Bachelor's Thesis

Design and Implementation of a Display Using the Persistence of Vision Effect

Final Thesis 7.46 MB Appendix 15.26 MB

Author of thesis: Jiří Marek

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: doc. Ing. Zdeněk Vašíček, Ph.D.

Reviewer: Ing. Václav Šimek

Abstract:

The aim of this thesis is the design and implementation of an embedded system for a rotating display utilizing the persistence of vision phenomenon. The hardware part is based on the ESP32-S3 microcontroller and a four-arm rotor equipped with addressable LEDs. Rotation and power transmission are provided by a hollow-shaft motor and a slip ring. The software architecture utilizes the FreeRTOS operating system for image rendering timing and Wi- Fi connectivity for wireless data transfer. A web application was developed to control the display, enabling content compression and uploading. The result of the thesis is a fully functional prototype capable of displaying static and dynamic color images with a total of 18 000 points, applicable for decorative or advertising purposes.

Keywords:

rotating display, POV display, persistence of vision, embedded system

Date of defence

16.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaCznamka

Grading

C

Process of defence

Student nejprve prezentoval výsledky, kterých dosáhl v rámci své práce. Komise se poté seznámila s hodnocením vedoucího a posudkem oponenta práce. Student následně odpověděl na otázky oponenta a na další otázky přítomných. Komise se na základě posudku oponenta, hodnocení vedoucího, přednesené prezentace a odpovědí studenta na položené otázky rozhodla práci hodnotit stupněm C.

Topics for thesis defence

  1. Můžete prosím přiblížit způsob měření energetické náročnosti výsledného zařízení, který prezentujete v části 5.1? Použil jste obyčejný multimetr či nějaké sofistikovanější přístrojové vybavení na způsob měřicí platformy PPK-II od společnosti Nordic Wireless?
  2. Bylo by po fyzikální stránce možné pro účely napájení vašeho zařízení nahradit stávající mechanický přenos energie bezdrátovým dobíjením, které se již poměrně dlouho používá např. v souvislosti s mobilními telefony?
  3. Na jakém napětí funguje zařízení?
  4. Na jakou cenu odhadujete výsledné zařízení?

Language of thesis

Czech

Faculty

Department

Study programme

Information Technology (BIT)

Composition of Committee

doc. Ing. Jan Kořenek, Ph.D. (předseda)
doc. Ing. Ondřej Lengál, Ph.D. (místopředseda)
Ing. Bohuslav Křena, Ph.D. (člen)
Ing. Šárka Květoňová, Ph.D. (člen)
Ing. David Bařina, Ph.D. (člen)

Student prokázal schopnost samostatně zpracovat zadané téma a předložil výstup, který je možné po menších úpravách použít pro propagační účely. Celkově hodnotím přístup k řešení problému jako dobrý s tím, že by bylo vhodné zapracovat na zlepšení plánování času.

Evaluation criteria Verbal classification
Information about assignment

Cílem zadání bylo vytvořit prototyp zařízení vhodného pro propagační účely. Zadání bylo splněno.

Work with literature

Student vyhledával zdroje samostatně. S ohledem na charakter zadání se jednalo převážně o katalogové listy k použitým komponentám.

Activity during solution, consultations, communication

Student své řešení konzultoval průběžně. Počet konzultací však mohl být vyšší.

Activity during completion

Bakalářská práce vznikla zejména v průběhu letního semestru. I přes to se podařilo dojít k funkčnímu výsledku a naplnit tak požadavky zadání. Nutno dodat, že teoretická stránka již byla rozpracována v minulém ak. roce. Text práce byl zaslán k připomínkování a student měl možnost zapracovat připomínky. Zpravidla se jednalo o drobné nedostatky. 

Publication activity, awards
Points proposed by supervisor: 75

Grade proposed by supervisor: C

Reviewer’s report
Ing. Václav Šimek

S ohledem na výše uvedené skutečnosti navrhuji souhrnné hodnocení stupněm C - dobře, 75 bodů.

Evaluation criteria Verbal classification Points
The difficulty of the assignment

Evaluation level: moderately difficult assignment

V případě posuzované bakalářské práce se objevuje požadavek na obvodovou realizaci zobrazovacího zařízení (tj. schéma zapojení a návrh motivu desky plošných spojů). Nicméně jde o vestavěný systém na bázi digitálních prvků, čili nespatřuji zde žádný výraznější dopad na obtížnost zadání. Klíčovou roli pak hraje obslužný firmware zajišťující vlastní zobrazování.

Presentation level of the technical report

Technická zpráva je uspořádána do celkem 6 kapitol a 2 doprovodných příloh. Je možno říci, že jednotlivé kapitoly jsou řazeny v logickém sledu a dobře na sebe navazují. Nicméně jsou zde i určité nedostatky, které zbytečně kazí veskrze pozitivní dojem:

  • v rámci úvodní části technické zprávy (např. 2. kapitola) bych ocenil rešerši existujících řešení, kdy na základě jejich analýzy mohl projekt cílit na odstranění konkrétního nedostatku či inovaci
  • v části 3.2 je sice prezentován obvodový návrh řídicí elektroniky zobrazovacího zařízení spolu s diskusí klíčových aspektů; nicméně v technické zprávě, její příloze či v datovém skladu chybí kompletní schéma zapojení a podklady z nástroje pro návrh desek plošných spojů
  • druhá část sekce 4.2, tj. zhruba od nadpisu "Vykreslovací úloha", působí zejména kvůli svojí délce bez dělicích prvků (nadpisy, podkapitoly) poměrně nepřehledně
  • v části 4.3 je zmínka o vývoji webové aplikace, kdy v datovém skladu je možno dohledat zdrojové kódy, nicméně v samotné technické zprávě toto není blíže rozebráno
  • v příloze se taktéž mohla vedle obrázku B2.1 objevit i tabulka s podrobnou rozpiskou součástek (tzv. BOM - Bill of Material); takovéto materiály by vhodně doplnily výklad v technické zprávě a umožnily zájemcům zhotovit si prezentované řešení
65
Formal preparation of a technical report

Po jazykové a typografické stránce působí technická zpráva velmi decentním dojmem. Na žádné drastické prohřešky jsem při jejím pročítání nenarazil.

90
Realisation output

Díky způsobu zobrazování se bezesporu jedná o poměrně atraktivní realizační výstup, který beze zbytku naplňuje požadavky stanovené zadáním. Současně je však třeba podotknout, že podobných zařízení existuje celá řada. Avšak nedomnívám se, že bychom zde byli svědky nějaké převratné inovace či netradiční koncepce řešení.

75
Usability of results

Vytvořené zobrazovací zařízení je plně funkční. Myslím si, že je bez problémů využitelné na prezentačních akcích fakulty, eventuálně v rámci výuky návrhu vestavěných systémů.

The extent to which the requirements of the assignment have been met

Evaluation level: assignment fulfilled

Na základě skutečností prezentovaných v technické zprávě a doprovodných materiálech se domnívám, že požadavky zadání byly v úplnosti splněny.

Extent of the technical report

Evaluation level: meets the minimum requirements only

Technická zpráva působí poměrně stručným dojem, avšak klíčové skutečnosti jsou v ní nepochybně prezentovány. Její rozsah jen mírně překračuje minimální stanovenou hranici.

Work with literature

Výčet uváděných informačních pramenů považuji za adekvátní charakteru projektu. Nejsem si však jistý tím, zda bylo úplně nutné se zde odkazovat i na technickou dokumentaci k jednotlivým diskrétním součástkám. Vhodnějším řešením by v tomto kontextu bylo použít tzv. odkaz pod čarou v místě první zmínka o součástce a nebo prostě jen uvést identifikaci zvoleného typu do tabulky s přehledem použitých komponent. Položky č. 20 a 21 v seznamu literatury jsou zcela zbytečné, kdy první z nich nebylo nutné zmiňovat vůbec (maximálně jako poznámku pod čarou) a v případě demonstračního videa mohl být čtenář odkázán na elektronickou přílohu.

75
Topics for thesis defence:
  1. Můžete prosím přiblížit způsob měření energetické náročnosti výsledného zařízení, který prezentujete v části 5.1? Použil jste obyčejný multimetr či nějaké sofistikovanější přístrojové vybavení na způsob měřicí platformy PPK-II od společnosti Nordic Wireless?
  2. Bylo by po fyzikální stránce možné pro účely napájení vašeho zařízení nahradit stávající mechanický přenos energie bezdrátovým dobíjením, které se již poměrně dlouho používá např. v souvislosti s mobilními telefony?
Points proposed by reviewer: 75

Grade proposed by reviewer: C

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová