MACEK, J. Měřič odběru USB zařízení [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií. 2024.
Bakalářská práce je po formální i odborné stránce v pořádku. Cením zejména závěrečné testování a srovnání hodnot získaných samotným zařízením a měřením pomocí multimetru. Při rozložení prací si student nevytvořil dostatečné rezervy a při potížích s deskou plošných spojů se pak dostal do časového skluzu. Je proto škoda, že se nepodařilo zařízení oživit na poslední revizi desky plošných spojů, nicméně zařízení bylo předvedeno na nepájivém kontaktním poli a bylo funkční. V práci jsem postrádal fotku hotové krabičky a také fotky s ukázkami zobrazených výsledků na displeji. Pomineme-li potíže s deskou plošných spojů a s tím související finální realizací, bylo zadání splněno. Zdrojový kód firmware je na dobré úrovni, je vhodně využito strukturovaného programování, kód se neopakuje, jsou vhodně použity funkce a konstanty. Student pracoval samostatně a iniciativně, o výsledcích pravidelně informoval.
Student Josef Macek zpracoval svoji bakalářskou práci v celkové délce 73 stran, mezi úvodem a závěrem text obsahuje pouze 39 stran, včetně 3 prázdných stran z důvodu formátování dokumentu. Po formální stránce se v textu vyskytují překlepy, problematické formátování (např. odstavec na konci strany 33), jednoslovné spojky na koncích řádků, apod. Práce s literaturou je na průměrné úrovni. Teoretická část se zabývá obecně sběrnicí USB, jejím vývojem, generacemi USB, parametry a také možnostmi využití USB pro napájení zařízení. V teoretické rovině je popis místy příliš obecný nebo naopak se zaobírá přílišnými technickými detaily, které s cílem práce přímo nesouvisí. V textu jsou také často zmiňovány technické parametry bez zařazení do širšího kontextu nebo další návaznosti v práci. V praktické části se student dle zadání zabývá realizací zařízení pro měření odběru USB zařízení. V úvodu této části postrádám zmínku, porovnání nebo alespoň diskuzi k běžně komerčně dostupným měřičům USB zařízení, případně čím by se vyvíjené řešení od těchto produktů lišilo. Cena komerčně dostupných zařízení se na trhu v ČR pohybuje cca od 50 Kč v případě jednoduchých měřičů až po cca po 500 Kč v případě komplexních analyzátorů, včetně řady rozšiřujících funkcí. V rámci návrhu samotného zařízení jsou v textu popisovány zvolené moduly, čipy a další komponenty bez širší diskuze a řádné argumentace k jejich volbě. V práci mj. postrádám např. srovnání běžných metod měření napětí a proudů. V této kapitole se vyskytují také nepříliš vhodná vyjádření. Student např popisuje, že mikrokontrolery pro přesná měření mají ADC převodník s rozlišením 16 nebo 24 bitů, nicméně dále v textu poté volí obvod pro měření INA219 s rozlišením 12 bitů. Vybrané funkční bloky jsou studentem následně otestovány na nepájivém poli a je ověřena základní funkčnost pro měření požadovaných veličin. Klíčový problém celé práce nastává při pokusu o sestrojení prototypu zařízení na desce plošných spojů, které bylo zcela neúspěšné. Student se při návrhu dopustil celé řady zcela zásadních chyb. Největší nedostatek návrhu je zejména v extrémním poddimenzování šířky signálových i napájecích vodivých spojů. Student využívá výhradně vodivé spojení o šířce 0,15 mm a až na výjimku jedné zemní plochy ve vrstvě TOP nevyužívá tzv. polygonů. Při značném zjednodušení výpočtu by tak na čistě geometrickém propojení pinu USB Vcc vstupního a výstupního USB portu při vodivém propoji délky 88 mm (reálná délka může být až dvojnásobná), šířce 0,15 mm a výšce spoje 0,0348 mm (1oz) došlo při průchodu proudu 2 A k úbytku cca 0,56 V (vyzářený tepelný výkon cca 1,13 W). Toto řešení by tak v zásadě ani neumožňovalo nabíjení vyššími proudy, při vyšším zatížení (vyšší jednotky A) by pak mohlo dojít až k přerušení vodivé cesty z důvodu přílišného tepelného zatížení. Ačkoliv je dle přiloženého schématu zařízení tvořeno pouze 17 el. součástkami, je v současném stavu zcela nezprovozněno (nefunkční). Z výše uvedeného důvodu byla funkčnost a přesnost zařízení ověřována pouze v rámci zapojení na nepájivém poli. Bohužel došlo při tomto měření k ignorování zcela zásadních faktů. Nepájivé pole je pro tyto účely z principu vnitřního zapojení zcela nevhodné (přechodové odpory, poddimenzované propoje), propojovací vodiče jsou příliš tenké a dlouhé a zanáší tak do měření další ztráty. Student neuvádí typ použitého měřicího přístroje, přesnost měřicího přístroje a podmínky, při kterých bylo měření provedeno. Student dále při měření nevyužívá spotřebiče, které by v průběhu času odebíraly konstantní výkon. Společně s absencí synchronizace při odečtu hodnot tak dochází k zavedení chyby, která je dána jinými okamžiky odečtu měřené veličiny a přirozenou změnou měřené veličiny z důvodu postupného nabíjení např. akumulátorů v powerbance nebo v přenosném reproduktoru. Provedené měření je tak zcela nereprezentativní. Z výše uvedených důvodů považuji realizaci práce za nedostatečnou. Deska plošných spojů je zcela nefunkční a zapojení měřicího přístroje na nepájivém poli není možné pro přesné měření, které bylo definováno v zadání práce, spolehlivě provozovat. Aplikační potenciál předloženého řešení je v současném stádiu realizace velmi nízký. Práci hodnotím stupněm F – 40 bodů a nedoporučuji práci k obhajobě.
eVSKP id 155238