Bachelor's Thesis

Data acquisition unit with both analog and digital inputs and outputs intended for pre-production testing

Final Thesis 4.68 MB Appendix 12.39 MB

Author of thesis: Jiří Richtr

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: Ing. Pavel Tomíček

Reviewer: prof. Ing. Jaroslav Boušek, CSc.

Abstract:

The aim of this thesis is to design, build and test a unit intended for verifying the function of analog and digital peripherals of the tested device. At the beginning of the thesis, the reader is introduced to various types and methods of testing electronic devices. The second part compares data acquisition units available on the market. The third part summarizes the required properties for the proposed unit and describes its sub-blocks. The fourth part describes the implementation of the unit, which is tested in the fifth section.

Keywords:

DAQ unit, testing, automated tests, functional tests, HiL testing

Date of defence

17.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaAznamka

Grading

A

Process of defence

Student seznámil státní zkušební komisi s řešením své závěrečné práce a zodpověděl otázky a připomínky oponenta. Dále odpověděl na otázky komise: K: Testy jsou funkční a parametrické. Jste schopen rozdělit Vaše testy mezi tyto dvě kategorie? S: Výhradně proběhly testy funkční. K: Analogový vstup je od 0 V do 10 V, je pravda, že tam máte chybu 1%? Myslíte, že to měření je dostatečně přesné. S: Zde šlo především o testy funkčnosti a přesnost zde nehraje tak zásadní roli, pro danou aplikaci. K: Jakým způsobem jste proměřoval jednotlivé kanály, případně kolik měření proběhlo? S: Student popsal metodologii měření, pro každý kanál jednu hodnotu. K: Doporučeno dělat více měření pro každý kanál. K: Pár slov ke komoře, co umožnuje, jaké jsou její limity, co se s ní dá dělat? S: Popsal danou komoru, nastavení vlhkosti a teploty. K: Tabulka 4.1. komunikační protokol jste vymýšlel vy anebo jste ho dostal zadaný? S: Student popsal, že tento protokol tvořil on, dále popsal, jak tento protokol pracuje. K: Jak velký je buffer? S: Asi 1000 znaků. K: V tabulce je uveden popis v angličtině, ale práce je v češtině. K: Jak rychle dokážete změnit výstup? S: Student odpověděl, že se jedná o pomalejší proces.

Language of thesis

Czech

Faculty

Department

Study programme

Microelectronics and Technology (BPC-MET)

Composition of Committee

doc. Ing. Tomáš Frýza, Ph.D. (předseda)
prof. Ing. Vladislav Musil, CSc. (místopředseda)
doc. Mgr. Zdenka Fohlerová, Ph.D. (člen)
Ing. Jan Prášek, Ph.D. (člen)
Ing. Michal Pavlík, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Martin Adámek, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
Ing. Pavel Tomíček

Předložená práce se zabývá návrhem, výrobou a ověřením zařízení určeného pro vývojové testování elektronických systémů. Navržené zařízení disponuje řadou analogových i digitálních vstupů a výstupů, které lze pohodlně ovládat prostřednictvím počítače.

V teoretické části jsou popsány jednotlivé druhy testů, kterými mohou elektronická zařízení v průběhu vývoje procházet, a také přehled komerčně dostupných řešení využívaných pro obdobné účely. Praktická část se věnuje specifikaci požadavků na navrhovanou jednotku, popisu jednotlivých hardwarových i softwarových částí zařízení a v neposlední řadě také podrobnému testování výsledného řešení, které bývá v obdobných pracích často opomíjeno.

Po formální i jazykové stránce je práce zpracována na velmi dobré úrovni a nemám k ní zásadní připomínky. Také z odborného hlediska se jedná o kvalitní práci s pouze minimálními nedostatky. Praktickou využitelnost navrženého řešení dokládá jeho nasazení ve firemním prostředí i pozitivní hodnocení konzultanta.

Práci doporučuji k obhajobě a hodnotím ji stupněm A s celkovým počtem 98 bodů. Points proposed by supervisor: 98

Grade proposed by supervisor: A

Bakalářské práce pana Jiřího Richtra byla řešena v rámci spolupráce se společností Domat. Cílem práce bylo navrhnout, zhotovit a ověřit DAQ jednotku s analogovými a digitálními vstupy a výstupy pro testování ve vývoji i ve výrobě. Zařízení má sloužit jako rozhraní mezi testovaným zařízením a řídícím počítačem.

Předložená bakalářská práce má 53 číslovaných stran včetně literatury a seznamu zkratek. Je použito 50 odkazů na literaturu, které jsou citovány převážně v úvodních kapitolách. V příloze jsou na dalších 13 stranách schémata navržených obvodů, dokumentace plošných spojů a tabulky měření.

Teoretický úvod v rozsahu přibližně 10 stran v první časti popisuje druhy prováděných testů. Následně jsou porovnány vlastnosti několika různých DAQ jednotek včetně orientačního uvedení jejich ceny.  Zde oceňuji podání ucelené informace a přehledné uspořádání jednotlivých podkapitol.

Návrh a realizace jednotky DAG jsou popsány ve třetí a čtvrté kapitole na stranách 23 -35. Bylo použito standardních postupů. Návrh koncepce zařízení volbu součástek a celkové technické řešení včetně návrhu DPS a krytu DPS považuji za velmi zdařilé.
 
Ověření funkčnosti a vlastností navržené jednotky DAQ bylo věnováno poměrně velké úsilí. Kromě podrobných elektrických testů byly také provedeny testy tepelných poměrů na DPS pomocí termokamery. Z výsledů měření vyplynulo, že relativní chyby analogových vstupů a výstupů odpovídaly v případě proudu i napětí očekávání a byly pod 1%. Poněkud horší vlastnosti byly naměřeny u odporových výstupů, kde byla odchylka až 10 %.

Text práce je zpracován přehledně a velmi pečlivě. Autor se však na některých místech neubránil ..netechnickému.. vyjadřování. /Např. na str. 27 uprostřed  … poškození potenciometru nehrozí… nebo str. 36, Tabulka 4.1.    .. bez value ./ Nevhodné je i použití velmi malých písmen u popisu některých obrázků a schémat.
Tyto drobné nedostatky, které přitahují čtenářovu pozornost, však významně kvalitu předložené práce nezhoršují. 

Zadání práce bylo v plném rozsahu splněno a pan Jiří Richter prokázal, že je schopen samostatně vyřešit zadání technického charakteru. Práci doporučuji k obhajobě. Topics for thesis defence:
  1. Čím může být způsobena nepřesnost odporových výstupů? Pokuste se tyto příčiny blíže specifikovat a navrhnout řešení.
  2. Pokuste se zhodnotit výrobní a materiálové náklady pro navrženou DAQ jednotku.
Points proposed by reviewer: 92

Grade proposed by reviewer: A

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová