Katzenfütterungsautomat mit Arduino-Mikrocontroller
Seite 2: Steuerung mit Arduino
Nun ging es an die Elektronik. Da der Arduino Uno nicht netzwerkfähig ist, musste ein Arduino Ethernet Shield her. Diese Platine wird auf den Arduino gesteckt und stellt einen Netzwerkanschluss zur Verfügung. Außerdem besorgte ich mir eine Relais-Platine, um den Getriebemotor zu schalten. Ein direkter Anschluss des Motors an den Arduino ist aufgrund des hohen Stromverbrauchs nicht möglich. Der Arduino schaltet somit die Relaisplatine, die wiederum den Motor schaltet.
Die Platinen montierte ich mit Abstandhülsen auf dem Montagebrett und sicherte alles mit einer 1 mm dünnen Plexiglasabdeckung. Als nächstes war die Verkabelung der Komponenten dran. In das Plexiglas habe ich einen Taster eingelassen und an einem Eingang des Arduino angeschlossen. Ein kleiner Lautsprecher kam an einen Ausgang des Arduino. Hierüber wird vor der Fütterung eine kurze Melodie abgespielt. Ein weiterer Ausgang wurde mit der Relaisplatine verbunden, um darüber den Motor zu schalten. Die Stromversorgung erfolgt über ein 5-Volt-Netzteil mit ausreichend Leistung, damit der Getriebemotor ohne Probleme läuft. Die Funktionalität habe ich vor der Montage und Verkabelung mittels einer fliegenden Verkabelung auf einem Experimentier-Steckboard getestet.
Über die kostenlose Entwicklungsumgebung von Arduino hatte ich trotz meiner nicht sonderlich fortgeschrittenen Programmierkenntnisse schnell ein kleines Programm gestrickt, welches den Fütterungstaster sowie spezielle Trigger-Pakete aus dem Netzwerk auswertet, um dann die Melodie und den Fütterungsvorgang zu starten. Auf dem Webserver eines bereits in meinem Netzwerk hängenden Dateiservers (NAS) installierte ich dafür ein PHP-Webformular mit einer Eingabemaske, worüber ich manuell oder automatisch über einen zeitgesteuerten Job die Pakete an den Arduino senden kann. Schöner wäre sicherlich ein kleiner Webserver direkt auf dem Arduino ohne Umweg über den Dateiserver gewesen. Dazu fehlten mir aber schlicht die Kenntnisse und die Zeit. Der Source Code für beide Skripte steht auf meinem Blog zum Download bereit. Sicherheitshalber muss für die manuelle Fütterung der Taster drei Sekunden gedrückt werden, damit die Katzen nicht irgendwann anfangen, sich selbst zu füttern.
Im Praxiseinsatz
Unsere Katzen haben den Fütterungsautomaten sehr schnell angenommen und rannten beim Ertönen der kurzen Melodie wie vom Blitz getroffen durch die Wohnung zum Futternapf. Außerdem können meine Frau und ich seit der Inbetriebnahme am Wochenende endlich wieder ausschlafen.
Nach acht Jahren täglichen Betriebes sieht man dem Automaten, insbesondere den Dosierflossen, die Arbeit und den dauernden Kontakt zum recht fettigen Trockenfutter schon an. Es gab jedoch nie Probleme oder sonstige Ausfälle. Auch heute noch bedient sich unsere verbliebene, siebzehnjährige Katze Tiger regelmäßig an der Apparatur.
Automat für Katzenfütterung (8 Bilder)
Ideen für den Nachbau
Im Laufe der Jahre habe ich viele Anfragen zum Aufbau der Futterstation bekommen. Es gibt inzwischen ein paar Dinge, die ich heute anders machen würde. Obwohl es für mich ein guter Einstieg war, würde ich statt der recht teuren Arduino-Lösung mit Netzwerkboard auf Alternativen setzen, die seinerzeit noch nicht verfügbar waren. So ließe sich die Logik ohne Probleme beispielsweise mit einem ESP8266-Mikrocontroller realisieren, der von Hause aus WLAN mitbringt und bereits für wenige Euro zu bekommen ist. Außerdem würde ich den Webserver direkt auf dem Mikrocontroller implementieren und nicht den Umweg über meinen Dateiserver wählen.
Die Plexiglasabdeckung sollte dicker sein, da sie durch das Betätigen des Tasters schon nach kurzer Zeit etwas eingerissen ist. Außerdem habe ich damals die Verbindungskabel direkt auf die Kontaktstifte der Boards gelötet – inzwischen würde ich für eine bessere Wartbarkeit entsprechende Stecker verwenden.
Zu guter Letzt sollte noch gesagt werden, dass wir uns bei längerer Abwesenheit trotz einwandfreier Funktion nie auf den Futterautomaten verlassen haben, sondern immer für ein Backup zum Füttern, zum Beispiel durch Familie oder Nachbarn, gesorgt haben. Das sollte man auch bei den recht teuren, kommerziell erhältlichen Futterautomaten immer im Hinterkopf behalten. (hch)
