Engineering Commons^™

การวางแผนวิทยุของการใช้ระบบ 5g และ 6g ร่วมกันสำหรับการบริการบรอดแบนด์เคลื่อนที่, ศุภชาติ จีนคง

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

ในอนาคตอันใกล้เทคโนโลยี 6G จะเริ่มเข้ามามีบทบาทสำคัญอย่างมาก 6G มีจุดมุ่งหมายที่จะให้บริการด้วยอัตราข้อมูลที่สูงถึงระดับ Tbps และมี Latency ต่ำมาก ซึ่งการนำเทคโนโลยี 6G เข้ามาใช้งานจะช่วยแก้ปัญหาความคับคั่งของ Traffic ในช่วงเวลาที่มีอุปกรณ์ใช้งานจำนวนมากได้ ในอนาคตจะมีบริการที่ต้องการใช้อัตราข้อมูลที่สูงขึ้นอีกมาก เช่น Virtual Reality (VR) Extended Reality (XR) และ Hologram ซึ่งเป็นบริการที่ต้องการอัตราข้อมูลระดับสูง โดยการนำเทคโนโลยี 6G เข้ามาให้บริการจะสามารถช่วยให้สามารถใช้งานเทคโนโลยีเหล่านี้ได้เพียงพอ วิทยานิพนธ์นี้มีจุดประสงค์ประเมินและเสนอแนวทางการวางแผนวิทยุของระบบ 5G และ 6G ให้ใช้งานร่วมกัน ซึ่งพิจารณาจากอัตราการใช้งานข้อมูลรวมสำหรับบริการบรอดแบนด์เคลื่อนที่ ในพื้นที่ต่าง ๆ อัตราข้อมูลการให้บริการของสถานีฐานทั้ง 5G และ 6G และพื้นที่ครอบคลุมของทั้ง 5G และ 6G ที่คำนวณจากการสูญเสียเชิงวิถี และแสดงตำแหน่งและพื้นที่ครอบคลุมของสถานีฐานบนพื้นที่ที่กำหนด วิทยานิพนธ์นี้แสดงผลการวิเคราะห์บนพื้นที่ตัวอย่าง Dense Urban เทียบเท่าได้กับพื้นที่ศูนย์การค้าย่านสยามสแควร์ และพื้นที่ตัวอย่าง Urban เทียบเท่าได้กับพื้นที่ชุมชนอยู่อาศัยในตำบลบางปู จังหวัดสมุทรปราการ โดยเลือกใช้งานสถานีฐานของ 5G ให้ครอบคลุมพื้นที่ให้บริการทั้งหมด และใช้สถานีฐานของ 6G ในตำแหน่งที่มีผู้คนใช้งานเป็นจำนวนมาก ซึ่งผลลัพธ์ของงานวิทยานิพนธ์นี้สามารถนำไปใช้วิเคราะห์ในการวางพื้นที่ติดตั้งโครงข่ายเบื้องต้น เพื่อตั้งสถานีฐาน 5G และ 6G สำหรับขยายพื้นที่ให้บริการต่อไปในอนาคต

Meltpondnet: A Swin Transformer U-Net For Detection Of Melt Ponds On Arctic Sea Ice, Ivan Sudakow, Vijayan K. Asari, Ruixu Liu, Denis Demchev

Electrical and Computer Engineering Faculty Publications

High-resolution aerial photographs of Arctic region are a great source for different sea ice feature recognition, which are crucial to validate, tune, and improve climate models. Melt ponds on the surface of melting Arctic sea ice are of particular interest as they are sensitive and valuable indicators and are proxy to the processes in the Arctic climate system. Manual analysis of this remote sensing data is extremely difficult and time-consuming due to the complex shapes and unpredictable boundaries of the melt ponds, and that leads to the necessity for automatizing the processes. In this study, we propose a robust and …

Circuit Optimization Techniques For Efficient Ex-Situ Training Of Robust Memristor Based Liquid State Machine, Alex Henderson, Christopher Yakopcic, Cory Merkel, Steven Harbour, Tarek M. Taha, Hananel Hazan

Electrical and Computer Engineering Faculty Publications

Spiking neural network hardware offers a high performance, power-efficient and robust platform for the processing of complex data. Many of these systems require supervised learning, which poses a challenge when using gradient-based algorithms due to the discontinuous properties of SNNs. Memristor based hardware can offer gains in portability, power reduction, and throughput efficiency when compared to pure CMOS. This paper proposes a memristor-based spiking liquid state machine (LSM). The inherent dynamics of the LSM permit the use of supervised learning without backpropagation for weight updates. To carry out the design space evaluation of the LSM for optimal hardware performance, several …

การศึกษาเปรียบเทียบและพัฒนาวิธีการการจัดกลุ่มโหลดสำหรับการจ่ายไฟฟ้าแบบไมโครกริด, จารุพจน์ ถนอมรักษ์

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

การประยุกต์ใช้ไมโครกริดเป็นการใช้เทคโนโลยีในการพัฒนาระบบจำหน่ายไฟฟ้า มุ่งเน้นการพึ่งพาพลังงานภายในไมโครกริดตนเองเป็นสำคัญ และยังสามารถเพิ่มประสิทธิภาพและสร้างความน่าเชื่อถือให้กับระบบไฟฟ้าซึ่งสามารถประเมินค่าทางเศรษฐกิจได้ การแยกโดดระบบไฟฟ้าไมโครกริดเป็นวิธีหนึ่งที่สามารถป้องกันระบบไฟฟ้าดับอย่างทันท่วงที ซึ่งมีเหตุเนื่องมาจากความผิดพร่องจากกริดไฟฟ้าหลักซึ่งเป็นเหตุให้เกิดไฟฟ้าดับในหลายส่วนของระบบไฟฟ้า วิทยานิพนธ์ฉบับนี้เสนอวิธีการจัดกลุ่มโหลดให้เป็นไมโครกริดเพื่อเป็นระบบไฟฟ้าแบบแยกโดด โดยการดัดแปลงและประยุกต์ใช้ขั้นตอนวิธี การจัดกลุ่มเชิงพื้นที่ตามความหนาแน่นของแอปพลิเคชันที่มีสัญญาณรบกวนบนสายป้อนไฟฟ้า ให้เป็นส่วนหนึ่งในขั้นตอนการกลายพันธุ์ของขั้นตอนวิธีเชิงพันธุกรรม เพื่อให้เกิดประโยชน์ต่อการบริหารโครงข่ายไฟฟ้า ผลลัพธ์จากวิทยานิพนธ์ฉบับนี้แสดงให้เห็นประโยชน์ของขั้นตอนวิธีที่เสนอต่อการจัดกลุ่มไมโครกริด เพื่อให้ได้ตัวประกอบภาระเฉลี่ยของแต่ละกลุ่มไมโครกริดบนสายป้อนไฟฟ้าสูงสุด

Model-Based Cognitive Communications For Low-Power Wireless Networks, Indika Sanjeewa Abeywickrama Dhanapala

Theses

Our world is increasingly being instrumented with low-power wireless networks that deliver data for diverse application domains such as energy management, health and well-being, security, and other Internet of Things services. As these wireless networks operate in the unlicensed radio spectrum while co-existing with various other communication networks, their communication reliability and energy efficiency are affected by the radio environment. Because of this vulnerability to radio interference, low-power wireless networks may be unable to deliver their application requirements and be inefficiently consuming energy, functioning as a low-dependability network. The situation is exacerbated in indoor environments such as office and residential …

Spray Deposition Of Sustainable Plant Based Graphene In Thermosetting Carbon Fiber Laminates For Mechanical, Thermal, And Electrical Properties, Daniel W. Mulqueen, Siavash Sattar, Thienan Le, Oleksandr G. Kravchenko

Mechanical & Aerospace Engineering Faculty Publications

Graphene has generated substantial interest as a filler due to its exceptional strength, flexibility, and conductivity but faces obstacles in supply and implementation. A renewable, plant-based graphene nanoparticle (pGNP) presents a more accessible filler with the same properties as mineral graphenes. In this study, we examine the effects of pGNP, which was sprayed on a carbon fiber/epoxy prepreg at loadings from 1.1 to 4.2 g/m². The study considered the mechanical, thermal, and electrical properties of pGNP-composite. An even particle dispersion was achieved using a spray application of pGNP in a water/alcohol suspension with the addition of surfactants and …

Recent Advancements In Electrochemical Conversion Of Carbon Dioxide, Nandan Nag, Amit Kumar, Sumit Sharma, Sandeep Kumar, Amit K. Thakur

Civil & Environmental Engineering Faculty Publications

Electrochemical reduction of carbon dioxide into eco-friendly and clean products is a promising approach to eradicate pollution. Although carbon dioxide emission is inhibited by the advent of renewable sources of energy, it is present in the atmosphere and needs to be cleaned. The reduction of carbon dioxide from atmospheric gases can be accomplished by its adsorption and subsequent transportation to electrolytic chambers, where it is reduced to hydrocarbons, organic acids or carbonates. This review focuses on developing a three compartment electrochemical cell to reduce carbon dioxide used as a catholyte. Various factors affecting the electrochemical reduction of carbon dioxide and …

Autonomous Coffee Brewing System, Lillian Gonzalez, Landon Miller, Tyler Moff, Benjamin Vitu

Williams Honors College, Honors Research Projects

Coffee consumers want an affordable, high-quality cup of coffee that takes minimal time to brew and does not excessively contribute plastic to landfills. A fully autonomous system which utilizes whole coffee beans, water, and filters to brew coffee was designed to meet this need. This system accepts user requests which specify the brew’s portion size, water temperature, and brew strength, as well as the time which the system should begin the brewing process. Occasional maintenance to empty the system’s built-in waste receptacle or resupply the system with water, coffee beans, or filters is the only user intervention required. This report …

Garden Bot: Autonomous Home Garden Weed Removal Robot, Brendon Lovejoy, Robert Connolly, Isaac Lucas, Stevan Veselinov

Williams Honors College, Honors Research Projects

With frequent weeding being a tedious chore and an essential task for a successful garden, there is need for an automated method of handling this routine. Existing technologies utilize computer vision, GPS, multiple units and other tools to remove weeds from garden plots. However, these solutions are often complex and expensive, suited for large agricultural plots in contrast to small-scale home gardens. In addition, many of these technologies, along with manual tillers and cultivators suited for home use, are unable to perform weeding within rows of crops in a process known as intra-row weeding. The Garden Bot is an autonomous, …

Autonomous Wildfire Detection System, Matthew Pyle, Nick Garrett

Williams Honors College, Honors Research Projects

According to the National Fire Protection Association Journal, federal wildfire suppression costs in the United States have risen from an annual average of about $425 million from 1985 to 1999 up to $1.6 billion from 2000 to 2019. On average, more than 200,000 acres in the United States are burned per year due to wildfires, with more than 700,000 acres burned in 2020 alone. With the risk of wildfire ever rising, there is a need for better early detection of remote wildfires, as existing methods often include long delays like satellites or rely on human lookout towers. The objective is …

Smart Kettlebell, Cole Russell, Patrick Davis, Ryan Deboer, Isaac Stecker

Williams Honors College, Honors Research Projects

The purpose of design team 08’s senior design project is to create and implement a workout device that will be able to calculate the caloric expenditure, repetitions, and length of a workout. Once the duration of a workout is completed, the user metrics will be communicated from the kettlebell system to a user application via Bluetooth. The caloric expenditure will be used using the data that is provided from the accelerometer. The duration of the workout will be controlled using a push button that is connected to the kettlebell system that will allow for the start and stop of a …

Chemical Clean Automated Loader, Jordyn Bryner

Williams Honors College, Honors Research Projects

TTM Technologies (TTM) is a global printed circuit board (PCB) manufacturer. The work described in this report was completed in the TTM North Jackson, Ohio location. This plant focuses primarily on the manufacturing of rigid and rigid-flex PCBs for the aerospace and defense industry. TTM North Jackson has an ongoing labor dependency issue due to the shortage of workers the nation is facing. To solve this problem, TTM has focused the efforts of their new engineers and interns on automating processes that are labor dependent. The goal is to provide design guidance to be used later by TTM to automate …

Smart Uv-C Disinfectant Module, Nicole Baldy, Luke Rogers, Haitham Saleh

Williams Honors College, Honors Research Projects

The Smart UV Disinfectant device shall sanitize objects which are 18”x14”x8” or smaller and less than 20 lbs. using UV-C light. This device should contain many safety measures to prevent human and animal exposure to the UV-C light and have no public touchpoints to operate the interface. In order to achieve the first objective, this device shall contain a "sanitizing chamber" which completely encloses the object to be sanitized to prevent outside exposure with detection of any lifeforms inside of the chamber; for the second objective, it will contain a wireless interface to an Android application which can be used …

"Demeter" Soil Monitoring System, Ryan Matthews, Rachel Rummer, Temilolu Fayomi, Alex Fuller

Williams Honors College, Honors Research Projects

The purpose of this project is to develop a soil monitoring system that can remotely sense and relay soil conditions back to a user. The deMETER soil probe, Demeter is the Greek goddess of the harvest, is designed to aid hobbyist gardeners, small-scale farms, and nurseries to monitor their dynamic soil conditions and maximize their harvest. The probe is a self-powered system that can monitor the moisture and essential nutrients of the soil profile to determine which areas should receive water and fertilizer. This would significantly cut water and fertilizer waste. The solution will include an embedded system with sensors …

Magic: The Gathering Card Virtualizer, Vincent Garbonick, Jacen C. Conlan, Jaret A. Varn

Williams Honors College, Honors Research Projects

Any well-versed Magic: The Gathering (MTG) player or collector knows how difficult it can be to keep track of all cards in their collection. Some spend hours searching for that one specific card, and others are constantly scouring the internet for how much their collection costs. However, this issue does not only affect casual fans. Resale companies spend hours a day determining the costs of cards, and tournament judges painstakingly check players’ decks to ensure they are not cheating. To assist with these struggles, the design team proposed to create the MTG Card Virtualizer. This device scans MTG playing cards …

Development Of Dc Circuit Breakers For Medium-Voltage Electrified Transportation, Trevor Morgan Arvin

Theses and Dissertations--Electrical and Computer Engineering

Medium-voltage DC (MVDC) distribution is an enabling technology for the electrification of transportation such as aircraft and shipboard. One main obstacle for DC distribution is the lack of adequate circuit fault protection. The challenges are due to the rapidly rising fault currents and absence of zero crossings in DC systems compared to AC counterparts. Existing DC breaker solutions lack comprehensive consideration of energy efficiency, power density, fault interruption speed, reliability, and implementation cost.

In this thesis, two circuit topologies of improved DC circuit breakers are developed: the resonant current source based hybrid DC breaker (RCS-HDCB) and the high temperature superconductor …

Parametric Average-Value Modeling, Simulation, And Characterization Of Machine-Rectifier Systems, Isuje Ojo

Theses and Dissertations--Electrical and Computer Engineering

There are many techniques for modeling and simulation of synchronous machine-rectifier systems. The more common approaches are the detailed and average-value modeling techniques. The detailed simulation technique takes into account the details of the diode switching and is both very accurate and very expensive in terms of computational resources. To alleviate this disadvantage, the average-value modeling technique is often utilized. In this approach, the details of diode switching are neglected or averaged. In that light, the work presented herein proposes a unique saliency-sensitive parametric average-value model (SSPAVM) of the synchronous machine-rectifier system. This model extends existing parametric average-value models to …

Optimal Operation Schedule Of Battery Energy Storage System For Supporting Variable Renewable Energy In Generation System, Chalermjit Klansupar

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

Variable renewable energy (VRE) generation alters residual demand curves, leading to high operating costs for conventional generators. Additionally, the variable nature of VRE causes a mismatch between electricity demand and generation, resulting in greater expected energy not supplied (EENS) values, which represent a critical component of power generation costs. To alleviate the impact of VRE, utility-scale battery energy storage systems (BESSs) provide ancillary services. The BESSs’ general applications are spinning reserve, regulation, and ramping. This paper proposes a method to determine daily operation schedules for grid-scale BESSs, compensating for the negative impacts of VRE on operating costs, power generation reliability …

A Comparative Study On Artificial Intelligence-Based Methods For Fault Detection, Classification, And Localization In Distribution Lines, Nanda Kumari

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

In recent years, supervised machine learning (SML) has demonstrated its effectiveness in pattern recognition and outcome prediction within datasets. The objective of this research is to develop an algorithm that utilizes SML classification and regression equation capabilities to accurately classify and locate faults occurring in electricity distribution lines. The proposed algorithm takes the measured values of electrical current and voltage at one end of the distribution line as input data and outputs the type of fault. The algorithm evaluates its performance by simulating the IEEE 14-bus power system using MATLAB and generating various types of faults at different locations and …

