Sanal mikroskobi uygulaması için otomatik lam yükleyici
Automatic slide loader for visual microscopy application
Yazar: FATİH MEHMET SARAÇ
Danışman: YRD. DOÇ. DR. GÜLESER KALAYCI DEMİR
Dokuz Eylül Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2013
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering ; Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering ; Mekatronik Mühendisliği = Mechatronics Engineering
Dizin: DC motor =  ; Optik kodlayıcılar = Optical encoders ; PID denetleme = PID control

Özet:
Sanal mikroskop, mikroskop altında bulunan cam lamın incelenme deneyimini bilgisayar ortamında sanal olarak veren sistemlerdir. Sanal mikroskobinin verimli bir şekilde kullanılabilmesi için lamların, başka bir kullanıcıya ihtiyaç duyulmadan lam kasetinden alınıp, mikroskob objektifi altına yerleştirilmesi gerekmektedir. Otomatik lam yükleyicisi, programlanmış konumdaki lamı, lam kasetinden hassas şekilde alıp, mikroskobun lam sehpasına koymalı ve lam üzerindeki örneğin görüntüsü alındıktan sonra lamı ilk konumuna geri bırakmalıdır.  
Bu tezde, bu tür otomatik lam yükleyicisi robot sisteminin mekanik ve elektronik tasarımı yapılarak entegrasyon gerçekleştirilmiştir. Tasarlanan robot, silindirik düzenleşime sahip, ilk eklemi dönel, ikinci eklemi birinci ekleme paralel ve prizmatik, üçüncü eklemi ise ikinci ekleme paralel ve prizmatiktir. Döner olan ilk eksende sonsuz vida-dişli sistemi tercih edilmiş olup diğer iki eksende ise motordan gelen döner hareket doğrusal harekete bilyalı vida sistemi ile çevrilmiştir. Denetim sistemi olarak yaygın ve efektif bir  kontrol algoritması olan kapalı döngü PID (Oran-İntegral-Türev) kontrol algoritması kullanılmıştır. TI F28335 (DSP)  mikrokontroller kartı kullanılarak PID kontrolcü ve diğer ilgili giriş çıkış sinyalleri elde edilmiştir. Programlama ortamı olarak Matlab Simulink ortamı seçilmiştir.  Mekanizmamızın uç işlevcisinin konumu verilip, verilen konuma göre motorların hareket miktarı, ters kinematik ve dişli denklemleri ile hesaplamıştır ve uç işlevcicinin verilen konumuna ulaşma davranışı incelenmiştir. P, I, D katsayılarının etkileri araştırılmış ve ilgili sonuçlar alınmıştır. İstenen konum ve ulaşılan konum değerleri karşılaştırıldığında yapılan hatanın %2 değerinden daha düşük olduğu görülmüştür.

Abstract:
Virtual microscopy is the system which gives the experince of examining the slide under the microscope virtually. To use virtual microscopy efficiently the slides must be taken from the slide cassette and placed under the stage of the microscope without any need of a user. Automatic slide loader must take the slide sensitively whose location was programmed previously and place it at its first location back after the images of the slide are captured.
In this thesis the mechanical and electronic design of an automatic slide loader robotic system is performed and integrated. The proposed robot is in a framing of cylindrical-coordinate (RPP) whose first joint is pivoted and the second joint is prismatic and parallel to the first one and the third one is prismatic and parallel to the second one. In the first axis a worm gear system is preferred and in the two other axes the rotary motion is translated to the linear motion with ball screw system. As a control system widely and effectively used PID (Proportional-Integral-Derivative) control algorithm is used. By using TI F28335 microcontroller card the PID controller and the other related input and output signals are obtained. As the programming environment Matlab Simulink is preferred. After the gripper position of the mechanism is provided, the amount of movement and the inverse kinematic and gear equations are calculated. The response behaviour of the gripper to its desired position is also examined.  The effects of PID coefficients are investigated and the related results are obtained. According to the comparison between the desired and measured positions the error is calculated less than 2%.