Hibrit enerji hasadı ile çalışan nesnelerin interneti tabanlı kablosuz veri kaydedici tasarımı
Design of an internet of things-based wireless data logger powered by hybrid energy harvesting
- Tez No: 994536
- Danışmanlar: DOÇ. DR. NURİ KAPUCU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Hitit Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez çalışmasında, kırsal veya merkezi alanlarda konumlandırılan Kablosuz Sensör Ağlarının (Wireless Sensor Network, WSN) enerji sürekliliği problemini çözmek amacıyla, Güneş ve Radyo Frekansı (RF) enerjisinden hibrit yapıda enerji hasat elde edebilen bir veri kaydedici tasarlanmıştır. Geleneksel batarya tabanlı sistemlerin bakım zorluklarını aşmayı hedefleyen bu tasarımın merkezinde, yüksek performanslı ESP32 mikrodenetleyicisi ve uzun menzilli LoRa haberleşme modülü yer almaktadır. Güç yönetim mimarisi, fotovoltaik panellerden maksimum verimi sağlayan Maksimum Güç Noktası İzleme (Maximum Power Point Tracking, MPPT) tabanlı CN3791 entegresi ve ortamdaki elektromanyetik dalgaları geri kazanarak sisteme destek sağlayan AEM30940 RF enerji hasadı modülü üzerine inşa edilmiştir. Bu hibrit topoloji, güneş enerjisinin yetersiz kaldığı durumlarda RF birimini devreye alarak sistemin kesintisiz çalışmasına destek olmaktadır. Gerçekleştirilen deneysel testlerde, sistemin 100 W/m² gibi düşük ışınım seviyelerinde dahi enerji depolayabildiği ve RF biriminin mikrowatt seviyesindeki giriş güçlerinde uyanarak batarya ömrünü uzattığı doğrulanmıştır. Ayrıca, veri bütünlüğünü sağlamak adına geliştirilen“çevrimdışı öncelikli”yazılım algoritması ile bağlantı kopukluklarında veriler yerel SD karta kaydedilmekte ve bağlantı sağlandığında bulut sunucuyla senkronize edilmektedir. Elde edilen sonuçlar, tasarlanan sistemin enerji darboğazını aşarak endüstriyel ve tarımsal IoT uygulamaları için otonom, güvenilir ve sürdürülebilir bir çözüm olabileceğini ortaya koymaktadır.
Özet (Çeviri)
In this thesis study, a hybrid data logger combining Solar and Radio Frequency (RF) energy has been designed to address the energy continuity problem of Wireless Sensor Networks deployed in rural or central areas. Aiming to overcome the maintenance challenges of traditional battery-based systems, this design features a high-performance ESP32 microcontroller and a long-range LoRa communication module at its core. The power management architecture is built upon the MPPT-based CN3791 IC, which ensures maximum efficiency from photovoltaic panels, and the AEM30940 RF energy harvesting module, which supports the system by recovering ambient electromagnetic waves. Thanks to this hybrid topology, the continuous operation of the system is guaranteed by the activation of the RF unit in cases where solar energy is insufficient. Experimental tests confirmed that the system is capable of storing energy even at low irradiance levels such as 100 W/m², and that the RF unit extends battery life by waking up at microwatt-level input powers. Furthermore, with the“offline-first”software algorithm developed to ensure data integrity, data is recorded to a local SD card during connection disruptions and synchronized with the cloud server once the connection is re-established. The obtained results demonstrate that the proposed system offers an autonomous, reliable, and sustainable solution for industrial and agricultural IoT applications by overcoming the energy bottleneck.
Benzer Tezler
- Energy efficient resource allocation for future wireless communication systems
Gelecek nesil kablosuz haberleşme sistemleri için enerji verimli kaynak tahsisi
MEHDI SALEHI HEYDAR ABAD
- Residential energy consumption analysis through datadriven energy forecasting with environmental andbehavioural factors
Çevresel ve davranışsal faktörlerleveri odaklı enerji tahmini aracılığıylakonut enerji tüketiminin analizi
MİRAÇ DURHAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2026
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ LALE ERDEM ATILGAN
DR. ÖĞR. ÜYESİ MUSTAFA BERKER YURTSEVEN
DOÇ. DR. OĞUZHAN CEYLAN
- Sıfır geçiş tabanlı elektronik şalter ve kaçak akım röleli hibrit bir sistemin geliştirilmesi
Development of a hybrid system with zero crossing based electronic switch and leakage relay
AHMET YURTÇU
Doktora
Türkçe
2021
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Gedik Üniversitesiİş Sağlığı ve Güvenliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MUSTAFA YAĞIMLI
- Experimental and analytical investigation of post-tensioned hybrid rocking coupled shear walls
Ardgermeli hibrit dönerek hareket eden bağ kirişli perde duvar sistemleri üzerine deneysel ve analitik araştırma
ARASTOO KHAJEHDEHI
Doktora
İngilizce
2026
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERCAN YÜKSEL
- Triboelectric-electromagnetic hybrid energy harvesting bearings for efficient, self-powered devices
Verimli, kendi kendine güç sağlayan cihazlar için triboelektrik-elektromanyetik hibrit enerji hasadı rulmanları
MURATHAN ÇUĞUNLULAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Polimer Bilim ve TeknolojisiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSNÜ EMRAH ÜNALAN
DR. ÖĞR. ÜYESİ YUSUF KELEŞTEMUR