Zum Inhalt

DogDoor, die vollautomatische Hundetür

Aus der Not heraus, keine Hundetür zu finden welche alle meine Anforderungen erfüllen konnte, entstand der Prototyp Dogdoor. Bei dieser Hundetüre wurde in erster Linie auf Funktionalität sowie Wärmedämmung Wert gelegt. Mit den vielen Features die nach und nach noch eingeflossen sind, übertrifft diese Hundetür bestimmt jede auf dem Markt erhältliche Tür für Hunde um Längen.

Die Entstehung der vollautomatischen Hundetür

Hat man eine Terrasse oder einen Garten ist es doch naheliegend seinem Hund die Freiheit zu geben, eigenständig rein oder raus zu gehen. Gerade wenn der Vierbeiner auch mal alleine zu Hause sein muss, schafft eine Hundetür mehr Komfort. Leider genügen die meisten Hundetüren auf dem Markt keinen besonderen Anforderungen. Sie sind schlecht gedämmt und haben einen unzureichenden Schutz vor Wind. Dazu klappern sie noch dermassen, dass sich manche Hunde gleich fürchten. Automatische Hundetüren, funktionieren so ziemlich alle nur mit einem Erkennungs-Halsband. Dies mag seine Vorteile haben, ist jedoch nicht für jeden Anwendungsfall geeignet.

Nach einer sehr langen Suche um eine geeigneten Hundetüre zu finden, wurde mir vor allem eines klar, und zwar was wir nicht wollen. Wir brauchen keine Hundetür die sich bei Wind selbstständig öffnet. Auch keine die im Winter den umliegenden Bereich zum Kühlschrank werden lässt. Und erst recht keine bei der die Hunde noch ein Sender-Halsband tragen müssen.

Die Anforderungen

Daraus wurde nun langsam klar wie die Anforderungen denn aussehen. Da die eine Hündin vor der ersten “Klappertür” Angst bekam, war klar, die Hundetür muss sich selbstständig öffnen. Weil die Hunde auch mal alleine sind, sollte man die Türe von unterwegs über ein Webinterface steuern können. Aufgrund der Dunkelheit im Winter, ist ein kleine Beleuchtung sinnvoll. Hunde mögen ein paar Geräusche im Hintergrund, daher wird noch ein Radio eingebaut. Die Kamera von Instar welche wir zuvor schon hatten um zu sehen was die Hunde alleine so treiben, soll ebenfalls integriert werden. Ganz wichtig ist mir auch die Wärmedämmung, diese soll mindestens einem Fensterrahmen entsprechen. Zu guter letzt kamen noch einige Gedanken ins Spiel um die Stromversorgung. Was wenn der Strom mal ausfallen sollte? Lieber kein Risiko eingehen, daher gleich auf eine USV-Lösung setzten.

Also los geht’s!

Komponenten der Hundetür

automatische Hundetür Elektronik

Erst dachte ich ja noch an einen Mikrocontroller wie den Arduino uno. Doch spätestens nach der Entscheidung ein Webinterface zur Steuerung zu verwenden, war klar es muss ein Einplatiner her. Die Entscheidung fiel dann auf einen Raspberry Pi Zero. Wobei ich ein paar Hürden hätte umgehen können mit einem B+ oder aber bereits mit dem neuen Zero W. Doch im Nachhinein ist man immer schlauer.

Ursprünglich sollte die Hundetür als eine Hebetür funktionieren. Sich also nach oben hin öffnen. Nur leider bin ich da beim Versuch eine saubere Abdichtung zu kreieren gescheitert. Die Entwicklung der Mechanik wäre einfach zu aufwändig gewesen für ein Einzelstück. Daher wurde daraus letztendlich eine gewöhnliche Schwenktür.

Automatische Hundetür

Was die Software der Steuerung betrifft, war es für mich naheliegend auf bekannte Komponenten zurück zu greifen. Mit Python als Programmiersprache kam auch Flask für das Webinterface zum Einsatz. Abgerundet mit etwas Javascript bzw. jQuery und dem Frontend-Framework Bootstrap war das Web-UI auch recht schnell erstellt. Etwas mehr Zeit kosteten mich da die Funktionen zum automatischen Modus der Hundetüre. Oberstes Gebot war dabei natürlich die Sicherheit, damit in keinem Fall ein Hund eingeklemmt werden könnte.

Komponenten Überblick

Die Halterung um den Motor der Hundetür zu befestigen ist eine Eigenkonstruktion. Ebenso die Türe selber die aus einer 5mm Acrylglasplatte und einer Hartschaumplatte im Verbund besteht mit einem Zwischenraum von 3mm. Damit, und mit einer doppelten Dichtungsstufe erreichte ich gemessen den selben Dämm-wert wie am angrenzenden Fensterrahmen.

Features der Hundetüre

Vollautomatische Hundetür DogDoor

  • Bedienung über Webinterface.
  • Nebst offen/zu drei automatische Tür-Modi (rein/raus, nur rein, nur raus).
  • Integriertes Licht, manuell oder automatisch.
  • Integrierter Radio.
  • Einbindung einer externen Kamera.
  • USV – Notstromlösung.
  • Wärmedämmung entspricht der, der Fensterrahmen.

Webinterface

Über das Webinterface lässt sich die Hundetür steuern. Dies sowohl per Desktop wie auch am Smartphone. Auf Android sowie IOS lässt sich eine Website auf dem Startbildschirm abspeichern, wodurch die Steuerung wie eine App aufgerufen werden kann. Um auch ausserhalb des heimischen Netzwerks darauf zugreifen zu können, muss eine DDNS (Dynamic Domain Name System) eingerichtet werden. Dies unterstützen so ziemlich alle aktuellen Router.

Herzstück des Webinterface ist das Microframework Python Flask. Damit wird die Website ausgegeben und Befehle können übertragen werden. Für die Darstellung und die Funktionalität im Browser sorgen Bootstrap und jQuery. Damit ersparte ich mir einiges an Aufwand bei der Entwicklung.

Tür-Modi

Die Hundetür lässt sich per Webinterface öffnen und schliessen. Darüberhinaus gibt es drei automatische Einstellungen. Zwei PIR-Sensoren erkennen den Hund innen oder aussen, wodurch die Hundetür entweder in nur eine Richtung, oder aber in beide Richtungen öffnet. Die Bewegungs-Sensoren sind Softwareseitig auch Bestandteil des Sicherheitskreises. Die Tür kann nur schliessen, wenn beide Sensoren keine Bewegung erkennen. Als letzte Sicherheitsstufe wird noch die Last des Motor-Treibers überwacht um bereits bei möglichst geringer Überlast, den Schliess-Prozess abzubrechen.

Licht manuell und automatisch

Versteckt am Gehäuse ist ein LED-Streifen angebracht, welcher über ein Relais geschaltet wird. Die automatische Einstellung lässt das Licht bei Sonnenaufgang automatisch ausschalten und erst bei Sonnenuntergang wieder einschalten. Dafür sorgt die Python Bibliothek PyEphem. Ein einfaches Beispiel auf Github.

Radio

Ein kleiner HiFiBerry MiniAMP sorgt für den Audioausgang. Per MPD/MPC wird der Stream eines Internetradio-Senders abgespielt.

Externe Kamera

Die steuerbare Kamera ist oberhalb der Hundetür angebracht und ermöglicht somit auch einen Blick auf die Tür. Instar hat eine Recht gute App um Kameras zu bedienen. Dennoch integrierte ich eine einfache Ansicht in die DogDoor-App. Die Kamera muss nicht permanent laufen, sie kann über die Steuerung der Hundetür an- und ausgeschalten werden.

Notstrom USV

Hundetür Netzteil USV Notstrom

Als Netzteil für die Hundetür wählte ich bewusst eines, welches ein Batterie-Backup ermöglicht. Eine kleine AGM-Batterie (8 Ah) ermöglicht den weiteren Betrieb auch wenn der Strom ausfällt. Dies ist ebenfalls wichtig für den Raspbberry. Verliert dieser plötzlich die Stromverorgung, kann das Image auf der Speicherkarte beschädigt werden. Der kleine eingebaute MoPi überwacht die Spannung der Stromversorgung. Sinkt diese unter einen vorgegebenen Wert, was im Batteriebetrieb bei einem längeren Stromausfall der Fall ist, wird das System sauber heruntergefahren. Dabei kann vorgegeben werden ob die Türe offen oder zu bleiben soll. Der MoPi bringt noch eine praktische Funktion mit sich, er besitzt einen Knopf mit dem sich das System manuell sauber hoch- und runterfahren lässt.

Technische Details der Hundetür

Sicherheit

Das schliessen der Hundetür erfolgt in einer Schleife, welche solange ausgeführt wird wie kein Bewegungsmelder ein Signal gibt und keine Überlast des Motors gemessen wird. Sollte also im schlimmsten Fall eine Bewegung nicht rechtzeitig erkannt werden, stoppt die Hundetür spätestens dann wenn der Motor zu viel Last hat. Die Türe öffnet sich dann sofort wieder und geht im nächsten Versuch langsamer zu.

Die Überlast bekommt ein Arduino Nano mitgeteilt, da ein Raspberry keine Analogen Eingänge hat. Man hätte auch einen MPC3008 einsetzen können.

Motortreiber

Der IBT_2 mit zwei BTS7960B H-brücken ist an dieser Stelle natürlich etwas überdimensioniert mit seinen 43 Ampere Spitzenleistung. Jedoch lässt er sich wunderbar über PWM ansteuern und bietet für jede Richtung einen Pin mit Status-Mitteilung. Eben um eine Überlast erkennen zu können.

Radio

Zur Wiedergabe des Live-Streams verwende ich den MPC um damit den MPD Server zu steuern. Per subprocess.call() werden die nötigen Komandos aus Python heraus abgesetzt.

Das Gehäuse

Hundetür Steuerungskasten CAD Model

Das Gehäuse der Hundetür entstand erst am CAD als 3D-Modell. So konnte ich gleich sehen ob es mit der Aufnahmeplatte der Elektronik harmoniert und alles rein passt was darin untergebracht werden soll. Entfernen kann man die Abdeckung ohne Werkzeug indem man sie nach oben schiebt.

Software

Die Software ist in Python geschrieben und Modular aufgebaut. Bislang habe ich sie noch nicht veröffentlicht. Mal sehen ob ich sie später mal auf Github stelle.

 


Probleme

Audio

Der Live-Stream des Internetradios ist öfters mal abgebrochen. Daher hatte ich eine Kontroll-Schleife angelegt welche überprüft ob der Radio noch läuft

Motor-Überlast-Erkennung

Der Schwellenwert soll ja möglichst niedrig sein um ein Einklemmen möglichst schnell zu erkennen. Falsche Signale sind jedoch auch nicht gut weil die Hundetür dann unnötig wieder öffnet statt zu schliessen. Da der Motor beim Starten eine Stromspitze erzeugt, muss dieser Zeitraum übergangen werden. Entweder man lässt allgemein etwas Zeit, zB. 0.2s vergehen vor dem Alarm, oder man teilt dem Sensor, in diesem Fall dem Arduino, mit wann der Motor startet.

Leider bekomme ich auch ab und an weit nach dem Start unerklärliche Lastspitzen. Was womöglich daran liegt dass der Linearmotor nicht optimal für diesen Anwendungsfall ist.

Veröffentlicht inProjekte

7 Kommentare

  1. Hans-Jürgen HübnerHans-Jürgen Hübner

    Ich habe zwar keinen Hund aber das hört sich preislich nach einer super Ferienwohnung für Hunde an….

    • Danke für Ihr Feedback Herr Hübner. Überlegen Sie sich doch mal einen Hund anzuschaffen, zB. so eine kleine lustige Bulldogge 🙂
      Kann ich nur empfehlen – Der süsse Blick, die bedingungslose Liebe und das blinde Vertrauen – sowas bekommen Sie halt nur von einem Vierbeiner. Da spielen Kosten dann keine Rolle mehr, sei es eine Hundetür oder auch eine Ferienwohnung. Der Hund bekommt einfach alles. Selbst das Gesabber, Geschnarche und Gefurze wird verziehen und sogar das beste Fleisch wird geteilt. Tja so läuft das halt mit Hunden ;))

  2. Ralf AckermannRalf Ackermann

    Hallo yves
    Funktioniert diese Türe auch bei extrem schnellen Hunden? Wir sind stolze Besitzer zweier whippets?
    Liebe Grüsse
    Ralf

    • Hallo Ralf
      die Hunde müssen schon lernen an die Tür zu laufen und kurz zu warten bis sie geöffnet ist. Einen solch schnellen Motor, dass Deine Hunde vollgas durchrennen können, wird man nicht finden. Unsere Hunde haben sich gut daran gewöhnt ca. 2.5 Sekunden zu warten, nur wenn sie überdreht sind rennen sie auch mal gegen die noch geschlossene Tür – Bullys halt. Sie versuchen auch immer wieder gleichzeitig durchzupassen 🙂
      Liebe Grüsse
      Yves

  3. Hans-Jürgen HübnerHans-Jürgen Hübner

    Sehr geehrter Herr Hundeflüsterer
    Ich habe Ihre Ausführungen mit Grossem Interesse tur Kenntnis genommen aber mit der Auswahl Ihrer Hunderasse habe ich nicht so gute Erfahrungen gesammelt… Begründung: ein sottiger Hund hat mal meine Salami weggefressen….
    Hochachtungsvoll
    H.J.Hübner

  4. Otto MayerOtto Mayer

    Alles gut und schön – wo kann ich eine solche Hundetür kaufen ?????

    • Bislang existiert lediglich ein erster Prototyp der Hundetür. Zu kaufen gibt es sie leider noch nicht.

Schreibe einen Kommentar

Deine E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht. Erforderliche Felder sind mit * markiert.

Neueste Beiträge

Themen: