Farklı dalga boyları ve ortam koşulları için görünür ışık haberleşmesinin mesafeye bağlı olarak deneysel incelenmesi
Experimental investigation of visible light communications depending on distance for various wavelengths and environmental conditions
Yazar: MUHAMMED YAŞAR
Danışman: DOÇ. DR. ADEM KOÇYİĞİT
Iğdır Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
İnsanlığın var olduğu tüm dönemlerde haberleşme önemli bir konuma sahip olmuştur. Geleneksel yöntemler kullanılarak başlayan haberleşme tarihi serüveninde teknolojik gelişmeler sonucunda geleneksel yöntemler terk edilmiş ve modern haberleşme sistemlerine geçilmiştir. Ancak her geçen gün artan insan nüfusu beraberinde mevcut haberleşme sistemlerinin potansiyelinin giderek tükenmesine yol açmaktadır. Araştırmacılar potansiyeli tükenen haberleşme sistemleri yerine yeni haberleşme sistemlerinin geliştirilmesi üzerinde çalışmaktadırlar. Tam bu noktada, görünür ışık haberleşmesi (GIH) avantajları ile dikkat çeken, mevcut haberleşme sistemlerine alternatif olabilecek ve eksiklerini tamamlayabilecek yeni bir haberleşme sistemi olarak görülmektedir. Bu çalışmada, GIH sistemlerinin potansiyeli, uygulanan modülasyon teknikleri, kullanılan LED'lerin verimi, farklı dalga boylarına sahip LED'lerin etkileri, bulunulan ortamın etkileri ve GIH veri iletim performansının araştırılması amaçlanmıştır. Bu doğrultuda Arduino tabanlı bir alıcı – verici devresi tasarlanmıştır. Alıcı bölümünde farklı dalga boylarına sahip ışık yayan diyotlar (LED) kullanılarak GIH üzerindeki etkilerinin analiz edilmesi hedeflenmiştir. Verici devresi bölümünde ise yine Arduino tabanlı bir devre kullanılmış olup veri sinyalinin güneş paneli üzerinden okunması sağlanmıştır. Ortam koşullarının GIH üzerindeki etkilerinin araştırılması için 5 farklı iletim ortamı tercih edilmiştir. Ortam etkilerinin ve LED veriminin araştırılması için bit hata oranı (BER) ve sinyal gürültü oranı (SNR) kullanılmıştır. Alıcı – verici devreleri arasında farklı dalga boylarına sahip LED'ler vasıtasıyla farklı mesafelerden veri sinyali gönderilerek BER ve SNR değerlerinin hesaplaması yapılarak ortamların ve sistemin performansı değerlendirilmiştir. Haberleşmenin yapıldığı ortamın ve kullanılan LED'lerin dalga boylarının GIH üzerinde önemli etkileri olduğu sonucuna varılmıştır.

Abstract:
In all periods of existence of humanity, communication has had an important position. In the adventure of communication history that started by using traditional methods, as a result of technological developments, traditional methods were abandoned and modern communication systems were adopted. However, the increasing human population day by day leads to the depletion of the potential of existing communication systems. Researchers are working on the development of new communication systems instead of existence communication systems that have run out of potential. At this point, visible light communication (GIH) is seen as a new communication system that attracts attention with its advantages, can be an alternative to existing communication systems and can complete its deficiencies. Aim of this study is to investigate the potential of GIH systems, applied modulation techniques, the efficiency of used LEDs for communication, the effects of LEDs for various wavelengths and environments, and the GIH data transmission performance. For that aim, an Arduino-based receiver-transmitter circuit has been designed and analyzed their effects on the GIH by using light emitting diodes (LEDs) for various wavelengths in the receiver system. In the transmitter circuit part, an Arduino based circuit was used and the data signal was read through the solar panel. In order to investigate the effects of ambient conditions on GIH, 5 different transmission media were preferred. Bit error rate (BER) and signal to noise ratio (SNR) were used to investigate the ambient effects and LED efficiency. The performance of the environments and the system was evaluated by calculating the BER and SNR values by sending data signals from different distances through LEDs for various wavelengths between the receiver-transmitter circuits. It has been concluded that the communication environments and the wavelengths of the used LEDs have significant effects on the GIH.