การนับพลัคไวรัสโดยใช้ค่าขีดคู่และขั้นตอนวิธีสันปันน้ำ, นิตยา คำดี

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

การนับจำนวนไวรัสด้วยจำนวน Plaque Forming Unit (PFU) เพื่อทำการทดลองในด้านต่างๆ เช่นการผลิตวัคซีน สามารถทำได้ด้วยการใช้ตาเปล่าซึ่งส่งผลให้เกิดความเหนื่อยล้า ใช้เวลานานและเกิดข้อผิดพลาดได้ง่าย การนับด้วยวิธีที่รวดเร็วและแม่นยำต้องคำนึงหลายปัจจัย เนื่องจาก PFU มีรูปร่างไม่แน่นอน ขอบไม่เด่นชัด ขนาดไม่สม่ำเสมอ รวมถึงความแตกต่างกันของสีระหว่าง PFU และพื้นหลังภายในจานหลุมไม่คงที่ วิทยานิพนธ์ฉบับนี้เสนอสร้างกรรมวิธีการนับ PFU แบบกึ่งอัตโนมัติจากภาพจานเพาะเลี้ยงที่ได้จากกล้องถ่ายรูปทั่วไปที่ไม่มีการควบคุมแสง เริ่มจากการจำแนก PFU กับพื้นหลังด้วยค่าขีดเริ่มเปลี่ยนแบบปรับตัวได้ โดยถ้าเป็น PFU ขนาดเล็กจะใช้ค่าขีดเริ่มเปลี่ยนบริเวณขอบและกลางหลุมแตกต่างกัน ขณะที่ถ้าเป็น PFU ขนาดใหญ่จะใช้ค่าขีดเริ่มเปลี่ยนเดียวกันทั้งหลุม ปัญหาเรื่องสีย้อมที่ต่างกันถูกแก้โดยใช้ผลต่างของสองช่องสัญญาณในปริภูมิสี CIE-XYZ ที่มีการถ่วงน้ำหนักให้ความสว่างของพื้นหลังเท่ากัน การแบ่งพื้นที่ของ PFU ที่ติดกันประกอบด้วยสองส่วนคือ กระบวนการวิธีสันปันน้ำร่วมกับการแปลงระยะทางและการใช้เกณฑ์ขนาดร่วมกับการขยายของจุดศูนย์กลางที่ได้จากภาพการแปลงระยะทางเป็นวงกลม จากการทดลองพบว่าเมื่อปรับค่าถ่วงน้ำหนักให้เหมาะสมแล้ว กรรมวิธีที่นำเสนอสามารถนับ PFU ผิดพลาดน้อยกว่าร้อยละ 10 สำหรับ PFU ที่เป็นสีขาว มีขอบราบเรียบและไม่มีรูตรงกลาง จึงสามารถนำมาใช้กับ PFU ของไวรัสไข้เลือดออก ไวรัสไข้ปวดข้อยุงลายและไวรัสไข้สมองอักเสบ การนับจะได้ผลผิดพลาดมากขึ้นสำหรับ PFU ที่มีสีชมพูปะปน เช่น ไวรัสไข้ซิก้าและ PFU ที่มีขอบฟุ้ง เช่น PFU ของไวรัสโคโรนา

การศึกษาจลนศาสตร์ไฟฟ้าของหยดน้ำในฉนวนเหลวภายใต้สนามไฟฟ้า, วิกานดา นันทนาวุฒิ

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

วิทยานิพนธ์นี้ศึกษาจลนศาสตร์ไฟฟ้าของหยดน้ำที่อยู่ในฉนวนเหลว ได้แก่ การเสียรูปร่าง การเคลื่อนที่ การรวมตัว และการแยกตัว ด้วยการทดลองและการจำลองเชิงตัวเลขเพื่อพิจารณาปัจจัยที่ส่งผลต่อจลนศาสตร์ไฟฟ้าของหยดน้ำ. รูปแบบแรกที่ศึกษา คือ หยดน้ำอยู่บนอิเล็กโทรดโดยมีตัวกลางเป็นน้ำมันแร่และน้ำมันทานตะวัน. ผลการทดลองพบว่าการเสียรูปของหยดน้ำเพิ่มขึ้นตามสนามไฟฟ้า. การเสียรูปของหยดน้ำในน้ำมันทานตะวันมีค่าสูงกว่าเนื่องจากคุณสมบัติสภาพยอมสัมพัทธ์ที่สูงและความตึงผิวที่ต่ำของน้ำมัน. เมื่อสนามไฟฟ้าสูงถึงค่าวิกฤต การแยกตัวเกิดขึ้นที่บริเวณปลายแหลมของหยด. การจำลองสามารถแสดงการเสียรูปของหยดน้ำได้แม่นยำและทำนายค่าสนามไฟฟ้าวิกฤตได้. รูปแบบที่สอง คือ การรวมตัวของหยดในน้ำมันแร่และน้ำมันซิลิโคนกับผิวน้ำด้านล่าง. ผลการทดลองพบว่าประจุเพิ่มแรงไฟฟ้าที่กระทำกับหยดน้ำ ช่วยให้ประสิทธิภาพของกระบวนการเชื่อมรวมเพิ่มขึ้นในแง่ของเวลา. อย่างไรก็ตาม หยดน้ำที่มีประจุรวมตัวเพียงบางส่วนที่สนามไฟฟ้าต่ำกว่ากรณีที่ไม่มีประจุ. เมื่อสนามไฟฟ้าสูง หยดน้ำที่มีประจุในน้ำมันแร่ไม่รวมตัวกับผิวน้ำ หรือแตกตัวในระหว่างการเคลื่อนที่. พฤติกรรมดังกล่าวไม่เกิดขึ้นในน้ำมันซิลิโคน เนื่องจากความตึงผิวของน้ำมันมีค่าสูง ช่วยให้หยดน้ำรวมตัวได้อย่างมีประสิทธิภาพ. การจำลองสามารถแสดงการเสียรูปของหยดน้ำที่มีและไม่มีประจุก่อนการรวมตัวได้ใกล้เคียงกับผลการทดลอง รวมทั้งแสดงการรวมตัวรูปแบบสมบูรณ์ของหยดน้ำได้. แม้ว่าการจำลองไม่สามารถแสดงพฤติกรรมอื่นเมื่อสนามไฟฟ้ามีค่าสูง เช่น การแยกตัวของหยดน้ำทุติยภูมิ การไม่รวมตัว หรือ การแตกตัว แต่ผลการจำลองแสดงให้เห็นว่าหยดน้ำในน้ำมันซิลิโคนมีเสถียรภาพดีกว่า ซึ่งเป็นไปในลักษณะเดียวกันกับการทดลอง.

A Four-Element Mimo Antenna For Ultra-Wideband Communications With A Rejection Band, Aale Muhammad

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

This thesis presents the design and development of a four-element multiple-input multiple-output (MIMO) ultra-wideband antenna with a rejection band. This antenna is proposed for the application of ultra-wideband (UWB) technology, an advanced short-range wireless communication technology with fast and stable data transmission. The antenna operates in a wide frequency range from 3.1 to 10.6 GHz, which is intended for UWB communication technology. In addition, it can suppress the WLAN frequency band (4.8 to 6.2 GHz). This frequency suppression is necessary to avoid interference from WLAN signals, which usually have a higher power density. The antenna provides a bidirectional radiation pattern …

Use Of Battery Systems For Var Support In Con Edison’S Distribution Network/Substation, Elihu Nyemah

Dissertations and Theses

Battery Energy Storage System (BESS) can facilitate the integration of Distributed Energy Resources (DER) and help create a more reliable grid by providing multiple services including reactive power (VAR) support. This research will investigate the use of smart inverters to provide VAR support, assess the impact it has on the lifetime of a BESS and determine how the adverse effects (if any) can be mitigated/eliminated. To achieved this, a 7.5MW/30MWh grid connected BESS located at Con Edison substations have been modeled in MATLAB/Simulink. Preliminary assessment of the system showed that DC current to/from the battery is oscillating (non-zero) during reactive …

Wave Engineering In Time Modulated, Nonlinear, And Anisotropic Metamaterials, Ahmed Mekawy

Dissertations and Theses

Leveraging wave matter interactions is central to a myriad of electromagnetic wave-based applications. During the past decades, research on extreme wave manipulation has been revolutionized by artificially engineered materials (metamaterials) and by adding new aspects to the wave-matter interactions that showed intriguing results inaccessible in conventional linear, time invariant (LTI), passive and isotropic media. In this work, I will explore, numerically and experimentally, the possibility of realizing devices that perform beyond or close to their fundamental LTI limitations by adding periodic modulation, nonlinearity, and gain. I will demonstrate these concepts at radio frequencies (RF) and at optical frequencies. Specifically, at …

A Measurement System For Detection Of Intestinal Motility In Neonates By Monitoring Slow Wave Activity, Garett Goodale

Electronic Theses and Dissertations, 2020-2023

Similar to how electrocardiographic waves are the pace making signals of the heart, slow waves are the pace making signals of the intestines. Slow waves are electrical signals in the intestines that determine the speed at which food can move through the intestine ensuring proper digestion and uptake of nutrients. It has been shown that slow waves can be measured in adults using non-invasive, surface electrodes. However, no study has investigated the measurements of slow waves in neonates, specifically pre-term neonates. Around 7% of pre-term neonates suffer from necrotizing enterocolitis (NEC) which is a condition that causes damage to the …

High Energy And Power Density Peptidoglycan Musclesthrough Super-Viscous Nanoconfined Water, Haozhen Wang, Zhi-Lun Liu, Jianpei Lao, Sheng Zhang, Rinat Abzalimov, Tong Wang, Xi Chen

Advanced Science Research Center

Water-responsive (WR) materials that reversibly deform in response to humidity changes show great potential for developing muscle-like actuators for miniature and biomimetic robotics. Here, it is presented that Bacillus (B.) subtilis’ peptidoglycan (PG) exhibits WR actuation energy and power densities reaching 72.6 MJ m−3 and 9.1 MW m−3, respectively, orders of magnitude higher than those of frequently used actuators, such as piezoelectric actuators and dielectric elastomers. PG can deform as much as 27.2% within 110 ms, and its actuation pressure reaches ≈354.6 MPa. Surprisingly, PG exhibits an energy conversion efficiency of ≈66.8%, which can be attributed to its super-viscous nanoconfined …

Robust Control Strategies For Optimal Operation Of Distributed Generation In Smart Microgrids, Chi-Thang Phan-Tan

Theses

The high penetration of PV systems and fast communications networks increase the potential for PV inverters to support the stability and performance of smart grids and microgrids. PV inverters in the distribution network can work cooperatively and follow centralized and decentralized control commands to optimize energy production while meeting grid code requirements. However, there are older autonomous inverters that have already been installed and will operate in the same network as smart controllable ones. This research proposes a decentralized optimal control (DOC) that performs multi-objective optimization for a group of PV inverters in a network of existing residential loads and …

การพัฒนาชุดทดสอบสำหรับระบบควบคุมไฟถนนอัตโนมัติ บนแพลตฟอร์มเทคโนโลยี Nb-Iot และ Lora, เกียรติศักดิ์ บุญประเสริฐ

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

งานวิจัยนี้เสนอการพัฒนาชุดทดสอบสำหรับระบบควบคุมไฟถนนอัตโนมัติ บนแพลตฟอร์มเทคโนโลยี NB-IoTและ LoRa เพื่อพัฒนาระบบควบคุมไฟถนนระยะไกล และเปรียบเทียบการทำงานของระบบสื่อสารแบบ NB-IoT กับ LoRa ดำเนินงานวิจัยโดยศึกษารูปแบบของระบบควบคุมไฟถนนจากการไฟฟ้านครหลวงปัจจุบัน พัฒนาชุดทดสอบสำหรับระบบควบคุมไฟถนนอัตโนมัติ และทดสอบการวัดค่าความแรงสัญญาณต่ำสุดของสัญญาของระบบสื่อสารแต่ละชนิดที่สามารถเชื่อมต่อได้ และสั่งควบคุมการหรี่ไฟโดยผ่านระบบสื่อสารแบบไร้สายด้วยเทคโนโลยี LoRa และ NB-IoT (ทั้งของ AIS และ True) ผลที่ได้จากงานวิจัย (1) ชุดทดสอบระบบควบคุมไฟถนนที่ใช้อุปกรณ์บอร์ด Arduino ที่ใช้อุปกรณ์สื่อสาร NB-IoT AIS: DEVIO NB-SHIELD, NB-IoT Ture: True NB-IoT Developer Board และ LoRa : Heltec WIFI Lora Kit 32 สำหรับควบคุมและมอนิเตอร์ผ่านระบบคลาวด์เว็บไซต์ (2) การเปรียบเทียบสมรรถนะของระบบสื่อสาร NB-IoT ของ Ais, ระบบสื่อสาร NB-IoT ของ true และ LoRa ระบบทั้ง 3 สามารถตอบสนองการทำงานได้ตามโหมดต่างๆได้อย่างถูกต้อง และค่าความแรงสัญญาณต่ำสุดที่สามารถเชื่อมต่อกับระบบได้คือ -93 dBm, -95 dBm และ -111 dBm ตามลำดับ ในส่วนของราคาของอุปกรณ์ของ NB-IoT ของ AIS และ True อยู่ที่ 3,845 บาท และ 3,805 บาท ส่วนของ LoRa อยู่ที่ 4,455 บาท

การตรวจจับและระบุประเภทความผิดพร่องในระบบผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์โดยใช้การเรียนรู้ของเครื่อง, เสฎฐวุฒิ ยิ้วเหี้ยง

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

การใช้พลังงานหมุนเวียนโดยเฉพาะพลังงานแสงอาทิตย์มาผลิตกระแสไฟฟ้าได้รับความนิยมเพิ่มมากขึ้น แต่เนื่องจากพลังงานแสงอาทิตย์มีความผันผวนค่อนข้างสูงและเสี่ยงต่อการเกิดความผิดพร่อง ทำให้มีความท้าทายในการรวมเข้ากับระบบไฟฟ้าที่ใช้พลังงานแบบดั้งเดิมซึ่งเป็นระบบไฟฟ้าหลัก การเกิดความผิดพร่องในระบบไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์จึงเป็นหนึ่งในปัจจัยสำคัญที่ต้องพิจารณาเพื่อเพิ่มความน่าเชื่อถือให้ระบบไฟฟ้า วิทยานิพนธ์นี้จึงเสนอแนวทางการตรวจจับและระบุประเภทความผิดพร่องในระบบผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ฝั่งกระแสตรงด้วยเทคนิคการเรียนรู้ของเครื่อง (Machine Learning) โดยเปรียบเทียบความแม่นยำระหว่างอัลกอริทึม AdaBoost กับ Gradient Boosting ในการตรวจจับและระบุประเภทความผิดพร่อง 5 ประเภท ได้แก่ การลัดวงจรระหว่างสายภายในสตริง การเปิดวงจร การบังเงาบางส่วน การเสื่อมสภาพของอุปกรณ์ และการลัดวงจรระหว่างสายข้ามสตริง โดยการฝึกและทดสอบอัลกอริทึมมี 4 พารามิเตอร์ที่เป็นอินพุต ได้แก่ กระแสไฟฟ้าแต่ละสตริง แรงดันไฟฟ้าของระบบ กำลังไฟฟ้าของระบบ และความเข้มแสงอาทิตย์ ซึ่งได้มาจากการจำลองความผิดพร่องบนระบบผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ขนาด 180 W ที่ติดตั้งแบบ 2 สตริง สตริงละ 3 แผง และเก็บรวบรวมข้อมูลด้วยการส่งข้อมูลแบบไร้สาย โดยใช้เทคโนโลยีสื่อสารไร้สาย LoRa เพื่อประหยัดและลดความยุ่งยากในการใช้สายไฟต่อจากอาเรย์เซลล์แสงอาทิตย์มายังศูนย์ควบคุม อีกทั้งยังช่วยลดปัญหาความผิดเพี้ยนของข้อมูลเนื่องจากสายไฟแกว่งจากกระแสลม ผลการทดสอบเปรียบเทียบความแม่นยำในการตรวจจับและระบุประเภทความผิดพร่องแสดงให้เห็นว่าโมเดลที่สร้างจาก Gradient Boosting มีความแม่นยำในการจำแนกประเภทความผิดพร่องภายใต้ชุดข้อมูลความผิดพร่องที่ได้จากการจำลองดังกล่าวมากกว่า AdaBoost อีกทั้งโมเดลที่สร้างจาก Gradient Boosting สามารถตรวจจับและระบุประเภทความผิดพร่องได้อย่างแม่นยำและทำงานได้แบบเรียลไทม์

เทคนิคการเพิ่มความแม่นยำสำหรับการจำแนกสายพันธุ์ของยุงด้วยวิธีการเรียนรู้แบบถ่ายโอน การเพิ่มปริมาณข้อมูลภาพ และสัญญาณตกหายเชิงพื้นที่, กตัญญู ธาราวัชรศาสตร์

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของโครงข่ายประสาทเทียมสำหรับการจำแนกยุงโดยใช้การเรียนรู้แบบถ่ายโอน การเพิ่มข้อมูล และเทคนิคสัญญาณตกหายเชิงพื้นที่ ยุง 7 ชนิดรวบรวมจากหลายจังหวัดของประเทศไทย ได้แก่ Aedes aegypti, Aedes albopictus, Aedes vexans, Anopheles tessellatus, Culex quinquefasciatus, Culex vishnui และยุงชนิดอื่นๆ รวมถึง Aedes aegypti, Aedes albopictus และ Culex quinquefasciatus ที่เลี้ยงในภาควิชาปรสิตวิทยา คณะแพทยศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย ได้นำมาใช้ในการศึกษาครั้งนี้ ภาพยุงถูกถ่าย 3 ถึง 5 ครั้งต่อตัวอย่าง และครอบตัดรอบๆ ยุง จากนั้นปรับขนาดเป็น 512 x 512 พิกเซล หลังจากนั้นจึงนำภาพไปใช้โดยใช้เทคนิคการเพิ่มข้อมูล ได้แก่ การซูม การหมุน การครอบตัดแบบสุ่ม ความสว่างแบบสุ่ม สีสุ่ม และการฉีดสัญญาณรบกวนแบบเกาส์เซียน แบบจำลอง VGG-16 ประยุกต์เทคนิคการเรียนรู้การถ่ายโอนโดยใช้น้ำหนัก ImageNet เป็นน้ำหนักเริ่มต้น และดัดแปลงเป็นแบบจำลอง VGG-16 แบบสองอินพุต นอกจากนี้ แบบจำลองยังใช้เลเยอร์ดรอปเอาต์เชิงพื้นที่หลังจากบล็อกคอนโวลูชั่น โมเดล VGG-16 สองอินพุตสามแบบได้รับการพัฒนา ได้แก่ VGG-16 แบบรวมในช่วงต้น, VGG-16 แบบรวมตรงกลาง และ VGG-16 แบบรวมในภายหลัง และแบบจำลองทั้งชุดได้รับการพัฒนาโดยใช้ผลลัพธ์ของแบบจำลอง 3 แบบเป็นอินพุตสำหรับการจำแนกยุง โมเดลเหล่านี้มีความแม่นยำในการจำแนกโดยเฉลี่ยที่ 95.76%, 97.08%, 96.76% และ 99.44% จากการฝึกและทดสอบ 10 ครั้ง ตามลำดับ นอกจากนี้ ยังนำแบบจำลองเหล่านี้ ไปใช้ในการบริการจำแนกยุงผ่านแอปพลิเคชัน LINE และอนุญาตให้ผู้เชี่ยวชาญขอภาพยุงและส่งข้อมูลผลการจำแนกยุงไปยังระบบผ่านแอปพลิเคชัน LINE ไปยังฐานข้อมูลได้