Návrh a realizace bezdrátového senzoru náklonu

Abstract

Tato bakalářská práce se zabývá návrhem a realizací bezdrátového senzorického modulu pro dlouhodobé měření náklonu objektů pomocí technologie IQRF. Úvodní část analyzuje metody měření náklonu, komerční inklinometry a bezdrátové technologie pro IoT. Navržené hardwarové řešení integruje akcelerometr ADXL355Z a magnetometr HMC5883L řízené transceiverem IQRF TR-76D v mesh síti 868 MHz; deska plošných spojů obsahuje také připravené osazovací místo pro volitelný akcelerometr LIS2DW12 určený k detekci pohybu. Elektronika je zapouzdřena v krytu 120 mm × 50 mm s externím bateriovým napájením a volitelným solárním dobíjením. Firmware jako Custom DPA Handler zajišťuje sběr dat přes I2C a bezdrátový přenos; výpočet úhlů pitch, roll a azimutu s tilt kompenzací provádí dekódovací skript v Pythonu. Testování analyzátorem Nordic PPK2 prokázalo průměrný odběr 1,12mA při měřicím intervalu 60 s a správnost měřicího řetězce byla ověřena odchylkou výslednice gravitačního zrychlení v rozsahu 0,999–1,034 g.

This bachelor's thesis presents the design and implementation of a wireless tilt sensing module for long-term inclination monitoring using IQRF technology. The introductory part analyses tilt measurement methods, commercial inclinometers, and wireless IoT technologies. The proposed hardware integrates the ADXL355Z accelerometer and HMC5883L magnetometer, controlled by an IQRF TR-76D transceiver in an 868 MHz mesh network; the printed circuit board also includes a footprint for the optional LIS2DW12 accelerometer intended for motion detection. The electronics are encapsulated in a 120 mm × 50 mm enclosure with battery and optional solar power supply. Firmware implemented as a Custom DPA Handler manages I2C data acquisition and wireless transmission; pitch, roll, and tilt-compensated azimuth are computed by a Python script on the host system. Nordic PPK2 testing confirmed an average current consumption of 1.12 mA at a 60 s measurement interval, and the integrity of the measurement chain was verified by a measured gravitational vector magnitude in the range of 0.999–1.034 g.