Bachelor's Thesis

Conceptual design of an automated system for controlled irrigation and plant nutrition

Final Thesis 9.54 MB Appendix 195.95 kB

Author of thesis: Bc. Eliška Šišmová

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: Ing. Ondřej Mikulenka

Reviewer: Ing. Martin Appel, Ph.D.

Abstract:

This thesis concerns the general design of a prototype device for automatic irrigation and fertilization of crops, including calculations and selection of suitable components for sub-assemblies. The output of the thesis are basic drawings.

Keywords:

automatic irrigation, fertilization, prototype, device design, components, model

Date of defence

11.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaAznamka

Grading

A

Process of defence

Při obhajobě studentka nejprve prezentovala svoji bakalářskou práci, následně byly přečteny posudky a studentka odpovídala na dotazy oponenta. Poté byly členy komise položeny následující otázky: Ve kterém místě je měřena vlhkost půdy? Za jakým účelem je v konstrukci použita kamera? Zvažovala jste použití kamery schopné detekovat i vlhkost? Jak jste v Ansysu prováděla pevnostní výpočet, jaký typ prvků byl použit? Jak jsou řešeny trysky z pohledu místa dodání vody? Na závěr byla obhajoba hodnocena jako výborná.

Language of thesis

Czech

Faculty

Department

Study programme

Mechatronics (B-MET-P)

Composition of Committee

Pplk. Ing. Radek Doskočil, Ph.D. (předseda)
Ing. Martin Appel, Ph.D. (místopředseda)
doc. Ing. Radek Vlach, Ph.D. (člen)
Ing. Jan Pokorný, Ph.D. (člen)
Ing. Lubomír Houfek, Ph.D. (člen)
Ing. David Vlachý (člen)
Ing. Michal Bastl, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Pavel Vorel, Ph.D. (člen)
Ing. Stanislav Frolík, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
Ing. Ondřej Mikulenka

Práce studentky se zaměřovala na koncepční návrh automatizovaného zařízení pro zavlažování a hnojení zahradních záhonů, inspirovaného principem portálového jeřábu pohybujícího se po kolejích.

V úvodní části studentka provedla rešerši zavlažovacích systémů používaných v zahradnictví a zemědělství, popsala jejich základní celky a identifikovala nedostatky současných řešení, ze kterých vycházejí požadavky na nové zařízení.

V rámci práce studentka navrhla kompletní koncepci zařízení zahrnující čerpací stanici, hydraulický systém kočky s volbou koncových trysek, systém dávkování hnojiva, pohonné systémy kočky i mostovky s asynchronními motory řízenými frekvenčními měniči a řídicí jednotky. Součástí návrhu jsou pevnostní analýzy, a 3D model sestavy vytvořený v Inventoru. Práce obsahuje rovněž návrh meteorologické stanice a kapitolu věnovanou možnostem rozšíření systému pro výzkumné účely.

Studentka pracovala samostatně a byla schopna diskutovat a zohledňovat požadavky vedoucího. Výsledný návrh je funkčně ucelený a demonstruje dobré zvládnutí mezioborové problematiky mechatroniky. Rozsah práce je nicméně na hranici účelnosti, některé pasáže by bylo možné zkrátit bez ztráty informace.
Evaluation criteria Grade
Fulfilment of requirements and objectives of assignment A
Working process, extent and suitability of applied methods C
Scholarly contribution and originality A
Ability to interpret achieved results and draw conclusions B
Applicability of results in practice or theory A
Logical arrangement of thesis and its layout B
Grafic layout, used style and language level B
Work with used sources including quotations C
Student's independence when working on the topic A

Grade proposed by supervisor: B

Reviewer’s report
Ing. Martin Appel, Ph.D.

Bakalářská práce studentky Elišky Šišmové se věnuje koncepčnímu návrhu automatizovaného systému pro řízené zavlažování a výživu rostlin. Práce vychází z reálné aplikace a z motivace studentky dotáhnout zařízení k praktickému využití na rodinné farmě. To považuji za velmi pozitivní, protože návrh není pouze akademickým cvičením, ale má jasně definovaného budoucího uživatele a praktický smysl.

Studentka v práci provedla rešerši současných zavlažovacích systémů, definovala požadavky na zařízení a následně navrhla jednotlivé části systému. Kladně hodnotím, že návrh není pouze slovní, ale obsahuje výběr komponent, základní výpočty pohonů, pevnostní kontroly vybraných částí a model celého zařízení. Rozsah práce je na bakalářskou práci poměrně velký a je vidět snaha řešit problém systémově.

K práci mám ale několik výhrad. Studentka sice počítá průhyb a pevnost vybraných prvků, ale celá konstrukce ve tvaru mostového jeřábu by podle mého názoru potřebovala lépe řešit prostorovou tuhost a vyvětrování. Jsem poměrně skeptický, zda by při bočním větru nemohlo dojít k výrazné nevratné deformaci, případně až ke složení konstrukce. U zařízení určeného pro venkovní provoz bych očekával podrobnější rozbor tohoto problému.

Za slabší stránku považuji také prezentaci výsledného návrhu. Obrázek celého zařízení je uveden až jako obrázek 3.22 a je škoda, že je tak malý a špatně čitelný, když se jedná o nejdůležitější výstup práce. Z tohoto obrázku navíc působí nohy konstrukce málo rozkročené, i když z výkresu tento problém tak výrazně nevyplývá. Přestože zadání nepožaduje úplnou výkresovou dokumentaci, dva výkresy mi u koncepčního návrhu tohoto rozsahu připadají málo. Očekával bych také, že v přílohách bude dostupný CAD model.

Formálně je práce přehledná, ale abstrakt je podle mého názoru příliš krátký. Jeden z cílů práce je navrhnout, jak by zařízení bylo možné rozšířit pro výzkumné nebo experimentální účely. S tímto bodem se studentka vypořádala pouze na jedné stránce, což mi vzhledem k nadprůměrnému rozsahu celé práce připadá málo.

Přes uvedené výhrady hodnotím celkový přínos práce kladně. Studentka vytvořila použitelný koncepční návrh, prokázala schopnost řešit komplexní technický problém a práce má jasný potenciál pro další rozvoj. Práci doporučuji k obhajobě.
Evaluation criteria Grade
Fulfilment of requirements and objectives of assignment B
Working process, extent and suitability of applied methods B
Scholarly contribution and originality A
Ability to interpret achieved results and draw conclusions B
Applicability of results in practice or theory A
Logical arrangement of thesis and its layout B
Grafic layout, used style and language level C
Work with used sources including quotations B
Topics for thesis defence:
  1. V práci jsem nenašel celkovou cenu zařízení. Bylo by možné ji položkově rozepsat?
  2. Z výkresu jsem nepochopil, jak je vyřešen přívod vody na zařízení během pohybu. Bylo by možné to lépe vysvětlit?

Grade proposed by reviewer: B

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová