Katzenfütterungsautomat mit Arduino-Mikrocontroller

Seit acht Jahren unterstützt uns bei der Fütterung unserer Katzen ein Automat, der auch über das Internet steuerbar ist. Ausgefallen ist er dabei noch nie.

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Inhaltsverzeichnis

Am Wochenende ausschlafen, wenn im Haushalt hungrige Stubentiger wohnen? Unmöglich. Da wir unsere Katzendamen Tiger und Scully in der Woche immer vor der Arbeit um 7 Uhr fütterten, forderten sie auch am Wochenende lautstark ihre Futterration von uns "Dosenöffnern" ein. Da ich noch einen Arduino Uno herumliegen hatte, war die Idee eines Katzenfütterungsautomaten geboren. Das ist inzwischen acht Jahre her und die Maschine arbeitet bis heute.

Folgende Bedingungen sollte die Lösung erfüllen:

  • manuelle Fütterung per Taster direkt am Automat
  • manuelle Fütterung über das Netz per Weboberfläche
  • vollautomatische Fütterung zu festen Uhrzeiten
Kurzinfo
  • Konstruktion eines Fütterungsautomaten
  • Steuerung mit Arduino, Relais und Ethernet-Shield
  • EInbindung in Dateiserver

Checkliste

  • Zeitaufwand: ein Wochenende
  • Kosten: 120 Euro (Stand 2012!)
  • Programmieren: Grundkenntnisse Arduino
  • Löten: Grundkenntnisse

Material

  • Arduino Uno
  • Netzwerkboard
  • Relaisplatine
  • Getriebemotor
  • Wellenkupplung
  • Müslispender
  • 5-Volt-Netzteil
  • Taster
  • HT-Rohre (DN50)
  • Holz
  • Plexiglas
  • Kleinteile wie Abstandstandshalter, Schrauben, Kabel, Kabelbinder

Begonnen habe ich mit der Mechanik. Dafür suchte ich lange nach einer günstigen, aber robusten und wartungsfreien Möglichkeit, um das Trockenfutter zu dosieren. Die Futterpellets sind etwa fünf bis sechs Millimeter groß und sollten den Automaten nicht verstopfen oder blockieren. Ich landete schließlich bei sogenannten Müsli- oder Cerealienspendern, wie sie häufig in Hotels oder Frühstückcafés stehen, damit die Gäste darüber ihre Cornflakes oder das Müsli dosieren können.

Hierbei handelt es sich meistens um durchsichtige Behältnisse in unterschiedlichen Bauformen, die von oben befüllt werden. Unten findet sich ein großer Drehgriff, der über eine Kunststoffachse mit einer dicken Gummiflosse im Behälter verbunden ist. Dreht man diesen Griff, fällt der Inhalt nach und nach aus dem Spender. Bei der Wahl des Spenders habe ich auf eine gerade Bauform geachtet, da diese im Gegensatz zu einer trichterförmigen Form die Montage etwas erleichtert. Derartige Spender findet man im Handel für ca. 20 bis 30 Euro.

Da die Halterung des Müslispenders für meine Zwecke nicht nutzbar war, habe ich die ganze Technik auf eine Holzplatte montiert. Holzbearbeitung ist nicht gerade mein Lieblingsbetätigungsfeld, also holte ich meinen Vater dazu, der in solchen Fällen gerne einspringt und mir eine Holzkonstruktion mit Fuß und einer Montageplatte mit den Maßen 50 × 70 cm baute.

Die Montage des Müslispenders lief dann einfacher als gedacht. Dazu legte ich den Spender auf das Montagebrett und fixierte ihn rechts und links mit insgesamt vier Winkel mit bereits vorgebohrten Löchern. Durch die Löcher der jeweils gegenüberliegenden Winkel zog ich Kabelbinder und zurrte den Spender am Brett fest. Dabei musste ich darauf achten, dass sich der Drehgriff auf der rechten Seite befindet, da ich dort den Motor anbringen wollte. Am unteren Ausgang des Spenders befestigte ich mittels einer kurzen Gewindestange ein 50 mm dickes, leicht abgewinkeltes PVC-Rohr, damit das aus dem Dispenser fallende Futter im Napf landet und nicht durch den ganzen Raum schießt.

Glücklicherweise war der Drehgriff am Müslispender nur geklebt. So konnte ich ihn mit Hilfe eines Seitenschneiders und eines scharfen Messers von der Kunststoffachse entfernen. Als Ersatz für den Griff fand ich im Elektronikhandel einen kleinen aber leistungsstarken Getriebemotor für etwa acht Euro. Ich achtete darauf, dass der Motor mit 5 Volt betrieben werden kann, da ich diese Spannung auch für den Arduino brauchte und mit nur einem Netzteil auskommen wollte.

Aber wie sollte ich nun die Achse des Motors mit der Achse vom Müslispender verbinden, zumal die Achse des Spenders 5 mm dick und die Achse des Motors 7 dick mm ist? Immerhin findet hier schon eine recht ordentliche Kraftübertragung statt. Von einem befreundeten Modellbauer erfuhr ich, dass sogenannte Wellenkupplungen dafür bestens geeignet sind. Diese gibt es für wenige Euro, aus Aluminium in verschiedenen Größen und für unterschiedliche Achsenstärken. So konnte ich mit einem weiteren Metallwinkel den Motor auf das Montagebrett montieren und über die Wellenkupplung mit der Achse des Spenders verbinden. Erste Tests mit einem direkt an dem Motor angeschlossenen Netzteil liefen erfolgreich, das Futter kam in kleinen Dosen unten aus dem Spender.

(Quelle: Jan Klomp)