Bachelor's Thesis

Automatic monitoring of fluid density

Final Thesis 1.61 MB Appendix 154.71 kB

Author of thesis: Ing. Rastislav Bebej

Acad. year: 2021/2022

Supervisor: Ing. Petr Krejčí, Ph.D.

Reviewer: Ing. Jan Chalupa

Abstract:

This thesis focuses on creating a device capable of monitoring the density of liquids during the fermentation process. The thesis includes the selection of a suitable principle for the measurement of the density of liquids, including the temperature compensation, the selection of suitable components and the design of schematics. Furthermore, the thesis deals with the design of a printed circuit board and wireless data transmission to a computer via Wi-Fi.

Keywords:

Density of fluids, accelerometer, microcontroller, AD converter, Wi-Fi

Date of defence

21.06.2022

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaAznamka

Grading

A

Process of defence

Student ve vymezeném čase prezentoval svou diplomovou práci. Poté byly předneseny posudky a student odpověděl na otázky oponenta. Následně proběhla diskuze se členy komise vztahující se k diplomové práci, při které byly položeny následující dotazy: V jakém rozptylu hustot jste zařízení testoval? Jak dlouho vydrží zařízení na baterku? Šel by použít gyroskop místo akcelerometru? Podle názoru komise byla úroveň odpovědí vyhovující.

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. Ing. Vladislav Singule, CSc. (předseda)
doc. Ing. Stanislav Věchet, Ph.D. (místopředseda)
Ing. Petr Krejčí, Ph.D. (člen)
Ing. Petr Marcián, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Tomáš Profant, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Pavel Vorel, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Vladimír Fuis, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
Ing. Petr Krejčí, Ph.D.

Student ve své BP práci zpracovával téma zaměřené na monitorování hustoty kapaliny. Uvedené zařízení by mělo být využito při domácí výrobě piva pro monitorování a řízení fermentačního procesu při přeměně cukrů na alkohol. Přesto, že je zařízení založeno na známém principu, musel student řadu věcí nastudovat a řadu problémů překonat a vyřešit.
Při zpracování práce bych ale očekával větší samostatnost a odvahu dělat rozhodnutí, kterým směrem se práce bude vyvíjet.  V závěru práce bych ocenil více informací o testování a provozu celého zařízení. Postrádám hlubší zamyšlení nad vztahem měřené hustoty vůči teplotě měřeného roztoku atpod.
Přes mírné výtky považuji výsledek práce za funkční a použitelný pro plánovaný účel.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání B
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod B
Vlastní přínos a originalita C
Schopnost interpretovat dosažené výsledky a vyvozovat z nich závěry B
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii A
Logické uspořádání práce a formální náležitosti A
Grafická, stylistická úprava a pravopis A
Práce s literaturou včetně citací B
Samostatnost studenta při zpracování tématu C

Grade proposed by supervisor: B

Reviewer’s report
Ing. Jan Chalupa

Práce se zabývá výrobou zařízení na měření hustoty kapaliny, metodou měření náklonu částečně ponořené kapsle. Toto téma už je mnohokrát zpracované a existuje celá řada hotových nebo DIY řešení včetně dokumentace a programů, nicméně student tato řešení obohatil o vcelku zásadní věc a to řešení vlivu změny těžiště akumulátoru. Akumulátor při vybíjení mění své vlastnosti (hustota,rozložení hmotnosti), které kompenzuje přidáním druhého opačně orientováného akumulátoru. Tím eliminoval chybu ovlivňující měřenou veličinu. Student navrhl také desku plošného spoje, zařízení naprogramoval, zkalibroval a provedl kompenzaci nelinearit a vlivu teploty. Následně otestoval a propojil s lokálním zobrazovačem dat a se dvěma internetovými databázemi.
Práci bych vytkl nevhodné reference u obrázků a to, že zásadnímu přínosu (dva akumulátory), zde není věnována velká pozornost. Student také zmiňuje nevhodnost použití gyroskopu, která je velmi vágně okomentovaná, přitom nevhodnost použití gyroskopu je zjevná, extrémně pomalý pohyb v minimálním rozsahu, což je úplně mimo rozlišovací schopnost MEMS  gyroskopu (rozlišeni, šum a drift).
Student splnil všechny body zadání a vyrobil funkční zařízení.
Práci hodnotím velmi dobře/B
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod B
Vlastní přínos a originalita B
Schopnost interpretovat dosaž. výsledky a vyvozovat z nich závěry C
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii B
Logické uspořádání práce a formální náležitosti B
Grafická, stylistická úprava a pravopis B
Práce s literaturou včetně citací C
Topics for thesis defence:
  1. Jak by byl ovlivněn náklon pro jeden celý vybíjecí cyklus (např při wifi trvalé spojení), jen s jedním kusem akumulátoru, v kapalině s konstantní hustotou?
  2. Anténa je umístěná uprostřed modulu, jaký vliv má poloha kapsle na sílu signálu zařízení? Viz stavy na obrázcích 4.21 a 4.22? Porovnejte.

Grade proposed by reviewer: B

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová