Přístupnostní navigace
E-přihláška
Vyhledávání Vyhledat Zavřít
diplomová práce
Autor práce: Ing. Matěj Kudera
Ak. rok: 2023/2024
Vedoucí: doc. Ing. Vladimír Janoušek, Ph.D.
Oponent: Dr. Ing. Petr Peringer
Cílem této diplomové práce bylo vytvořit malou meteorologickou sondu (Picobaloon), která bude zaznamenávat svoji polohu a základní meteorologické informace. Tyto získané informace je následně nutné přeposlat uživateli, aby je mohl zhodnotit. Teoretická část této práce popisuje principy jak tento typ zařízení navrhnou a technologie, které jsou vhodné pro jeho implementaci. Součástí je také popis co přesně znamená pojem PicoBaloon, ze kterého jsou následně odvozeny požadavky na tvořený systém. Na základě popsaných technologií a požadavků na tvořený systém byl následně vytvořen návrh, který popisuje jak toto zařízení implementovat. Výsledkem návrhu je systém o dvou částech. První část je samotná meteorologická sonda, která je implementována na vlastní desce plošných spojů. Sonda je řízena malým mikrokontrolérem a obsahuje komponenty, které ji umožňují provoz na solární energii, určení polohy pomocí GPS, změření meteorologických veličin a získané informace odeslat pomocí bezdrátové technologie. Druhá část systému je internetová aplikace, která odeslaná data načte a zobrazí je uživateli. Závěr této práce obsahuje popis sestavení systému a jeho následné otestování.
Picobaloon, návrh DPS, mikrokontroler, IoT zařízení, autonomní systémy, bezdrátová komunikace, Sigfox, LoRa, LoRaWAN, Družicové komunikační systémy, Iridium, Argos, Družicové polohové systémy, GPS, Galileo, GLONASS, Troposféra, environmentální limity zařízení
Termín obhajoby
18.06.2024
Výsledek obhajoby
neobhájeno (práce nebyla úspěšně obhájena)
Klasifikace
F
Průběh obhajoby
Student nejprve prezentoval výsledky, kterých dosáhl v rámci své práce. Komise se poté seznámila s hodnocením vedoucího a posudkem oponenta práce. Oponent hodnotil práci stupněm 4F, protože technická zpráva má nedostatečnou prezentační úroveň. Student nedokázal vyvrátit výtky oponenta. Komise shledala nedostatky práce natolik závažné, že se práci rozhodla hodnotit jako nevyhovující.
Otázky k obhajobě
Jazyk práce
čeština
Fakulta
Fakulta informačních technologií
Ústav
Ústav inteligentních systémů
Studijní program
Informační technologie a umělá inteligence (MITAI)
Specializace
Inteligentní zařízení (NIDE)
Složení komise
doc. Ing. Vladimír Janoušek, Ph.D. (předseda) prof. Ing. Jiří Jaroš, Ph.D. (člen) Ing. Jaroslav Rozman, Ph.D. (člen) doc. Ing. Vojtěch Mrázek, Ph.D. (člen) Ing. Martin Hrubý, Ph.D. (člen) Ing. Radek Kočí, Ph.D. (člen)
Posudek vedoucíhodoc. Ing. Vladimír Janoušek, Ph.D.
Jde o zadání od firmy NXP, původně z roku 2022. Softwarová část zadání je splněna, hardwarová částečně.
Před odevzdáním se objevil problém získat včas všechny potřebné komponenty, proto došlo k odložení. Po finálním sestavení byl objeven problém, který pravděpodobně souvisí s návrhem napájení. Testování pak kvůli vyšší spotřebě proběhlo omezenějším způsobem než bylo plánováno.
-
Nemohu posoudit, protože protože průběh řešení nebyl konzultován.
Během řešení došlo k výměně několika e-mailů ohledně formálních záležitostí, týkajících se zadání, obhajoby semestrální práce a odložení odevzdání. Stanovisko NXP nemám k dispozici.
Známka navržená vedoucím: E
Posudek oponentaDr. Ing. Petr Peringer
Student vybral nepříliš vhodné součástky, navrhl schema zapojení, které je ale nutné opravit, navrhl desku plošných spojů, připájel součástky a provedl základní testování funkčnosti s vytvořeným jednoduchým řídicím programem. Vzhledem k různým chybám ale není možné snížit spotřebu energie, což neumožňuje reálné použití zařízení. Navíc nefunguje spolehlivě ani programování MCU, což je velmi podivné. Student podle mého názoru neprokázal inženýrské schopnosti, protože nebyl schopen identifikovat příčiny výše uvedených problémů. Text diplomové práce také není na potřebné úrovni. Proto navrhuji celkově nevyhovující hodnocení F/45b.
Stupeň hodnocení: zadání splněno pouze částečně
Zadání požaduje výdrž picoballoonu po dobu několika dnů, což řešení nesplňuje z důvodu vysokého odběru špatně uspaného MCU. Bod 4 požaduje vypuštění balónu, ale testy probíhaly jen s upoutaným balónem, takže nedošlo k ověření funkčnosti při nízkých teplotách typických pro velké výšky.
Stupeň hodnocení: je v obvyklém rozmezí
Problém textové zprávy je v tom, že text obsahuje řadu zbytečností (např. extrémně velké obrázky pouzder integrovaných obvodů - viz str. 49-52) a naopak v něm chybí to podstatné - schemata zapojení a podrobný rozbor funkce navržených obvodů. Navržené schema zapojení je přiloženo v jednom PDF jako součást programové přílohy, což je nedostačující - důvod pro toto uspořádání uvedený na straně 62 (odstavec 2) nedává smysl, protože jde o několik samostatných částí, které by nebyl problém vysadit do textu.
Text je strukturován do 15 kapitol, přitom některé mají jen 2-3 strany - to považuji za nevhodné. Zásadní problém je absence jakýchkoli formálních postupů v textu diplomové práce. Například energetické výpočty v podkapitole 10.1 (str 47) jsou popsány jen slovně, což považuji za nedostačující. Popis funkce elektrických obvodů je nedostatečný. Například navržené úpravy obvodu nabíjení superkondenzátoru (str. 60) a odpovídající schema zapojení (dostupné pouze v extra PDF příloze) jsou téměř nefunkční, což při pozdějších experimentech vedlo k nutnosti obvod upravit a použít dva solární články zapojené sériově. S tím souvisí také nevhodná volba součástek a ignorování tolerancí hodnot jejich parametrů. Použité tranzistory BSS84 mají v sepnutém stavu odpor až 10 Ohmů (který ještě roste s klesající teplotou při malých napětích hradla), navíc jejich prahové napětí (typicky 1.7V) je příliš velké pro tuto aplikaci. Použití téhož typu tranzistoru pro spínání napájení LoRa vysílače je také nevhodné (i když vysílání zřejmě funguje). Podobně nekvalitní a neformální je i dokumentace návrhu webové aplikace. Celkově tento text podle mého názoru nesplňuje nároky na diplomovou práci.
Z hlediska jazykového mám řadu výhrad. Práce obsahuje mnoho nespisovných a podivných formulací (např. "má bere" na str. 52). Z hlediska terminologického je text také chybný - autor používá termín "napájení" ve smyslu připájení součástek, "vyčtení" ve smyslu načtení, atd. V textu je také mnoho překlepů. Celkově je kvalita textu podprůměrná.
Seznam použité literatury má 40 položek, což je vyhovující. Autor používá někdy až příliš mnoho odkazů v poznámkách pod čarou (viz např. str. 71).
Kód pro MCU je do značné míry převzatý a adaptovaný z různých citovaných zdrojů. Odhaduji vlastní přínos autora na max 1000 řádků zdrojového kódu.
Vytvořená deska s elektronikou funguje pouze částečně. Problém je především v nefunkčnosti uspávání MCU (to může být způsobeno špatnou konfigurací použitého MCU ve vývojovém prostředí). Programování MCU přes SWD rozhraní nefunguje spolehlivě. To naznačuje, že návrh napájecích obvodů nebo desky plošných spojů je problematický. Student ani nepoužil osciloskop pro kontrolu průběhu signálů.
Vytvořená jednoduchá webová aplikace mi byla předvedena a je funkční.
Výsledek této práce není přímo použitelný, vyžaduje především vyřešení problémů SWD rozhraní a uspávání MCU.
Stupeň hodnocení: průměrně obtížné zadání
Práce řeší mnohokrát prakticky vyřešený problém, liší se jen zaměřením na čipy od NXP.
Známka navržená oponentem: F
Odpovědnost: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová