Bachelor's Thesis

Smart power socket for charging electrical appliances in public areas

Final Thesis 6.35 MB Appendix 14.83 MB

Author of thesis: Ing. Tomáš Chalupa

Acad. year: 2020/2021

Supervisor: Ing. Daniel Zuth, Ph.D.

Reviewer: Ing. Tomáš Marada, Ph.D.

Abstract:

This bachelor thesis is primarily focused on design and construction of a prototype smart power socket that will be used to charge electrical appliances in public areas. It provides user authentication based on an attached RFID element and monitoring of the charging progress. For this, it uses communication with an external cloud database. The actual construction of the prototype has been divided into three main parts in this thesis, control, electrical and mechanical. The introduction is also complemented by a research section dealing with microcontrollers, cloud systems and RFID technology.

Keywords:

Chytrá zásuvka, ESP32, nabíjení elektrospotřebičů, měření proudu, RFID, databáze, MySQL

Date of defence

22.06.2021

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaAznamka

Grading

A

Process of defence

Student ve vymezeném čase prezentoval svoji bakalářskou práci, dále byly přečteny posudky a zodpovězeny dotazy oponenta. Poté byly členy komise položeny následující otázky související s bakalářskou prací: Jak byla v cenové kalkulaci zahrnuta cena práce nutná k sestavení? Zvažoval jste změnit konstrukční složku zařízení, aby bylo více kompaktní? Je k vašemu prototypu někde vytvořena výkresová dokumentace, nebo se jedná spíše o funkční vzorek? Po zodpovězení všech dotazů byla obhajoba celkově hodnocena jako výborná / A.

Language of thesis

Czech

Faculty

Fakulta strojního inženýrství

Department

Institute of Solid Mechanics, Mechatronics and Biomechanics

Study programme

Applied Sciences in Engineering (B3A-P)

Field of study

Mechatronics (B-MET)

Composition of Committee

doc. Dr. Ing. Kazimierz Peszyński (předseda)
prof. Ing. Zdeněk Hadaš, Ph.D. (místopředseda)
doc. Ing. Stanislav Věchet, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Radek Vlach, Ph.D. (člen)
Ing. Petr Lošák, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Vladislav Singule, CSc. (člen)
Ing. Petr Krejčí, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
Ing. Daniel Zuth, Ph.D.

Práce se měla dle zadání zabývat návrhem a konstrukcí modelu chytré zásuvky, který by sloužil jako otevřený systém pro testování možností takového konceptu. Teoretická část se zabývá podrobnou rešerší na dané téma a na použitelné prvky pro realizaci, kde byl kladen důraz na modulárnost systému. Praktická část je rozdělena na realizaci SW částí, kdy byl použit záznam do externího databázového systému a HW část, která kromě zapojení jednotlivých komponent řeší i umístění do navrženého a vytištěného boxu. Student musel prokázat znalost v několika oborech.
Evaluation criteria Grade
Fulfilment of requirements and objectives of assignment A
Working process, extent and suitability of applied methods A
Scholarly contribution and originality A
Ability to interpret achieved results and draw conclusions A
Applicability of results in practice or theory A
Logical arrangement of thesis and its layout A
Grafic layout, used style and language level A
Work with used sources including quotations A
Student's independence when working on the topic A

Grade proposed by supervisor: A

Reviewer’s report
Ing. Tomáš Marada, Ph.D.

Cílem předložené bakalářské práce byl návrh a realizace chytré zásuvky, která bude sloužit pro dobíjení elektrospotřebičů ve veřejných prostorách. Jedná se o středně obtížnou úlohu s velkou částí praktické realizace HW a SW vybavení. Navržené řešení umožňuje ověřování uživatelů na základě přiloženého RFID tagu a monitorování průběhu nabíjení. K tomu využívá komunikaci s externí cloudovou databází. Samotná realizace prototypu byla v práci rozdělena do tří hlavních částí, řídicí, elektrotechnické a mechanické. V úvodu je také doplněna rešeršní částí, věnující se problematice mikrokontrolerů, cloudových systémů a RFID technologií. Otestování funkčnosti sestaveného prototypu ukázalo, že zařízení je po všech stránkách funkční. V rámci práce bylo také vyzkoušeno dobíjení dvou elektrospotřebičů (mobilního telefonu a elektrokola) které ukázalo, že měření veličin většinou poskytuje vyrovnané hodnoty. Práce byla zakončena popisem možných budoucích rozšíření tohoto zařízení. Práce je zpracována přehledně a logicky. Grafická a stylistická úroveň práce je dobrá s malým množstvím překlepů.

Cíle práce byly splněny a zadané téma lze tedy považovat za splněné v požadovaném rozsahu.
Evaluation criteria Grade
Fulfilment of requirements and objectives of assignment A
Working process, extent and suitability of applied methods A
Scholarly contribution and originality A
Ability to interpret achieved results and draw conclusions A
Applicability of results in practice or theory B
Logical arrangement of thesis and its layout A
Grafic layout, used style and language level A
Work with used sources including quotations B
Topics for thesis defence:
  1. V práci není uvedeno finanční zhodnocení. Předložte finanční rozpočet, na jakou částku realizace navrženého řešení vyjde.
  2. Pro uchycení chytré zásuvky je potřeba vyvrtat několik nových děr do zdi. Nebylo by lepším řešením použít montážní díry běžných elektroinstalačních krabic, které se používají pro uchycení klasických zásuvek, čímž by se zamezilo zbytečnému vrtání do zdi? Pokud ano, jak by se případná změna realizovala.
  3. V práci na str. 49 je uvedeno, že bylo použito pro propojení DPS pěti kolíkových lišt. Nebylo by vhodnější využít konektory se zámkem, aby nemohlo dojít k případné záměně polarity? Jaké vhodné konektory by jste zvolil?

Grade proposed by reviewer: A

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová