Práce je věnována konstrukci elektronické jednotky pro laboratorní testování fotovoltaických panelů pomocí mikrokontroleru ESP32 a následné zobrazení dat uživateli prostřednictvím webového rozhraní. Systém je navržen tak, aby měření prováděl automaticky v určených krocích a tím ideálně docílil minimálního lidského zásahu.
Anotace v angličtině
The work is devoted to the construction of an electronic unit for laboratory testing of photovoltaic panels using the ESP32 microcontroller and subsequent display of data to user through a web interface. The system is designed to perform the measurements automatically in defined steps, thus ideally achieving minimal human intervention.
Microcontroller, test station, ESP32, photovoltaic panel
Rozsah průvodní práce
51 s. (51 506)
Jazyk
CZ
Anotace
Práce je věnována konstrukci elektronické jednotky pro laboratorní testování fotovoltaických panelů pomocí mikrokontroleru ESP32 a následné zobrazení dat uživateli prostřednictvím webového rozhraní. Systém je navržen tak, aby měření prováděl automaticky v určených krocích a tím ideálně docílil minimálního lidského zásahu.
Anotace v angličtině
The work is devoted to the construction of an electronic unit for laboratory testing of photovoltaic panels using the ESP32 microcontroller and subsequent display of data to user through a web interface. The system is designed to perform the measurements automatically in defined steps, thus ideally achieving minimal human intervention.
Microcontroller, test station, ESP32, photovoltaic panel
Zásady pro vypracování
Cílem bakalářské práce je konstrukce testovací elektronické jednotky pro testování a měření technických parametrů malých fotovoltaických panelů, v rámci provádění laboratorních experimentů. Ke konstrukci jednotky bude použit vybraný typ jednočipového mikropočítače, případně kompletního vývojového kitu (např. modul ESP32, ESP8266 atp.). Jednotka bude disponovat sadou funkcí, které budou umožňovat měření souboru veličin, potřebných ke stanovení charakteristických parametrů fotovoltaického panelu a zajištění příslušných pracovních podmínek měření. Komunikace řídicí jednotky s nadřazeným řídicím systémem, osobním počítačem, bude realizována vybraným typem bezdrátového komunikačního rozhraní, například rozhraním RF, Bluetooth, nebo Wi-Fi.
Teoretická část bude obsahovat rešerši zadaného tématu se zaměřením na hlavní směry konstrukčního řešení srovnatelných technických zařízení a použitých konstrukčních prvků ve vlastním návrhu.
Praktická část bude zaměřena na podrobný popis konstrukce zařízení a jeho testování, včetně příslušného zhodnocení dosažených výsledků. Konstrukční řešení pracoviště bude zpracováno převážně ve formě 3D modelů, ve vybraném typu návrhového 3D software a následně realizováno s využitím technologie 3d tisku. Firmware řídicí jednotky bude navržen a realizován v jazyce C, C++ pro mikrokontrolery (případně jeho klonu).
Nedílnou součástí práce bude i podrobně zpracovaná výrobní dokumentace, zdrojové kódy firmware mikropočítače a uživatelský manuál.
Zásady pro vypracování
Cílem bakalářské práce je konstrukce testovací elektronické jednotky pro testování a měření technických parametrů malých fotovoltaických panelů, v rámci provádění laboratorních experimentů. Ke konstrukci jednotky bude použit vybraný typ jednočipového mikropočítače, případně kompletního vývojového kitu (např. modul ESP32, ESP8266 atp.). Jednotka bude disponovat sadou funkcí, které budou umožňovat měření souboru veličin, potřebných ke stanovení charakteristických parametrů fotovoltaického panelu a zajištění příslušných pracovních podmínek měření. Komunikace řídicí jednotky s nadřazeným řídicím systémem, osobním počítačem, bude realizována vybraným typem bezdrátového komunikačního rozhraní, například rozhraním RF, Bluetooth, nebo Wi-Fi.
Teoretická část bude obsahovat rešerši zadaného tématu se zaměřením na hlavní směry konstrukčního řešení srovnatelných technických zařízení a použitých konstrukčních prvků ve vlastním návrhu.
Praktická část bude zaměřena na podrobný popis konstrukce zařízení a jeho testování, včetně příslušného zhodnocení dosažených výsledků. Konstrukční řešení pracoviště bude zpracováno převážně ve formě 3D modelů, ve vybraném typu návrhového 3D software a následně realizováno s využitím technologie 3d tisku. Firmware řídicí jednotky bude navržen a realizován v jazyce C, C++ pro mikrokontrolery (případně jeho klonu).
Nedílnou součástí práce bude i podrobně zpracovaná výrobní dokumentace, zdrojové kódy firmware mikropočítače a uživatelský manuál.
Seznam doporučené literatury
MATOUŠEK, D. Práce s mikrokontroléry ATMEL AVR-3.díl, edice uP a praxe, 2. vydání, BEN - technická literatura, 2006, ISBN 80-7300-209-4
ZÁHLAVA, V., Návrh a konstrukce DPS, BEN-technická literatura, 2010, ISBN 978-80-7300-266-4
MAIXNER, L. a kol., Mechatronika, Brno, Computer Press, 2006, ISBN 80-251-1299-3
Seznam doporučené literatury
MATOUŠEK, D. Práce s mikrokontroléry ATMEL AVR-3.díl, edice uP a praxe, 2. vydání, BEN - technická literatura, 2006, ISBN 80-7300-209-4
ZÁHLAVA, V., Návrh a konstrukce DPS, BEN-technická literatura, 2010, ISBN 978-80-7300-266-4
MAIXNER, L. a kol., Mechatronika, Brno, Computer Press, 2006, ISBN 80-251-1299-3
Přílohy volně vložené
Příloha A 3D Model stanice
Příloha B 3D Model stanice-pohled zezadu
Příloha C 3D Model desky pro řídící elektroniku
Příloha D Popis modelu měřící stanice
Příloha E Popis modelu desky řídící jednotky
Příloha F Elektrické schéma senzoru napětí a proudu
Příloha G Elektrické schéma h-můstku, čidla teploty a enkodéru
Příloha H Ukázka grafického webového rozhraní
Příloha I Závislost dosažené polohy na požadované
Příloha J Graf - odchylka dosažené polohy
Příloha K Graf - závislost účinnosti na vzdálenosti
Příloha L Graf - přijímaný výkon FV při změně výkonu LED a vzdálenosti 5 mm
Příloha M Graf - průběhu výkonu LED a FV panelu při okolní teplotě 23,5 °C
Příloha N Graf - průběhu výkonu LED a FV panelu při okolní teplotě 11 °C
Příloha O Seznam dílů
Přílohy vázané v práci
ilustrace, grafy, schémata, tabulky
Převzato z knihovny
Ne
Plný text práce
Přílohy
Posudek(y) oponenta
Hodnocení vedoucího
Záznam průběhu obhajoby
Celková koncepce řešení je založena především na vlastním návrhu, realizaci a testování konstrukce laboratorního přístroje, s využitím komerčně dostupných elektronických modulů, mechanických komponent a vlastních mechanických dílů, navržených studentem v 3D software a realizovaných technologií 3D tisku. Vlastním přínosem studenta je zejména kompletní návrh a realizace konstrukce plně funkčního mechatronického zařízení. Cíle bakalářské práce byly splněny.