Automatic Door for the Cat – with HC-SR501 motion detector, without arduino


Komplexe Projekte lassen sich auch ohne Arduino realisieren. Hier habe ich mit zwei HC-SR501 Infrarot-Bewegungsmeldern eine automatische Tür gebaut.

Zum Öffnen der Tür verwende ich einen Linearmotor. Der hier ist von Aliexpress, wie eigentlich alles andere auch, und hat Endschalter. Das heißt, wenn er an einem Ende ankommt, hält er einfach an.
Außerdem kommen zwei Infrarot-Bewegungsmelder zum Einsatz, die in China nicht mal einen Euro kosten. In der Beschreibung gibt es die Links.
Außerdem brauchen wir ein Relais mit 2x-um-Schalter, einen NPN-Transistor, eine Diode, und einen Widerstand.
Weil das Ausgangssignal der Bewegungsmelder nicht kräftig genug ist, um das Relais zu schalten, verwenden wir den Transistor als Verstärker.
Die Diode Soll den Rest der Elektronik vor Spannungsspitzen schützen, die das Relais produziert. Auf der Schaltseite wird das Relais ebenfalls mit Plus und Minus verbunden. Im Ruhezustand liegt die Spannung an den letzten beiden Pins an.
Wenn einer der Bewegungsmelder eine Bewegung erkennt und eine Spannung ausgibt, schaltet das Relais und die Spannung liegt an den vorletzten Pins an. Wenn wir diese überkreuz mit den letzten Pins verbinden, kehrt sich dort die Polarität um und der Linearmotor läuft in die andere Richtung, bis er am Endstopp stehen bleibt.
Wenn nach der am Bewegungsmelder eingestellten Zeit das Signal wieder wegfällt, schaltet das Relais zurück, die Polung des Motors wird wieder umgekehrt und er fährt in die Anfangsposition zutück.
Die Elektronik wird am Relais fliegend verdrahtet. Der Transistor kommt zwischen den Plus-Pin der Spule und den gemeinsamen Anschluss (COM) des Schaltteils, das wird später der Minus-Anschluss. Mit der Diode werden die beiden Pins der Spule verbunden, und das eine ende verbinden wir direkt mit dem Schaltteil, da wird später der Pluspol des 12v Netzteils angeschlossen.
Mit dem abgezwackten Ende der Diode baue ich schon mal eine Hälfte der Überkreuz-Schaltung. Die andere Hälfte mache ich mit einem Kabel.
Hier wird das Netzteil angeschlossen, und an den letzten Pins der Motor.
Ich habe mich entschieden, zwei Widerstände zu verwenden, für jeden Bewegungsmelder einen. Der Wert ist weitestgehend egal, meine haben 510 Ohm.
Und jetzt fängt es langsam an, chaotisch zu werden. Das Kabel vom Netzteil isoliere ich mittendrin ab, um hier die Spannungsversorgung für die Bewegungsmelder abzuzweigen.
Wenn jetzt der Bewegungsmelder eine Bewegung erkennt, gibt er am Ausgang +5v aus, damit wird über den Transistor das Relais geschaltet und die Polung des Motors umgekehrt. Der fährt aus, bis er am Ende einfach anhält.
Wenn jetzt nach einiger Zeit der Bewegungsmelder seine +5v wieder abschaltet, die Zeit kann man an einem der beiden kleinen Potis einstellen, schaltet das Relais die Polung wieder zurück, und der Linearmotor fährt sich wieder ein, bis er wieder in der Endposition stehenbleibt. Und damit ist die Elektronik eigentlich fertig.

An der Tür baue ich das Schloss aus, denn wenn das einschnappt, kann ich mir ja den ganzen Rest sparen. Einen Ersatz wird mit Sketchup konstruiert und mit dem 3d-Drucker gedruckt.
Auf die gleiche Weise produziere ich noch die Befestigungen für den Linearmotor.

Die STL-Dateien

Auf ein etwa 20cm langes Stück Leiste schraube ich an einem Ende die Befestigung für den Motor und am anderen Ende ein Scharnier.
Auf der anderen Seite der Leiste kommt ein starker Topfmagnet dran. Das andere Ende des Scharniers wird an die Tür geschraubt, daneben ein Lochblech als Gegenstück zu dem Magneten.
Das andere Ende des Motors kommt mit einer Holzplatte an die Unterseite des Türrahmens.
Durch die Konstruktion mit dem Scharnier und dem Magneten kann man die Tür auch manuell öffnen.
Jetzt muss noch die Elektronik vor Ort installiert werden. Übrigens kann man unter der lichtdurchlässigen Kappe des Bewegungsmelders ablesen, wie die Pins belegt sind.
Das mag jetzt sehr durcheinander aussehen, das liegt daran, dass es das auch ist. Vielleicht hätte ich doch eine Platine bauen sollen.
Im Prinzip funktioniert es, aber der Bewegungsmelder außerhalb der Kammer nimmt die sich schließende Tür als Bewegung wahr und macht sie direkt wieder auf. Also bekommt er noch „Scheuklappen“, um den Blickwinkel einzuschränken.
Und jetzt kann der Kater nach draußen, wann immer er möchte.

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