Elektrik-Elektronik Mühendisliği Anabilim Dalı Koleksiyonu

Bu koleksiyon için kalıcı URI

https://hdl.handle.net/20.500.12452/509

Listeleniyor 1 - 20 / 43

Araç üstü katlanır bomlu vinçlerin moment kontrol sistemlerinin iyileştirilmesi
(Necmettin Erbakan Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, 2023) Birer, Yasin; Özkan, Ali Osman
Vinçlerin inşaat ve lojistik sektörlerindeki önemi göz önüne alındığında, moment kontrol sistemlerinin performansının ve güvenilirliğinin artırılması büyük bir önem taşımaktadır. Katlanır bomlu vinçler, inşaat sektöründe geniş çapta kullanılan önemli ekipmanlardır. Bu tez, katlanır bomlu vinçlerin elektronik sistemlerinin iyileştirilmesi üzerine odaklanmaktadır. Bu çalışmada, vinçlerin performansını, verimliliğini ve güvenliğini artırmak amacıyla elektronik sistemlerin optimize edilmesi konusunu ele almaktadır. Bu tez, Bluetooth ile CANBUS sistemlerini inceleyerek ve karşılaştırarak kablosuz iletişim teknolojileri ile otomotiv endüstrisindeki veri transferi ihtiyaçlarını karşılamayı amaçlamaktadır. Bluetooth ve CANBUS, günümüzde araç elektroniği ve otomotiv iletişimi için yaygın olarak kullanılan protokollerdir. Ayrıca bu tez çalışması, Bluetooth ve CANBUS teknolojilerinin temel işleyişini, veri transferi hızını, güvenlik seviyelerini ve kullanım kolaylığını araştırmaktadır. Bluetooth teknolojisi, kablosuz bağlantı ve geniş bir cihaz uyumluluğu sunmasıyla tanınırken, CANBUS protokolü ise araç içi ağ sistemlerinde yaygın olarak kullanılan yüksek hızlı veri iletişimi sağlamaktadır. Bu tez, Bluetooth ve CANBUS sistemlerinin performanslarını ve uygulanabilirliklerini karşılaştırmaktadır. İnceleme, veri aktarım hızı, güvenlik mekanizmaları, enerji tüketimi ve ölçeklenebilirlik gibi kritik faktörleri değerlendirmeyi amaçlamaktadır. Ayrıca, bu iki teknolojinin farklı kullanım senaryoları ve endüstriyel uygulamalardaki avantajları ve dezavantajları üzerinde durulacaktır. Sonuçlar, Bluetooth ve CANBUS sistemlerinin avantajlarını ve sınırlamalarını belirlemek ve farklı kullanım durumlarına göre karşılaştırmalar yapmak için kullanılacaktır. Bu çalışma, otomotiv endüstrisinde kablosuz veri iletişimi için en uygun teknolojiyi belirlemede rehberlik sağlamayı amaçlamaktadır. Enerji verimliliği de bu çalışmanın bir diğer odak noktasıdır. Elektronik sistemlerin optimize edilmesi, vinçlerin enerji tüketimini azaltma ve enerji geri kazanımı potansiyelini artırma fırsatı sunmaktadır. Bu da işletme maliyetlerini düşürme, çevresel etkiyi azaltma ve sürdürülebilirlik açısından önemli bir avantaj sağlama potansiyeline sahiptir. Güvenlik, katlanır bomlu vinçlerin iyileştirilmesinde kritik bir faktördür. Bu tez, elektronik sistemlerin güvenlik sistemleriyle entegrasyonunu incelemektedir. Çarpışma önleme sistemleri, aşırı yüklenme algılama sistemleri ve emniyetli çalışma sınırlarını izleme gibi güvenlik özellikleri, vinç operatörlerini ve çevreyi koruma potansiyeline sahiptir. Bu tez, katlanır bomlu vinçlerin elektronik sistemlerinin iyileştirilmesi alanında mevcut araştırma boşluklarını doldurmayı amaçlamaktadır. Literatür taraması, deneysel çalışmalar ve modelleme teknikleri kullanılarak, elektronik sistemlerin performansı, verimliliği ve güvenliği üzerindeki etkileri araştırılacaktır. Sonuçlar, katlanır bomlu vinçlerin daha etkili, güvenli ve sürdürülebilir bir şekilde kullanılmasına katkıda bulunmayı hedeflemektedir. Bu tez çalışmasında katlanır bomlu vinçlerin çalışma esnasında devrilmesini veya herhangi iş kazasını ya da operatörün hatasını önleyici moment kontrol sisteminin bazı aksamlarının kablosuz kontrolünü sağlamak amacıyla sistem tasarlanmıştır. Bu tez, katlanır bomlu vinçlerin elektronik sistemlerinin iyileştirilmesi üzerine odaklanmaktadır. Katlanır bomlu vinçler, inşaat sektöründe geniş çapta kullanılan önemli ekipmanlardır. Bu çalışma, vinçlerin performansını, verimliliğini ve güvenliğini artırmak amacıyla elektronik sistemlerin optimize edilmesi konusunu ele almaktadır.
Uzaktan etkileşimli kara aracı için engelden kaçış ve otonom yönlendirme kontrolünün bulanık mantık ile gerçekleştirilmesi
(Necmettin Erbakan Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, 2023) Taşdelen, Huzeyfe; Soy, Hakkı
Otonom kontrol uygulamalarının gittikçe yaygınlaştığı günümüzde, yaşanan hızlı teknolojik gelişmelerden geleneksel kara araçları da önemli ölçüde etkilenmiştir. Otonom araçların kendilerini geleneksel araçlardan ayıran yeteneği, belirlenen hedefe insan müdahalesi olmadan ilerleyebilmeleridir. Otonom bir araç bulunduğu konumu referans alarak, ulaşması gereken hedef noktasına nasıl ulaşabileceğini belirleyebilir. Bu amaçla öncelikle hangi yöne doğru hareket etmesi gerektiğine karar verir, ardından önüne çıkan engelleri algılayıp aşarak ulaşması gereken konuma varır. Bu tez çalışmasında, üzerine ultrasonik sensörler yerleştirilerek prototip tasarımı yapılan kara aracı için yön tayini ve engelden kaçma görevlerinin yerine getirilmesine yönelik otonom kontrol uygulaması gerçekleştirilmiştir. Gerçekleştirilen deneysel çalışmada, araç direksiyon sisteminde tank paleti yerine geleneksel direksiyon sistemi kullanılması tercih edilmiştir. Direksiyon hareket kontrolü için servo motordan faydalanılmıştır. Araca hareket vermek için ise düşük hızlı yüksek torklu doğru akım motoru kullanılmıştır. Araç üzerinde kontrol ünitesi olarak Arduino Mega Programlama kartı bulunmaktadır. Ayrıca yön tayini için IMU sensör modülü ve konum bilgisi okuma için GPS modülü yer almaktadır. Otonom araç kontrolü için dört farklı senaryo üzerinde test çalışmaları yapılmış olup, elde edilen sonuçlar hedeflenen konuma ulaşmak için uygulanan yön tespit ve engelden kaçma algoritmalarının benzer amaçlı gerçek hayat senaryolarında uygulanabileceğini göstermiştir.
Akıllı şehir uygulamaları için kablolu haberleşme şebekesinin incelenmesi
(Necmettin Erbakan Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, 2023) Yumşak, Mücahit Furkan; Mutluer, Mümtaz
Hızlı kentleşme ve verimli kentsel hizmetlere olan talebin artmasından dolayı şehirlerin akıllı ve sürdürülebilir varlıklara dönüştürmesi için inovatif teknolojileri olan çalışmaları hızlandırdı. Bu teknolojiler arasında Nesnelerin İnterneti (IoT), akıllı veri odaklı karar vermeyi sağlamak için çeşitli cihazları ve sistemleri birbirine bağlayan umut verici, yaşamı kolaylaştırıcı ürün olarak ortaya çıktı. Özellikle, bu çalışmada incelenen IoT'nin kablo altyapı ağlarıyla olan entegrasyonu, gelişmiş kentsel ortamlar yaratmak için önemli bir potansiyele sahiptir. Bu tez, çağdaş şehirlerdeki IoT tabanlı kablo altyapı ağının oluşturulabilmesi için IoT ile altyapı şebekesinin yakınsamasını, bundan meydana gelebilecek etkileri, altyapı zorluklarını ve gelecekteki yönlerini araştırmayı amaçlamaktadır. Araştırma, kapsamlı bir literatür taraması, vaka çalışmaları ve performans değerlendirmesini kapsayan kapsamlı bir yaklaşım benimsemiştir. Literatür taraması, IoT ve kentsel bağlamlardaki uygulamalarının derinlemesine incelenmesini sağlar. Şehirlerdeki IoT tabanlı kablo altyapı ağları üzerine mevcut araştırmaları analiz ederek, boşlukları ve çözülmemiş sorunları belirleyerek teorik temeli oluşturur. Tez, kent ortamlarında yürütülen vaka çalışmaları aracılığıyla, IoT tabanlı kablo altyapı ağlarının gerçek dünyadaki örneklerin uygulanabilirliğini araştırmaktadır. Vakalar, araştırmalar yoluyla veri toplanmasının ardından nicel ve nitel yöntemler kullanılarak veri analizini içerir. Bulgular, IoT teknolojilerinin kablo altyapı ağlarına yerleştirilmesinin pratik yönlerine ve bunların kentsel hizmetler ve toplum yaşam kalitesi üzerindeki etkilerine yeni çözümler ortaya koymaktadır. IoT tabanlı kablo altyapı ağlarının performans değerlendirmesi, güvenilirlik, ölçeklenebilirlik, verimlilik gibi temel ölçütlere odaklanmaktadır. Tez, bu parametreleri değerlendirerek, bu ağların kentsel zorlukları ele almadaki ve çağdaş şehirlerin ihtiyaçlarını karşılamadaki etkinliği hakkında fikir ortaya koymaktadır.
Ekonomik veriler kullanılarak Türkiye'nin uzun dönem elektrik talebi tahmini
(Necmettin Erbakan Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, 2023) Korkmaz, Kerim; Özkan, Ali Osman
Elektrik enerjisi giderek küreselleşen ve kaynakların kısıtlanmasıyla Türkiye gibi gelişmekte olan ülkelerde elektrik tüketiminin arz-talep dengesini sağlayabilmesi için tüketimin temeline inerek, sosyal ve ekonomik faktörler göz önünde bulundurulmalıdır. Bu durum bize uzun dönem yük tahminin değerlendirilmesiyle uzun vadeli projelerde kullanılmak üzere bir referans verecektir. Böylece uzun dönem yük tahminleri elektrik tüketimlerinin geniş zaman olarak planlanmasına olanak sağlamaktadır. Elektrik tüketiminin önceden bilinerek elektrik enerjisi üretmek imkânsız olduğundan gerçek değere en yakın değerler baz alınmaktadır. Bu değerlerin elde edilmesi farklı yöntemlerle gerçekleştirilebilir. Bu tez çalışmasında Türkiye'nin 2030 yılı elektrik enerjisi tüketimi yapay zekâ yöntemleri ve regresyon analizleriyle 1960-2021 nüfus, elektrik tüketimi, enflasyon, işsizlik, GSYH, büyüme, TÜFE ve dış borç verileri kullanılarak 2022-2030 yılları elektrik tüketimi tahmin edilmiştir.
Yarı-diferansiyel temelli senkron demodülasyon yöntemi ile temassız kapasitif yaklaşım sensörü
(Necmettin Erbakan Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, 2023) Bayrakdar, Gamze; Erişmiş, Mehmet Akif
Kapasitif sensörler başta tahıl sektörü olmak üzere gıda endüstrisinde farklı uygulamalarda kullanılmaktadır. Bu kullanım alanları, gerçek zamanlı üretim sistemlerinde proseslerini izlemek ve kontrol etmek amacıyla tahıl ürünlerinin seviye tespiti, ürün varlığı veya yokluğu, nem tayini gibi alanlardır. Kapasitif sensörler, diğer sensör (optik, endüktif vb.) gruplarına göre çevre koşullarından daha az etkilenmeleri, yüksek hassasiyetleri, kolay uygulanabilirlikleri ve düşük maliyetli olmaları gibi avantajlarından dolayı gıda endüstrisinde daha çok tercih edilmektedir. Kapasitif algılama için literatürde birçok algılama yöntemi ve devre topolojisi bulunmaktadır. Kapasitif algılamada geliştirilen yeni yöntemler veya mevcut okuma devrelerinin iyileştirilmesi ile farklı sektörlerde uygulanabilirliği her geçen gün artmaktadır. Böylelikle bu tez çalışmasında, kepek, buğday, mısır gibi tahıl ürünlerinin tespiti için temassız kapasitif ölçüm yöntemi kullanılmıştır. Temassız kapasitif ölçüm, elektrot ile ürün arasındaki kapasitansın, ürün ile elektrot arasında fiziksel temas olmadan ölçülmesidir. Ürünün elektroda temas etmemesi ve kepek gibi ürünlerin dielektrik katsayısının düşük olması ürünün ölçüm zorluğunu arttırmaktadır. Bu nedenle daha doğru ve hassas ölçüm için yüksek frekanslı (250kHz) sinyal ile uyarılan yarı diferansiyel senkron demodülasyon tabanlı ölçüm yöntemi kullanılmaktadır. Tez çalışması sonucunda kepek, razmol gibi düşük dielektrik değerine sahip ürünleri tespit eden temassız ölçüm yapan kapasitif sensör tasarımı gerçekleştirilmiştir. Tasarım süreçlerine başlamadan önce, ön yüz devresinin AC/DC simülasyon analizleriyle ilgili ön çalışmalar yapılmıştır. Simülasyon çalışmaları ile elektrota uygulanan frekans değeri, transempedans (TIA) devresi, analog anahtar ve Sallen-Key alçak geçiren filtre için uygun değer aralıkları belirlenmiştir. Ayrıca, elde edilen AC simülasyon verileri kullanılarak, sensörün sıcaklığa duyarlılığını azaltmak amacıyla ön yüz devresinde bulunan TIA devresinin kazanç parametresini etkileyen giriş frekansı ve direnç değeri optimize edilmiştir. Sensör tasarımının diğer önemli parçaları olan elektrot tasarımı ve mekanik mahfaza tasarımları eş zamanlı olarak tasarlanmıştır. Tasarımın doğrulanması amacıyla çeşitli test süreçleri ve optimizasyon çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Yapılan testlerde ürünlerin (buğday, kepek, mısır) varlığı veya yokluğundaki kazanç performansı testi, sıcaklık testleri ve gerçek zamanlı fabrika ortamına bağlanarak doldur-boşalt (var-yok) testleri gerçekleştirilmiştir. Ürünlerin var-yok durumunda kazanç testleri sonucunda en küçük değişim (37mV) oranı ile kepek ve en büyük değişim (100mV) oranı ise buğdaydır. Bu değişim oranları mikrodenetleyicilerin (STM32F103C8T6) ADC çevresel birimleri tarafından okunabilecek seviyededir. Diğer bir testte ise sensörün bağlı olduğu ortamdaki sıcaklık değişimine duyarlılığını test etmek için -10°C ile 60°C arasında 5°C'lik adımlarla sıcaklık testleri gerçekleştirilmiştir. Bu testlerde sensörün önünde herhangi bir malzeme bulunmadan, yani sensör doğrudan ortam sıcaklığını algılamıştır. Elde edilen veriler, sensör çıkışında parabolik bir azalma olduğunu göstermektedir. Toplamda, 70°C'lik sıcaklık değişiminde yaklaşık olarak 280 mV değişim gözlenmiştir ve bu değişim oranı ortalama olarak 1°C'de 4 mV değişim ile ilişkilendirilmiştir. Sensör çıkışında belirli bir set değeri altında voltaj değeri "yok" olarak kabul edilirken, set değerinin üstünde bir voltaj değeri "var" olarak kabul edilmektedir. Bu durumda, sıcaklık değişiminden kaynaklanan değişimler sensörün sıcaklığa olan duyarlılığını ve performansını etkileyebilmektedir. Sıcaklık değişiminin düşük olduğu ortamlarda, sıcaklıktan kaynaklanan 4 mV gibi düşük değerler, kepek gibi daha düşük kazanç performansına sahip ürünlerde dahi set değeri için göz ardı edilebilecek değerlerdir. Ancak, sensörün sıcaklık değişiminin yüksek olduğu ortamlarda iyi bir performans sergilemesi için sıcaklık kompanzasyon çalışmaları yapılmıştır. Bu çalışmalar sonucunda sıcaklık testleri tekrar edilmiş ve 70°C'lik sıcaklık değişiminde sensör çıkışında ortalama olarak 15 mV değişim gözlenmiştir. Bu sayede her sıcaklık ortamı için ayrı bir set değeri ayarlama ihtiyacı ortadan kalkmıştır. Bu kompanzasyon çalışmaları, sensörün sıcaklığa olan duyarlılığını azaltarak daha istikrarlı bir performans sağlamıştır. Son olarak gerçek zamanlı sistemde gerçekleştirilen testlerde ise sensör randıman kantarının üst kefesine bağlanarak, kefenin içerisindeki buğdayın doldurulması ve boşaltılması yoluyla sensörün buğdayın varlığını ve yokluğunu algılama yeteneği test edilmiştir. Gerçekleşen testlerde sensörün belirlenen set değerine ulaştığında PNP ve NPN çıkışlarının aktif olması sensörün sistem ile senkron bir şekilde çalıştığı gözlemlenmiştir. Sensörün sistem ile senkron çalışması, ortamda sıcaklık değişimi olsa dahi sensör performansının sıcaklıktan dolayı oluşan etkilerden etkilenmediğini göstermektedir. Böylece yapılan testler sonucunda sensörün tasarım ve optimizasyon çalışmaları doğrulanmış ve test sonuçları bu sensör için prototip aşamasında yeterli bulunmuştur. Sonuç olarak tez çalışması sonucunda tasarlanan temassız kapasitif sensör ile tahıl ürününün temassız olarak algılanması sağlanmıştır. Böylelikle tahıl sektöründe kullanılan problu kapasitif sensörlerin oluşturduğu ürünlerin bozulması, mekanik kırınımlar gibi olumsuz problemleri azaltacak sensör tasarımı optimize edilerek test edilmiştir.
Şebekeye bağlı 1 MW güneş enerji santralinin PVsyst ile simülasyonu ve performans parametrelerinin değerlendirilmesi
(Necmettin Erbakan Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, 2023) Yiğit, Fatma; Özkan, Ali Osman
Bu çalışma, "Şebekeye Bağlı 1 MW Güneş Enerji Santralinin PVsyst ile Simülasyonu ve Performans Parametrelerinin Değerlendirilmesi" başlığı altında gerçekleştirilmiştir. Tez, güneş enerjisi santrallerinin performansını değerlendirmek ve optimize etmek için kullanılan PVsyst simülasyon yazılımı kullanılarak hazırlanmıştır. Öncelikle, çalışmada kullanılan 1 MW güneş enerji santrali ve bileşenleri detaylı olarak tanıtılmıştır. PVsyst simülasyon yazılımıyla, santralin günlük ve yıllık enerji üretim potansiyeli belirlenmiş ve simülasyon sonuçları dikkate alınarak sistemin performansı değerlendirilmiştir. Çalışmada ayrıca, güneş paneli eğim açısı, yönü ve sistem konfigürasyonunun performansa etkisi araştırılmıştır. Farklı parametrelerin değiştirilmesiyle elde edilen sonuçlar analiz edilmiş ve en iyi performansı sağlamak için öneriler sunulmuştur. Performans parametreleri arasında güç üretimi, verimlilik, enerji kaybı ve karbon salınımı gibi faktörler bulunmaktadır. Bu parametreler, PVsyst simülasyonu ve saha ölçümleriyle değerlendirilmiştir. Böylece, sistemin gerçek performansı ve simülasyon sonuçları arasındaki farklar analiz edilerek geliştirmeler önerilmiştir. Sonuç olarak, bu tez güneş enerji santrallerinin performansını değerlendirmek ve optimize etmek için PVsyst simülasyon yazılımının kullanımının önemini vurgulamaktadır. Çalışma, güneş enerjisi sektöründe enerji verimliliğini artırmak ve sürdürülebilir enerji kaynaklarının kullanımını teşvik etmek için önemli bir katkı sunmaktadır.
Dağıtık üretim tesislerinin şebekeye entegrasyonu
(Necmettin Erbakan Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, 2023) Aydın, Hatice; Özcan, Muciz
İklim değişikliğine karşı küresel ortalama yüzey sıcaklığındaki artışı 2 derece ile sınırlandırmayı, mümkünse 1,5 derecenin altında tutmayı ve bu doğrultuda, bu yüzyılın ortasına kadar sera gazı emisyonlarının sıfırlanmasını hedefleyen Paris İklim Anlaşması kapsamında 2053 yılına kadar net sıfır emisyon hedefinin benimsenmesiyle Türkiye'nin iklim politikasında yeni bir dönem başlamıştır. İklim değişikliğine en büyük etkiye neden olan enerji sektörü fosil yakıtlardan aşamalı olarak çıkması ve tüm kamu kaynaklarını güneş ve rüzgâr başta olmak üzere yenilenebilir enerji yatırımlarına, bunun için gerekli altyapı çalışmalarına ve tüm kesimleri kapsayacak bir şekilde adil bir dönüşüm planlarının yapılması öncelikli konular haline gelmiştir. Ülkemiz bu küresel dönüşüm de iklim dostu temiz tükenmez enerji kaynakları dağıtık üretim tesisleri ile ilgili mevzuatı 2014 yılında yürürlüğe koymuş olup günümüze kadar dağıtık üretim tesisleri hızlı bir ivme kazanarak enerji üretiminde önemli bir rol almaktadır ve bununla ilgili yatırımlar devam etmektedir. Mevcut elektrik dağıtım şebekeleri, enerji üretim kaynaklarının çeşitliliğine bağlı olarak entegrasyonu yapılacak şekilde dizayn edilmemiş olup dağıtım şebekelerinin dizaynında güç akışı tek yönlüdür. Dağıtık üretim tesislerinin devreye girmesi ile mevcut şebekelerimiz tamamen farklı bir yapıya doğru gitmektedir. Giderek artan dağıtık üretim sayısı ile birlikte dağıtım sisteminde gerçekleşecek üretim entegrasyonları mevcut şebeke üzerinde çok önemli etkilere neden olabileceği düşünüldüğünden bu çalışmada dağıtık üretim tesislerinin mevcut olan şebekeye etkilerinin incelenmesi yapılmıştır. Bu incelemeler sonucunda dağıtık üretim tesislerinin sisteme bağlantısı gerçekleştirilirken bağlantı yapılacak yerin ve şebekenin barındırma kapasitesinin en önemli faktörler olduğu görülmüştür. Üretim tüketim dengesi dikkate alınarak yapılan bağlantılarda dağıtık üretim tesisinin gerilimin nominal işletme sınırlarında çalışmasına pozitif etki yaptığı ve gerilim düşümünden kaynaklı ilave yatırımlar yapılmasına ihtiyaç kalmadığı, üretilen enerji yerinde tüketildiği için şebekenin toplam teknik kayıpları 0.48 MW iken DÜ sonrası 0.44 MW' a düşerek sistem kayıplarının azalmasında olumlu etki yaptığı görülmüştür. Ancak üretim tüketim dengesi ve hattın barındırma kapasitesi dikkate alınmadan yapılan bağlantılarda güç kalitesi parametrelerinde olumsuz etkiye neden olduğu görülmüştür. Özellikle gerilimin nominal işletme sınırı olan 31,5 kV' dan DÜ bağlantıları sonrası 31,9 kV' a yükselmesine neden olduğu ve nominal işletme geriliminin üzerinde çalıştığı, hem bara üç faz kısa devre akımına hem de bara üç faz kısa devre gücüne %14-21 katkıda bulunduğu, şebekenin kararlılığının bozulduğu ve bu olumsuzluklar sonucu sistemde kullanılan malzeme ve teçhizatın yıpranması, malzeme ömrünün azalacağı görülmüştür. Yapılan analizler sonucu kapasiteden kaynaklı bu olumsuz etkileri azaltma da enerji depolama tesisinin olumlu katkısı olduğu sonucuna ulaşılmıştır.
Rezonans devrelerin kapasitif sensörlerde kazanç artırımı olarak kullanımı
(Necmettin Erbakan Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, 2023) Alp, Alp Eren; Erişmiş, Mehmet Akif
İnsanoğlunun tarihsel gelişimi endüstriyel devrimlerin ortaya çıknası ve bera- berinde teknolojinin gelişmesiyle devam etmiştir. Bu gelişmeler hala teknolojinin gelişmesiyle sürdürülebilir durumdadır. Bu yeni teknolojiler insan yaşamının her alanında yer alırken sensör teknolojisininde gelişmesine yardımcı olmuştur. Bu tek- nolojinin insan hayatında yer almasının sonucu olarak sensörlerin verimliliği ve güvenilirliği de son derece önem arz etmektedir. Bu durum akıllı sensörlerin haya- tımızın oldukça farklı alanlarında yer almasına neden olmaktadır. Kapasitif sensörler, endüstriyel, tıbbi, otomotiv ve birçok diğer uygulama ala- nında oldukça yoğun kullanılmaktadır. Bu yoğunlukta kullanılmalarının nedeni ka- pasitif sensörlerin sinyal işleme tekniğiyle ilgili olmasıdır. Sinyal işleme tekniğinin söz konusu olduğu durumda kapasitif sensörlerin ölçüm aralığını ve ve hassasiye- tini artırmak için rezonans devreler önemli bir yere sahiptir. Bir kapasitif sensörün çıkış sinyalini bir bobine bağlı olarak rezonans devrelerin kullanılması ile sinyal güçlendirilebilirken sinyalin hassasiyeti artırılabilmektedir. Sensörlerin ölçüm ara- lıklarının artırılması ise rezonans devrelerle sağlanabilir. Sensörlerin ölçüm aralığı sensör kapasitansına bağlı olarak sınırlandırılabilmektedir. Böylelikle rezonans dev- reler kullanılarak ölçüm aralığı genişletilebilir ve kazanım sağlanabilir. Rezonans frekansı sensörün kapasitans değerine bağlı olduğundan sensörün veya sensörün kapasitans değerinin değiştirilmesi durumunda devrenin yeniden ayarlan- ması gerekmektedir. Devreler seri rezonans durumunda kısa devre, paralel rezo- nansta açık devre gibi davranmaktadırlar. Seri bağlı olan bobin ve kondansatör devresi kısa devre görevi gördüğünden aktif olan devre kazanç üretememektedir.Düşük kapasitör ölçümü endüstriyel sensörlerde görülebilen bir durumdur. Ölçüm devrelerinde de ölçülen küçük kapasitöre yakın küçük kapasitörler kullanılabilir. Düşük kapasitans değerlerine sahip olan kapasitif elektrotları okumak için çok dü- şük kapasitörlerin kullanımında çeşitli problemler yaşanmaktadır. Bu problemler genellikle baskı devreden, lehimlemelerden ve komponentten kaynaklanmaktadır. Bu tezde; endüstride kullanılabilecek olan rezonans devrenin kapasitif sensörde kazanç artırımını sağlayacak bir devre tasarımı yapılmıştır. Bu tasarımın amacı rezonans devrelerde farklı kapasitörler kullanarak kazanç elde etmedir. Bu durum için tasarlanan devrede düşük değerde bir kapasitör kullanılarak opamp girişinde bulunan kapasitör elektrot kapasitörü olarak kullanılmıştır. Tasarlanan devreden rezonans kazanç elde edilmesi için devrede kullanılan diğer kapasitörler devre giri- şinde bulunan kapasitörün on katı büyüklüğünde seçilmiştir. Kazanç elde edilmek üzere dört tip devre tasarlanmıştır. İlk iki tasarım kazanç artırımı konusunda fay- dalı olmadığından tercih edilmezken üçüncü tip devre osilasyon yapmasından dolayı tercih edilmemiştir. Dördüncü tip devre beklenen kazanç artırımını tüm testlerde istenilen düzeyde verdiğinden üzerinde çalışılmıştır. Tasarlanan devre karışık bir devre filtresi olup kapasitör, bobin, direnç ve opanmp bulunmaktadır. Opamp için yüksek frekansları geçiren LF351 opampı kullanılmıştır.
Akıllı şebekeler için ultrakapasitör entegreli batarya yönetim sistemi
(Necmettin Erbakan Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, 01-11-2022) Yaşkır, Muhammed; Yağcı, Mustafa
Yenilenebilir enerji kaynaklarının artan kullanımı, elektrikli araç teknolojisinin gelişmesi ile birlikte enerji depolama teknolojilerinin önemi ortaya çıkmıştır. Yenilenebilir enerji kaynaklarının kesintili yapısı ve çevresel faktörlere bağlı olarak verimliliğinin değişmesi depolama birimleriyle kullanımını ihtiyaç haline getirmiştir. Aynı şekilde elektrikli araçların yaygın kullanımının önündeki en büyük engel olan batarya boyutları depolama teknolojilerindeki gelişimi ve değişimi beraberinde getirmiştir. Tüm bu sebepler doğrultusunda günümüz artan enerji talebini karşılayacak ve gelişen teknolojiye uyum sağlayacak bir depolama teknolojisi olan Hibrit Enerji Depolama Sistemleri geliştirilmiştir. Hibrit Enerji Depolama sistemlerinde birden fazla depolama ünitesi birbirleriyle uyum içerisinde çalışmakta ve tek tip depolama birimlerine göre oldukça avantajlı olmaktadır. Bu çalışmada da bu yeni depolama teknolojisi olan Hibrit Enerji Depolama Sistemleriyle bir simülasyon çalışması yapılmış ve yapılan bu çalışmada bazı kritik parametreler Parçacık Sürü Optimizasyonu kullanılarak belirlenmiştir. Ultrakapasitör ve Batarya grubunun birbirlerini destekleyecek bir şekilde çalışması ve uzun batarya ömrü ve optimum batarya çalışma değerleri elde edilmesi hedeflenmesi gerçekleştirilmiştir.
PLC Kontrollü Batarya Yönetim Sistemi Tasarımı
(2022) Orbeyi, Önder; Yağcı, Mustafa
Yakın geçmişten itibaren, geleneksel içten yanmalı motor teknolojisine sahip araçlarda kullanılan fosil yakıtların çevreye olan çok sayıda zararlı etkileri, sınırlı rezervleri ve ayrıca gelişmemiş veya gelişmekte olan ülkelerde yaşanan fosil yakıt fiyat artışları gibi olumsuz sebepler, güç ihtiyacını bataryalardan karşılayan elektrikli araç teknolojilerine olan ilgiyi yüksek seviyelere çıkarmıştır. Yani batarya teknolojisinin, elektrikli araç teknolojisinde başrol görevini üstlenen teknoloji olduğunu söylemek mümkündür. Ayrıca yenilenebilir enerji sistemlerinin gelişmesiyle beraber ortaya çıkan, daha temiz enerji hedeflerinden dolayı gündemde olan karbon sıfır politikası da temiz enerji sistemlerine kolayca uyum sağlayan enerji depolama sistemlerine olan ilgiyi arttırmaktadır. Diğer taraftan dünya genelinde, enerji ihtiyacının sürekli artmasıyla beraber enerji arz sorunu yaşanmaktadır, bu kapsamda enerji arz sorununu çözebilmek ve enerji yeterliliğini sağlamak için enerji depolama sistemleri ön plana çıkmaktadır. Elektrikli araç teknolojilerindeki gelişmeler, temiz enerji politikaları ve enerji arz sürekliliğinin sağlaması hedefi gibi nedenlerden dolayı popüler hale gelen enerji depolama sistemlerinin verimli ve güvenli şekilde kullanılması gerekmektedir. Bu yüzden, enerji depolama sistemlerinde kullanılan batarya teknolojilerinin yüksek verim ve yüksek güvenlikte çalışması için Batarya Yönetim Sistemi (BYS) kullanılması çok önemli bir gereksinimdir. Bu tez çalışmasında, başta elektrikli araçlar olmak üzere diğer enerji depolama sistemlerinde de çok fazla tercih edilen Li-ion tabanlı bataryalar kullanılmıştır. Günümüzde, BYS’ler genel olarak güç elektroniğinden yararlanılarak tasarlanmış elektronik kartlar, entegreler ve yardımcı donanımlarından oluşan kontrolcüler ile tasarlanmıştır. Geleneksel yöntemlerden farklı olarak Programlanabilir Lojik Kontrolcü (PLC), analog-dijital kontrolcü modülleri ve yardımcı donanımlardan oluşan bir pasif dengelemeli BYS tasarlanmış, uygulama devresi kurulmuş ve testleri yapılmıştır. PLC’yi programlamak için, Ladder Diagram (LD) olarak bilinen programlama dili ile yazılım yazılmıştır. Geleneksel BYS’lerde sınırlı sayıda batarya hücresi ve sınırlı akım değerleri kontrol edilebilmektedir ve her batarya paketi için ayrı bir kontrolcü kullanılmaktadır. Çalışmada kullanılan PLC kontrolcü ve algoritması sayesinde tek bir kontrolcü ile birden çok sayıda batarya paketi kontrol edilebilmekte ve daha yüksek akım değerlerinde işlem yapılabilmektedir. Bu avantajı sayesinde PLC kontrollü BYS daha geniş kontrol kapasitesi ile öne çıkmaktadır. Geleneksel yöntemlerde kullanılan kontrolcüler küçük boyutlardadır ve batarya paketlerin içerisine dahil edilebilmektedir. Ancak PLC kontrolcü ile tasarlanan BYS’ler ise daha büyük hacimlidir ve BYS donanımı için harici bir alan ihtiyacı doğurmaktadır.
Gerçek Zamanlı Enerji İzleme İçin Nesnelerin İnterneti Tabanlı Akıllı Sayaç Tasarımı
(2022) Akkaya, Osman Saygın; Soy, Hakkı
Akıllı sayaçlar, yeni nesil akıllı şebekelerin vazgeçilmez bir unsurudur. Bu çalışmada enerji verimliliği, uyarlamalı fiyatlandırma ve otomatik veri toplama fonksiyonlarını sağlayabilecek tek fazlı akıllı elektrik sayacının donanım tasarımı gerçekleştirilmiştir. Bununla birlikte geliştirilen akıllı sayaç ile bağlı olduğu yüke ilişkin toplanan elektriksel parametrelerin (akım, gerilim, aktif/reaktif güç, güç faktörü vb.) bulut sunucusuna aktarılması için kullanılabilecek Bluetooth, Wi-Fi, NB-IoT kablosuz haberleşme teknolojileri hakkında bilgi verilmiştir. Tasarlanan akıllı sayaç elektrik şebekesi üzerinde farklı yüklere bağlanarak test edilmiş ve ölçüm değerlerinin geçerliliği doğrulanmıştır. Ayrıca akıllı sayaç okumalarının incelenen kablosuz haberleşme teknolojileri yardımıyla bulut sunucusuna aktarımı gerçekleştirilmiştir.
Aritmetik Optimizasyonu Algoritması ve Sensör Füzyonu ile BLDC Motor Pozisyon Kontrolünün Gerçekleştirilmesi
(2022) Ateş, Mücahit; Soy, Hakkı
Fırçasız DC (BLDC) motorlar enerji verimliliklerinin yüksek ve çalışma ömürlerinin uzun olması sebebiyle son yıllarda farklı alanlarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Tipik bir BLDC motor için anahtarlama, rotorun anlık konumuna göre sürücü devresi üzerinden yapılmaktadır. Bu sebepten BLDC motorlar için hassas rotor pozisyon kontrolü kritik öneme sahiptir. BLDC motor için rotorun optimum pozisyonunda çalışması ömrünü, verimini, sıcaklığını, torkunu ve hızını etkilemektedir. Bu çalışmada aritmetik optimizasyon algoritması (AOA) ile çoklu sensör veri füzyonu metodu (multi-sensor data fusion method, MSDF) birleştirilip, BLDC motor için yeni bir rotor pozisyon kontrol metodu sunulmuştur. Önerilen yöntemde BLDC motora yerleştirilen Hall etkili sensör, manyetik enkoder ve faz akım sensöründen elde edilen verilerle rotor pozisyonu belirlenmiştir. BLDC motorun rotor pozisyonundaki hata sensörler yardımıyla tespit edilip, anlık olarak kontrolöre gönderilmektedir. Kontrolörde çalıştırılan AOA yardımıyla hesaplanan hata değerine bağlı olarak en uygun PID parametreleri belirlenmiş ve böylece optimum rotor pozisyon kontrolü sağlanmıştır. Önerilen yöntemin performansı deneysel olarak test edilmiş, elde edilen sonuçlarla BLDC motor rotor kontrolünde hassas ve güvenilir bir pozisyon kontrolü sağlanabileceği gösterilmiştir.
Endüstriyel Uygulamalar için Çok Düşük Güç Tüketen Kapasitif Sensör Geliştirilmesi
(Necmettin Erbakan Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, 2022) Keleş, Oğuzhan; Erişmiş, Mehmet Akif
Kapasitif sensörler başta endüstriyel alanda olmak üzere başlıca algılama, yaklaşım, miktar tespiti, basınç ve akış tespiti gibi hassas kontrol sistemlerinde ve benzeri yüksek doğruluk gerektiren uygulamalarda kullanılmaktadır. Kullanım alanının genişliği farklı amaçları hedefleyen çalışmaların ortaya çıkmasını sağlamaktadır. Çevre şartlarından daha az etkilenme, gürültüye karşı bağışıklık veya iyi bir çözünürlük gerektiren alanlar için farklı kapasite ölçüm teknikleri geliştirilmiştir. Burada ölçüm tekniğinin belirlenmesinde maliyet, doğruluk oranı, ölçüm devrelerinin sadeliği ve benzeri gibi birçok etken göz önünde bulundurulur. En uygun ölçüm tekniği seçilerek istenen verim elde edilmeye çalışılır. Teknolojik gelişmeler ve bu alanda birçok çalışmanın yapılıyor olması, etkili, daha az yer kaplayan ve az komponent ihtiyacı duyan entegre devre yapılarının da gelişmesini sağlamıştır. Aynı zamanda gelişen teknolojik yenilikler ile düşük güçlü sistemlere ilginin arttığı ve artık bu durumun ihtiyaç olarak değerlendirildiği bir çağa girmiş bulunmaktayız. Ayrıca bu teknolojik çağın yeni çalışmalardan beklediği bir diğer husus harici bir kaynağa ihtiyaç duymadan pille çalışan ve özellikle uzun kullanım ömürleri sunabilecek karar verme mekanizmaları ve nesnelerin interneti platformlarına uyum sağlayabilecek kolay uyumlandırılabilir yapılardır. Bu bağlamda tezin amacı çok düşük güçlü sistemler için 2 seneye kadar uzun ömürler sunabilecek ortalama güç