Zařízení pro zaznamenávání proudové spotřeby LPWA senzorů
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií
Abstract
Tato diplomová práce se zabývá návrhem a sestrojením měřícího zařízení pro měření a~záznam odběru proudu senzorů technologií LPWAN (Low Power Wire Area Network). V teoretické části práce jsou nejprve shrnuty vybrané technologie LPWAN. Z těchto technologií jsou blíže prozkoumány technologie LoRaWAN, Sigfox a Narrowband IoT (NB-IoT). Poté jsou stručně rozebrány techniky pro měření proudů, z nichž je nejvíce pozornosti věnováno metodě proudových bočníků. Druhá polovina práce obsahuje popis postupů při návrhu a stavbě měřícího přístroje. Pro měření proudu je zvolena metoda proudových bočníků, která je doplněna o obvod napěťového zesílení a následný převod do digitální podoby pomocí AD převodníku. Práce podrobně popisuje postupy při výběru jednotlivých komponent a důležité procesy použité při návrhu desek plošných spojů. Nedílnou součásti realizace měřícího přístroje je návrh a realizace řídícího softwaru, který je podrobně popsán a doplněn o vývojové diagramy ilustrující funkcionalitu jednotlivých částí přístroje. Celá realizace měřícího přístroje je završena návrhem a realizací krycí krabičky pomocí technologie 3D tisku. Na závěr je stručně pojednáno o specifikacích navrženého přístroje na základě limitů použitých komponent.
This Master thesis deals with the design and construction of a measuring device for measuring and the current consumption logging of sensors using LPWAN (Low Power Wide Area Network) technology. The theoretical part of the thesis firstly summarizes selected LPWAN technologies. Selected technologies, namely: LoRaWAN, Sigfox and Narrowband IoT (NB-IoT), are described more in detail. Further, the current measurement techniques are briefly discussed. The main focus is given to the current shunt measuring methods. The second half of thesis describes procedures conducted during the design and construction of a measuring device. The current measuring is based on the current shunt circuit complemented by the voltage amplification circuit, whose output is subsquently converted into digital form using an AD converter. The thesis describes in great detail the procedures for selecting individual components and important processes used in design of printed circuit boards. An integral part of the measuring device implementation is the design and implementation of control software, which is described in detail and supplemented by workflow charts underlining the entire description. The implementation of the entire measuring device is completed by the design and implementation of the cover box using 3D printing technology. Finally, the specifications of designed device are briefly discussed based on the limits of the used components.
This Master thesis deals with the design and construction of a measuring device for measuring and the current consumption logging of sensors using LPWAN (Low Power Wide Area Network) technology. The theoretical part of the thesis firstly summarizes selected LPWAN technologies. Selected technologies, namely: LoRaWAN, Sigfox and Narrowband IoT (NB-IoT), are described more in detail. Further, the current measurement techniques are briefly discussed. The main focus is given to the current shunt measuring methods. The second half of thesis describes procedures conducted during the design and construction of a measuring device. The current measuring is based on the current shunt circuit complemented by the voltage amplification circuit, whose output is subsquently converted into digital form using an AD converter. The thesis describes in great detail the procedures for selecting individual components and important processes used in design of printed circuit boards. An integral part of the measuring device implementation is the design and implementation of control software, which is described in detail and supplemented by workflow charts underlining the entire description. The implementation of the entire measuring device is completed by the design and implementation of the cover box using 3D printing technology. Finally, the specifications of designed device are briefly discussed based on the limits of the used components.
Description
Keywords
IoT, LoRa, LoRaWAN, Sigfox, NB-IoT, LPWAN, měření proudu, odběr proudu, bočník, STM32, ADC, záznam dat, SD karta, USB, UART, SDIO, 3D tisk, FDM, měřící přístroj, SPI, I2C, Ethernet, IoT, LoRa, LoRaWAN, Sigfox, NB-IoT, LPWAN, Current Sensing, Power Consumption, Shunt, STM32, ADC, Data Logging, SD Card, USB, UART, SDIO, 3D Print, FDM, Measuring Device, SPI, I2C, Ethernet
Citation
MIKULÁŠEK, M. Zařízení pro zaznamenávání proudové spotřeby LPWA senzorů [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií. 2020.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
Telekomunikační a informační technika
Comittee
doc. Ing. Petr Číka, Ph.D. (předseda)
doc. Ing. Petr Mlýnek, Ph.D. (místopředseda)
Ing. Radim Číž, Ph.D. (člen)
Ing. Hicham Atassi, Ph.D. (člen)
Ing. Martin Štůsek (člen)
Ing. Jan Benedikt (člen)
Date of acceptance
2020-06-16
Defence
Student prezentoval výsledky své práce a komise byla seznámena s posudky. Student obhájil diplomovou práci a odpověděl na otázky členů komise a oponenta:
- Popište a zhodnoťte měření průběhu proudové spotřeby finální verzí přístroje popř. navrhněte možné úpravy HW/SW pro případnou optimalizaci zařízení.
- Popište algoritmus pro přepínání měřících rozsahů.
- Popiště přesnost měření přístroje.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení