Всем привет, меня зовут Саша и у меня не так давно появилась кошка. Как известно, кошка в доме появляется не одна, а с лотком. Лоток обычно ставят в туалете (запах, сами понимаете) и я не стал исключением. И вот после этого я столкнулся с проблемой…
Проблема
Чтобы кошка могла сходить по своим делам в лоток (а не куда придется) дверь в туалет должна быть приоткрыта. Если после посещения уборной забыл про это — могут быть проблемы. Хорошо, если ты остался дома и кошка мяукнет. Хотя моя почему-то так не делает, а просто решает найти себе новый туалет…
В общем появилась у меня еще одна тревога — забыть приоткрыть дверь.
А помимо меня (и кошки) в доме еще есть жена, ребенок, тёща. Иногда приходят друзья, приезжают родственники. И им тоже необходимо объяснять о том, что дверь в туалет нужно оставлять приоткрытой.
Варианты решения
Идею с выпиливанием в двери небольшого прохода я отмел сразу т.к. не хочу портить дверь.
Временным решением было установить на дверь защиту от защемления, которая осталась с тех времен, когда ребенок был маленький.
Это позволило защититься от случайного закрытия двери проходя рядом, но добавила лишних телодвижений: при посещении уборной нужно защиту снять, а после выхода обратно установить на дверь. Неудобно.
Первым делом я стал думать в сторону автоматизации и умного дома, но … не встретил варианта который бы мне понравился. Существует интересный датчик открытия двери с датчиком света от Ксяоми. Казалось бы — вот то, что нужно! Но я не нашел нужного мне сценария автоматизации. К тому же для этого датчика нужен хаб. И что-то для оповещения именно в квартире т.к. просто уведомление мне на телефон не подходит — я могу находится не дома, а ��вонить домой со словами “дорогая, кто-то забыл приоткрыть дверь для кошки” не очень красивое решение.
Мне кажется с этой проблемой должно справляться простое устройство, не требующее ни хабов, ни интернетов, ни моего участия. Такое, которое я мог бы поставить даже своей бабушке. Такого я не нашел и поэтому решил сделать сам.
Первый прототип
Имеем ТЗ: сделать устройство, которое будет следить за дверью и за светом, если дверь закрыта и свет выключен — истошно кричать подавать звуковой сигнал.
Зачем следить за светом? Чтобы устройство не срабатывало, когда вы сами пойдете в туалет и закроете дверь. Благо привычка выключать свет выходя из туалета приобретена уже давно.
Сделать я решил на базе платы Arduino т.к. есть небольшой опыт работы с ней.
Получается нужно понимать: 1) включен ли свет и 2) приоткрыта ли дверь. Если с первым проблем никаких и решается простым фоторезистором, то со вторым пришлось поэкспериментировать.
Первое, что мне пришло в голову, так это использовать ИК датчик препятствий.
Что понадобилось: Arduino Nano, фоторезистор, резистор 10 кОм, датчик препятствий, зуммер (попросту пищалка), батарейный блок (АААх3) и выключатель.
Корпус напечатал на 3Д принтере. Получилось вот такое устройство:
Расположил устройство на двери с помощью усиленного многоразового двустороннего скотча. Сначала были опасения не отвалится ли, но по факту держится очень хорошо и когда понадобилось снять пришлось приложить немало усилий.
Немного поигравшись с настройкой чувствительности датчика препятствий все заработало! Но радость была недолгой — примерно через день сели батарейки.
Второй прототип
После этого стало понятно, что нужно что-то делать с энергопотреблением.
Стал изучать тему с засыпанием Arduino и понял, что для экономии мне нужно добавить датчик вибрации. Его часто используют в охранных системах.
Идея такова: кто-то трогает дверь (открывает или закрывает) — срабатывает датчик вибрации — Ардуино просыпается. После нескольких с��кунд работы снова засыпает.
Идея оказалась рабочая и теперь устройство проработало … около месяца и батарейки опять кончились.
Третий прототип
Следующая идея — заменить датчик препятствия и датчик вибрации на простой микропереключатель (или просто микрик).
Смысл такой: при закрывании двери микрик нажимается дверной коробкой и устройство оживает. Идея мне очень понравилась, устройство стало проще, правда времени жизни на одних батарейках осталось плюс-минус тем же…
Честно говоря на этом этапе у меня уже начали опускаться руки т.к. больше идей как экономить энергию не было, а менять батарейки каждый месяц сомнительное удовольствие.
Разработка своей платы и четвертый прототип
На помощь мне пришел мой давний хороший друг Алексей, который силен в схемотехнике. Он предложил сделать свою плату на простых компонентах не прибегая к помощи микроконтроллера.
Удивительно, но самым сложным оказалось реализовать прерывистый затухающий сигнал на зуммере. Было несколько вариантов, но мы остановились на использовании операционных усилителей для реализации затухающего сигнала (приятно звучит). Ес��и кому-то интересна схемотехника, то рекомендую видео, где приведена схема похожего устройства и объясняется весь принцип работы.
Через н-ое количество времени схема была готова и на моделировании все работало как надо. Осталось заказать платы. Если раньше процесс заказа был прост, то в нынешних реалиях пришлось потратить много усилий, чтобы найти китайскую фабрику которая работает с нашей страной.
Заказать я хотел сразу с установленными компонентами, чтобы можно было просто припаять 4 провода, установить батарейки и оно работало.
Усилия не прошли даром и через полтора месяца долгожданные платы к нам пришли.
И вот устройство собрано, провода припаяны и … оно не работает 🙁
Точнее работает не так как ожидалось. Видно, что фоторезистор срабатывает, но зуммер не выдает нужный сигнал. Тут то мы и поняли, что моделирование это одно, а суровая реальность это другое. Капитулирен? Нихт!
Новая плата и пятый прототип
В новой версии мы решили отказаться от операционных усилителей и сложного сигнала на зуммере, а сделать схему на основе таймера NE555 и использовать активный зуммер. Для этого пришлось перейти на питание 6 В и на батарейки CR2032 (“таблетки”).
На этот раз перед заказом плат мы собрали на столе макет и проверили на практике работу — все работало как надо.
Также удалось еще немного уменьшить габариты платы и, соответственно, устройства. Далее уже по привычной схеме — заказываем платы, чуть более месяца ожидания и они у нас.
Снова собираем, устанавливаем, проверяем и … оно работает!
Энергопотребление в режиме работы (при закрытой двери и включенном свете) составило около 0,15 мА, что очень хорошо. Время работы от одних батареек при использовании по 2 часа в день по расчетам около 3-х лет! Более чем достаточно.
Итог
В результате с 5-й попытки нам удалось сделать рабочее устройство. Прожив с ним какое-то время, могу сказать, что оно пригождается чуть ли не каждый день.
Устройство назвали WCat (от WC — туалет и Cat — кошка).
Кому интересна дальнейшая судьба этого устройства, приглашаю в наш телеграм-канал. Спасибо за внимание!
