Technical design and simulation of a scanner based on piezoelectric actuator
Piezoelektrik aktüatör tabanlı tarayıcı teknik tasarımı ve simülasyonu
- Tez No: 896266
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ GÖKTÜRK POYRAZOĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Özyeğin Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Mikroelektromekanik sistemler (MEMS), lazer ışını rehberliği, tomografi, mikroakışkan kontrol, lazer tabanlı ekranlar, LIDAR gibi çok çeşitli uygulamalar için kompakt ve özel çözümler sunar. MEMS teknolojisinin bu artıları, tasarlanan sistemlerin verimliliği için önem arz etmektedir. Bu tez, bir PZT-4 ince film ile hareket ettirilen yüksek tarama frekansına ve tarama açısına sahip tarayıcı geliştirmeyi amaçlamaktadır. Tezimiz, sonlu eleman modelleme kullanarak tasarlanan sistemi optimize etmeye odaklanmaktadır. Bu modelleme ile PZT tabanlı aktüatöre uygulanan elektrik girişi ile oryaya çıkan hareketler değerlendirilir. Ayrıca sonlu eleman modelleme ile, sistemin üzerindeki stres dağılımı ve doğal moddaki salınımları incelenir. Faz dışı harekette sistem, 91 kHz mekanik rezonans frekansında 100V ile çalıştırılmış tır. Faz içi hareket ise 208 Hz seviyelerindedir. Bu hareket, taramaya derinlik katmaktadır. Bu çalışma şartlarında 12.5 derecelik bir tarama açısı sağlanmıştır. Aynanın genişliği 0.66 mm'dir. Sistemin yüksek frekansta çalışması sonucu mekanik olarak deformasyonlar ortaya çıkmaktadır. Yapılan teorik hesaplama, mevcut ayna yüzeyinin 70 %'nin verimli bir şekilde kullanılabileceğini göstermektedir. Teorik hesaplamalara göre sistemin harcadığı güç tüketimi 1.5 mW seviyelerindedir. Tasarlanan sistemin lazer projektörler, medikal uygulamalar gibi hıza ihtiyaç duyulan uygulamalarda kullanılması hedeflenmektedir.
Özet (Çeviri)
Microelectromechanical systems (MEMS), offers compact and tailored solutions for a wide variety of applications such as laser beam guidance, tomography, microfluidic control, laser-based displays, LIDAR. These advantages of MEMS technology are important for the efficiency of the designed systems. This thesis aims to develop a scanner with high scanning frequency and scanning angle moved by a PZT-4 thin film. Our thesis focuses on optimizing the designed system using finite element model- ing. With this modeling, the movements resulting from the electrical input applied to the PZT-based actuator are evaluated. Additionally, with finite element modeling, the stress distribution on the system and its natural mode oscillations are examined. In out-of-phase motion, the system was operated with 100V at a mechanical res- onance frequency of 91 kHz. In-phase movement is at 208 Hz levels. This movement adds depth to the scan. Under these operating conditions, a scanning angle of 12.5 degrees is achieved. The width of the mirror is made is 0.66 mm. Mechanical defor- mations occur as a result of the system operating at high frequency. The theoretical calculation shows that 70 % of the existing mirror surface can be used efficiently. According to theoretical calculations, the power consumption of the system is around 1.5 mW. The designed system is intended to be used in applications where speed is needed, such as laser projectors and medical applications.
Benzer Tezler
- LLC rezonans çeviricilerinin üretim tabanlı en uygunlaştırılmış tasarımına katkılar
Contributions to the manufacturing based optimizeddesign of LLC resonant converters
EMRE RASIM
Yüksek Lisans
Türkçe
2026
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. DERYA AHMET KOCABAŞ
- Unutulan kentsel hafıza yapıları ve miras değerlerinin dijital etkileşimler ve oyunlaştırma ile aktarımı: Mardin yetimhanesi
Transfer of forgotten urban memory structures and urban heritage values with digital interactions and gamification: Mardin orphanage
DOĞAN KALAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Mimarlıkİstanbul Teknik ÜniversitesiBilişim Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. DERYA GÜLEÇ ÖZER
DR. ÖĞR. ÜYESİ SERDAR AYDIN
- Fizik tabanlı derin öğrenme ile meme mrg analizi
Breast mri analysis using physics-informed deep learning
ÖMER KÜRŞAT UÇARER
Yüksek Lisans
Türkçe
2026
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ENDER METE EKŞİOĞLU
- Cephe malzemeleri ve nanoteknoloji çalışmaları
Facade materials and nanotechnology studies
BAHADIR BÜYÜKCİNGİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Mimarlıkİstanbul Teknik ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ HALET ALMILA BÜYÜKTAŞKIN
- Ağır ticari taşıtlarda direksiyon sisteminin taşıt dinamiğine etkilerinin incelenmesi
Investigation of the effects of the steering system on vehicle dynamic in heavy commercial vehicles
İBRAHİM ENGİN ERBİL
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
ÖĞR. GÖR. ORHAN ATABAY