Titreşimi algılayan ve analiz eden kablosuz gömülü sistem tasarımı
Vibration detection and analysis based on a wireless embedded system
Yazar: BİLAL CANATAR
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ REVNA ACAR VURAL ; DR. ÖĞR. ÜYESİ BAYKAL SARIOĞLU
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Elektronik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Gömülü sistemler algılama, işleme ve iletişim yeteneklerinden oluşan, donanım ve yazılım alt birimleri ile bir araya gelmiş tümleşik sistemlerdir. Bu yetenekleri ile gömülü sistemler çeşitli bilimsel ve endüstriyel alanlarda birçok yeni uygulamalar oluşturmuştur. Gömülü sistemlerin çoğu sabit bataryaların sağladığı gücü tüketir. Bu yüzden sistemin uzun süre çalışması için bu enerji kaynağını etkili bir şekilde kullanılması gerekir. Böylelikle gömülü sistemlerin çeşitli saha uygulamalarında uzun süre ve devamlı kullanımına olanak sağlanabilmektedir. Bu saha uygulamalarından biride yapıların titreşim analizinin gerçekleştirilmesidir. Yapıların titreşim analizinin gerçekleştirilmesi ve frekansının tespiti yapının ömrü için büyük önem arz etmektedir. Günümüzde, titreşim analizinin sahada gerçekleştirilmesi için LDV ( Laser Doppler Vibrometer) tekniği, görüntü işleme gibi yüksek güç ve karmaşık donanım ihtiyacı olan sistemler kullanılmaktadır. Bu çalışmanın amacı, yerleştirildiği yapının titreşim analizini gerçekleştiren kablosuz, düşük güç tüketimine sahip bir gömülü sistem ortaya koymaktır. Bu gömülü sistemde kullanılan güç yönetim devresi işlemciyi belirli aralıklarla çalıştırır. Enerjilenen işlemci ile yapı üzerinden titreşim sinyalleri elde edilir. Bu sinyaller FFT yöntemiyle işlenir ve analiz edilir. Veriler analiz edildikten sonra frekans değeri sunucuya düşük enerjili bluetooth teknolojisini kullanan beacon tarafından kablosuz iletilir. Daha sonra güç yönetim devresi tarafından işlemcinin enerjisi kesilip kesilmemesine göre işlem tekrar etmektedir. Böylece hem enerjinin etkili bir şekilde kullanılması hem de yapının durumunu uzaktan gerçek zamanlı izlenmesine olanak sağlanmıştır.

Abstract:
Embedded systems are integrated systems consisting of hardware and software sub-units with the capabilities of detection, processing and communication. With these capabilities, embedded systems have created many new applications in various scientific and industrial fields. Most embedded systems consume the power provided by fixed batteries. Therefore, this energy source must be used effectively by the embedded system. This enables long-term and continuous use of embedded systems in various field applications. One of these field applications is the vibration analysis of structures. Performing vibration analysis and frequency determination of structures is significant for the life of the structure. Systems with the requirements of high power and complex hardware such as LDV (Laser Doppler Vibrometer) technique and image processing are used to perform vibration analysis in the field applications. The aim of this study is to provide wireless low power consumption embedded system that performs vibration analysis of the structure in which it is placed. The power management circuit used in this embedded system operates the processor periodically. Vibrating signals are captured from the structure with the energized processor. These signals are processed and analyzed by the FFT method. After the data is analyzed, the frequency value is transmitted to the server by the beacon using low energy bluetooth technology. The process is repeated according to whether the processor is powered by the power management integrated circuit. In this way, both the effective use of energy and the real-time monitoring of the state of the structure are provided.