Optimalizace měřicího rozhraní pro vzdálené experimenty

Jan PANZENBERGER

Master's thesis

Measurement interface optimization for remote experiments

Abstract:

Tato diplomová práce navazuje na předchozí bakalářskou práci, která se zabývala vytvořením vzdáleného experimentu s využitím Arduina k měření fyzikálních veličin v ovládaném obvodu prostřednictvím webové aplikace. Cílem této práce je optimalizovat a rozšířit výsledky předchozí práce s důrazem na zjištěné nedostatky a rizika. Teoretická část obsahuje analýzu možných rizik a jejich řešení, stejně jako kritickou analýzu výstupu bakalářské práce. Značná část práce je věnována technologickým aspektům, které by mohla laboratoř zahrnovat, a jejich významu pro vzdálený experiment bez ohledu na to, zda budeme tuto vrstvu implementovat sami v praktické části nebo ne. Praktická část práce se zaměřuje na implementaci vylepšené laboratoře. To zahrnuje sestavení obvodu, napojení čidel, vytvoření kódu pro obsluhu Arduina, propojení Arduina se sériovým portem a vytvoření webové aplikace pro interakci s experimentem. Ústředním bodem je návrh systému, který bude nejen efektivněji měřit fyzikální veličiny, ale také bude modularní a rozšiřitelný pro budoucí výzkum. Tímto přístupem se snažím o celkové zdokonalení předchozí práce a vytvoření robustního a uživatelsky příjemného systému pro vzdálený experiment.

Abstract:

This master's thesis builds upon a previous bachelor's thesis, which focused on creating a remote experiment using Arduino to measure physical quantities in a controlled circuit through a web application. The aim of this work is to optimize and expand upon the results of the previous thesis, addressing identified shortcomings and risks. The theoretical section includes an analysis of potential risks and their resolutions, along with a critical evaluation of the bachelor's thesis output. A substantial part of the work is devoted to technological aspects that a laboratory could encompass and their significance for remote experimentation, regardless of whether we will implement this layer ourselves in the practical section or not. The practical part of the thesis concentrates on implementing an enhanced laboratory. This involves assembling the circuit, connecting sensors, creating code for Arduino operation, establishing the Arduino's connection to the serial port, and developing a web application for interacting with the experiment. The central focus is on designing a system that will not only measure physical quantities more efficiently but will also be modular and expandable for future research. This approach seeks an overall improvement of the previous work and the creation of a robust and user-friendly system for remote experimentation.

Keywords

Vzdálená laboratoř, Remote laboratoř, IoT laboratoř, Optimalizace měřícího systému, mikrokontrolerem řízená laboratoř, Mikrokontroler

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 15. 7. 2024

Accessible from:: 31. 12. 2999

Thesis defence

• Date of defence: 21. 8. 2024
• Supervisor: doc. RNDr. Libor Koníček, PhD.

University of Ostrava

Faculty of Science

Master programme / field:
Teaching for Secondary Schools / Teaching for Secondary Schools - Physics - Informatics