleme algoritmalarını ve matematiksel işlemlerini basitleştirmiştir. Sıvı seviye ölçümünde görüntü işleme teknikleri kullanan FPGA veya mikrodenetleyici tabanlı yazılım geliştirme süreçlerini kolaylaştırmaktadır. Düşük maliyetli ve uygulaması basit bir ölçme yöntemidir. Sıvı seviye değişikliklerinin izlenmesi ve kontrolü amacıyla laboratuvar süreçlerinde geniş uygulama potansiyeline sahiptir.
Elektron ışın ergitme yöntemi ile üretilen Ti6Al4V numunelerin mikroyapı ve mekanik özelliklerinin incelenmesi
Bu çalışmada, Elektron Işın Ergitme (EBM) yöntemi ile üretilen Ti-6Al-4V alaşımlı numunelerin farklı üretim yönelimlerine bağlı olarak mikroyapı ve mekanik özellikler üzerindeki etkileri incelenmiştir. Numuneler Arcam Q20plus EBM cihazı kullanılarak 0°, 60° ve 90° açılarında üretilmiştir. Üretilen numunelerin mekanik ve metalografik özelliklerini değerlendirmek amacıyla eğme testleri, mikrosertlik ölçümleri ve Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) analizleri gerçekleştirilmiştir. Instron 68TM-10 eğme testi cihazı kullanılarak yapılan deneylerde, eğme dayanımının numune yönelimine bağlı olarak değişiklik gösterdiği belirlenmiştir. En yüksek eğme dayanımı 0° açıda yatay üretilen numunelerde gözlemlenirken, 90° dik açıda üretilen numunelerin mekanik dayanımı daha düşük bulunmuştur. Mikroyapı analizleri, tane yönelimi ve gözeneklilik dağılımının üretim açısına bağlı olarak farklılık gösterdiğini ve bunun mekanik özellikleri etkilediğini ortaya koymuştur. Mikrosertlik ölçümleri Duramin-100 Vickers mikrosertlik cihazı ile gerçekleştirilmiş ve numuneler arasında kısmen anlamlı sertlik farkları tespit edilmiştir. Varyans analizi (ANOVA) ve regresyon analizi uygulanarak mekanik özelliklerdeki değişimlerin istatistiksel anlamlılığı değerlendirilmiştir. Sonuçlar, üretim yöneliminin mekanik davranış üzerinde önemli bir etkisi olduğunu göstermiştir. Mikroyapı özellikleri ile mekanik test sonuçları arasında doğrudan bir ilişki olduğu belirlenmiştir. Bu çalışma, EBM yöntemi ile üretilen Ti-6Al-4V alaşımlarında üretim yöneliminin mikroyapı ve mekanik özelliklere etkisini anlamaya yönelik önemli veriler sunarak, havacılık, biyomedikal ve savunma sanayii gibi sektörler için faydalı bilgiler sağlamaktadır.
Fosil ve elektrikli araç kullanıcılarının algı ve tutumlarının karşılaştırmalı analizi
"Fosil ve Elektrikli Araçların Kullanımının Karşılaştırılarak Ekonomik ve Sürdürülebilirlik Analizi" başlıklı bu çalışma, fosil yakıtlı ve elektrikli araçların ekonomik maliyetleri ile çevresel etkilerini karşılaştırmalı olarak incelemeyi amaçlamaktadır. Artan çevresel sorunlar, fosil yakıtların tükenebilirliği ve sürdürülebilir ulaşım sistemlerine duyulan ihtiyaç, bu çalışmanın temel motivasyonunu oluşturmaktadır. Elektrikli araçlar karbon emisyonlarını azaltma potansiyeli taşımakla birlikte, batarya üretimi ve geri dönüşüm süreçleri nedeniyle çevresel tartışmalara neden olmaktadır. Ekonomik olarak düşük şarj ve bakım maliyetleri avantaj sağlarken, yüksek ilk alım maliyetleri ve altyapı eksiklikleri kullanımın yaygınlaşmasını sınırlamaktadır. Avrupa'da sağlanan teşvikler ve gelişmiş şarj altyapısı, elektrikli araçların benimsenmesini desteklerken, Türkiye'de bu alandaki yetersizlikler kullanıcı tercihini etkilemektedir. Bu bağlamda, Türkiye ve Avrupa'daki kullanıcıların araç tercihleri ve algıları anket verileriyle analiz edilmiştir. Sonuçlar, çevresel sürdürülebilirlik farkındalığının yüksek olduğunu; ancak menzil ve şarj altyapısı konusundaki endişelerin kararları etkilediğini göstermektedir.
Topraktaki besin değerlerinin yapay zeka yöntemleri ile tahmin edilmesi ve analizi: ısparta örneği
Dünya nüfusundaki hızlı artış, her dönemde önemli bir sorun teşkil etmiş; buna karşılık doğal kaynaklar sınırlı kalmıştır. Özellikle Sanayi Devrimi gibi dönemlerde artış hızı daha da yükselmiş, bu durum doğayı koruma sorumluluğunu daha da önemli hâle getirmiştir. Bilinçsiz gübreleme, aşırı zirai ilaç kullanımı ve gereksiz sulama gibi uygulamaların önüne geçilmesi, alınabilecek temel önlemler arasında yer almaktadır. Bu çalışmada, çiftçilerin toprak analizine dayalı bilinçli tarım uygulamalarına yönlendirilmesi amaçlanmıştır. Bu kapsamda, Arduino tabanlı taşınabilir bir NPK (Azot, Fosfor, Potasyum) sensör cihazı geliştirilmiştir. Eğitim sürecinde, Isparta İl Özel İdaresi'nden temin edilen 5 803 adet gerçek toprak analiz verisi kullanılmıştır. Sensör cihazı ile topraktan elde edilen pH, fosfor ve potasyum verileri kullanılarak; satürasyon, kireç ve organik madde değerleri random forest, bagging, logistic regression, decision tree ve XGBoost algoritması ile tahmin edilmiştir. XGBoost algoritması sırasıyla satürasyon, kireç ve organik madde için 77.07, 98.89 ve 93.35 ile en yüksek doğruluk oranını vermiştir. Elde edilen tahminler, kullanıcı dostu bir web arayüzüyle çiftçilere sunulmuştur. Bu sistem sayesinde hem tarımsal verimliliğin artırılması hem de sürdürülebilir tarımın desteklenmesi hedeflenmiştir.
Fabrika atık ısı destekli kombine bir çevrimin güç, ısıtma, soğutma ve hidrojen üretiminin termodinamik performans analizinin incelenmesi
Artan nüfus ve gelişen teknoloji ile doğru orantılı olarak enerji arzı da artmaktadır. Enerji ihtiyacının karşılanabilmesi için fosil yakıt kullanımı ve bunun sonucunda sera gazı emisyonlarının artışına bağlı olarak küresel ısınma meydana gelmektedir. Uluslararası enerji ajansının verileri incelendiğinde Türkiye'nin sera gazı emisyonlarının büyük bir çoğunluğunun sanayi kaynaklı olduğu görülmektedir. Bu nedenle yüksek enerji tüketimi gerçekleştiren sanayi kuruluşlarının enerji ve ekserji verimliliklerinin değerlendirilmesinde, atmosfere bırakılan atık ısı kaynaklarının kullanımı önem kazanmıştır. Yürütülen bu tez çalışmasında, fabrika baca gazı atık ısısından faydalanılarak ısıtma, soğutma, güç ve hidrojen üretiminin gerçekleştirildiği bir multijenerasyon sisteminin tasarımı yapılmıştır. Sistem, organik Rankine çevrimi, absorpsiyonlu soğutma sistemi, fotovaltaik sistem ve proton değişim membran elektroliz ünitelerinden meydana gelmektedir. Sistemin enerji ve ekserji verimlilikleri hesaplanmış olup sistemi oluşturan her bir komponent için enerji, kütle denge denklemleri yazılmış ve ekserji yıkımları hesaplanmıştır. Ayrıca sistem üzerinde önemli değişimlere sebep olan baca atık ısı debisi, baca atık ısı sıcaklığı, ısı değiştiricisi temas noktası sıcaklığı, türbin izantropik verimi ve evaporatör sıcaklığı gibi parametreler incelenmiştir. Termodinamik analizler sonucunda, organik rankine çevriminin enerji verimliliği %9.33 ve ekserji verimliliği %29.77, absorpsiyonlu soğutma sisteminin enerjetik performans katsayısı 0.2785 ve ekserjetik performans katsayısı 0.13, sistemin enerji verimliliği %38.91 ve ekserji verimliliği %16.73 olarak hesaplanmıştır. Sistemden üretilen ısıtma yükü, soğutma yükü, net güç ve hidrojen üretimi sırasıyla 360.4 kW, 143.8 kW, 57.79 kW ve 0.00007348 kg/s olarak hesaplanmıştır. Sistemin sürdürülebilirlik katsayısı 1.29 olarak hesaplanmıştır. Sistem verileri incelendiğinde tasarlanan multijenerasyon sistemin avantaja sahip olduğu sonucuna varılabilir.
Stereolitografi (SLA) eklemeli imalat yöntemi kullanılarak meta-rezonatör tabanlı çok fonksiyonlu dalga kılavuzu filtre tasarımı ve üretimi
Mikrodalga filtreleri, yüksek güç kapasitesi ve düşük kayıp avantajları nedeniyle birçok alanda yaygın olarak kullanılmaktadır. Ancak, geleneksel DK filtrelerin belli frekanslarda, filtrenin elektriksel boyutunun büyük olması minyatürleşme açısından problem teşkil etmektedir. Son zamanlarda, bu durumun üstesinden gelmek için, geleneksel yöntemlere alternatif olarak, meta-malzemelerin dalga kılavuzu içerisine yerleştirilmesi suretiyle fiziksel boyutta yaklaşık %75'e kadar küçültme elde edilebilmektedir. Literatürdeki çalışmalar incelendiğinde, DK filtrelerinin bant geçiren veya bant durduran olduğu, sadece sabit bir çalışma frekansı içerdiği ve çalışmalardaki filtrelerin tek bir derecede çalışabilecek şekilde yapılandırıldığı görülmektedir. Bu tezde, C-bandında (4.90-7.05 GHz) yeterli bir performans sağlayan, görece daha küçük, hafif ve düşük maliyetli olan değiştirilebilir dereceli CSRR/SRR yapıları kullanılarak multi-fonksiyonel DK filtre tasarımı ve alternatif üretim yöntemleriyle birlikte karşılaştırmalı olarak sunulması araştırma konusu ve hedef olarak belirlenmiştir. Tez kapsamında önerilen DK yapısı hem CNC freze teknolojisi ile hem de eklemeli imalat teknolojisi olan stereolitografi (SLA) ile üretilmiş olup, SLA ile üretilen DK yapısı EM dalgayı kılavuzlamak için tüm yüzeyi metal malzemeyle kaplanmıştır. Bu aşamaya kadar test edilen CSRR meta-rezonatör yapıları LPFK cihazı ile RT/Duroid 5880 alttaş kullanılarak üretilmiş olup CNC ve SLA yöntemleri benzetim sonuçları ve birbiri ile karşılaştırılmıştır. CNC ile üretilen DK filtrelerin frekans cevapları benzetim sonuçlarına çok yakınken SLA teknolojisi ile üretilen ve daha sonrasında metal kaplama yapılan DK filtrelerin frekans cevapları ise kısmen benzetim sonuçlarından daha kötüdür. Bu çalışmada dikdörtgen, halka ve hilal geometrili CSRR bant geçiren, SRR bant durduran filtreler ve literatürde olmayan özgün bir geometriye sahip meta-rezonatör kullanılarak DK filtre tasarlanmış, üretilmiş ve test edilmiştir.