Bachelor's Thesis

Smart biosensor of inflamation for remote diagnostics

Final Thesis 22.22 MB Appendix 81.11 MB

Author of thesis: Pavel Šrajer

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: prof. Ing. Jaromír Hubálek, Ph.D.

Reviewer: Ing. Vladimír Levek, Ph.D.

Abstract:

This thesis focuses on the design and implementation of a measurement system incorporating the potentiostat EmStat Pico module for interferon gamma detection in a patient’s body. The system uses a smartphone with Android operating system and an app developed in the Kotlin language for the purpose of controlling the process of measurement by voltammetric method. The document also includes explanation of  voltammetry principles in using the three-electrode measurement. It also addresses the general operational principles of potentiostat, summarizes the EmStat Pico module parameters and explains effects on measurements. In addition, the work focuses on the selection of appropriate communication protocols and the design of the PCB interface for communication between the potentiostat and the smartphone.

Keywords:

EmStat Pico, cyclic voltammetry, infection detection, communication interface design, Android app, potentiostat

Date of defence

16.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaCznamka

Grading

C

Process of defence

Student seznámil státní zkušební komisi s řešením své bakalářské práce. Zodpověděl otázky a připomínky oponenta. Dále odpověděl otázky komise: Kdybyste vylil zemní plochu, mělo by to nějaké potíže? Zdůvodněte volbu procesoru ESP32? V prezentaci máte schéma, co je ten driver, USB+ a USB-? Co ESP32 zpracovává? Jaké jsou přesnosti, rozsahy napětí a proudu?

Language of thesis

Czech

Faculty

Department

Study programme

Microelectronics and Technology (BPC-MET)

Composition of Committee

doc. Ing. et Ing. Pavel Šteffan, Ph.D. (předseda)
doc. Ing. Vítězslav Novák, Ph.D. (místopředseda)
Ing. Michal Pavlík, Ph.D. (člen)
Ing. Vojtěch Dvořák, Ph.D. (člen)
Ing. Michal Jelínek, Ph.D. (člen)

Student Pavel Šrajer postupoval ve vypracování své práce podle zadání. Přestože neměl dosud žádné zkušenosti s návrhem a realizací obvodového systému s integrovanými obvody, podařilo se mu vytvořit funkční zařízení a tím splnil celé zadání práce. K tomu využil bohatě konzultace, které proběhly jak osobně, tak ve velké míře také elektronicky. Práci student rozdělil poměrně logicky na teoretický úvod, návrh a realizaci, jejíž rozsah přesahuje obvyklý standard. Pro prezentaci práce student zvolil poněkud netradiční způsob popisu, který bych přirovnal k lidovému popisu postupu řemeslné práce. Bohužel tento způsob se mi nepodařilo zcela změnit. Podobně tomu bylo i při využívání odkazů na vztahy a obrázky, které také neodpovídají zvyklostem. Student využíval literatury velmi hojně o čemž svědčí celkový rozsah použité literatury, která také překračuje standard. Co se týče praktické části práce, student odvedl velký rozsah činností od návrhu obvodů a plošného spoje, zapájení součástek a poté programování modulu EmstatPico, mikrokontroléru ESP32 a nakonec i mobilní aplikace pro systém Android. Funkčnost systému ověřil na reálném měření ve standardu a v aplikaci připravil také možnost vložení kalibrační křivky, která dosud nebyla k dispozici. Výstup celé práce tab bude možné využít v doktorské práci mého studenta v mobilní detekci zánětu u pacientů v domácí léčbě jako součást moderní telemedicíny.
Studentův nestandardní přístup v prezentaci technické zprávy, kterou by bakalářská práce měla být, má pro mne nižší váhu, protože je pro mne podstatné, jak student během roku pracoval a také, že splnil zadání. Z uvedených důvodů hodnotím práci stupněm A. Points proposed by supervisor: 90

Grade proposed by supervisor: A

Reviewer’s report
Ing. Vladimír Levek, Ph.D.

Předložená bakalářská práce je poměrně rozsáhlá a myslím si že i nadstandardně náročná. Dle informací od vedoucího práce byly cíle splněny a práce úspěšně dokončena. Nicméně mým úkolem je oponentura předloženého textu.
Neformální a až beletristický způsob popisu se zpočátku zdál osvěžující, nicméně postupem četby textu si čtenář začne uvědomovat, že nečte technickou závěrečnou práci, ale jakýsi montážní deník návrhu systému. Student například popisuje proces výběru jednoho konektoru a jeho typu a popisuje, jak změnil názor po konzultaci s vedoucím…, při návrhu DPS a při implicitním nastavení editoru se některé plošky změnily (obrázek detailu) proto musel na radu konzultanta (jméno) použít jiné nastavení editoru… Nebo například při tvorbě DPS v editoru autor postupně popisuje, které footprinty jak, kdy a kde opatřil. Těmito, někdy příliš detailními, jindy redundantními informacemi je práce prodchnuta.  Autor obtížně rozlišuje mezi obecnou rešerší a vlastním návrhem či intencí. Dokonce ani v kapitolách zabývající se návrhem není tato hranice identifikovatelná. Zastávám názor, že student vše popsal, vše navrhnul a realizoval, ale výsledky jsou v práci rozptýleny na různých místech a s různou mírou podrobnosti. Co bych striktněji vytknul je absence popisovaných dílčích schémat v kapitole návrhu, a také absence odkazů na obrázky. Dále bych zmínil mixturu gramatických časů. Autor používá všechny časy a dalo by se říct s ad hoc výskytem. Není výjimkou užití všech tří časů v rámci jednoho odstavce. V kapitole závěr, text překypuje kvantifikačními údaji a některé jsou zde uvedeny poprvé, což opět není vhodné místo pro jejich prezentaci. Předložená forma textu není nijak závadová, nicméně v enormním množství výskytů kazí výborný dojem.
Na druhou stranu považuji za důležité zdůraznit, že práce je výsledkem značného množství odvedené práce. Student navrhl, realizoval a otestoval komplexní systém, což je nesporně hodnotný výsledek. Lze tedy shrnout, že obsahově práce splňuje své cíle, avšak forma prezentace tento výsledek místy zbytečně skrývá. Topics for thesis defence:
  1. V příloze máte ukázku layoutů DPS. Použil jste autorouter? Diskutujte možnost vylití zemní plochy pro GND signál.
Points proposed by reviewer: 87

Grade proposed by reviewer: B

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová