El hareketleriyle aspiratör kontrolü
Aspirator control with hand movements
Yazar: COŞKUN CENGİZ
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ EBUBEKİR YAŞAR
Tokat Gaziosmanpaşa Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Mekatronik Mühendisliği = Mechatronics Engineering

Özet:
Günümüzde el hareketleri ile uzaktan kontrol, birçok sistemde cihazlarla etkileşimde bulunmak ve kontrol etmek amacıyla farklı şekillerde kullanılmaktadır. Günlük hayatta kullandığımız elektrikli araç ve gereçlerin el hareketleri ile temassız olarak kontrol edilmesi kişisel kullanım ve kamu kullanımı için hijyenik, hızlı ve güvenli bir etkileşim sağlamaktadır. El hareketlerinin tespit edilip algılanmasında kullanılan yöntemler verimlilik, ekonomiklik, güvenlik ve sağladığı kolaylıklar gibi özellikler ile birbirinden ayrılmaktadır. Özellikle mutfakta kullanılan cihazların çoğu ucuz maliyetli olduğu için, el hareketlerinin tespit edilmesi için geliştirilecek sistemin de ekonomik olması gerekir.  Zira el hareketlerinin tanınmasında daha çok pahalı bilgisayar ve kamera içeren sistemler kullanılmaktadır. Bu çalışmada, elektrikli mutfak aletlerinden olan aspiratörlerin temas etmeden kontrol edilebilmeleri amacıyla, düşük maliyetli bir sistem geliştirilmiştir. Sistem aspiratörün aç/kapa kontrolünü, motor hız kontrolünü ve aydınlatma kontrolünü el hareketleri ile yapmaktadır. Motor hız kontrolü ve aç/kapa fonksiyonları, elin sağa ve sola hareketleri ile yapılırken ışık açma ve kapama elin yukarı aşağı hareketiyle sağlanmıştır. Elektronik devrenin tasarımında kullanılacak elemanlar ve bileşenlerin seçiminde ekonomik olmasına özen gösterilmiştir. Sistemde el hareketlerini tanıma algoritması (faz bazlı hareket algılama algoritması), Arduino Nano üzerinde çalışan yazılım yardımıyla gerçekleştirilmektedir. Sistemde el hareketlerinin algılanması amacıyla, bir adet IR ışık algılayıcı ve üç adet IR Led ışık kaynağı kullanılmıştır. İlk olarak el hareketlerini tanıma sistemi devre tahtası üzerinde tasarlanmış ve sonrasında baskı devreye aktarılmıştır. Sistemin testleri aspiratör kullanılarak yapılmış ve soldan sağa harekette %95, sağdan sola harekette %96, aşağıdan yukarıya harekette ise %98 doğru tanıma görülmüştür. Tasarlanan el tanıma sisteminin aspiratör üreticilerine pazarlaması planlanmaktadır.

Abstract:
Today, remote control with hand gestures is used in different ways in many systems to interact and control devices. Controlling the electrical tools and equipment we use in daily life with hand movements without contact provides a hygienic, fast and safe interaction for personal and public use. The methods used in detecting and perceiving hand movements are distinguished from each other with features such as efficiency, economy, security and the facilities it provides. Since most of the devices used in the kitchen are inexpensive, the system to be developed for detecting hand movements should also be economical. Because, more expensive computers and systems containing cameras are used to recognize hand movements. In this study, a low-cost system has been developed in order to control the aspirators, which are one of the electrical kitchen appliances, without contact. The system performs the on/off control of the aspirator, motor speed control and lighting control by hand movements. Motor speed control and open/close functions are performed by hand movements to the right and left, while the light on and off process is provided by the up and down movement of the hand. In the selection of the elements and components to be used in the design of the electronic circuit, care was taken to be economical. Hand gestures recognition algorithm (phase-based motion detection algorithm) in the system is carried out with the help of software running on Arduino Nano. One IR light sensor and three IR LED light sources are used in the system to detect hand movements. First, the hand gestures recognition system was designed on the breadboard, and then transferred to PCB. The tests of the system were carried out using an aspirator and the accuracy was 95% in left-to-right movement, 96% in right-to-left movement, and 98% in bottom-up movement. The designed hand recognition system is planned to be marketed to aspirator manufacturers.