HEDVÍČEK, M. Návrh komplexního automatizovaného systému pro akvaristy [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií. 2017.
Cílem diplomové práce byl komplexní návrh automatizovaného systému pro akvaristy. Zadání předpokládalo popis stavu dostupných komerčních řešení, uvedení periferií užívaných v akvaristice s cílem zhodnotit možnosti jejich automatizace, vlastní návrh univerzálního systému postaveného na otevřené platformě ARDUINO a jeho dokumentaci včetně zdůvodnění a ekonomických aspektů řešení. Samostatně se student měl věnovat problematice chemismu a chlazení vody. Konzultace probíhaly převážně v elektronické formě. Diplomant pracoval pod mým vedením samostatně, odbornou stránku návrhu konzultoval pravidelně, v tomto bodě velmi kladně hodnotím zodpovědný přístup a bezproblémovou komunikaci diplomanta. Práci na realizaci návrhu zjevně věnoval dostatek času, nastudoval problematiku měření potřebných veličin a ovládání periferií, zvládl programovaní mikrokontroléru, projevoval dostatek invence a celkově dovedl návrh do úspěšné realizace, demonstraci funkčnosti systému jsem byl osobně přítomen. Po konstrukční stránce si byl schopen drtivou většinu činností zorganizovat sám – od nákupu materiálu až po výrobu komponent systému, jednotlivé komponenty jsou zpracovány precizně a jsou základem velké variability systému. Dle průběhu konzultací jsem přesvědčen, že si dobře rozvrhl časový plán realizace návrhu. Přesto se student pravděpodobně dostal do časové tísně s dokumentací své práce, což se projevilo až ve finální fázi konzultací. Dokumentace ke konzultaci byla odevzdána relativně velmi pozdě vzhledem k rozsáhlosti potřebných úprav. V tomto bodě jsem na vině i já jako vedoucí, kdy jsem vlivem časové tísně nevyžadoval dokumentaci dříve. Avšak vzhledem k tomu, že student pod mým vedením odevzdal a obhájil již bakalářskou práci, předpokládal jsem, že má k dispozici potřebné informace ke struktuře výsledného dokumentu a dostatečné zkušenosti pro jeho realizaci. Zadání diplomové práce bylo z pohledu vedoucího splněno (což prokazuje výše zmíněná funkční realizace), avšak mám řadu výhrad k předložené dokumentaci, která bohužel velmi ostře kontrastuje s množstvím studentem vykonané práce. Z hlediska kritérií hodnocení vedoucího si však přes uvedené výtky k odevzdané dokumentaci práce myslím, že diplomant prokázal dostatečnou úroveň inženýrských schopností a z tohoto důvodu práci doporučuji k obhajobě.
Předložená diplomová práce se zabývá návrhem komplexního řízení podmínek v akváriu. Práci hodnotím jako středně obtížnou, protože zasahuje do oblasti snímačů, HW návrhu DPS a také programování. Diplomová práce je rozdělena do 8 kapitol textu. Tyto kapitoly se dají rozdělit do tří logických sekcí podle bodů zadaní. Kapitoly 2 a 3 zahrnují první bod zadání - průzkum trhu. Tyto kapitoly mají dohromady 14 stran, ovšem zahrnují pouze 4 normostrany textu z čehož 3 jsou použity na nastínění problematiky a pouze 1 normostrana textu reálně popisuje systémy dostupné na trhu. V každé kategorii je stručně popsán pouze jeden maximálně dva zástupci. Popis možných připojení, přesnosti jednotlivých parametrů nejsou vůbec zmíněny. Z takové nedostatečné rešerše nelze stanovit požadavky na vlastní systém a proto tento bod zadání považuji z celké části za nesplněný. Druhý bod zadání je vlastní návrh a realizace systému, který pokrývají kapitoly 4 až 6. Od kapitoly 5 lze práci považovat za vlastní. V kapitole 4 měl student vybrat vhodné snímače a akční členy na základě požadavků plynoucí z předchozí části, navrhnout a otestovat jejich zapojení a v kapitole 5 systém naprogramovat. Student začíná vlastní návrh blokovým schématem celého systému, ovšem není jasné jak k němu přišel. Jako komunikaci mezi uC a periferiemi volí bez uvedení důvodů sběrnici I2C, případné jiné varianty nejsou ani zmíněny. Snímače, akční členy a dokonce i uC byly zvoleny bez jakékoliv formulace požadavků na ně. S vyjímkou uC a obvodu reálného času není nikde uveden ani konkrétní typ použitých součástek, což vzhledem k absenci schématu naprosto znemožňuje jakoukoliv kontrolu zhodnocení této volby. Zapojení jednotlivých periferií není nikde diskutováno, pouze v některých případech jsou použity částečná schémata zapojení, ovšem není jasné proč se autor uchýlil zrovna k takovému zapojení. Chybí veškeré výpočty například dimenzování tranzistorů, nastavení jejich pracovních bodů, návrh impendančního přizpůsobení pH sondy, kvantovací chyba na AD převodníku atd. U spínačů motorů chybí ochranné diody, nebo alespoň zdůvodněni proč nejsou použity. Rovněž není jasné jakým způsobem je provedeno DC napájení uC a periferií. V textu se sice píše, že je použit zdroj 12V SS napětí, ale není řečeno jaký, navíc toto napětí nelze použít pro napájení uC a logiky. Student v práci uvádí, že návrh a některé simulace jsou provedeny v programu Proteus ISIS, ovšem potřebné soubory nebyly nikde v přílohách, což opět znemožňuje kontrolu. V kapitole 5 je velice podrobně popsáno ovládání systému z pohledu uživatele, ovšem naprosto chybí jakékoliv informace ohledně způsobu psaní programu. Program byl napsán v ARDUINU s využítím knihoven a dle informací v práci je plně funkční. Celá kapitola 6 je věnována chlazení akvária pomocí Peltierova článku. Zde je uveden jediný výpočet v celé diplomové práci, a to účinnosti chlazení v testovacím objemu vody, které ale z hlediska celé práce nedává smysl. Mnohem lepší by byl výpočet výkonu, jaký musí mít chladící jednotka, aby dané akvárium ochladila. Autor měřením zjišťuje, že daným Peltiérovým článkem nelze vodu v akváriu ochladit pod teplotu okolí a proto se navrhuje řešení pomocí výměny vody, případně klimatizace místnosti. Vůbec se nezabývá možností izolace akvária, nebo jiného způsobu externího chlazení. Druhý bod zadání považuji za splněný z hlediska programování, ovšem nesplněný z hlediska hardwarového návrhu. Poslední bod zadání, zkoušky spolehlivosti, přesnosti a stability regulace a cenová analýza, je obsažen v kapitolách 7-9. Zkouška spolehlivosti byla provedena běžným provozem, což je pro tento typ systému dostatečné. Ovšem chybí tu analýzy přesnosti a stability regulace teploty. Rovněž není diskutována přesnost měření pH v závislosti na životním cyklu elektrody a doby od kalibrace. U cenové analýzy autor zjišťuje, že systém je výrazně levnější, než komerční systémy. I přes chybějící analýzu přesnosti regulace se dá tento bod považovat za splněný. Práce je řazena v logickém sledu, jen kalibraci pH sondy je vhodnější umístit k návrhu systému a nenechávat ji až do poslední části práce. Autor používá 19 zdrojů, ovšem elektrotechnické zdroje jsou 3 a to datasheet uC, datasheet klávesnice a poté text pro přípravu pedagogických pracovníků středních škol - měřicí technika. Tento zdroj lze jako jediný považovat za odborný, ovšem použít knihu např. Sensory a převodníky by rozhodně bylo lepší. Ostatní zdroje jsou odkazy na akvaristické stránky používané při průzkumu trhu. Na str.21 student cituje práci Searse a Conlina, ta ovšem chybí v seznamu literatury. Citace v textu od zdroje číslo 9 nesouhlasí s referencí v seznamu použité literatury. V současné podobě tato diplomová práce neprokazuje inženýrské schopnosti studenta a proto jsem nucen ji hodnotit jako nevyhovující F/45 bodů. Pokud student při obhajobě zodpoví následující otázky, navrhuji práci k obhajobě.
eVSKP id 103571