tüketimi olarak 150 µW altında kalabilecek Bluetooth Low Energy 5.0 uyumluluğu bulunan bir kapasitif sensör sistemi tasarımıdır. Özellikle Bluetooth Low Energy 5.0 kablosuz sisteminin düşük güçlü olmasının yanında en yenilikçi kablosuz servislerini de destekliyor olması nesnelerin interneti uygulamaları için uyumlandırma kolaylıkları sunmaktadır. Bu düşük güçlü sistem, anlık tepe akımı 10 mA altında kaldığından sağlayabildiği tepe akım seviyesi düşük olduğu için tercih edilmekte zorlanılan CR2450 pili ile çalışabilecek ve kompakt tasarım kolaylıkları sahip yenilikçi bir çözüm olacaktır. Endüstriyel uygulamalar için geliştirilen ve sadece mikro kontrolör ve kablosuz sistemleri destekleyen modüllerin birim maliyetinin $15 seviyelerinde olması sensör sisteminin de birim maliyetini arttırmaktadır. Amaçlanan bu sistem ile toplam maliyeti $10 altında kalabilecek şekilde çalışma yapılmıştır. Bu tez çalışmasında tasarlanan kapasitif sensör, kapasitans dijital dönüştürücü entegre yapısı ile yüksek çözünürlükte ve kararlılıkla algılama yaparak düşük güçlü sistemin temelini oluşturmaktadır. Düşük güçlü kapasitans dijital dönüştürücü entegresi düşük güçlü bir mikro kontrolör ile dijital arayüz üzerinden iletişim kurularak kontrol edilebilmektedir. Mikro kontrolör okunan kapasitif veriyi kablosuz sistemlerden olan Bluetooth Low Energy modülü arayıcılığı ile yayın yapmaktadır. Kapasitif sensör sisteminin düşük güçlü olması amaçlandığı için kullanılan komponentler düşük güçlü uygulamalara özel olarak seçilmiştir. Sistemde mikro kontrolör biriminin hem kapasitans dijital dönüştürücü entegresinin kapasitif eşik çıkış pini hem dahili gerçek zamanlı saat kaynağı aktif edilerek periyodik uyanma kesmesi ile düşük güç modundan uyandırılıp kapasitans dijital dönüştürücü entegresinden güncel veriyi okuyup Bluetooth Low Energy üzerinden yayın yaptıktan sonra tekrar uyuduğu çalışma şekli hedeflenmiştir. Bu hedef için öncelikle kapasitans dijital dönüştürücü entegresinin de ölçüm aralığında göz önünde bulundurularak yapılan çalışmalardan elde edilen kazanımlar doğrultusunda kapasitif sensör tasarım örnekleri yapılmıştır. Bu tasarım örneklerinin algılama karakteristikleri için denemeler yapılmıştır. Bu denemeler ile ölçülen değerlerin yanında kapasitans dijital dönüştürücü komut ayarları üzerinden dahili kapasitif ölçüm aralıkları genişletilerek ölçümler gözlemlenmiştir. Bu gözlem ve ölçüm çalışmalarına kapasitif sensör tasarım deneme kartları ile içerisinde farklı maddelerin algılama testleri yapılmıştır. Bu ölçümler için mısır, pirinç gibi farklı tanecik boyutunda maddeler kullanılmış ve ölçümlerinde birbirlerinden ayrımı sağlayacak farklı değerlerde kapasitif ölçüm değerleri elde edilmiştir. Bu denemelere ek olarak kapasitif sensöre parmak yaklaştırılarak da ölçümler alınmıştır. Yakınlık uzaklığı göre değişebilen ölçümler gözlemlenmiştir. Bu testler ile algılama mesafesi ve bu mesafeye etkiyen durumlar incelenerek kapasitif ölçüm ile hedeflenen iyi çözünürlük, uzak algılama mesafesi gibi tasarıma etki eden durumlar belirlenmiştir. Ayrıca mikro kontrolör düşük güç moduna alınarak kapasitans dijital dönüştürücü entegre devresinin kapasite eşik karşılaştırıcısı ile uyandırıldığı denemeler yapılıp, düşük güç akım tüketim grafiği oluşturulmuştur. Bu tüketim hedeflenen aralıktan uzak olduğu gözlemlenip kapasitans dijital dönüştürücü entegre için güç kapatma modu denenerek hedefe ulaşılmıştır. Güç tüketim çıktıları grafikler oluşturularak farklı uyanma zamanı rutinleri oluşturularak enerji tüketimleri üzerinden karşılaştırılmıştır. Kapasitif sensör, kapasitans dijital dönüştürücü, mikro kontrolör, düşük güç enerji birimi ve Bluetooth Low Energy kablosuz sistemi bir araya getirilerek pille çalışan düşük güçlü bir sistem hedefine ulaşılmıştır. Sonuç olarak kapasitif sensör tasarımını çok düşük güçlü bir sistem ile birleştirerek yenilikçi kablosuz platformlara uyumlandırarak uzun ömürlü pille çalışan sistem oluşturulmuştur. Bu değerler endüstrideki birçok uygulama için oldukça yeterlidir. Bu sistem ile algılama olaylarının gerçekleştirilebileceği taşınabilir ve akıllı platformlardan olan nesnelerin internetine uyumlandırılabilecek çok düşük tüketim enerjisine sahip sensör sonucuna ulaşılmıştır. Güç tüketimi olarak 150 µW altında kalınabilmiştir. Amaçlanan 2 sene pil tüketim ömrünün değişkenlik gösterebileceği göz önünde bulundurularak daha büyük pil yerleştirilmesi düşünülebilir. Sistem düşük güç tüketim testleri yaklaşık 6 saniye ve 11 saniye periyotta yayın süreleri ayarlanarak test edilmiştir. Testlerde ortalama güç tüketimi yaklaşık 11 dakikalık süre boyunca enerji profil arayüzü kullanılarak alınmıştır. Yayın periyodu yaklaşık 11 saniye ve ölçüm süresi yaklaşık 11 dakika olacak şekilde ortalama güç tüketimi amaçlanan tüketimin 4 katı olarak ölçülmüştür. Bazı sensörlerin 1 dakika, 2 dakika veya daha uzun periyotta yayın yaptığı ve hedeflenen çalışma için de 1 dakikada bir verinin gönderilmesi yeterli ve kabul edilebilir bir periyot olduğu göz önünde bulundurulup analitik hesap yapılarak güç tüketimi yaklaşık 108 µW hesaplanmıştır. Yayın pulse (nabız) genişliği süresi, pulse ortalama tüketimi ve Standby enerji seviyesi ortalama tüketimi değerleri üzerinden yapılan hesapla hedeflenen güç tüketimine ulaşılmıştır. Ayrıca birim maliyet olarak sadece kontrolcüsü $15 olan alternatif yapılara göre kapasitans dijital dönüştürücü entegre birim maliyeti dahil edilmediği bu durum için $10 altında bir sistem tasarım başarısına ulaşılmıştır. Seri üretime geçildiği takdirde yapılacak toptan entegre alımlarıyla zaten gayet düşük maliyetli olan çalışma tam bir fiyat-performans ürüne dönüştürülebilir.
Kristal Silisyum Fotovoltaik: Aşağıdan Yukarıya Maliyet Analizi Modeli
(2022) Khadir, Essameldin; Mutluer, Mümtaz
Fotovoltaik dağıtımının gelecekte sürdürülebilir bir büyüme yaşaması için, özellikle güneş enerjisi kesintilerinin üstesinden gelmenin ek maliyetleri göz önüne alındığında, daha fazla maliyet düşürmeye ihtiyaç duyulabilir. Kabul edilen maliyet analizi modeli, bir teknolojinin veya üretim sürecinin özelliklerinin bir veya daha fazla yolla maliyetlere nasıl katkıda bulunduğunu anlamak için ayrıntılı, cihaz düzeyinde maliyet modelleri kullanır. Analiz, bireysel maliyet bileşenlerinin PV teknolojilerinin fiziğiyle bağlantılı toplam maliyetlere nasıl katkıda bulunduğu hakkında bilgi sağlar. Asgari Sürdürülebilir Fiyatlar modeli, iki temel metriği belirlemek ve hesaplamak için Seviyelendirilmiş Elektrik Maliyeti Hesaplama yazılımı (Sistem Danışmanı Modeli) ile birlikte Uluslararası Finansal Raporlama Standartlarına uygun olarak benimsenmiştir: $/ ve Seviyelendirilmiş Fotovoltaikler için Elektrik Maliyeti ve kentsel Çin'de 1.0 GW'den fazla üretim yapan bir tesis için sırasıyla 0.25 $/ ve Phoenix, Arizona - ABD için 4.80 sent/kWh olduğu bulunmuştur. Analizden çıkarılan rakamlara dayanarak, maliyet düşürme üzerinde en büyük etkiye sahip araştırma alanları belirlendi. $/ metriğinin gelecek tahminlerinin 2025'te 0.19 $/ ve öngörülen gelecekte 0.17 $/ olacağı tahmin edilmektedir.
Seralarda su kullanımının optimize edilmesi için kablosuz algılayıcı ve eyleyici ağ tabanlı sistem tasarımı
(Necmettin Erbakan Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, 2022) Koşum, Muhammed Furkan; Özkan, Ali Osman
Artan dünya nüfusu ile birlikte gıda ihtiyacı da gün geçtikçe artmaktadır. Aynı zamanda kişisel kullanım, endüstriyel ve tarımsal üretimde kullanılan su miktarının artması ve dünyanın birçok yerinde yaşanan iklim sorunu küresel bir su sorunu yaratmıştır. Su kaynaklarının israfını önlemek ve suyu verimli kullanmak için birçok çalışma yapılmıştır ve bu konuda çalışmalar devam etmektedir. Tarımda bilinçsiz sulama ve bitkinin su ihtiyacının öngörülememesi hem su israfına hem de verim kayıplarına neden olmaktadır. Aynı zamanda çiftçinin gübreleme ve ilaçlama miktarını tahmin edememesi, bitkinin yanı sıra toprağa ve çevreye zarar vermektedir. Bu gereksinimleri karşılamak, verimliliği artırmak ve su kaynaklarını daha iyi kullanmak için yenilikçi fikirlere ve teknolojilere ihtiyaç vardır. Bu ihtiyaçları karşılayabilecek yöntemlerden biri de tarımda dijitalleşmedir. Dijital tarım yöntemleri; verimliliğin artırılmasında, işgücünün, çevre kirliliğinin, su israfının ve tarımsal mücadelede kullanılan kimyasalların azaltılmasında etkili olacaktır. Dijital tarım, bu ihtiyaçların karşılanması ve gıda ihtiyaçlarının sürdürülebilir bir şekilde sağlanması için iletişim teknolojilerinin modern tarım endüstrisine uygulanmasıdır. Bu tez çalışmasında iki ayrı sera ortamı oluşturulmuştur. Bunların ilkinde geleneksel tarım yöntemleri uygulanmıştır. İkincisinde ise mevcut çevresel veriler (toprak nemi, ortam sıcaklığı, ortam nemi ve ortam ışığı) algılayıcılar tarafından toplanarak çiftlik yönetim sistemine aktarılmış ve eyleyiciler tarafından gerekli aksiyonlar alınmıştır. Böylelikle, veri paketlerini doğru bir şekilde yönlendiren ve çoklu iletişimi sağlayan bir algılayıcı ve eyleyici ağ kullanılarak dijital tarım yöntemleri uygulanmıştır. Algılayıcı ve eyleyici düğümleri ile yönetim sistemi arasında ağ üzerinden veri alışverişini sağlamak için bir ağ geçidi oluşturulmuştur. Ağ geçidi aracılığıyla oluşturulan veri tabanına anlık ve saatlik veriler kaydedilmiştir. Veri tabanına aktarılan anlık değer eşik değerin altında ise eyleyici tarafından otomatik sulama yapılmıştır. Kullanılan su miktarı veri tabanına kaydedilmiştir. Ayrıca tasarlanan mobil uygulama ile veri tabanından anlık ortam verilerini izlemek ve eyleyiciyi kontrol etmek mümkündür. Sonuç olarak iki sulama yönteminin verimliliği karşılaştırılmış ve kablosuz ağ tasarımının daha verimli olduğu görülmüştür. Toplanan veriler WEKA ve Minitab programları aracılığıyla sınıflandırma ve tahmin algoritmaları ile analiz edilmiştir. Çevresel verilerin su tüketimi ve bitki büyümesi üzerindeki etkisi matematiksel bir denkleme dönüştürülmüştür. Böylece daha uzun süreler için kullanılacak su miktarı ve bitki büyümesinin tahmini sağlanabilmektedir.
Konya ili katı atık toplama sisteminin Benzetilmiş Tavlama Algoritması ile optimizasyonu
(Necmettin Erbakan Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, 2022) Cengiz, Semih; Özcan, Muciz
Dünya nüfusunun hızlı bir şekilde artması ve teknolojinin hızlı gelişimiyle birlikte şehirlerde kullanılan altyapı sistemleri de günden güne farklılaşmaktadır. Üzerinde elektronik sistem olan tüm nesnelerin internete bağlanması fikriyle Endüstri 4.0 kavaramı ve teknolojinin şehir altyapılarını geliştirmede kullanılması fikriyle Akıllı Kentler kavramı ortaya çıkmıştır. Şehirlerdeki nüfusun artması ile birlikte toplanması gereken katı atıkların sayısı da artmıştır. Bu sebeple katı atık toplama araçlarının gezmeleri gereken rota, şehirlerin genişlemesiyle birlikte daha karmaşık bir hale gelmiştir. Atık toplama rotasının sürekli tekrar tekrar gezilmesi gerekliliği bu rotalardaki en küçük bir iyileştirmenin bile yakıt tüketimi için büyük bir kazanç sağlayacağı anlamına gelmektedir. Özellikle fosil yakıtların sürekli artan maliyetleri de düşünülecek olursa, rotanın kısaltılması demek tüm belediyelerdeki yakıt maliyetlerinin düşürülmesine büyük bir katkı sağlayacaktır. Ayrıca yakıt tüketiminin azalması Türkiye’nin Paris Anlaşması kapsamındaki ulusal hedefleri doğrultusunda emisyon oranını düşürmek için önemlidir. Bu çalışmada, karmaşık problemlerde en iyi çözümlere ulaşabilmek için kullanılan sezgisel optimizasyon algoritmalarından birisi olan Benzetilmiş Tavlama (BT)Algoritması kullanılarak katı atık toplama araçlarının rotalama problemi ele alınmıştır. Metallerin tavlanması işleminden esinlenerek ortaya atılan bu algoritma, en iyi çözümü araştırırken bölgesel minimum noktalarından kaçınabilme özelliği ile öne çıkmaktadır. Uygulama bölgesi olarak Konya’nın Selçuklu İlçesi’nin Kosova Mahallesi seçilmiştir. Konteynerlerin koordinatları çıkarılarak algoritmanın çalıştırılabilmesi için gerekli konteyner mesafeleri elde edilmiştir. Atık toplama araçların kapasitelerinin sınırlı olması sebebiyle Kosova Mahallesi 7 farklı bölgeye ayrılmıştır. Tüm bölgeler ayrı ayrı değerlendirilerek BT yöntemi ile muhtemel en iyi rotalar hesaplanmış ve çıkan sonuçlar Açgözlü Algoritma ile elde edilen sonuçlarla kıyaslanmıştır. BT Algoritmasının parametrelerindeki değişimlerin çözüme etkileri ayrı ayrı incelenmiş ve global en iyi çözüm için en verimli değişkenler tercih edilmiştir.
Hibrit sistem ile oluşturulan mikro şebekede enerji yönetimi
(Necmettin Erbakan Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, 2022) Polat, Hamza; Yağcı, Mustafa
Son zamanlarda elektrik enerjisi ihtiyacı dünya nüfusunun çoğalması, sanayinin gelişmesi vb. sebeplerden dolayı artmaktadır. Bu artan enerji ihtiyacının karşılanabilmesi için yenilenebilir enerji kaynaklarına yönelim artmaya başlamıştır. Yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımını artırmak için farklı enerji kaynaklarının birlikte kullanıldığı hibrit (karma) sistemler tercih edilmektedir. Bunun sebebi yenilenebilir enerji kaynaklarının çalışma saatlerinin farklılık göstermesidir. Enerji depolama sisteminin yenilenebilir enerji kaynaklarıyla birlikte kullanılması kararsız ve kesintili olan yenilenebilir enerji kaynaklarının daha verimli ve etkin kullanımını sağlamıştır. Tez çalışmasında değişken ve kararsız bir yapıya sahip olan yenilenebilir enerji kaynakları güneş ve rüzgârın olduğu hibrit sistem ve bu sisteme entegre edilen depolama sistemi ile birlikte kesintisiz ve kaliteli bir enerji üretimi için çeşitli işletme senaryoları belirlenmiştir. Bu işletme senaryolarına göre enerjinin verimli bir şekilde yönetimi gerçekleştirilmiştir. Enerji yönetimi sayesinde çalışma koşulları ve güçler değerlendirilerek sistemin kontrolü sağlanmıştır.
Trafik Işıklarında Tramvay Öncelikli Sistemin Modellenmesi
(Necmettin Erbakan Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, 2022) Belek, Mehmet; Özkan, Ali Osman
Günümüzde özel taşıt kullanımının artmasıyla birlikte, özellikle büyük şehirlerde yoğun trafiğin oluşturduğu birçok sorun ortaya çıkmıştır. Trafik yoğunluğu, seyahat süresinin artmasına, fazla yakıt sarfiyatıyla birlikte yüksek enerji maliyetlerine ve egzoz gazı emisyonu nedeniyle çevre kirliliğine sebep olmaktadır. Belirtilen bu sorunların çözümünde toplu ulaşım sistemlerinin yaygınlaştırılması ve kullanımının özendirilmesi gerekmektedir. Toplu ulaşım araçlarının cazip hale getirilmesinde en önemli unsurlardan birisi de trafik ışıklarında tramvaylara geçiş önceliği verilmesidir. Trafik ışıklarında tramvaya geçiş önceliği uygulanması sonucunda, seyahat sürelerinin iyileştirilmesi ve seyahat sürelerindeki zaman tasarrufuyla birlikte toplu ulaşıma talebin artması ve kullanıcılarının memnuniyet düzeyi, zaman kazançları maksimize edilirken işletmeci yönünden de giderlerin azaltılması sağlanacaktır. Tez kapsamında, trafik ışıklarında tramvaya geçiş önceliği uygulaması Konya İli, Selçuklu İlçesi, Vatan Caddesi ve Hastane Caddesi kesişimi Belediye Kavşağında gerçekleştirilmiştir. Belediye Kavşağında tramvaylara tanınan öncelik uygulamasının öncesi ve sonrası ile ilgili veriler toplanıp VISSIM benzetim yazılımı üzerinde modellenmiştir. Modellemeden elde edilen veriler sonucunda kavşak üzerinde tramvay başına ağırlıklandırılmış ortalama bekleme süresi, mevcut durumda 67,57 saniye olduğu, bu sürenin tramvay önceliği uygulandığında 37,09 saniyelere düşmesiyle %45,10 iyileşme sağlanacaktır. Kavşakta bulunan hafif taşıtların taşıt başına ağırlıklandırılmış ortalama bekleme süresi, mevcut durumda 31,3 saniye olduğu, bu sürenin tramvay önceliği uygulandığında 27,19 saniyelere düşmesiyle %13,13 iyileşme sağlanacaktır.
Grafen Tabanlı Alan Etkili Transistörler
(Necmettin Erbakan Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, 30.11.2021) Akın, Merve; Erişmiş, Mehmet Akif
Grafen son zamanlarda üzerinde oldukça çok konuşulan konulardan birisi haline gelmiştir. Keşfedilen ilk 2 boyutlu kristal olması, dünyada elde edilen en ince nesne olması, bilinen en iyi iletken olması gibi özellikleri ile ön plana çıkmaktadır. Malzeme bilimindeki baş döndürücü gelişmelerden birisi olarak nitelendirilen grafen, 'geleceğe yön veren malzeme' olarak adlandırılmaktadır. Gelecekte grafen maddesinin temiz bir enerji ihtimalini yükselttiği bilim insanları tarafından vurgulanmıştır. Grafen kullanılarak üretilen transistörlerin daha az moleküler kusura ve üstün iletkenlik gibi özelliklere sahip olmasından ötürü günümüzde kullanılan transistörlere göre daha çok ön plana çıkmaktadır. GFET'lerdeki kanallar, fotosensing, manyetik algılama ve biyosensing gibi çok çeşitli uygulamalarda yararlanılabilecek benzeri görülmemiş bir hassasiyete sahiptir. Grafen sayesinde hacimsiz, kağıt kadar ince bükülebilen telefonlara, insanlığın elde edebileceği her ısıya dayanıklı zırh, kalkan vb. teknolojisine ve çelikten 300 kat daha sağlam olması nedeniyle, hafif ve daha sağlam hava araçlarına ulaşabileceği öngörülmektedir. Bu çalışmada grafen temelli alan etkili transistör (FET) üretimi gerçekleştirilmeye çalışılmıştır. Bu üretim için gerekli olan tasarımın gerçekleştirilmesi için özgün bir PCB kartı tasarlanmıştır. Ucuzluğun ön planda olması nedeniyle tasarımın baskı devre kartı ˘ üzerinde oluşturulması planlanmıştır. İki boyutlu malzeme olan grafenin üretimi CVD cihazında oluşturulmuştur. Grafenin üretim aşamaları tamamlandıktan sonra PCB üzerine transfer aşaması gerçekleştirilmiştir. Ancak grafen malzemesi PCB kartının yüzeyindeki pürüzlülük nedeniyle düzgün yerleşme ve kontak alma konusunda ciddi problemlere neden olmuştur. Bu problemlerden ötürü cihazın ölçümleri tamamlanmış fakat istenilen elektriksel ölçümlere ulaşılamamıştır. Yapılan bu ucuz yollu kullan-at sensörlerin gelecekte yapılacak olan sensör çalışmalarına alt yapı oluşturması hedeflenmiştir.
Uzay Platformlarına Yönelik Bir Termofotovoltaik Güç Sistemi Tasarımı
(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2021) Bulat, Bayram; Keser, Ömer Faruk
Solar cells are used as the primary power generator system for most of the space platforms designed to operate on earth orbits. However, the disadvantages of the solar cells such as having large volume, back up requirement, to be adversely affected by the space environment, having limited operating temperature range etc. constitute a problem forthe space studies. On the other hand, the Radioisotope Power Systems (RTG) which are used in many deep-space missions successfully aren’t preferred for earth-orbit missions due to its disadvantages such as low efficiency, weightiness and having radioactive substance. Taking into account all of these, the need for a new space power system which will be efficient and able to cover all the disadvantages of solar cells and RTGs has emerged. Although, many concept space power systems have been presented in accordance with this purpose, thanks to many advantages and high efficiency potential that it has, it is anticipated by the researchers that the Thermophotovoltaic Generators (TPVG) will be one of the most important research topic in the field of space power systems. In this study, the structure of the TPVG power systems is investigated and a STPVG power system model is developed and presented. As a part of this study, the disadvantages of current STPVG models regarding the efficiency were determined and a STPVG model was designed which has an cylindrical and vertical structured emitter and a TPV cell array that surrounds the emitter 360 degrees. The developed model can be evaluated as the most important finding of this study in terms of resolving all the disadvantages of current STPVG models and being the first STPVG model developed for space platforms. As part of the study, a time-dependent two-dimentional thermal analysis and calculations for power generation and efficiency were conducted in COMSOL Multiphysics simulatıon program. According to results, it has been calculated that the efficiency for power generation in TPV cells is 26,5%. After then, several studies regarding the dimensions of emitter, structure of optical lenses and TPV cell arrays to increase the efficiency of STPVG was conducted and two new STPVG models were presented. Wıth the new STPVG models proposed, ıt has been achieved 35,4% efficiency for the TPV power generation. Besides the calculations for power generation and efficiency, it has been analysed that, it is possible to keep cool the STPVG power system only with using heat-sink and without the need of any active cooling system. As a result of the studies conducted in this research, it is concluded that the STPVG power system which was designed in this research is feasible in terms of future’s power sub-systems for space platforms.

Güncel Gönderiler