HENDL, A. Datalogger pro stavební konstrukce [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií. 2018.
Student měl za úkol navrhnout systém měření několika veličin, které se běžně sledují ve stavebních konstrukcích. Modelovou situací je měření parametrů v domě, který je vybaven solární ventilací a není trvale obývaný. Student měl navrhnout koncepci monitorovacího systému, zrealizovat obvodové řešení a toto oživit a vybavit programovým vybavení. Požadavkem bylo, aby byl zrealizován přístup k systému přes GSM komunikaci. Student navrhnul koncepci celého systému. Tento systém vybavil několika sensory a komunikačními rozhraními. Byla implementována GSM komunikace pro vzdálený přístup. Pro ověření funkce solární ventilace bylo zařízení vybaveno průtokoměrem pro hrubou indikaci průtoku. Student vytvořil základní programové vybavení a pokusil se o otestování a kalibraci měřicí části. Student pracoval samostatně a kontaktu s vedoucím práce využíval jen sporadicky. Student navrhnul koncepci měřicího systému, pokusil se o vyhodnocení jeho parametrů a sepsal bakalářskou práci. Bohužel bakalářská práce neobsahuje zdokumentování realizace, součástí není ani fotodokumentace, či prokázání existence oživené DPS. I když student formálně splnil všechny body zadání, je třeba, aby u komise demonstroval existenci a funkčnost celého systému. Vlastní práce studenta je obtížně prokazatelná, v textové části chybí základní informace a taktéž funkčnost nebyla vedoucímu demonstrována. Pokud bude prokázána funkčnost systému, potom doporučuji práci k obhajobě.
Student měl za úkol navrhnout autonomní datalogger s nízkou spotřebou pro měření teploty, vlhkosti a případně dalších parametrů ve stavebních konstrukcích. Systém měl být snadno rozšiřitelný, bateriově napájený a vybavený GSM komunikací. Vzhledem k dostupnosti komponentů (včetně cenové, i když v hobby provedení) a podpoře komunity, s těmito prostředky pracující, lze toto zadání v základní variantě považovat spíše za méně náročné. Což ovšem ponechává studentovi široký prostor k vlastní invenci, který zde ale zůstal nevyužit. První bod zadání, literární rešerši, částečně obsahuje kapitola 3, kde jsou uvedené některé parametry dvou komerčních dataloggerů. V práci ovšem není uvedeno, podle čeho student vybíral komponenty pro vlastní systém. Návrh koncepce systému, druhý bod zadání, je uveden v kapitole ÚVOD, a to prostým výčtem použitých komponent, bez uvedení důvodů právě jejich volby. Realizace vlastního obvodového řešení je popsána v kapitole 4 a 6. Spolu s návrhem obvodového řešení se kapitolou 4 prolíná návrh programového vybavení, o kterém pak dále pojednává ještě kapitola 5. Sedmá kapitola obsahuje vyhodnocení výsledků. Odborná úroveň studenta odpovídá jeho prohlášení, že se jedná o jeho první projekt z oblasti mikroprocesorové techniky (konkrétně v práci uvádí „Jelikož jsem nikdy s Arduinem nepracoval …“). Zvolená koncepce systému, jako centrální mikrokontrolérové jednotky s dostatečnou pamětí pro ukládání dat a GSM komunikací, ke které se přes sběrnice připojují vlastní senzory, je v pořádku. Výběr senzorů už je zvláštní. Student měl zadáno měřit teplotu a vlhkost, pročež vybral dva velmi podobné senzory, které umí měřit teplotu a atmosférický tlak, ale jen jeden z nich umí měřit vlhkost. Dalším senzorem je průtokoměr, jehož možnosti praktického využití nejsou v práci ani naznačeny. Podle popisu finálního softwaru a výsledků nakonec není použitý, pouze je na něj nachystaná DPS. Navíc k tomuto senzoru není v práci popsáno napájení a omezení jeho spotřeby (viz požadavek zadání na nízkou spotřebu). Teoretická část práce naznačuje velmi nízké porozumění řešené problematice. Popis sběrnic je zmatený, zavádějící až chybný. Například student uvádí, že STOP bit na sběrnici UART je náběžná hrana, trvající přinejmenším dva hodinové takty (uvedený zdroj ovšem nic takového netvrdí). Jako nevýhodu rozhraní UART student uvádí „Pouze jeden Master a Jeden Slave“. Pomineme-li, že z definice UARTu jsou obě zařízení rovnocenná a že existuje několik jednoduchých způsobů, jak na tuto sběrnici připojit více zařízení, sám pak toto nedodržel, když se pokusil k UARTu mikrokontroléru připojit zároveň převodník na USB (integrovaný na Arduinu), tak GSM modem. Z práce bohužel nevyplívá, jestli pouze zaznamenal, že mu poté přestalo fungovat programování mikrokontroléru a modem zase odpojil, nebo jestli si uvědomil, proč k tomu došlo. Při návrhu zapojení student nedodržel výrobcem předepsané hodnoty/limity napětí/proudu/výkonu na použitých součástkách. Podle jím uváděného seznamu literatury neměl katalogové listy součástek ani otevřené a je otázkou, jestli si uvědomuje, že součástky nějaké limity mají. Konkrétně se jedná například o maximální proud a ztrátový výkon na tranzistoru T1 pro spínání napájení GSM modemu. Dále pak signálové úrovně UARTu mezi Arduinem a GSM modemem. Na straně přenosu dat z Arduina do modemu sice má napěťový dělič, který má snižovat napětí pro vstup modemu, ale tento je napočítaný na cca 3.4 V. Přitom modem komunikuje na 2.8 V a to je zároveň maximální přípustné napětí. Ve druhém směru komunikace je zase minimální napětí, které mikrokontrolér spolehlivě vyhodnotí jako log. 1, 0.6 × Vcc, což je při jeho 5 V napájení 3.0 V. 2.8 V od modemu tudíž nestačí. V závěru student píše, že dalším vylepšením by bylo nahrazení Arduina mikrokontrolérem na jeho vlastní DPS. Výhodou by podle něj mělo být, mimo jiné, ušetření jednoho DC/DC měniče připojením všech periférií na 5 V napájení. Z použitých komponent je přitom pouze ATMega328P (Arduino) navržena na napájení 5 V. Pro ostatní komponenty (s výjimkou průtokoměru) by toto bylo likvidační. Zařízení mělo být navrženo s ohledem na nízkou spotřebu kvůli napájení z baterie. Správou baterie se student vůbec nezabýval. V práci uvádí spotřebu některých komponent (tabulka 2, strana 11), ovšem ne u všech je uvedený zdroj. Uvedené údaje ne vždy odpovídají katalogovým hodnotám. Celkovou spotřebu navrhovaného zařízení student neuvádí vůbec. V sedmé kapitole student uvádí jím změřené korekční křivky senzorů teploty, tlaku a vlhkosti. Jako referenční měřidlo přitom uvádím meteostanici Hyundai WS 2468. Jediné metrologické údaje, které výrobce v manuálu k meteostanici uvádí, jsou rozsahy měření teploty a vlhkosti. Takovýto přístup je u studenta fakulty Elektrotechniky a komunikačních technologií nepřijatelný. Po implementační stránce je práce téměř celá pouze kompilát návodů k jednotlivým komponentám. Student použil již hotové DPS se senzory, které dle návodu připojil k Arduinu. Stejně tak software pro Arduino jsou ukázkové zdrojové kódy k jednotlivým komponentám, které student pouze s minimální modifikací spojil do jednoho celku. DPS, navržená studentem, je z větší části jen redukce mezi dutinkami na Arduinu a svorkovnicí, kterou student zvolil pro připojování senzorů (dle mého názoru nevhodně). Schéma podpůrných obvodů pro průtokoměr, které se na DPS nachází, student opět převzal. Členění textové části práce je mírně chaotické. První podkapitola kapitoly 4 PROGRAMOVÉ ŘEŠENÍ se jmenuje MAXIMÁLNÍ SPOTŘEBA. Přitom softwarové prostředky, použité k minimalizaci spotřeby, jsou popsány až o 6 podkapitol dále. Též je zde kromě softwaru popisováno i připojení periférií k mikrokontroléru. Většina těchto informací je pak znovu uvedena v kapitole 6 HW NÁSTAVBA PRO ARDUINO UNO. Literární rešerši je věnováno nepřiměřeně málo místa. Naopak v kapitole 4 jsou popisovány problémy, které si student způsobil sám nenastudováním dokumentace. Na několika místech není text zarovnaný. Dále se v textu vyskytuje značné množství pravopisných chyb. Seznam zkratek není kompletní. Přiložené CD s přílohami je prázdné. I přes značné množství uvedených nedostatků se studentovi podařilo systém zprovoznit. S přihlédnutím k faktu, že se jedná o jeho první projekt, práci doporučuji k obhajobě a hodnotím stupněm E (50 bodů).
eVSKP id 111082