Honeywell. Témata magisterských prací 2014/2015 (Brno)

Transkript

1 Témata magisterských prací 2014/2015 (Brno)

2 Divize Letectví Bezdrátový sběr diagnostických dat z automobilu podporujicich OBD-II Cílem práce je návrh zařízení, ktrere umožní bezdrátově sbírat diagnostické data z automobilů podporujících OBD-II protokol. Zařízení by mělo být integrováno z dostupných komponent bez nustnosti vlastního HW návrhu. Volba vhodné bezdrátové technologie bude součástí práce a bude se odvíjet od finálních požadavků na energetickou náročnost/dostupnost bezratové sítě apod. Součástí práce bude ověření dosahu zařízení a datové propustnosti a napojení na databázový server s možností jednoduché prezentace dat Bezdrátový sběr diagnostických dat ze solarnich panelů/eletráren Cílem práce je návrh zařízení, ktrere umožní bezdrátové sbírat diagnostické data ze solárních panelů. Zařízení by mělo být integrováno z dostupných komponent bez nutnosti vlastního HW návrhu. Volba vhodné bezdrátového technologie bude součástí práce a bude se odvíjet od finálních požadavků na energetickou náročnost / dostupnost bezdrátové sítě apod. Součástí práce bude ověření dosahu zařízení a datové propustnosti a napojení na databázový server s možností jednoduché prezentace dat. Data budou sloužit k vyhodnocení efektivnosti provozu dané elekrarny a optimalizaci údržby. Degradační model solárního panelu a možnosti prognostiky zbývající životnosti Cílem práce je navrhnout jendoduchy (fyziklaniho/matematickeho) model solárního článku v Matlabu/Simulinku umožňující simulaci degradace panelů v zavisloti na okolních podmínkách (výkonová zátěž, klimatické podmínky vliv teploty, námraza, kroupy apod.). Součástí práce bude ověření dostupných algoritmů pro odhad zbývající životností a pro odhad doby k poruše. Design center housingu pro aplikace s nízko uloženým turbem pro odvod oleje design Embedded Linux pro MPC555x Cílem práce je naportovat vhodnou emebedded Linux distribuci na procesorovou platform MPC555x s využitím dostupného Evaluation boardu/sbc (Single Board Computer). Součásti návrhu bude rozběhnutí základních periferií (Ethernet, sériový port, AD převodník atd.) a také ověření funkcnosti/chodu serverless relační database (napr. SQLite). Výstup tohoto projektu bude sloužit dále k testování embedded zařízení pro oblast Condition Based Maintenance. Metody technické diagnostiky u bioplynové stanice z pohledu optimální údržby

3 Cílem práce je zmapovat současný systém diagnostiky u bioplynových stanic a jejich možných poruchových stavu a vytvoření jednoduchého modelu v Matlabu/Simulinku pro potřeby simulování a detekci poruch. Výstupem práce by měl být zjednodušený model, podrobná analyza(fmea) a návrh pro zdokonalení monitorování zařízení v souladu s vhodnou strategii pro Condition Based Maintenance (Údržba podle stavu). Model a FMEA analýza bude sloužit jako vstup pro vytvoření tzv. fault modelu používaného dále v embedded zařízení pro centrální správu poruch a údržbu. Metody technické diagnostiky u kolejových vozidel z pohledu optimální údržby Cílem práce je zmapovat současný systém diagnostiky u kolejových vozidel a jejich možných poruchových stavu a vytvoření jednoduchého modelu v Matlabu/Simulinku pro potřeby simulování a detekci poruch. Výstupem práce by měl být zjednodušený model, podrobná analyza(fmea) a návrh pro zdokonalení monitorování zařízení v souladu s vhodnou strategii pro Condition Based Maintenance (Údržba podle stavu). Model a FMEA analýza bude sloužit jako vstup pro vytvoření tzv. fault modelu používaného dále v embedded zařízení pro centrální správu poruch a údržbu. Metody technické diagnostiky u prostředků hromadné dopravy z pohledu optimální údržby Cílem práce je zmapovat současný systém diagnostiky u prostředků hromadné dopravy (autobusů, trolejbusů a tramvají) a jejich možných poruchových stavu a vytvoření jednoduchého modelu v Matlabu/Simulinku pro potřeby simulování a detekci poruch. Výstupem práce by měl být zjednodušený model, podrobná analyza(fmea) a návrh pro zdokonalení monitorování zařízení v souladu s vhodnou strategii pro Condition Based Maintenance (Údržba podle stavu). Model a FMEA analýza bude sloužit jako vstup pro vytvoření tzv. fault modelu používaného dále v embedded zařízení pro centrální správu poruch a údržbu. Metody technické diagnostiky u větrných elektráren z pohledu optimální údržby Cílem práce je zmapovat současný systém diagnostiky u větrných elektráren a jejich možných poruchových stavu a vytvoření jednoduchého modelu v Matlabu/Simulinku pro potřeby simulování a detekci poruch. Výstupem práce by měl být zjednodušený model, podrobná analyza(fmea) a návrh pro zdokonalení monitorování zařízení v souladu s vhodnou strategii pro Condition Based Maintenance (Údržba podle stavu). Model a FMEA analýza bude sloužit jako vstup pro vytvoření tzv. fault modelu používaného dále v embedded zařízení pro centrální správu poruch a údržbu. Návrh modelu solárního panelu pro potřeby technické diagnostiky a optimální údržby Cílem práce je zmapovat současný systém diagnostiky u solárních elektráren a jejich možných poruchových stavu a vytvoření jendoducheho (fyziklaniho/matematickeho) modelu v Matlabu/Simulinku. Výstupem práce by měl být podrobná analýza a návrh pro zdokonalení monitorování zařízení v souladu s vhodnou strategii pro Condition Based Maintenance (Údržba podle stavu). Analýza bude sloužit jako vstup pro vytvoření tzv. fault modelu používaného dále v embedded zařízení pro centrální správu poruch a údržbu.

4 Operační systém reálného času pro Raspberry Pi s podporou protokolů CAN a MAVLink Prostudujte možnosti portování volně dostupných operačních systémů reálného času (RTOS) na hardwarovou platformu Raspberry Pi. Vyberte nejvhodnější RTOS z hlediska rychlosti a bezpečnosti (ideálně splňující požadavky normy DO178B pro software používaný v letectví). Implementujte podporu rozhraní CAN V2.0B s využitím sběrnice SPI a MAVLink pokud nejsou součástí zvolené distribuce. Demonstrujte funkčnost systému zprovozněním nezávislých procesů pracujících na frekvencích 80 Hz, 40 Hz, 20 Hz, 10 Hz a 5 Hz a komunikujících s CAN sběrnicí modelu letadla SkyDog a bezdrátově protokolem MAVLink s aplikací Andropilot. Optimalizace kombinovaného systému ohřevu TUV z energetického hlediska Prostudujte možnosti řízení přípravy TUV v zásobníku s kombinovaným ohřevem (solární systém, elektřina) z hlediska optimalizace spotřeby el. energie. (Minimálním požadavkem na regulaci je požadovaná teplota vody v zásobníku v jednu uživatelem zvolenou denní dobu.) Vypracujte rámcové schéma obvodového řešení regulátoru. Zpracujte přehled možností technického řešení tohoto regulátoru s ohledem na předpokládané vývojové náklady. Na základě tohoto rozboru a konzultace s vedoucím projektu vyberte vhodný obvod pro realizaci vzorku a navrhněte podrobné zapojení. Navrhněte uspořádání plošného spoje, fyzicky realizujte zvolené řešení a ověření jeho funkce. Literatura: [1] Odkazy na dodavatele, prodejce, výrobce, technologie: [2] Stránky aplikací procesorů PIC fy Microchip [3] VACEK, V., VL?EK, J. Praktické použití procesoru PIC. Ing. Jiří Vlček 2002, 72 s. EAN RC Model identification via flight data (in English) The objective of the diploma work will be to develop telemetry and/or datalogging process on RC model (Adrupilot H/W 2.0, Xbee), run flight tests and use the data in order to identify parameters and improve the aerodynamic model. Keys: RC pilot experience needed. Matlab/simulink. Identification theory. Advantage: C++ knowledge Výpočtová a experimentální analýza desek plošných spojů Cílem práce je komplexní dynamická analýza vybraných modelů desek plošných spojů. Cíle, kterých má být dosaženo: 1) Sestavení různých úrovní konečnoprvkového modelu jednoduché desky plošných spojů (PCB) 2) Výpočet dynamických vlastností desky pro ruzne okrajove podminky 3) Provedení experimentální analýzy pro ruzne okrajove podminky 4) Verifikace konečnoprvkového modelu podle výsledků experimentální analýzy Obory: M-IMB - Inženýrská mechanika a biomechanika /P/

5 Divize Automatizace a řízení Autonomní generátor testovacích skriptů Honeywell Semestrální projekt: Na základě specifikací pracovníků vývojového centra Honeywell v Brně, divize ACS, navrhněte koncept aplikace pro automatizované testování, která na základě předloženého stavového diagramu výrobku samostatně provede jeho funkční testování s pomocí I/O modulů. Navrhněte formát vstupních dat pro aplikaci a vytvořte generátor/editor vstupních dat. Aplikace bude vytvořena v prostředí C#.NET. Diplomová práce: Vytvořte aplikaci, jejíž koncept byl navržen v rámci semestrálního projektu. Zaměřte se na možnost použití aplikace s různými I/O moduly, funkčnost aplikace demonstrujte alespoň na jednom projektu ve vývojovém centru. Bezpečné aplikace s mikrokontroléry Vytvořte přehled poruch vznikajících v mikrokontrolérech při dlouhodobém provozu. Patří sem například poruchy paměti, aritmeticko-logické jednotky, rušení vzduchem i vodiči. Prozkoumejte důsledky takových poruch na spolehlivost a bezpečnost embedded systému. Vyberte poruchu, která kombinuje vysokou pravděpodobnost výskytu s vysokým rizikem selhání systémů, a navrhněte hardwarové a / nebo softwarové metody detekce. Vybranou metodu realizujte. Bezsenzorové řízení rychlosti a polohy stejnosměrného kartáčového motoru malého výkonu - metodou kompenzace zatěžovcí charakteristiky Malé kartáčové stejnosměrné motory představují důležitý prvek servopohonů použíívaných systémech měření a regulace budov. Jejich správné, energeticky a cenově efektivní řízení je klíčové z hlediska funkce, spolehlivosti. Digitální AM/FM vysílač Navrhněte a realizujte jednotku softwarově definovaného FM vysílače s nastavitelným zdvihem pro VHF pásmo cca MHz. Definujte požadavky na daný vysílač, použité technologie a vhodnou součástkovou základnu. [1] Bruce A. Fette : SDR Basics Part 3: Transmitters [online]. [cit ]. Dostupné z: [2] FmStick Digital USB FM Transmitter [online]. [cit ]. Dostupné z: Emulátor 3.5 FDD (disketové mechaniky) pomocí RS232 a SD paměťové karty Navrhněte a realizujte emulátor 3.5 disketové mechaniky používané v PC. Emulátor bude vybaven stejným konektorem jako originální FDD mechanika. Vlastní data budou uloženy na SD paměťové kartě, jejíž obsah (a tedy i obsah diskety ) bude modifikovatelný pomocí příkazů na RS232 sběrnici, popř. USB rozhraní. Emulátor realizujte pomocí mikrokontroléru ATmega, ovládací program pro nabíječ a ovládání vytvořte v jazyce C. Velikost realizovaného emulátoru bude shodná s velikostí standardní

6 3.5 FDD mechaniky. Správnou funkci emulátoru ověřte na PC. Pokyny: Upřesnění: cílem práce má být vytvoření a realizace plnohodnotného emulátoru FDD 3,5 disketové mechaniky o kapacitě 720kB nebo 1.44MB nastavitelné přepínačem. SD karta bude obsahovat více obrazů diskety. Tyto obrazy budou modifikovatelné po RS232 ať už jako soubory, tak přímo s možností modifikovat konkrétní sektor zejména pro diskety obsahující zavedení operačního systému. Přepínaní obrazů by mělo být možné bez připojení k počítači, tedy nějaká LCD nebo LED indikace na čelním panelu. Konstrukčně bude možné jednotkou přímo nahradit stávající mechaniku, konektor USB popř. RS232 bude umístěn na čelní straně pro snadné připojení řídícího počítače. Aplikace pro Windows bude umožňovat správu těchto obrazů, mazání, přidávání, modifikaci souborů, popř. sektorů. Integrace pomocných modulů do systému pro automatizované funkční testování Za účelem začlenění jednoúčelových testovacích modulů vytvořte jejich ovladače v jazyce C# v prostředí.net. Úkolem těchto ovladačů je komunikace s testovacími moduly přes sériovou linku, USB nebo TCP/IP, implementace metod definováho API, které překládají univerzální testovací příkazy do protokolu příslušného testovacího modulu. Lehká kryptografie a její aplikace do levných mikroprocesorů Nastudujte existující metody lehké kryptografie. Vybranou metodu implementujte do prototypu založeném na některém levném procesoru, například Atmel AVR, TI MSP430, ARM Cortex M0 a podobně. Proveďte optimalizaci pro cílovou platformu za účelem snížení paměťové a výpočetní náročnosti, při současném zachování odolnosti proti útokům. Měření symetrického a nesymetrického rušení na napájecích vodičích MM2E: Seznamte s měřením emisí, které se přenáší ze zařízení do rozvodné elektrické sítě po vodičích. Dále nastudujte princip umělé zátěže vedení LISN, analyzujte mechanismus vzniku symetrického a nesymetrického rušení vybraného jednofázového síťového obvodu (napájecí zdroj nebo řízení asynchonního motoru) a jak se jednotlivé složky uplatňují na měřících svorkách LISN. Na základě těchto znalostí navrhněte koncept přípravku, pomocí něhož bude možné měřit odděleně symetrické a nesymetrické rušení ke snadnějšímu nalézání zdroje celkových emisí vycházejících ze zařízení zpátky do napájecích vodičů. MMSE: Podle zvoleného konceptu vytvořte konkrétní schéma zapojení a proveďte analýzu vložného útlumu přípravku. Navrhněte desku plošných spojů a mechanickou konstrukci. Nakonec přípravek zrealizujte a proveďte praktická měření s konkrétním zařízením. [1] SVAČINA, J. Elektromagnetická kompatibilita. Skripta VUT v Brně, Modul vysílače pro profesionální mikrofon Navrhněte a realizujte jednotku bezdrátového mikrofonu (vysílače) připojitelnou pomocí standardního konektoru XLR ke klastickému ručnímu mikrofonu. Podmínkou je dostatečná kmitočtová stabilita krystalem nebo SAW rezonátorem a dostatečný VF výkon cca 50mW na zvoleném VHF / UHF kmitočtu. Modul vysílače bude obsahovat vypínatelnou jednotku automatického řízení citlivosti.

7 [1] Malina, V.: Poznáváme elektroniku 5 Vysokofrekvenční technika, BEN, ISBN [2] Giesberts, T. : Wireless Microphone Audio in the ISM band, Elektor 2/2005, p , ISBN Monitorování rušení v síťovém napájení Cílem práce je návrh zařízení, které umožní monitorování síťového napětí (230VAC). Účelem zařízení bude monitorovat krátkodobé nestability a projevy rušení v síťovém napětí a zaznamenání časového průběhu těchto signálů na paměťové médium včetně údajů času a data. Zařízení bude koncipováno jako relativně levný měřící nástroj pro nekomerční užití v oblasti automatizace a řízení. Nastavení systému zacházení s nebezpečnými chemickými látkami a přípravky 1. Nastudovat aktuální legislativu k dané problematice 2. Seznámit se současným nastavením systému 3. Revidování systému sledování všech nebezpečných látek v závodě Práva odpovědnosti Seznam neb. Látek Bezpečnostní list, bezpečnostní karta Uvedení nové neb. látky Školení Kontraktoři Značení nádob Práce a manipulace Nákup Skladování, výdej, evidence, spotřeba Havarijní připravenost Příprava na novou legislative 4. Zlepšit systém dostupnosti bezpečnostních informací k daným nebezpečným látkám Průmyslový programátor mikrokontrolérů AVR Atmel Navrhněte a realizujte průmyslový programátor mikrokontrolérů AVR Atmel buď pomocí ISP nebo JTAG rozhraní. Proveďte porovnání s komerčními programátory, proveďte analýzu rychlosti pro ISP a JTAG rozhraní. Kritérium je zejména rychlost programování a schopnost změny částí kódu např sériové číslo. Vytvořte k tomuto programátoru i vhodnou knihovnu pro spolupráci s C++ a C#. [1] Kainka, B. :Elektronika s podporou PC, BEN, ISBN [2] AVR: In-System Programming - Atmel Corporation [online]. Rev. 0943E AVR 08/08 [cit ]. Dostupné z: 43.pdf Pulzní generátor měřící kmitočet a střídu vnějšího signal BB2E: Seznamte se na vybraném mikrořadiči s používáním periférií pro generování a měření pulzně šířkového signálu. Na základě představy, jak bude zařízení vypadat a jak bude obsluhováno, vyberte

8 zobrazovač a ovládací prvky. Navrhněte schéma zapojení, které bude obsahovat kromě mikrořadiče a uživatelského rozhraní, také převodníky úrovně výstupního i vstupního signálu a komunikační rozhraní USB k propojení s osobním počítačem. Nakonec navrhněte desku plošných spojů a mechanickou konstrukci generátoru. BBCE: Osaďte navrženou desku plošných spojů součástkami a generátor oživte. Napište program pro použitý mikrořadič v jazyce C. Zařízení propojte také s osobním počítačem po USB, aby bylo možné zapisovat naměřené hodnoty kmitočtu a střídy signálu na terminál. Regulovatelný zdroj napájený a řízený pomocí USB Prostudujte možnosti použití rozhraní USB pro vytvoření regulovatelného zdroje napájeného a řízeného z počítače PC. Seznamte se s protokolem USB a jeho použitím. Vypracujte obvodový návrh zdroje s konfigurací vybranou po dohodě s konzultantem. Realizujte a oživte navržený zdroj včetně řídicího programu v počítači PC. Pokyny: Cílem práce má být vytvoření a realizace miniaturního laboratorního zdroje s omezeními daného USB sběrnicí. Limitujícím faktorem je proudový odběr cca 500mA, který může být násoben připojením do více USB portů a výstupním napětím cca 5V. Regulovatelný zdroj by měl být schopen generovat napětí od cca 0 do 12V (s rezervou). Bude proto asi nutné použít jak typologie snižujícího spínaného měniče (Step-Down) pro napětí pod 5V, tak zvyšujícího (Boost) pro napětí 5 12V. Zdroj by měl umožňovat jako volitelné připojení externího zdroje pro posílení výkonové bilance USB sběrnice. Program na PC bude schopen generovat definované časové průběhy např. zvyšování napětí z 2V na 5V během 10 sekund a pod. Zdroj bude řízený mikrokontrolérem, který bude realizovat řízení spínaného zdroje, tak i komunikaci po USB sběrnici. Je možné, že vznikne nutnost tyto dvě činnosti oddělit a použít dva mikrokontroléry. Důležitá je co nejnižší spotřeba vlastní elektroniky pro optimální využití energie z USB. Pro sestavení komunikace po USB použijte aplikační poznámku AVR30 výrobce Atmel: AVR30 : Software Universal Serial Bus (USB) (23 pages, revision B, updated 02/06). This application note describes the USB implementation in a low-cost microcontroller through emulation of the USB protocol in the firmware. Supports Low Speed USB (1.5 Mbit/s) in accordance with USB2.0. Simulace dynamického chování plynového ventilu Vytvořte simulaci dynamického chování plynového ventilu za použití simulačních nástrojů například Matlab/Simulink a zachyťte podstatné fyzikální děje. Cílem práce bude matematicky modelovat odezvu výstupního tlaku a průtoku v reakci na poruchu (změnu vstupního tlaku, otevření, zavření ventilu). Práce rovněž může navrhovat konstrukční změny plynového ventilu k dosažení lepších parametrů regulace. Měřící zařízení k provedení porovnání matematického modelu vs.reálného kusu a k provedení případných měření bude dostupné ve firmě Honeywell.

9 Výkonová záblesková bateriová jednotka pro fotografii Navrhněte a realizujte výkonovou bateriovou zábleskovou jednotku (blesk) pro fotografické účely. Jednotka bude napájena z akumulátorů, bude tedy obsahovat i nabíjecí obvod. Jednotku navrhněte pro maximální zábleskový výkon cca 400Ws s možností snížení na ½, ¼, 1/8, 1/16, 1/32 a 1/64. Synchronizace s fotoaparátem pomocí klasického drátového připojení závěrky. [1] Krejčiřík, A. : Napájecí zdroje 1. díl, BEN, ISBN [2] Krejčiřík, A. : Napájecí zdroje 2. díl, BEN, ISBN [3] Mann, B. : C pro mikrokontroléry, BEN, ISBN Divize Dopravní systémy Analytický + MKP výpočet vývoje opotřebení v liniovém kontaktu Porovnejte opotřebení naměřené naskutečných dílech s opotřebením modelovaným na zjednodušeném pin on plate modelu s využitím tribotechnického měření na zkušebním rigu. Design flexibilního členu pro převod síly aktuátoru Design a FEA MKP výpočet/experiment/rešerše svaru čepu v díře jako je u crankshaftu a vane axle/arm Vytvořte metodologii výpočtu napětí ve svaru čepu a kliky, model ověřte. Návrh ložisek turbodmychadla pro nízkoviskozní oleje Navrhněte konstrukci radiálních ložisek rotoru turbodmychadla spalovacího motoru pro použití s oleji s nízkou viskozitou (0W-20 při teplotě 130 stc) zajišťující stabilitu rotoru, nízké třecí ztráty a nízkou hlučnost pro dané rozvážení kompresorové a turbínové strany v celém rozsahu provozních otáček a provozních režimů motoru včetně brždění motorem. Návrh materiálu pro waste gate benzínového motoru Materiály Návrh turbínové skříně pro diagonální turbínové kolo design

10 Simulace přenosu pulsů u twin scroll volut s oddáleným dividerem Studie konceptu šroubovaného turbínového kola design, FEA CFD Vibrační analýza pneumatického aktuátoru pro zjištění tlumícího účinku gumové membrány s viskoelastickým popisem materiálu Součástí pneumatických aktuátorů používaných pro regulaci turbodmychadel je gumová membrána. Viskoelastické vlastnosti gumy mají vliv na vlastní frekvence aktuátoru. Cílem diplomové práce je: 1)Nalezení vhodného modelu gumy. 2)Provedení vibrační analýzy aktuátoru v programu ANSYS. 3)Posouzení, jak zahrnutí gumové membrány do modelu aktuátoru ovlivní jeho vlastní frekvence. Vývoj sledovacího systému pro prototypy s vícekrát používanými díly Informatika Témata z jiných oblastí 3D spatial indexing with pair distance queries (In English) Develop the algorithms for 3D spatial indexing of point objects with aim to perform the efficient pair distance queries. Ideal solution would be an SQL database capable to efficiently return a set of point pairs with their mutual distance within specified limits. Automatic lens distortion rectification (In English) Development of the algorithms for automatic on-the-fly and in-process lens distortion measurement and identification and for the appropriate rectification of the image. Interpolation and extrapolation of the vehicle position and orientation from the navigation data (In English) Comparison of performance of different methods for the interpolation and extrapolation of the discrete navigation data.

11 Vedení závěrečných prací probíhá po vzájemné dohodě mezi diplomantem a odborným konzultantem ze strany společnosti Honeywell. Pro více informací kontaktujte Brno_UR@Honeywell.com