VLASÁK, S. Tester kabeláže [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií. 2024.
Student Stanislav Vlasák realizoval semestrální práci ve školním roce 2022/2023. Vzhledem k problému s nesplněným předmětem si prodloužil studium a dohodli jsme se na pokračování v bakalářské práci s ročním zpožděním. Tento postup umožnil studentovi řádně a s rozvahou prozkoumat navazující předchozí práce svých kolegů, zaměřit se na problematické části, a tyto části zdokonalit. Výsledek mě nadmíru překvapil. Původní záměr zlepšit přesnost měření o řád se podařilo prolomit o několik řádů s dosaženou výtečnou krátkodobou stabilitou přesnosti 0.3 procenta v testovaných bodech. Student si počínal metodicky, zvládl spočíst obvodové parametry ručně analyticky i je následně ověřit simulací. Výsledky se shodovaly i s výslednou realizovanou konstrukcí. Problém špatně zvoleného koncového zesilovače byl způsoben omezenou součástkovou základnou v laboratoři Robotiky, a podařilo se jej vyřešit přepájením jediné součástky během oživování. Součástí příloh práce jsou i protokoly měření kalibračních odporů při různých napětích, které student použil pro finální testy. Důvod byl ve vyloučení napěťové závislosti měřené impedance skrz povrch rezistorů. Výsledek jeho práce je plně využitelný. Jeho práce splňuje všechny body zadání, viděl jsem plně funkční řešení. Během realizace pracoval aktivně, konzultoval pravidelně (s roční přestávkou), takže jsem měl jasnou představu v jakém stavu se práce průběžně nachází. Technická zpráva je zpracovaná kvalitně, se zdůvodněním každého důležitého obvodového prvku, doplněním a zpracováním nejistot nebo alespoň tolerancí měření. Práce je protkána naměřenými charakteristikami, se zřejmým účelem osvětlit problém a výsledné naměřené hodnoty. Student pracuje s literaturou způsobem, odpovídajícím zamýšlenému účelu. Z tohoto důvodu je v práci více odkazů na katalogové listy použitých součástí oproti kvalitním knižním zdrojům. Práce je však původní, je dílem práce studenta. Výsledek práce jednoznačně prokazuje bakalářeké schopnosti studenta. Práci doporučuji k obhajobě.
Předložená bakalářská práce pana Vlasáka se zabývá problematiku testování kabeláže a zaměřuje se na vylepšení metrologických parametrů již existujícího řešení vyvinutého v rámci diplomové práce zpracované jiným studentem v minulosti. Zadání bakalářské práce je možné považovat za středně náročné, zejména s ohledem na nutnost analýzy současného stavu, návrh obvodového řešení k dosažení vylepšení parametrů měření izolačního odporu kabelových svazků a v neposlední řadě i praktickou realizaci upraveného hardwarového řešení a jeho finální ověření. S ohledem na předpokládané úpravy obvodového řešení téma vyžaduje znalost návrhu analogových elektronických obvodů, potřebných simulačních nástrojů a metod pro vyhodnocení dosažených metrologických parametrů. Je možné konstatovat, že zadání bylo splněno, i když ke zpracování práce mám určité výhrady. Výsledkem práce studenta je funkční zařízení s relativní chybou měření izolačního odporu o více než řád lepší než u původního návrhu. Textový dokument je zpracován v nadprůměrném rozsahu 51 stran vlastního textu a je členěn do pěti hlavních kapitol řazených v logickém sledu. Práce obsahuje 13 stran příloh se schématem zapojení, výrobní dokumentací DPS a krabičky a protokolem z měření testovacích odporů. První, teoretická kapitola, obsahuje stručný přehled parametrů, které by bylo možné na kabeláži měřit. V závěru této kapitoly se student velmi stručně snaží upřesnit požadavky na aktualizované řešení, kde by ale měl být více konkrétnější, jakých vylepšení chce alespoň teoreticky dosáhnout. Na tuto kapitolu již navazuje kapitola věnující se analýze původního řešení v diplomové práci pana Ing. Valenty, kde by se pro celkovou přehlednost hodilo alespoň krátce představit celkové původní hardwarové/obvodové řešení, např. blokovým schématem, a upřesnit, které části (částem) se student v analýze bude věnovat a proč. Namísto toho přímo skočí do problému s obvodovým řešením měření izolačního odporu, které slouží jako předzpracování analogových signálů pro následný A/D převod. V této kapitole ale kladně hodnotím zejména teoretické zpracování celkového modelu měření potřebného pro vyhodnocení vlivu počáteční tolerance odporů na dosažitelnou přesnost a jeho úspěšné ověření simulací v Micro-Capu. Již méně souhlasím s částí věnující se výpočtu nejistot součástek, kde výčet nejistot není rozhodně kompletní a dále výpočet nejistot vybraných zdrojů vykazuje určité nepřesnosti (nejistoty v kvadrátu a s tím související chybné koeficienty u normálního rozdělení u odhadu nejistoty typu B). Celková nejistota, jak ji student uvádí, je vyjádřena s pravděpodobností pokrytí 68%, nikoli obvyklých 95%. V kapitole 3 se již student věnuje návrhu vylepšení analogového vstupního obvodu pro měření izolačního odporu. Nově navrhované zapojení je i podle následných analýz pro daný účel vhodné, není však jasné, jak student k tomuto řešení došel. Kromě původu zapojení řízeného zdroje proudu (ref. [8]) nejsou další využité přístupy (plovoucí nízkonapěťové napájení, specifické vlastnosti použitých OZ) jednoznačně zdokumentovány. Student opět porovnal analytický model měření se simulací, kdy již toto porovnání nedopadlo tak optimisticky, zejména v oblasti měření velkých izolačních odporů (10 MOhm), kde dosahuje rozdíl mezi analytickou hodnotou a simulací téměř 20%, což bylo velmi stručně zdůvodněno tím, že v simulaci se pracuje s nelineárními modely operačních zesilovačů. Toto tvrzení nepovažuji za úplně pravdivé. Pro hlubší analýzu důvodu uvedeného rozdílu by bylo nutné znát pozici jednotlivých použitých typů OZ ve schématu, což bohužel není možné z textového dokumentu vyčíst. V kapitole 4 již student představuje finální obvodový návrh a popisuje další konkrétně upravené části hardwarového řešení, včetně zpracovaných požadavků na ovládání zařízení a návrh desky plošných spojů. Je škoda, že finálně vybrané typy OZ nebyly použity již v rámci simulací, což by umožnilo jasnější porovnání teoretického návrhu a praktických měření realizovaných v kapitole 5. Zde mám připomínku ke schématickým značkám vytvořeným k použitým obvodům MCP602 a uvedeným na schématu na obr. 4.2 a v příloze A, kde druhý OZ v daném pouzdru není jasně ve schématické značce uveden a znesnadňuje tak vyhodnocení připojení jednotlivých vývodů. S tím souvisí i způsob zapojení těchto nevyužitých druhých OZ v každém pouzdru, kdy student použil řešení, kdy neinvertující vstup připojil na kladné napájecí napětí a invertující vstup na záporné. Toto řešení s ohledem na rozpojenou zpětnou vazbu a omezení rozsahu vstupního napětí pro tento OZ (VSS-0,3V až VDD-1,2V) nepovažuji za nejšťastnější. Dále bych očekával, že úpravy, které si vyžádalo praktické ověřování (změna komponenty IC3 – z MCP602 na OPA2376) budou promítnuty ve finálních schématech. V úvodu poslední kapitoly student též zmiňuje způsob vyhodnocení chyby nepřímého měření kontrolních odporů pomocí přístroje KEITHLEY 2400. Zde nevhodně kombinuje metodiku výpočtu chyb a nejistot a snaží se vyhodnotit relativní chybu. Daleko vhodnější by bylo pro toto měření správně vyhodnotit celkovou nejistotu měření, zahrnout i další zdroje nejistoty a takto upravené výsledky měření prezentovat v příloze D. Při ověřování celkové funkce zařízení student zjistil, že ovládání spínání vysokonapěťového zdroje digitálním signálem z Raspberry Pi není úplně spolehlivé a při zapínání RPi dochází k neočekávané krátkodobé aktivaci zdroje na dobu přibližně 20 ms, což nepovažuji za úplně vhodné a měl by se tento jev odstranit. Realizované zařízení po aplikaci nezbytných korekcí dosahuje významného zlepšení chyby měření izolačního odporu oproti řešení pana Valenty a cíl práce je tedy naplněn. Práce je po jazykové stránce zpracována na průměrné úrovni, vyskytují se formální nedostatky zejména ve slovosledu, používání nevhodných výrazů, gramatice (měřící vs. měřicí) i typografické chyby vyúsťující v některých případech k pravděpodobně nechtěným hovorovým výrazům (např. kap. 2.3: „Potřebuju zjistit“, kap. 5.3: „Měření bez přepínačový desky“). Dále student nerespektuje formát některých registrovaných ochranných značek (MatLab vs. MATLAB) a používá nevhodné termíny pro označení některých metrologických parametrů, zejména v oblasti nejistot měření (např. tolerance měřidla). Ke grafické stránce práce nemám zásadní připomínky, jen některá schémata a grafy by mohly být s ohledem na velikost popisků větší (např. obr. 2.1, obr. 4.4). Práce s literaturou je na průměrné úrovni, student využívá několik odborných článků, dále národní normativní dokumenty, zbývající zdroje jsou katalogové listy, odkazy na aplikační SW a internetové stránky. I přes uvedené výtky a připomínky k práci se domnívám, že zpracovaným rozsahem a její komplexností práce překonává obvyklé nároky kladené na tento typ práce, student prokázal bakalářské schopnosti a práci doporučuji k obhajobě. Navrhuji hodnocení velmi dobře B/84.
eVSKP id 158940