Bachelor's Thesis

System for temperature control and security surveillance of turtle breeding

Final Thesis 6.52 MB Appendix 14.83 MB

Author of thesis: Bc. Pavel Musil

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: prof. Ing. Roman Šotner, Ph.D.

Reviewer: Ing. Marek Svoboda

Abstract:

This bachelor’s thesis focuses on the design of a system allowing the safe brumation of tortoises without the need to handle the captive individuals. First, the thesis summarizes the necessary facts about the brumation of tortoises. The next topic is the design of the system, with an emphasis on minimizing the occurrence of faults or their consequences through a risk analysis inspired by the FMEA method. The following chapters focus on the selection of key system components, the software architecture, the design of three distinct devices and the implementation of the entire system in the enclosure of two Hermann's tortoises.

Keywords:

Tortoise hibernaculum, temperature regulation, internet of things, embedded system, reliability, system on module, FMEA

Date of defence

16.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaAznamka

Grading

A

Process of defence

Student prezentuje svoji bakalářskou práci. Student reaguje na otázky oponenta. Dr. Dřínovský se ptá, kdo je autorem tématu. Student odpovídá. Dále se ptá na operační systém. Student odpovídá. Dr. Kufa se ptá na další rozšíření systému. Student popisuje své záměry.

Language of thesis

Czech

Faculty

Department

Study programme

Electronics and Communication Technologies (BPC-ECT)

Composition of Committee

prof. Ing. Roman Šotner, Ph.D. (předseda)
Ing. Jan Kufa, Ph.D. (místopředseda)
Ing. Josef Vychodil, Ph.D. (člen)
Ing. Jiří Dřínovský, Ph.D. (člen)
Ing. Ondřej Franek, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
prof. Ing. Roman Šotner, Ph.D.

viz posudek externího veducího v pdf Points proposed by supervisor: 90

Grade proposed by supervisor: A

File inserted by supervisor Size
Posudek vedoucího práce [.pdf] 119,04 kB

Reviewer’s report
Ing. Marek Svoboda

Bakalářská práce se zabývá návrhem komplexního systému pro regulaci teploty a bezpečnostní dohled nad zimováním želv v podmínkách mírného klimatického pásu. Rozsah práce je nadstandardní (téměř 100 stran) a zahrnuje celkem 94 bibliografických položek, přičemž pokrývá jak návrh hardwarových a softwarových komponent, tak projektovou dokumentaci i samotnou implementaci systému. Tento široký záběr lze hodnotit pozitivně, neboť dokládá schopnost studenta uchopit komplexní inženýrský problém v celé jeho šíři.

Z formálního hlediska však práce vykazuje několik závažnějších nedostatků. Struktura textu je značně fragmentovaná – jednotlivé kapitoly a podkapitoly jsou často velmi krátké, což vede k opakování některých informací a současně ztěžuje orientaci čtenáře. Například návrh teplotního senzoru či výběr topných těles je, dle mého názoru, zbytečně roztříštěn přibližně do tří samostatných podkapitol, které se navíc nacházejí v různých částech textu.

Další oblastí, která by zasloužila zlepšení, je práce s literaturou. Přestože student pracuje s relativně vysokým počtem zdrojů, jejich kvalita a relevance ne vždy odpovídá odborné úrovni bakalářské práce. V některých případech jsou citovány obecně známé nástroje (např. Matlab či Python) nebo komerční zdroje bez zjevné technické přidané hodnoty. Současně není dodržena citační norma ISO 690 a číslování referencí v textu má spíše náhodný charakter, namísto očekávaného vzestupného řazení.

Po technické stránce práce vykazuje několik zásadních nedostatků. V některých částech postrádá názorná principiální schémata přímo v textu, a to zejména v pasážích, kde jsou diskutována konkrétní hardwarová řešení. Tato skutečnost omezuje srozumitelnost popisovaných návrhů a nutí čtenáře odkazovat se na přílohy, v nichž jsou schémata k dispozici již v implementační podobě, generovaná prostředím Altium. Takový přístup není z hlediska čitelnosti a pochopitelnosti práce zcela vhodný.

Za klíčový nedostatek považuji absenci systematického experimentálního ověření navrženého systému. Přestože práce prezentuje realizaci hardwaru i implementaci softwaru, neobsahuje relevantní výsledky simulací ani testovacích měření (pokud byla provedena). K ověření funkčnosti by bylo vhodné zahrnout například výstupy verifikace navrženého softwaru (odezva PID regulátoru, zpracování chybových stavů apod.) i hardwaru (např. simulace záložního systému), a to buď pro systém jako celek, nebo alespoň pro jeho dílčí části. Lze pochopit, že práce neprobíhala v období přirozené brumace želv, nicméně ověření systému je možné realizovat i v jiném než předepsaném teplotním rozsahu.

S touto problematikou souvisí i nedostatečné rozpracování regulační části. Ačkoli je v práci zmíněno použití PID regulace, postrádám její podrobnější popis, zdůvodnění volby parametrů i ověření její funkčnosti a stability, alespoň na úrovni simulace.

Na druhou stranu je nutné ocenit celkovou komplexnost řešení, která zahrnuje analýzu rizik metodou inspirovanou FMEA, návrh komunikační infrastruktury, implementaci softwarové architektury i integraci systému do reálného prostředí. Student prokázal schopnost orientace v širokém spektru problematik, od vestavných systémů až po elektroinstalaci.

Celkově lze konstatovat, že práce představuje ambiciózní a rozsáhlý návrh, který však není plně dotažen z hlediska technického ověření ani prezentace výsledků. Z uvedených důvodů práci doporučuji k obhajobě a navrhuji hodnocení stupněm C, 70 bodů. Topics for thesis defence:
  1. V kapitole 6.2, kde se zabýváte návrhem spínače, odůvodňujete hodnotu rezistoru derivačního článku šumovými vlastnostmi obvodu. Doložte, nejlépe výpočtem, vliv vyšší hodnoty odporu na vlastnosti spínače.
  2. V práci je kladen důraz na bezpečnost a chybové stavy. Zejména pak v kapitole 6.2 je diskutován ochranný obvod proti trvalému sepnutí vytápění. Tento obvod však chrání pouze proti poruše výstupu mikrokontroléru. Jak byla vyhodnocena rizika poruchy driveru koncového spínače a samotného spínače, když tyto poruchové stavy nejsou v práci diskutovány?
  3. V textu je zmíněno použití PID regulátoru. Jakým způsobem byly navrženy konstanty tohoto regulátoru a jaká je výsledná časová odezva?
Points proposed by reviewer: 70

Grade proposed by reviewer: C

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová