Bachelor's Thesis

Control of an ozone disinfection unit

Final Thesis 7.36 MB Appendix 10.88 MB

Author of thesis: Jaroslav Fulneček

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: prof. Ing. Jaroslav Boušek, CSc.

Reviewer: Ing. Pavel Tomíček

Abstract:

This project deals with the conceptual design of a seed disinfection device, which is intended as an alternative to manual treatment methods. The aim of the project was to explore the possibilities of generating ozone from air using a dielectric barrier discharge and to design a compact system for controlling the disinfection process and measuring ozone concentration. The design emphasizes operational safety and long service life of the device.

Keywords:

ozon, dezinfekce, měření koncentrace ozonu pomocí LED, absorpce záření ve viditelném spektru ozonem, generátor ozonu, DBD, výboj s dielektrickou bariérou, sušení vzduchu, RTOS

Date of defence

16.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaBznamka

Grading

B

Process of defence

Student seznámil státní zkušební komisi s cíli a řešením závěrečné práce a zodpověděl otázky a připomínky oponenta a komise. Otázky komise k obhajobě: 1. Vlas by neměl být rozpoznán, nebylo detekováno něco jiného? 2. Integrátor by dle vás měl odstranit veškerý šum – je to pravda? Komise měla poznámku k formální stránce prezentace i práce.

Language of thesis

Czech

Faculty

Department

Study programme

Microelectronics and Technology (BPC-MET)

Composition of Committee

doc. Ing. Lukáš Fujcik, Ph.D. (předseda)
prof. Ing. Dalibor Biolek, CSc. (místopředseda)
doc. Ing. Radovan Novotný, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Jan Pekárek, Ph.D. (člen)
Ing. Radim Hrdý, Ph.D. (člen)
Ing. Břetislav Mikel, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
prof. Ing. Jaroslav Boušek, CSc.

Předložená práce byla řešena pro potřeby externího zadavatele. Cílem práce byla rozvaha možností provedení dezinfekční jednotky pro dezinfekci biologických preparátů včetně návrhu řízení této jednotky a návrhu způsobu měření aktuální koncentrace ozonu v průběhu dezinfekčního procesu.

Pan Jaroslav Fulneček k řešení této problematiky přistupoval zodpovědně a pravidelně docházel na konzultace. Velmi dobře se orientoval v doporučené literatuře a sám si velkou část použité literatury dohledal.  Dohodnutý plán postupu práce dodržoval a vždy přicházel s vlastními náměty.

Dotažení celého projektu do stavu funkčního prototypu bezpochyby vyžadovalo kromě odborné erudice také značnou trpělivost  a v závěrečné fázi také poměrně velké pracovní nasazení.

Po formální i jazykové stránce je práce zpracována na velmi dobré úrovni a občasný výskyt drobných opomenutí a neobratných formulací odpovídá standardu bakalářských prací.

Práci doporučuji k obhajobě. Points proposed by supervisor: 90

Grade proposed by supervisor: A

Reviewer’s report
Ing. Pavel Tomíček

Předložená práce se věnuje problematice návrhu řídicí jednotky ozonové dezinfekční jednotky, přičemž hlavní pozornost je věnována konstrukci a testování čidla koncentrace ozonu založeného na principu spektrofotometrie. V teoretické části je zpracována problematika generování, měření a využití ozonu, měření teploty a vlhkosti, sušení vzduchu a operačního systému FreeRTOS. Teoretická část je zpracována stručně, avšak výstižně, a obsahuje pouze malé množství gramatických a formálních nedostatků. Jedná se především o chybějící mezery mezi číselnou hodnotou a jednotkou, nesprávné formátování desetinných čísel a výskyt jednopísmenných předložek a spojek na konci řádků. Dalším formálním nedostatkem je číslování citovaných zdrojů, kdy je jako první v textu uveden zdroj označený číslem [23]. Tyto nedostatky se sice vyskytují prakticky v celé práci, avšak nesnižují její odbornou úroveň.

Z hlediska praktické části bych ocenil přesnější vymezení cílů práce. Je sice uvedeno, že cílem bylo vytvořit řídicí jednotku dezinfekčního zařízení, avšak například není konkrétně řešen způsob řízení zdroje vysokého napětí pro generátor ozonu ani některých dalších částí jednotky uvedených na obrázku 2.1. Z předložené práce vyplývá, že došlo „pouze“ ke konstrukci části dezinfekční jednotky, konkrétně měřiče koncentrace ozonu doplněného o základní řídicí elektroniku. Bohužel je podrobně prezentován pouze samotný měřič ozonu, zatímco informace o řídicí jednotce jsou velmi stručné.

Student představuje několik variant měřiče ozonu a na základě relevantních úvah a výpočtů vybírá řešení založené na LED zdroji světla. Měřič následně tvoří jádro práce a je mu věnována převážná část textu. Postup jeho návrhu však místy působí nepřehledně a zasloužil by si drobnou revizi. Návrh zařízení je založen na řadě úvah, měření, výpočtů a údajů z katalogových listů součástek, avšak v některých případech není zcela zřejmé, jaký význam měly jednotlivé kroky pro výsledný návrh a jak byly získané informace dále využity.

Samotné zapojení měřiče považuji za funkční a z technického hlediska také elegantní. Přesto však nevidím jednoznačný přínos zvolené koncepce. Očekávaná změna proudu je relativně vysoká, pohybuje se v řádu desetin procenta, což v absolutním vyjádření představuje stovky nanoampér. Nejsem si proto jistý, proč se student rozhodl navrhnout vlastní A/D převodník založený na metodě jedné integrace s převodem na časový interval namísto použití integrovaného A/D převodníku, který by celé zapojení výrazně zjednodušil. Autor navíc dle očekávání narazil na typické problémy této topologie a domnívám se, že jejich řešením strávil značné množství času.

Celkově hodnotím práci jako zdařilou. Vzhledem k uvedeným nedostatkům práci hodnotím stupněm B – 85 bodů a doporučuji ji k obhajobě. Topics for thesis defence:
  1. Bylo by možné v zapojení detektoru využít klasický transimpedanční zesilovač a integrovaný A/D převodník (například MCP3561)? Bylo by tímto způsobem možné dosáhnout požadovaného rozlišení? Jaké výhody a nevýhody by toto řešení mělo ve srovnání s Vámi navrženou koncepcí?
  2. Jaké požadavky jsou kladeny na obvod stabilizující intenzitu záření světelného zdroje? Splňuje Vámi navržený obvod všechny tyto požadavky?
  3. V práci uvádíte, že detektor reagoval na přítomnost vlasu v optické dráze. Jak velkou změnu měřených hodnot tato překážka způsobila?
Points proposed by reviewer: 85

Grade proposed by reviewer: B

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová