Search

In electric vehicles, cell and module voltage equalization plays a vital role in Battery Management System (BMS). The capacity, temperature, and aging imbalances in the cells and modules of electric vehicles battery packs restrict the amount of power that can be delivered to the vehicle. Spurred by this issue, we propose a new class of battery balancing systems, called hybrid balancing, capable of simultaneously equalizing battery capacity while enabling cost-effectiveness of cell-level passive balancing and module-level active balancing, modules consist of a number of cells connected in series, with cell-level passive balancing performed in a module, together with the module level switched capacitor that performs active balancing among the modules. The strategy is called hybrid balancing because it pursues goals beyond conventional state-of-charge equalization, including temperature and power capability equalization, and minimization of energy losses. Design details and MATLAB Simulink simulation results are provided for a hybrid balancing system implemented on a lithium-ion battery pack.

Myelin is an essential component of the nervous system and myelin damage causes demyelination diseases. Myelin is a sheet of oligodendrocyte membrane wrapped around the neuronal axon. In the fluorescent images, experts manually identify myelin by colocalization of oligodendrocyte and axonal membranes that fit certain shape and size criteria. Because myelin wriggles along x-y-z axes, machine learning is ideal for its segmentation. However, machinelearning methods, especially convolutional neural networks (CNNs), require a high number of annotated images, which necessitates expert labor. To facilitate myelin annotation, we developed a workflow and a software for myelin ground truth extraction from multi-spectral fluorescent images. Additionally, we shared a set of myelin ground truths annotated using this workflow.

Aksonların etrafına sarılmış¸ miyelin kılıf, hızlı bir şekilde sinyal iletimini sağlar ve deformasyonu, Multipl Skleroz (MS) gibi çeşitli nörodejeneratif hastalıklara neden olur. Aday ilaç geliştirilmesi için, miyelinizasyonun miktarının belirlenebiliyor olması gerekmektedir. Miyelin nicelleştirilmesi, genellikle konfokal mikroskoplar tarafından elde edilen mikroskopik floresan görüntülerinde bir uzman tarafından miyelin etiketleme temeline dayanan ve yoğun emek gerektiren bir iştir. Bu çalışmada, floresan mikroskopi görüntülerinde anlamsal bölütlemeye dayalı bir otomatik miyelin belirleme yöntemi geliştirilmiştir. Üç kanallı ve üç boyutlu olarak mikroskoptan alınan, fare kök hücresinden türetilmiş¸ nöron ve oligodendrosit ortak kültürlerinin görüntüleri bir uzman tarafından etiketlenmiştir. Alınan görüntüler e˘gitim için yamalara ayrılmıs¸ ve etiketlerden de her yamanın karşılığı elde edilmiştir. Miyelin içeren ve içermeyen bögeleri tanımlamak üzere eğitim işlemi için 11552 yamadan olus¸an bir veri kümesi kullanılmıştır. Veri kümesinde çeşitli öğrenme algoritmaları kullanılarak anlamsal bölütleme tekniğinin miyelin tespit performansları değerlendirilmiştir. En yüksek doğruluk değeri olan yüzde 97.32, grup boyutu 8 ve devir sayısı 250 iken “RMSprop” öğrenme algoritması ile elde edilmiştir. Sonuçlarımız, önerilen otomatik segmentasyon yaklaşımının miyelin tespiti için uygun olduğunu göstermektedir. Burada açıklanan miyelin segmentasyon yaklaşımı, remiyelinizasyon ilaç taramalarının bir parçası haline gelecek potansiyele sahiptir. Myelin sheath, wrapped around axons, allows rapid neural signal transmission, and degeneration of myelin causes various neurodegenerative diseases, such as, Multiple Sclerosis (MS). For candidate drug discovery, it is essential to quantify myelin. This requires tedious expert labor comprising myelin labelling on microscopic fluorescence images, usually acquired by confocal microscopes. In this study, semantic segmentation based automatic myelin segmentation on fluorescence microscopy images was introduced. Three-channel and three-dimensional fluorescence images of mouse stem cell derived neuron and oligodendrocyte co-cultures were labeled by an expert. The images were divided into patches for training and the labels corresponded to each patch were acquired. A data set of 11552 patches was used for training to identify myelin and non-myelin regions. In the data set, myelin detection performances of semantic segmentation technique were evaluated using 3 different learning algorithms. The highest accuracy value of 97.32 percent was achieved by using 'RMSprop' learning algorithm with a group size of 8 and after 250 epochs. Results suggested that the proposed myelin segmentation method was suitable for detecting myelin. Thus, the outlined myelin segmentation method has the potential to be incorporated into remyelination drug screens.

In this paper, design of a real-time video frame differentiator based on an external memory interface is proposed. Furthermore, implementation and simulation processes of the design is discussed. The proposed design is capable of differentiating video frames over time, up to full-HD resolution at 60 Hz frame rate. An external SDRAM memory unit is used within the proposed design and drived by a memory interface. In order to improve the flexibility of the architecture, video resolution, video buffer size on memory and burst size of the memory interface are designed to be user defined and configurable. Publisher's Version

Implementation and demonstration processes of a real-time video frame differentiator based on an external memory interface is described in this paper. The video frame differentiation process is successfully implemented on both low cost and high-end FPGA development boards, then demonstrated by using sample videos at 1024x768@60 and 1920x1080@60 resolutions. Input video resolution, video buffer size on memory and burst size of the memory interface can be configured before implementation. Publisher's Version

In this study, a new current-modequadrature sinusoidal oscillator circuit using modified current backwardtransconductance amplifier (MCBTA) are introduced. A new quadrature sinusoidal oscillatorcircuit employs two MCBTAs, two grounded capacitors and one grounded resistor.The current outputs of the proposed circuit provide high-frequency sinusoidaloscillation in quadrature at high impedance current output terminals of theMCBTAs. The oscillation condition of the proposed quadrature oscillator iscontrolled by one resistor and/or (gm)transconductance value of MCBTAs. The validity of the proposed circuits isverified PSPICE simulations. CMOS implementation of the MCBTA is performed forTSMC 0.25 µm process parameters and simulation results are obtained., Buçalışmada, Değiştirilmiş Akım Geriyönlü Geçiş-iletkenliği Kuvvetlendiricisi(Modified Current Backward Transconductance Amplifier-MCBTA) aktif elemanıkullanılarak yeni bir akım modlu dikgen sinusoidal osilatör (quadratureoscillator) devresi tasarımı gerçekleştirilmiştir. Önerilen dikgen sinusoidal osilatör devresiiki adet MCBTA, iki adet bir ucu topraklı kapasite elemanı ve bir adet bir ucutopraklı direnç elemanından oluşmaktadır. Önerilen devrenin akım çıkış uçlarıyüksek çıkış empedansına sahiptir ve ard arda bağlanmaya uygun yapıdadır. Osilasyonşartı bir direnç elemanı ile ve/veya MCBTA aktif elemanının geçiş iletkenliğiparametresi (gm) ilekontrol edilebilmektedir. Önerilendevrenin doğruluğu PSPICE simülasyonları gerçekleştirilerek gösterilmiştir.MCBTA aktif elemanının CMOS gerçeklemesi TSMC 0.25 µm üretim parametreleri içingerçekleştirilmiş ve simülasyon sonuçları elde edilmiştir.

Tümleşik devre teknolojisinin gelişmesiyle birlikte çok sayıda aktif eleman yapısı geliştirilmiş ve analog devre uygulamalarında kullanılmıştır. Bu aktif elemanlardan ilki olan işlemsel kuvvetlendirici (Operational Amplifier, Opamp), analog devre uygulamalarında oldukça yaygın olarak kullanılmaktadır.İşlemsel kuvvetlendiriciden sonra analog devre uygulamalarında en fazla kullanılan aktif elemanlardan birisi de işlemsel geçiş-iletkenliği kuvvetlendiricisidir (Operational Transconductance Amplifier, OTA). Özellikle sayısal devreler ile analog devrelerin birlikte gerçekleştirildiği karma tümleşik devrelerde, OTA yapısı oldukça sık kullanılmaktadır.Literatürde tanıtılan diğer bir aktif eleman da akım taşıyıcıdır (Current Conveyor). Akım taşıyıcılar kullanılarak gerçekleştirilen akım modlu elemanların gerilim modlu elemanlara göre dinamikliğinin, band genişliğinin ve güç tüketiminin daha iyi olması nedeniyle, araştırmacılar akım taşıyıcı tabanlı yeni aktif elemanlar önermişlerdir. Günümüzde halen analog devre uygulamalarında çeşitli avantajlar sağlayan yeni aktif elemanlar sunulmaya devam edilmektedir.Bu tezde de analog devrelerde kullanılabilecek yeni aktif elemanlar önerilmiş ve bu aktif elemanların MOS ve BJT tranzistörler ile gerçeklemeleri yapılmıştır. Ayrıca, önerilen aktif elemanların uç gerilim ve akımlarına ilişkin DC ve AC transfer karakteristikleri elde edilmiş ve bu elemanların lineer çalışma bölgeleri ile maksimum çalışma frekansları bulunmuştur. Önerilen aktif elemanlar ile gerçekleştirilecek analog devrelerin tasarımında, bu belirlenen lineer çalışma bölgeleri ve maksimum çalışma frekansları göz önünde tutulmuştur.Bu tezde, önerilen aktif elemanlar ile çeşitli analog devre uygulamaları gerçekleştirilmiş ve gerçekleştirilen devrelerin şimdiye kadar literatürde sunulan devrelere göre üstünlükleri ortaya konulmaya çalışılmıştır.Bu tezde gerçekleştirilen analog devre uygulamalarının ilki endüktans elemanı eşdeğer devresidir. Endüktans elemanı, analog devrelerde fonksiyonundan vazgeçilemeyen, ancak yüksek frekansta lineer olmayan davranışı, istenmeyen kuplajları, alçak frekans uygulamasında ortaya çıkardığı boyut ve ağırlık, üretim güçlüğü ve maliyet sorunları gibi nedenlerden dolayı analog devrelerde kullanılmasından kaçınılan bir elemandır. Bundan dolayı aktif elemanlar kullanılarak endüktans elemanı eşdeğer devreleri elde edilmekte ve bu devre yapıları kullanılarak aktif filtre devreleri gerçekleştirilmektedir. Bu tezde de iki ucu serbest endüktans eşdeğer devresi elde edilmiş ve bu devre ile çeşitli analog filtre uygulamaları gerçekleştirilmiştir. Aynı zamanda, tümdevre teknolojisinde bir ucu topraklı direnç ve kapasite elemanlarının tümdevre içinde gerçekleştirilmesinin avantajları literatürde ortaya konulmuştur. Bundan dolayı analog devrelerde pasif elemanların bir ucu topraklı şekilde olması tercih edilmektedir. Bu tezde de gerçekleştirilen filtre devrelerinde kullanılan pasif elemanların bir ucu topraklı şekilde olmasına çalışılmıştır.Bu tezde gerçekleştirilen diğer bir analog devre uygulaması ise yapay transformatör devresidir. Bu devre yapısı ile de analog filtre gerçeklemesi yapılmış ve şimdiye kadar literatürde sunulan devrelere göre üstünlükleri ortaya konulmuştur.Ayrıca bu tezde, ikinci dereceden filtre devreleri de önerilmiştir. Tek girişli çok çıkışlı akım ve gerilim modunda çalışan iki filtre devresi ve çok girişli tek çıkışlı gerilim modunda çalışan filtre devresi gerçekleştirilmiştir. Tek girişli çok çıkışlı filtre devrelerinde aynı anda çıkışlarından alçak geçiren, band geçiren ve yüksek geçiren filtre karakteristikleri elde edilebilmektedir. Çok girişli tek çıkışlı filtre devresinde ise girişlerin seçimine bağlı olarak alçak geçiren, band geçiren, yüksek geçiren, band söndüren ve tüm geçiren filtre karakteristiği elde edilebilmektedir.Ayrıca bu tezde, gerilim ve akım çıkışlı sinüzoidal osilatör devreleri önerilmiştir. Bu osilatör devrelerinin gerilim çıkışları düşük direnç değerli, akım çıkışları ise yüksek direnç değerlidir. Dolayısıyla, önerilen devrelerin çıkışları rahatlıkla diğer devrelere bağlanabilmektedir. Ayrıca önerilen sinüzoidal osilatör devrelerinin osilasyon frekansları elektronik olarak kontrol edilebilmektedir.Bu tezde gerçekleştirilen diğer bir uygulama ise basamaklı türden pasif filtre devrelerinin işaret akış diyagramları yöntemi kullanılarak ve önerilen aktif elemanlara uygun olarak işaret akış diyagramlarını değiştirerek aktif elemalar ile gerçekleştirilmesidir. Bu yöntem kullanılarak alçak geçiren, band geciren, yüksek geçiren ve band söndüren filtre devre yapıları gerçekleştirilmiştir.Bu tezde gerçekleştirilen analog devre uygulamalarının teorik hesaplarla uyuştuğunu göstermek için öncelikle PSPICE programı kullanılarak benzetimleri gerçekleştirilmiştir. Sonra da, bu tezde önerilen aktif elemanların ticari olarak üretilen aktif elemanlar kullanılarak eşdeğer devreleri elde edilmiş ve bu tezde önerilen birçok analog devre uygulamasının deneysel çalışması yapılmıştır. A large number of active component structures have been derived with the evolution of the integrated circuit technology; and used to design in analog circuit. As the first of these new components, operational amplifiers are frequently used in analog circuits. Another mostly used component in analog circuits is the Operational Transconductance Amplifier (OTA). OTA is especially used in the joint integrated circuits in which both analog and digital circuits are realized.Another active component structure is the current conveyor. After the recognition that the current mode circuits are more advantageous than the voltage mode circuits, new current mode based active components have been proposed. Both current conveyors and the active components based on the current conveyors have more dynamic amplitude and larger bandwidth; they also need less power than the voltage mode circuits. Today, new active components are still being introduced to be used in the analog circuit design.In this thesis a new active components have been proposed to be used in analog circuit design and shows the realization of these new active components with MOS and BJT transistors. In addition, the DC and AC transfer characteristics of the terminals both in terms of potential and current of these new components are obtained. These features are taken into account while designing the analog circuits.Many analog circuit applications are realized and the advantages of these circuits to the literature are tried to be presented in this thesis.The first realized analog circuit in this thesis is the equivalence of the inductance. Inductance is evaded to use in the circuits for its nonlinear characteristics in high frequencies, undesired couplings, the dimension and weight problems in the low frequencies, and finally for its cost and production problems; but it is an indispensable circuit component for its function. So the equivalents of inductance are obtained by using active components and these equivalents are used in the active filter circuits. In this thesis, the floating inductance?s equivalent is obtained; and various analog filter applications are verified by using this equivalent circuit. On the other hand, the advantages of the verification of grounded capacitances and resistors in the integrated circuits are revealed in the literature. Based on this information, grounded passive components are prefered for the realization of these filter circuits.Another realized analog circuit application in this thesis is the synthetic transformer circuit. Analog filter by using this synthetic transformer circuit is obtained, and its distinctions to the other circuits presented in the literature are explained.Oscillator circuits with sinusoidal outputs, both voltage and current, are also introduced in this thesis. The proposed oscillator circuits have low and high resistance for voltage and current outputs, respectively. Therefore, the outputs of the proposed circuits can easily be connected to the other circuits. In addition, the oscillation frequencies of these proposed sinusoidal oscillator circuits could be controlled electronically.Another obtained application in this thesis is the realization of the ladder passive filters with active components by using the signal-flow diagrams method and by adapting the signal-flow diagrams with the proposed active component. Low-pass, high-pass, band-pass, band rejection, and all-pass filter architectures are obtained by using this method.PSPICE simulations are used in order to verify the theoretical calculations of the proposed circuits. Then, the active devices proposed in this thesis are obtained by using industrial active components; and many of the realized circuits? experimental studies are carried out. 203