Akademik Veri Yönetim Sistemi
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Marmara Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Elektrik - Elektronik Mühendisliği Anabilim Dalı, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2022
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: HAKAN AKIN
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Ulvi Başpınar
Eş Danışman: Sadullah Öztürk
Özet:
KUVARS KRİSTAL MİKROBALANS TABANLI ALGILAMA SİSTEMİ
DONANIM TASARIMI
Bu çalışmada, KKM (Kuvars Kristal Mikrobalans) tekniği ile küçük miktarlardaki kütle
değişimlerin kayıt altına alınarak izlenebildiği çok kanallı veri toplama sistem
geliştirilmesi amaçlanmıştır. Bu bağlamda, KKM sensör için TÜBİTAK Marmara
Araştırma Merkezi Malzeme Enstitüsü Sensör Grubu tarafından çeşitli maddeler ile
kaplanan sensörler kullanılarak testler gerçekleştirilmiştir. Bu çalışmada kullanılan
piozoelektrik kristal, AT kesim, 10 MHz, çeşitli maddelerle kaplanmış elektrotlu kuvars
kristal sensördür. Çalışmada verilerin toplanıp işlenmesinden ve bilgisayara seri port
üzerinden gönderilmesinden FPGA (Alanda Programlanabilir Kapı Dizileri) ünitesi
sorumludur. FPGA için Zybo Z7 geliştirme kartı kullanılmıştır. Çalışma kapsamında
osilatör şartlandırıcı devreleri tasarlanmıştır. Kartta her bir kanal için, birer osilatör
şartlandırıcı devre kullanılmış ve sensörden alınan sinyaller öncelikle bu devrede TTL
sinyallere çevrilerek frekans hesabı için FPGA geliştirme kitine gönderilmiştir. Frekans
ölçümleri tüm kanallar paralel olacak şekilde yapılarak bilgisayar ortamına aktarılmıştır.
Aktarılan bu frekans bilgileri hem Excel formatında kaydedilmiş hem de grafik ekran
olarak çizdirilmiştir. Çalışmada FPGA için Vivado derleyicisinde Verilog
programlayıcı dili kullanılmıştır. Bilgisayarda tasarlanan ara yüz için Pyhton
programlayıcı dili kullanılmıştır. Tasarlanan sistem ile 2 ayrı test yapılmıştır. Sistemin
ölçüm hassasiyetini belirlemek için ilk olarak dışardan sinyal üreteci ile hem çalışmada
tasarlanan FPGA sistemine hem de referans frekans ölçüm cihazına aynı frekanslar giriş
olarak uygulanmıştır. Tasarlanan FPGA sisteminin frekans ölçüm aralığı 11Hz –
75MHz iken ölçüm hassasiyeti 0,01 civarlarında olmuştur. İkinci test olarak TÜBİTAK
MAM sensör grubu tarafından farklı kaplamalara sahip 4 sensör ile yine TÜBİTAK
MAM sensör grubunun tasarladığı veri toplama sistemi ile karşılaştırmalı testler
yapılmıştır. Test kapsamında öncelikle sensörler TÜBİTAK MAM sensör grubunun
tasarladığı sisteme takılmış sonuçlar kaydedilmiştir. Sonrasında 4 farklı sensör bu
çalışma için tasarlanan çok kanallı veri toplama sistemine takılmış bu verilerde
kaydedilmiştir. İki sistemden alınan veriler karşılaştırılmak üzere Excel programında
grafiksel olarak çizdirilmiş ve sonuçlar değerlendirilmiştir.