Theses (KEI)
Permanent URI for this collection
Browse
Recent Submissions
Item Impulzní měnič s dvojitým a trojitým aktivním můstkem(Západočeská univerzita v Plzni, 2024) Novák, Martin; Koucký Václav, Ing. CSc.; Valenta Pavel, Ing. Ph.D.Tato diplomová práce se zabývá návrhem, výrobou a experimenty s izolovaným měničem s dvojitým resp. trojitým aktivním můstek. Měnič je koncipovaný pro napětí až 48 V a výkony do 500 W s primárním použitím ve fotovoltaice. V případě trojitého aktivního můstku (TAB - Triple Active Bridge) je myšlenka taková, že jedno vinutí transformátoru resp. jeden z můstků bude připojené k fotovoltaice, druhé k akumulátoru a třetí na stranu zátěže. V práci je nejprve vytvořena a popsána simulace měniče s dvojitým můstkem (DAB - Dual Active Bridge) v LTSpice, následuje simulace DAB a TAB v Simcsape s ohledem na řízení. Poté je popsán hardwarový návrh měniče a jeho testy. Po otestování první verze následovala vylepšená verze a opět její testování. V režimu DAB bylo dosaženo při napětí 48 V výkonu 555 W, příkon 609 W, účinnost 91,1%. V režimu TAB bylo při napětí 48 V dosaženo výkonu 386 W a účinnosti 93,7%. V režimu TAB bylo těchto hodnot dosaženo bez chladičů výkonových prvků, jenom s pasivním chlazením. Z provedených experimentů vyplývá, že výkonové možnosti navrženého měniče jsou mnohem větší. Na závěr práce jsou uvedené nápady pro další využití a rozvoj měniče.
Item Měření účinnosti stínění koaxiálních kabelů a koaxiálních konektorů(Západočeská univerzita v Plzni, 2024) Tomášek, Martin; Kubík Zdeněk, Ing. Ph.D.; Skála Jiří, Doc. Ing. Ph.D.Tato diplomová práce se zabývá měřením účinnosti stínění nízkoztrátových koaxiálních kabelů a vysokofrekvenčních konektorů SMA a FAKRA. Konektory FAKRA jsou rovněž běžně využívanou součástí automobilového průmyslu. Práce také řeší popis vybraných zkušebních metod, obecnou fyzikální problematiku elektromagnetického stínění a zaměřuje se na postup měření klasické triaxiální metody a modifikované triaxiální metody koncentrických trubek (tzv. tube-in-tube) při jasném vyložení normativních předpisů, kterým měření podléhá. V závěru práce jsou veškerá data vyhodnocena pomocí základních statistických metod, výběr graficky znázorněn a je provedeno slovní shrnutí měření.Item Systém pro správu a administraci IoT Wi-Fi(Západočeská univerzita v Plzni, 2024) Trkovský, Kryštof; Weissar Petr, Ing. Ph.D.; Fiřt Jaroslav, Ing. Ph.D.V práci je řešen návrh a implementace systému pro správu a administraci připojování IoT zařízení do Wi-Fi sítě. Internet věcí je perspektivní oblast, ve které bylo vyvinuto mnoho komunikačních protokolů. Tato zařízení je potřeba provozovat v existujících infrastrukturách Wi-Fi sítí, což ale přináší výzvy v oblasti zabezpečení. Proto je potřebný systém, který umožní nastavit pravidla komunikace v této síti a kde budou zařízení přehledně zobrazena a přidělena uživatelům. Je dostupné nepřeberné množství technologií a způsobů realizace. Vždy je nutné zvážit přínosy a nevýhody jednotlivých řešení. Navrhovaný systém byl realizován jako jednostránková aplikace pro webové prohlížeče a mobilní zařízení s OS Android v technologiích PHP, Symfony, TypeScript, Vue a Ionic. Cílem bude zajistit bezpečnou komunikaci IoT zařízení.Item Umělá zátěž pro testování napájecích zdrojů(Západočeská univerzita v Plzni, 2024) Brichta, Jakub; Kubík Zdeněk, Ing. Ph.D.; Hammerbauer Jiří, Doc. Ing. Ph.D.Obsahem této diplomové práce je návrh a konstrukce digitálně řízené stejnosměrné umělé zátěže určené pro testování napájecích zdrojů a akumulátorů/baterií. Požadovanými parametry je maximální ztrátový výkon zátěže 300 W, maximální napětí 30 V a maximální proud 30 A. Zátěž bude moci pracovat v režimu konstantního proudu (CC) a režimu konstantního odporu (CR). Obsluha zátěže pak bude umožněna dvojím způsobem. První možností bude obsluha pomocí klávesnice a displeje přímo na čelním panelu zátěže, druhou možností pak bude obsluha pomocí aplikace určené pro PC, ke kterému bude zátěž připojena pomocí USB rozhraní. Aplikace pro PC bude umožňovat kromě manuálního ovládání proudu také automatické měření vybíjecích charakteristik akumulátorů/baterií a zatěžovacích charakteristik zdrojů s možností exportu dat. Součástí práce je teoretický rozbor, návrh hardwarové i softwarové části a výsledné měření s diskuzí výsledků naměřených na zhotoveném zařízení.Item Využití IR kamerových modulů(Západočeská univerzita v Plzni, 2024) Pillmann, Jan; Weissar Petr, Ing. Ph.D.; Holota Radek, Ing. Ph.D.Práce se zaměřuje na možnosti použití běžně dostupných kamerových modulů snímajících v infračerveném a viditelném spektru pro projekty vestavěné elektroniky. Cílem bylo porovnat jednotlivé moduly, popsat datovou komunikaci a nakonec vytvořit ukázkové příklady použití. Výsledkem práce je ukázkové řešení programu pro mikrokontrolér platformy STM32, aplikač- ního protokolu založeném na UDP pro přenos snímků po počítačové síti a počítačové aplikaci v jazyce C#, která obrazová data dekóduje, vizuálně zobrazí analyzuje. Vykreslování snímků v reálném čase zajišťuje grafická knihovna OpenGL, přes kterou bylo zároveň implementováno několik vizuálních funkcí zvyšujících informační hodnotu pořízených dat, a to zejména aplikování několika vybraných typů palet barev, plynulé prolínání spekter snímku nebo dynamické sledování teplotních extrémů. Dále je součástí řešení podrobný popis softwarové části u hlavních principů a algoritmů. Jednotlivé dílčí výsledky byly koncipovány obecně a lze je modulárně použít pro řešení vlastního problému.Item Statistické zpracování naměřených S-parametrů(Západočeská univerzita v Plzni, 2024) Frána, Zdeněk; Pokorný Michal, Ing. Ph.D.; Mráz Jan, Ing. Ph.D.Předkládaná diplomová práce se zabývá vytvořením Matlab aplikace pro zobrazení, vyhodnocení a statistické zpracování naměřených S-parametrů. Práce je rozdělena do čtyř kapitol. V první kapitole je čtenář seznámen s problematikou koaxiálních kabelů a S-parametrů. Tato kapitola klade důraz na problematiku statistického zpracování naměřených S-parametrů. Zabývá se metodami, které lze využít k získání obálky změřených signálů. Dále jsou popsány statistické metody, které byly použity v praktické části této práce. Druhá kapitola se zabývá implementací aplikace v programovacím jazyce Matlab. Konkrétně ve vývojovém prostředí App Designer, které bylo použito k vytvoření grafického uživatelského rozhraní (GUI). Zde jsou popsány vývojové nástroje, které byly využity k analýze a výkonnostnímu ladění kódu. Poslední část kapitoly představuje způsob, kterým byla aplikace koncipována pro snadnější orientaci při budoucím rozšiřování aplikace. Ve třetí kapitole je popsán průběh z testování aplikace na vybraných sadách semirigid kabelů. K testování aplikace byl využit V-model. Uváděny jsou výsledky testování funkcionality vytvořené aplikace. Poslední, čtvrtá kapitola představuje ukázku vyhodnocení změřených S-parametrů pomocí vytvořené aplikace, a to na zvolených sadách semirigid kabelů. Kapitola nejprve ukazuje celý průběh vyhodnocení změřených S-parametrů a je zakončena vyhodnocením změn statistických ukazatelů v závislosti na zavedení změny do výrobního procesu semirigid kabelů.Item Hardwarová akcelerace klastrování dat z pixelových detektorů ionizujícího záření(Západočeská univerzita v Plzni, 2024) Sivera, Richard; Burian Petr, Ing. Ph.D.; Urban Ondřej, Ing.Práce se zabývá akcelerací klastrování pixelových dat z detektoru Timepix3 ve vyčítacím zařízení Katherine, což je odlišný přístup od klastrování na PC. Akcelerace klastrování v zařízení snižuje zatížení PC a nároky na propustnost Ethernetové sběrnice. První část práce je věnována teoretickému rozboru tématiky a rešerši dostupných algoritmů. Druhá část práce je věnována optimalizaci vybraného algoritmu, paralelizaci klastrování a implementaci do zařízení Katherine Gen2. Vybraný algoritmus "baseline" byl výkonově optimalizován o 124,7 %. Následně byl paralelizován až do 16 výpočetních vláken PC, kde vykázal 7x nárůst výkonu. Nakonec byl algoritmus implementován v Katherine na dvoujádrovém procesoru ARM Cortex A9 a akcelerován na jednom výpočetním vlákně. Bylo prezentováno, že algoritmus dosahuje výkonu klastrování v řádu stovek kHit/s. Výstupem implementovaného algoritmu jsou klastry nebo histogramy energií, které jsou odesílány z Katherine do PC přes TCP komunikaci. K tomu byl vytvořen obslužný PC program s GUI, který umožňuje konfiguraci způsobu klastrování a post-processing naměřených dat.Item Redundantní struktury v integrovaných obvodech FPGA v prostředí ionizujícího záření(Západočeská univerzita v Plzni, 2023) Růžička, Ondřej; Georgiev Vjačeslav, Doc. Dr. Ing.; Zich Jan, Ing. Ph.D., MBASpolehlivost obvodů FPGA v prostředí ionizujícího záření je důležitá především pro kritické aplikace a výzkum v prostředí se zvýšenou radiací. Jedním ze způsobů zvýšení spolehlivosti návrhů je použití redundantních struktur. Práce se zabývá vývojem měřící platformy pro radiační testování hradlových polí PolarFire MPF300T. Poté návrhem, realizací a měřením kombinační logiky s modulární redundancí. Jako užitečná logika je popsána plná sčítačka. Pro zvýšení spolehlivosti je použita lichá modulární redundance. V závěrečné sekci jsou nasbíraná data vyhodnocena a formulována možná vylepšení pro budoucí experimenty.Item Řídící deska indukčního průtokoměru(Západočeská univerzita v Plzni, 2023) Klesa, Radek; Karban Pavel, Prof. Ing. Ph.D.; Kučera Patrik, Ing.Tato diplomová práce se zabývá problematikou napájení po Ethernetu (PoE) s možností využití pro indukční průtokoměr s přehledným uvedením do problematiky. Dále je zde prováděn návrh a realizace symetrického napájení pro analogové obvody, výběr vhodného řídícího procesoru a zpracování signálu z elektrod průtokoměru na číselnou hodnotu průtoku. Tato odvětví jsou v práci řešena spíše prakticky s teoretickým opodstatněním. Zrealizované obvody jsou podrobně testovány a podloženy výstupními daty s možností porovnání s návrhovou částí.Item Návrh extruderu pro 3D tisk keramických materiálů(Západočeská univerzita v Plzni, 2023) Spurný, Radek; Slobodník Karel, Ing. Ph.D.; Šroubová Lenka, Ing. Ph.D.Diplomová práce se zabývá návrhem a realizací vývoje extruderu pro tisk keramických materiálů. Práce popisuje způsob zpracování keramický materiálů, dále zkoumá již dostupné provedení extruderů a zhodnocuje jejich vlastnosti. Poté charakterizuje experimentální vývoj samotného extruderu, rozděleného na část mechanicky vytlačovaného zásobníku a způsob podávání materiálu do tiskové hlavy osazené šnekovým dopravníkem. Cílem práce je předvést navržený extrudér a ověřit jeho funkci.Item Návrh a implementace nového API robota DOBOT MG400(Západočeská univerzita v Plzni, 2023) Hrádek, Filip; Kropík Petr, Ing. Ph.D.; Balkovský Bronislav, Ing.Předkládaná diplomová práce je zaměřena na návrh a implementaci nového API robotických manipulátorů DOBOT MG400 a uArm Swift Pro v jazyce Python. Právě podpora v Pythonu je nezbytná pro potřeby současné testovací platformy. Ta slouží pro testování senzorů, jejichž funkce je potřeba otestovat jiným způsobem, než dovoluje v nich integrovaná diagnostika. Pro ověření jejich funkcionality je tak třeba zvolit odlišného přístupu a měnit fyzikální veličiny s nimi související. K tomu může sloužit právě robotický manipulátor, který pomůže nasimulovat požadované fyzikální vlastnosti. Pro možnost automatizace testování je klíčové mít jednoduché a zároveň robustní API, které je možné integrovat do již fungující testovací platformy. Teoretická část práce je věnována teorii ohledně robotických manipulátorů z hlediska jejich konstrukce a komponentů, kinematiky, plánování pohybu a jejich řízení. Následuje nastínění problematiky testování senzorů pomocí robotického manipulátoru. Na závěr teoretické části je uveden přehled a parametry vybraných robotických manipulátorů. Praktická část práce se zabývá analýzou stávajících API a SDK manipulátorů DOBOT MG400 a uArm Swift Pro. Na základě jejich klíčových prvků a metod, potřebných pro cílovou aplikaci, je navržen koncept nového API obsahující základní metody pro ovládání obou manipulátorů. Následně je vytvořené API otestováno dle požadované metodiky formou jednoduchého skriptu, který obsahuje testovací sekvenci čtečky čárových kódů. Poslední částí je tvorba dokumentace navrženého a otestovaného API.Item Návrh řídicího algoritmu pro elektrickou motokáru(Západočeská univerzita v Plzni, 2023) Blaško, Jan; Suchý Ondřej, Ing.; Košan Tomáš, Ing. Ph.D.Tato diplomová práce se zabývá implementací řídícího algoritmu pro elektrickou motokáru. Cílem práce je výběr vhodné řídící metody, oživení a ověření funkce nezbytných periferií pro vybrané řízení. Zprovoznění komunikací s displejem a s balancéry na bateriích. Dále se zabývá implementací a laděním vybraného řízení. Součástí práce je také FMEA příčin a důsledků jednotlivých stavů, které mohou nastat.Item Zvýšení spolehlivosti elektronických systémů architekturou jejich propojování(Západočeská univerzita v Plzni, 2023) Zeman, Matěj; Veřtát Ivo, Ing. Ph.D.; Linhart Richard, Ing. Ph.D.Předkládaná práce navrhuje elektronický systém zvyšující spolehlivost za použití běžně dostupných součástek. Návrh se skládá z desky propojující části systému rozhraním, které umožňuje odpojení selhaných částí. K této desce jsou připojeny jednotlivé desky mikrokontrolerů a senzorů. Navrhované řešení přináší zlevnění, zrychlení a zvýšení spolehlivosti vývoje.Item SW řízení kolejiště(Západočeská univerzita v Plzni, 2023) Nejedlo, Tomáš; Weissar Petr, Ing. Ph.D.; Kosturik Kamil, Ing. Ph.D.Náplní této diplomové práce je vytvoření nové funkční desktopové aplikace, která umožní řízení modelového kolejiště. V teoretické části je rozebráno řízení modelového kolejiště, sběrnice CAN bus a protokol DCC. V následující části je nejprve rozebrán aktuální stav jednotlivých jednotek umožňujících provoz kolejiště a popis původního softwaru včetně jeho kladů a záporů. V neposlední řadě následuje praktická část diplomové práce, ve které je představena logika způsobu řízení modelového kolejiště, která je v autonomním režimu sama schopna řídit modelové kolejiště a plnit funkci zabezpečení, díky kterému nemůže na modelové železnici nastat kolize a tři aplikace, pomocí kterých lze modelové kolejiště ovládat.Item Měřicí systém pro ověření parametrů OCXO oscilátoru(Západočeská univerzita v Plzni, 2023) Boula, Luboš; Pokorný Michal, Ing. Ph.D.; Mráz Jan, Ing. Ph.D.V současné komunikační a radarové technice ve vysokofrekvenčních pásmech je potřeba zajistit vysokou přesnost a spolehlivost elektronických zařízení. Pro zajištění těchto vysokých nároků je potřeba sestavit, otestovat a provést kontrolu jakosti výrobku. Cílem této práce je navrhnout a realizovat měřicí systém pro ověření parametrů teplotně stabilizovaného krystalového oscilátoru (Oven Controlled Crystal Oscillator, OCXO), které jsou klíčovou součástí těchto vysokofrekvenčních systémů. Navržený systém umožní obsluze urychlit a zjednodušit měření testovaného přípravku. Zjištěné hodnoty se automaticky zapisují do protokolu, který stanovuje přesnost, spolehlivost a kvalitu výrobku. Pro návrh a realizaci této práce byly použity programy a přístroje společnosti Rohde&Schwarz. Výsledkem je funkční měřicí systém, který ověří správnost desky plošných spojů OCXO oscilátoru a vyhodnotí parametry, které musí deska splňovat podle měřicího předpisu zadaného společností Rohde&Schwarz.Item Modulární systém pro řízení minirobotů(Západočeská univerzita v Plzni, 2023) Šedivec, Jiří; Juřík Martin, Ing.; Urban Ondřej, Ing.Předkládaná práce se zabývá návrhem a tvorbou systému, který umožňuje manipulaci miniaturních robotů pomocí magnetického pole. Zařízení se skládá ze 3 částí (aktuace, řízení a senzorika). Aktuační část slouží k tvorbě časově proměnného magnetického pole, které je využívané pro pohyb minirobotů. Byly otestovány dva koncepty rozložení aktuačních cívek. Řídící část zajišťuje napájením systému, komunikaci v rámci systému, komunikaci s uživatelem, spínání cívek a zpracování dat ze senzorů. Senzorická část umožňuje nevizuální lokalizaci robotů, tedy lokalizaci robota pomocí jeho magnetického pole. Dále práce obsahuje tvorbu nízkoúrovňového kódu (firmware), který je napsán v programovacím jazyce C++. Uživatel ovládá systém přes grafické rozhraní aplikace MagNet, která je vytvořena ve skriptovacím jazyce MATLAB.Item Realizace virtuálního domácího asistenta na základě technologie počítačového vidění(Západočeská univerzita v Plzni, 2023) Gudovich, Andrei; Veřtát Ivo, Ing. Ph.D.; Mráz Jan, Ing. Ph.D.Tématem této práce je prostudovat možnost využití technologie počítačového vidění pro rozšíření funkčnosti virtuálního domácího asistenta pro chytrou domácnost. Práce popisuje proces tvorby virtuálního asistenta pro chytré domácnosti v kontextu konceptu Ambient Assisted Living (AAL) pro seniory. AAL zahrnuje používání zařízení a způsobů, jak zajistit, aby starší lidé byli schopni dožívat v domově v bezpečí s podporou monitirovacích systemů. Tyto technologie usnadňují život seniorů a do určité míry zvysuji jich samostatnost. Hlavními funkcemi implementovaného virtuálního asistenta jsou sběr statistických informací o činnosti uživatele, zjišťování jeho stavu a reakce na mimořádné události. Mezi další funkce patří možnost ovládat zařízení chytré domácnosti pomocí gest. Pro polohu těla, aktivitu a rozpoznávání gest se používá technologie hlubokého strojového učení. Některé úlohy, jako je určování polohy těla a rukou, jsou řešeny pomocí předem natrénovaných neuronových sítí z frameworku Google Mediapipe. Specifičtější úkoly, jako je určování gest rukou a pozice uživatele, jsou řešeny pomocí neuronových sítí trénovaných na datech shromážděných během prace na projektu. Specialni pozornost je věnována procesu výběru architektury neuronových sítí s přihlédnutím k řešeným úlohám a porovnávání jejich metrik. Výsledkem práce, který je uveden v závěru, je program virtuálního asistentu založený na technologii počítačového vidění ve fázi "proof of concept", který splňuje uvedené funkční požadavky. V závěru jsou diskutováne potenciální aplikace pro vyvinutý systém, prozkoumána možnosti jeho zlepšení a modernizace a představené možnosti použití projektu v jiných oblastech.Item Elektronický wattmetr(Západočeská univerzita v Plzni, 2023) Rada, Jan; Štork Milan, Prof. Ing. CSc.; Koucký Václav, Ing. CSc.Práce se zabývá problematikou integrovaných obvodů pro měření výkonu, návrhem elektronického wattmetru, jeho realizací a na závěr je tento wattmetr ověřen různými měřeními. Jsou zde podrobně popsány různé integrované obvody pro měření výkonu od různých výrobců, které jsou aktuálně na trhu. Wattmetr byl sestaven z vývojové desky Nucleo32-F303K8 s mikrokontrolerem, obvodu MCP39F511A pro měření výkonu a zobrazovače v podobě čtyřřádkového displeje EA DOGS164x-A.Item Měřící a napájecí obvody indukčního průtokoměru(Západočeská univerzita v Plzni, 2023) Stašek, Petr; Karban Pavel, Prof. Ing. Ph.D.; Urban Ondřej, Ing.Diplomová práce se zabývá návrhem a realizací napájecích obvodů induktoru budicího elektromagnetické pole indukčního průtokoměru. Dále je v práci popsán návrh obvodů zpracovávajících úpravu a digitalizaci signálu, jenž je detekován a nese informaci o aktuálním průtoku měřeného média. V textu je také uveden rozbor možnosti detekce protékaného média, což slouží jako nástroj pro zkvalitnění funkčnosti výsledného produktu. Výstupem veškerých dílčích součástí je kompletní prototypové zařízení schopné měřit průtok sycených nápojů.Item Přístupový systém s využitím RFID technologie(Západočeská univerzita v Plzni, 2022) Hronek, Jakub; Kosturik Kamil, Ing. Ph.D.; Weissar Petr, Ing. Ph.D.Tato diplomová práce se zabývá návrhem, vývojem a realizací systému určeného k přístupu, výdeji pohonných hmot a autorizaci osob do podnikových prostor pomocí technologie RFID. V první části práce je nastíněna topologie a dále je doložena teorie související s částmi navrženého systému. Dále je pak v této publikaci představen návrh a realizace hardwarového řešení. V poslední řadě je také zmíněno kompletní softwarové vybavení.
