Friday, May 18, 2012

Distributeur de croquettes pour chats

Avoir des animaux de compagnie est souvent source de contraintes : Il faut qu'ils aient, eux aussi, de la compagnie ! Et c'est d'autant plus vrai lors des week-ends où l'on voudrait prendre le large.

Beaucoup de chats se suffisent à eux même et peuvent rester seul pendant quelques jours : ils vivent d'amour (des croquettes en quantité suffisante) et d'eau fraîche (un évier rempli d'eau par exemple). La situation se complique lorsque les chats sont gloutons : les miens. Ils ne se régulent pas et se goinfrent littéralement.
La solution parait simple ; Il existe sur Amazon des distributeurs automatiques dont le prix est prohibitif (près de 100€) et dont l'efficacité est fort douteuse. Certains commentaires parlent de produits HS au bout de 3 mois, d'autres que les croquettes ne sont pas forcement adaptées et bloquent l'appareil. Étant grand fan de robotique, de DIY, et de hacking, je me suis donc lancé, il y a un peu moins d'un an, dans la création d'un distributeur de croquettes. Laissez-moi vous présenter mon aventure.

Cahier des charges

Je me suis fixé un certain nombre de contraintes : 
  • Les croquettes doivent être dosées de manière suffisamment précise pour permettre une distribution à intervalles réguliers (3 à 4 fois par jour) sans risque de distribution erratique
  • Utiliser un Arduino
  • Ne pas dépasser 60€ en réalisation (Les heures de travail ne seront pas comptées !)
En tant que lecteur régulier de Hack-a-Day, j'ai vu passer au cours de ces derniers mois différentes réalisations, du lecteur CD qui ouvre une trappe au tube de colle UHU qui leve des croquettes en passant par la traditionnelle roue. Design que j'avais choisi dès le début. J'avais repéré dans un bazar à coté de chez moi un distributeur de céréales : cela répondait parfaitement à mes attentes. 
Le prix le plus bas que j'ai trouvé pour ce type d'ustensile est de 18€, peu importe le design et les finitions. D'ailleurs, sans ce projet, je n'aurais jamais mis une telle somme dans quelque chose d'aussi cheap !
Les pales du distributeur sont dans une sorte de caoutchouc rigide, qui supportent bien le passage des croquettes, et l'axe est de la même taille que les tiges d'aluminium qu'on peut trouver dans les magasins de bricolage.
En revanche, lorsque le distributeur est rempli de croquettes, la force nécessaire pour actionner les pales est considérable ! C'est ce qui m'a posé le plus de problème au cours de ce projet !

A table !

Les croquettes pèsent lourd et ont la fâcheuse tendance de se coincer dans le distributeur. Il faut énormément de couple pour réussir à faire tourner l'axe.
Je me suis d'abord tourné vers une boite de vitesse Tamyia, la Tamiya 72005 6-Speed Gearbox Kit. Selon les spécifications, la boite de vitesse offre un rapport de 1300:1, avec une vitesse de 7 tours par minutes, et un couple de 226 mN/m. N'ayant que de très vagues notions de mécanique, je n'ai aucun référentiel pour mesurer ce couple.
J'ai donc commencé par utiliser cette boite de vitesse, surtout parce qu'elle ne coutait pas cher (moins de 15€ !) contre plus de 30 pour les moteurs avec boite de vitesse intégrées. J'ai utilisé un pont en H à base de L298N pour la piloter.
Cependant, la petite boite de vitesse en plastique a vite montré ses limites : à vide, aucun souci, mais en chargeant le distributeur au quart de ses capacités, le moteur peine, et finit par se bloquer. J'ai dû ruser en créant une sorte de double fond pour éviter que toutes les croquettes ne reposent sur le moulin.
J'ai pu réaliser plusieurs week-ends de distribution sans problème. Mais je ne partais pas l'esprit tranquille car au cours de mes essais, il m'est arrivé plusieurs fois que le moteur se bloque, sans retour possible. Une chance, les distributions se sont passées sans encombres lorsque j'en ai eu besoin.
La version 1.0 avec boite de vitesse Tamiya

Il y a peu, j'ai découvert qu'Ikea vendait un tournevis électrique pas cher : le FIXA 3.6V, à 8.99€. Moins cher que la boite de vitesse Tamiya, et beaucoup moins cher que les solutions toutes intégrées. Banco, j'achète !
Arrivé à la maison, je l'ouvre, le montage est simplissime : un circuit de recharge de batterie Li-Ion, une batterie Li-Ion, et un interrupteur trois positions. Premiers essais de couple sur une vis, c'est beaucoup mieux que la boite de vitesse Tamiya, mais peut-être un peu rapide avec ses 120 tr/min. Au pire, ça ne tournera pas longtemps ! J'ai donc réalisé un axe en aluminium, en le limant de manière à avoir un embout pour le tournevis. Les premiers essais furent fantastiques ! Même avec le réservoir rempli à bloc, le moteur tourne à la vitesse nominale. En 4 secondes, j'avais distribué l'équivalent de deux semaines de nourriture ! J'ai mon moteur, et à un prix défiant toute concurrence : Merci Ikea !

Résultat

Grâce à Ikea, le resultat est d'excellente facture : les distributions se font en quelques dixièmes de seconde. La vitesse de rotation du moteur un peu trop importante projette des croquettes un peu partout, mais les chats passent vite derrière faire le ménage !
Je développerais plus en détails mes solutions techniques dans une serie de post à venir.

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