MATOUŠEK, D. Box pro měření a regulaci parametrů prostředí [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií. 2025.
Diplomová práce studenta Denise Matouška se zabývá návrhem a realizací boxu pro měření a regulaci základních parametrů prostředí, konkrétně teploty, vlhkosti vzduchu a vlhkosti půdy. Zadané téma má praktický charakter a vyžaduje kombinaci konstrukčních, elektrotechnických i programátorských dovedností. Na začátku chci ocenit do konce dovedený produkt, který, ač s jistými výtkami, lze považovat za funkční dle požadavků zadání. Finální box umožňuje (v omezeném rozsahu) regulovat teplotu a vlhkost vnitřního prostředí jakož i vlhkost substrátu. Rovněž je pozitivní možnost ovládat tyto parametry pomocí webového rozhraní a projekt může být využit pro laboratorní cvičení, pro které v rámci práce připravil zadání. Student práci poctivě věnoval značné množství času a pravidelně docházel na konzultace. V mnoha ohledech postupoval samostatně, což lze obecně hodnotit pozitivně, nicméně v některých případech vedla samostatnost k ne zcela vhodným rozhodnutím. Jako příklad lze uvést umístění elektroniky přímo pod box s vodou a rostlinami – jak student sám uvádí, dochází tím k nežádoucímu ohřevu zespodu, což je nevhodné z pohledu jak bezpečnostního tak praktického a svědčí o nedostatečném zohlednění praktických aspektů návrhu. Rozsah práce činí od úvodu po závěr 58 stran, což je dostačující, avšak formální úroveň dokumentu je slabší. V textu se objevují odkazy na chybějící obrázky nebo tabulky, popis experimentů je často zbytečně rozvláčný a práce místy postrádá přehlednost. Student má problémy s jasným a strukturovaným vyjadřováním, což komplikuje orientaci v textu. Výsledky nejsou vždy prezentovány dostatečně systematicky. Zadání bylo formálně naplněno, funkční prototyp byl realizován, ale výše uvedené nedostatky snižují celkovou úroveň práce. Z tohoto důvodu navrhuji hodnotit práci stupněm D (60 bodů) a doporučuji ji k obhajobě.
Předložená práce pojednává o návrhu a realizaci boxu pro měření a regulaci parametrů prostředí. Teoretická část práce začíná definicí základních fyzikálních veličin, které jsou dále v práci využívány. Musím zde poznamenat, že u diplomové práce bych očekával větší hloubku a odbornost textu. Předložená verze má pouze 8 stran teoretického základu. Už při popisu teplotních stupnic je uváděna chybná informace - nulový bod pro Celsiovu stupnici má hodnotu 273,15 K. Další popis různých druhů teploměru je zcela zbytečný, protože student dále pracuje pouze s NTC termistory. Celkově by bylo vhodné do teoretické části práce přidat podkapitolu, která by se věnovala rešerši podobných zařízení v kontextu publikovaných odborných prací případně alespoň obhájených závěrečných prací. Dále by mohly být diskutovány i další parametry prostředí, např. koncentrace plynů a principy jejich měření. Druhá kapitola popisuje návrh zařízení. I v tomto bodě musím být poměrně kritický. Návrh jako takový nepůsobí příliš promyšleně, diskuze výběru součástek/modulů je zcela nedostatečná. V několika případech mám pocit, že student použil pouze to, co našel v laboratoři a nad výběrem příliš nepřemýšlel. Konstrukce jako taková vykazuje několik zjevných nedostatků. Volba umístění poměrně výkonného zdroje pod samotný prostor pěstícího boxu včetně nádržky s vodou je poměrně nešťastná. Už z obrázku 4 je jasné, že teplo ze spínaného zdroje půjde nahoru (dle umístění ventilátoru na zdroji) a bude ovlivňovat samotnou měřenou a regulovanou teplotu v boxu. Stejně tak by šlo polemizovat o efektivitě využití tepla/chladu z Peltierova článku při umístění na straně boxu. V práci je dál popsán použitý zdroj, ale odůvodnění konkrétního výběru chybí. Stejně tak u teplotních senzorů bych ocenil odůvodnění výběru, případně popis i jiných senzorů než z řady DHT. Stejně tak u popisu "standardního ventilátoru" bych ocenil zmínku o jeho velikosti. Místo obecného obrázku pouzdra tranzistoru (Obr. 16) by bylo vhodnější uvést dílčí zapojení. Volba dvouřádkového displeje může být v některých případech nedostačující - i zde by bylo vhodné mít informaci o všech parametrech na jednom displeji. Při cenové dostupnosti malých OLED displejů je otázkou, proč nebyla tato možnost alespoň zvážena. Informace 2.1.5 nepůsobí věrohodně - obnova dat není s periodou 5 sekund, dále v práci je zmíněno 10 sekund. Stejně tak se na displej nevlezou všechny informace, které autor uvádí. Schéma zapojení na Obr. 20 je nepřehledné a v čitelnosti nepomáhá ani jeho duplikace do příloh práce. Kapitola 3 informuje o řízení a regulaci veličin. Popis by bylo vhodné doplnit přehledným vývojovým diagramem, protože autorovy schopnosti interpretovat jednotlivé postupy jsou relativně slabé. V textu se některé pasáže opakují, díky záměně veličin působí chaoticky. Schéma na obrázku 21 je z pohledu informace irelevantní - není z něj poznat, jak jsou jednotlivé moduly k řídícímu počítači propojeny, chybí zde vyznačené uzly. Dále následuje pilotní měření systému pro odhad možných dosažitelných parametrů. V tabulce 1 jsou rozdíly teplot pro vnější a vnitřní prostředí. Zde bych ocenil referenční měření nezávislým teploměrem, protože výstupy z modulů DHT11 a DHT22 můžou být rozdílné vzhledem k rel. chybě u DHT11. Obrázek 22 působí zvláštně kvůli časové ose - co se dělo s hodnotami mezi časem 02:33:32 a 12:45:47? U popisu chlazení je opět nepřesnost ve vzorkovací periodě 5 sekund - z přiloženého kódu je zřejmé, že běh programu sice čeká 5 sekund mezi měřeními ve smyčce "while", ale v důsledku dalších výpočtů je perioda značně proměnná a je mezi 10-15 sekundami. To je dáno hlavně načítáním CSV souboru při každém kroku programu a voláním příkazů „sleep“ při vykreslení na LCD. U chlazení a zapnutí vnitřního ventilátoru na 60 sekund zřejmě není ošetřena paralelizace a činnost programu se na minutu zastaví. Z uvedených časových průběhů je zřejmé, že chlazení není příliš efektivní a k požadované změně teploty stačit nebude. Tento fakt je dále ošetřen na straně limitů pro nastavení teploty, koncepční změnu v boxu už student patrně nestihl zapracovat. Kladně hodnotím implementaci komunikace s jednoduchým webovým rozhraním pro monitoring a nastavení parametrů. Zde by bylo vhodnější režim NOC vázat např. na východ a západ Slunce než nastavit na fixní časy. Testování činnosti boxu je popsáno v kapitole 4. Student zde popisuje pilotní experiment klíčení a růstu hrachu v realizovaném boxu. Samotný popis je formou deníkových záznamů. Návrh experimentu a vnějších podmínek nepůsobí promyšleně. Naopak u diskuze vlivu slunečního svitu na box se zdá, že s touto možností student dopředu nepočítal. Na obrázcích 39 a 40 je čas otevření víka zjevně v pozdějším čase než ukazuje popisek. Z pohledu výsledků bych očekával nastavení menší tolerance než 2 stupně Celsia. Je otázkou, proč u Peltierova článku není realizováno jakékoli řízení výkonu a spíná binárně. Finální adaptivní změna cílové teploty je popsána, ale ukázka z testování v práci chybí. Stejně tak v CSV souboru postrádám informaci o průběhu zavlažování na základě půdní vlhkosti. Hodnoty z tohoto senzoru nejsou v CSV obsaženy. Zajímavým testováním by byl vliv zavlažování na vzdušnou vlhkost uvnitř boxu. Po formální stránce je práce na podprůměrné úrovni. Vytýkám především nízkou kvalitu obrázků, některé z nich jsou foceny na mobilní telefon pod náhodnými úhly, některé jsou nekvalitní či nečitelné. Časové průběhy dokumentující samotné měření nejsou dostatečně kontrastní, v jednom případě je přes data nešikovně umístěn popisek. Text obsahuje překlepy a působí nekonzistentním dojmem. V některých pasážích odkazuje na obrázky, které v práci už nejsou. Dělení do podkapitoly 1.1.1 nedává smysl. Rovnice nejsou umístěny jako součást textu. U některých fyzikálních veličin jsou uváděny jednotky (kapitola 1.2), u některých ne (kapitola 1.1). Práce cituje 38 položek literatury, nicméně v technickém díle bych neočekával tolik odkazů na příručky pro pěstování rostlin. U online položek nefungují s jednou výjimkou hypertextové odkazy. Práce zadání splňuje ve všech bodech, ale předložené výsledky realizace nejsou přesvědčivé. Rovněž textová část práce vykazuje zjevné nedostatky. Práci doporučuji k obhajobě a navrhuji známku dostatečně (E- 55 bodů).
eVSKP id 167551