Přístupnostní navigace
E-application
Search Search Close
Master's Thesis
Author of thesis: Ing. Matěj Kudera
Acad. year: 2023/2024
Supervisor: doc. Ing. Vladimír Janoušek, Ph.D.
Reviewer: Dr. Ing. Petr Peringer
Aim of this master thesis was to create a small meteorological probe (PicoBaloon) which can record its position and basic meteorological information. Information recorded by this probe has to be transmitted to the user so it can be evaluated. Theoretical portion of this work describes how to create this type of device and which technologies can be used for its implementation. Next, information describing what exactly PicoBaloon is are presented, which are then used to form requirements for this system. Based on described technologies and system requirements final system design was created. Created system consists of two parts. First part is the probe itself which is created on its own piece of printed circuit board. Probe is controlled by a small microcontroller and consists of components that can generate power with a small solar panel, determine its position with GPS, record meteorological information and send recorded information to the user with wireless technology. Second part of the created system is a web application which presents recorded data to the user. At the end of this thesis physical creation and testing of this system is described.
Picobaloon, PCB creation, microcontroller, IoT device, autonomous systems, wireless communication, Sigfox, LoRa, LoRaWAN, Satellite communicatio systems, Iridium, Argos, Satellite navigation, GPS, Galileo, GLONASS, Troposphere, environmental limits of device
Date of defence
18.06.2024
Result of the defence
Not defended (thesis was not successfully defended)
Grading
F
Process of defence
Student nejprve prezentoval výsledky, kterých dosáhl v rámci své práce. Komise se poté seznámila s hodnocením vedoucího a posudkem oponenta práce. Oponent hodnotil práci stupněm 4F, protože technická zpráva má nedostatečnou prezentační úroveň. Student nedokázal vyvrátit výtky oponenta. Komise shledala nedostatky práce natolik závažné, že se práci rozhodla hodnotit jako nevyhovující.
Topics for thesis defence
Language of thesis
Czech
Faculty
Fakulta informačních technologií
Department
Department of Intelligent Systems
Study programme
Information Technology and Artificial Intelligence (MITAI)
Specialization
Intelligent Devices (NIDE)
Composition of Committee
doc. Ing. Vladimír Janoušek, Ph.D. (předseda) prof. Ing. Jiří Jaroš, Ph.D. (člen) Ing. Jaroslav Rozman, Ph.D. (člen) Ing. Vojtěch Mrázek, Ph.D. (člen) Ing. Martin Hrubý, Ph.D. (člen) Ing. Radek Kočí, Ph.D. (člen)
Supervisor’s reportdoc. Ing. Vladimír Janoušek, Ph.D.
Jde o zadání od firmy NXP, původně z roku 2022. Softwarová část zadání je splněna, hardwarová částečně.
Před odevzdáním se objevil problém získat včas všechny potřebné komponenty, proto došlo k odložení. Po finálním sestavení byl objeven problém, který pravděpodobně souvisí s návrhem napájení. Testování pak kvůli vyšší spotřebě proběhlo omezenějším způsobem než bylo plánováno.
-
Nemohu posoudit, protože protože průběh řešení nebyl konzultován.
Během řešení došlo k výměně několika e-mailů ohledně formálních záležitostí, týkajících se zadání, obhajoby semestrální práce a odložení odevzdání. Stanovisko NXP nemám k dispozici.
Grade proposed by supervisor: E
Reviewer’s reportDr. Ing. Petr Peringer
Student vybral nepříliš vhodné součástky, navrhl schema zapojení, které je ale nutné opravit, navrhl desku plošných spojů, připájel součástky a provedl základní testování funkčnosti s vytvořeným jednoduchým řídicím programem. Vzhledem k různým chybám ale není možné snížit spotřebu energie, což neumožňuje reálné použití zařízení. Navíc nefunguje spolehlivě ani programování MCU, což je velmi podivné. Student podle mého názoru neprokázal inženýrské schopnosti, protože nebyl schopen identifikovat příčiny výše uvedených problémů. Text diplomové práce také není na potřebné úrovni. Proto navrhuji celkově nevyhovující hodnocení F/45b.
Evaluation level: zadání splněno pouze částečně
Zadání požaduje výdrž picoballoonu po dobu několika dnů, což řešení nesplňuje z důvodu vysokého odběru špatně uspaného MCU. Bod 4 požaduje vypuštění balónu, ale testy probíhaly jen s upoutaným balónem, takže nedošlo k ověření funkčnosti při nízkých teplotách typických pro velké výšky.
Evaluation level: je v obvyklém rozmezí
Problém textové zprávy je v tom, že text obsahuje řadu zbytečností (např. extrémně velké obrázky pouzder integrovaných obvodů - viz str. 49-52) a naopak v něm chybí to podstatné - schemata zapojení a podrobný rozbor funkce navržených obvodů. Navržené schema zapojení je přiloženo v jednom PDF jako součást programové přílohy, což je nedostačující - důvod pro toto uspořádání uvedený na straně 62 (odstavec 2) nedává smysl, protože jde o několik samostatných částí, které by nebyl problém vysadit do textu.
Text je strukturován do 15 kapitol, přitom některé mají jen 2-3 strany - to považuji za nevhodné. Zásadní problém je absence jakýchkoli formálních postupů v textu diplomové práce. Například energetické výpočty v podkapitole 10.1 (str 47) jsou popsány jen slovně, což považuji za nedostačující. Popis funkce elektrických obvodů je nedostatečný. Například navržené úpravy obvodu nabíjení superkondenzátoru (str. 60) a odpovídající schema zapojení (dostupné pouze v extra PDF příloze) jsou téměř nefunkční, což při pozdějších experimentech vedlo k nutnosti obvod upravit a použít dva solární články zapojené sériově. S tím souvisí také nevhodná volba součástek a ignorování tolerancí hodnot jejich parametrů. Použité tranzistory BSS84 mají v sepnutém stavu odpor až 10 Ohmů (který ještě roste s klesající teplotou při malých napětích hradla), navíc jejich prahové napětí (typicky 1.7V) je příliš velké pro tuto aplikaci. Použití téhož typu tranzistoru pro spínání napájení LoRa vysílače je také nevhodné (i když vysílání zřejmě funguje). Podobně nekvalitní a neformální je i dokumentace návrhu webové aplikace. Celkově tento text podle mého názoru nesplňuje nároky na diplomovou práci.
Z hlediska jazykového mám řadu výhrad. Práce obsahuje mnoho nespisovných a podivných formulací (např. "má bere" na str. 52). Z hlediska terminologického je text také chybný - autor používá termín "napájení" ve smyslu připájení součástek, "vyčtení" ve smyslu načtení, atd. V textu je také mnoho překlepů. Celkově je kvalita textu podprůměrná.
Seznam použité literatury má 40 položek, což je vyhovující. Autor používá někdy až příliš mnoho odkazů v poznámkách pod čarou (viz např. str. 71).
Kód pro MCU je do značné míry převzatý a adaptovaný z různých citovaných zdrojů. Odhaduji vlastní přínos autora na max 1000 řádků zdrojového kódu.
Vytvořená deska s elektronikou funguje pouze částečně. Problém je především v nefunkčnosti uspávání MCU (to může být způsobeno špatnou konfigurací použitého MCU ve vývojovém prostředí). Programování MCU přes SWD rozhraní nefunguje spolehlivě. To naznačuje, že návrh napájecích obvodů nebo desky plošných spojů je problematický. Student ani nepoužil osciloskop pro kontrolu průběhu signálů.
Vytvořená jednoduchá webová aplikace mi byla předvedena a je funkční.
Výsledek této práce není přímo použitelný, vyžaduje především vyřešení problémů SWD rozhraní a uspávání MCU.
Evaluation level: průměrně obtížné zadání
Práce řeší mnohokrát prakticky vyřešený problém, liší se jen zaměřením na čipy od NXP.
Grade proposed by reviewer: F
Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová