Ortam koşulları izlenebilen ve kontrol edilebilen akıllı sınıf otomasyonu
The monitoring and controling of environmental conditions of a smart classroom automation
Yazar: KAZIM DURAKLAR
Danışman: PROF. DR. MUSTAFA BURUNKAYA
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin: Akıllı sınıf = Smart classroom ; Nesnelerin interneti = Internet of things ; Sistem otomasyonu = System automation ; Çevre faktörleri = Environmental factors

Özet:
Ortam şartları insan sağlığı, duyguları ve zihin gücü üzerinde etkilidir. Özellikle gençlik döneminde bilişsel olarak zinde olunması gereken en önemli öğrenme ortamlarından biri de sınıflardır. Bu nedenle sınıflarda ortam koşullarının ölçüm ve kontrolü konularında farklı disiplinlerde birçok çalışma yapılmıştır. Ayrıca çeşitli donanımlar ve yazılımlar kullanılarak öğrencilerin fiziksel ve zihinsel performanslarının bazılarının eş zamanlı veya bilgi amaçlı olarak tespit edilmesine yönelik bazı çalışmalar da mevcuttur. Ancak bu çalışmalarda öğrencilerin davranışlarına etkisi bulunan sınıf içi ortam şartlarının sağlanmasında otomatik kontrol işlemleri ve bireysellik göz önünde bulundurulmamıştır. Bu çalışmada çevresel faktörlerin öğrenme üzerindeki negatif etkilerini azaltmak ve gerekli daha fazla fiziksel parametrelerin en yeni teknoloji ve yöntemler kullanılarak daha doğru kontrol edilebilmesi amacı ile aynı sınıf ortamında bile bireysel farklılıkların göz önüne alınabildiği, donanım, yazılım ve deneysel çalışmalar içeren yeni bir akıllı sınıf inkübatörü algoritması ve uygulaması sunulmuştur. Sistem internetin olduğu her yerde erişime ve verilerin izlenebilmesine olanak sağlamasının yanı sıra web servisleri üzerinden verinin aktarılmasına veya veriye bağlı işlem yapılmasına olanak sağlaması nedeniyle IoT tabanlı tasarlanmıştır. Gerekli tüm donanım öğrenme ortamını etkilemeyecek ve dikkati dağıtmayacak şekilde sınıfa yerleştirilmiştir. Uygulanan modelin güvenilirliğini gösteren Cronbach α katsayısı 0,891 bulunmuştur.  Çalışmanın geçerliliği ölçüm sonuçları ve anket çalışmaları ile doğrulanmıştır.

Abstract:
Environmental conditions affect human health, emotions and mental power. One of the most important learning environments to be fit cognitively, especially in youth, are classrooms. For this reason, many studies have been carried out in different disciplines on the measurement and control of environmental conditions in classrooms. In addition, there are some simultaneous studies or studies with information purposes to determine some of the physical and mental performances of students by using various hardware and software. Nevertheless, in these studies, automatic control processes and individuality were not taken into account in providing classroom environment conditions that have an impact on students' behavior. In this study, to reduce the negative effects of environmental factors on learning and to control more necessary physical parameters more accurately by using the latest technology and methods, the application of a new smart classroom incubator algorithm including hardware, software and experimental studies that also can take into account individual differences even in the same classroom environment, was presented. The design of the system is based on IoT, as it allows access and monitoring of data wherever there is internet, as well as data transfer over web services or data-dependent transactions. All necessary equipment is placed in the classroom in a way that it does not interfere with the learning environment and do not distract. The Cronbach α coefficient, which shows the reliability of the applied model, was found to be 0.891. The validity of the study was confirmed by the measurement of results and survey studies.