build Allgemeines

Systemstrukturplan

Deutsch Das Projekt wird prinzipiell in zwei große Teile gegliedert – Software und Hardware. Software-seitig wird hier die App mittels Cloudserver und das Ansteuerungsprogramm für den Microcontroller benötigt. Die Hardware besteht prinzipiell in der Veränderung der Klappe. Dazu muss der Motor mittels H-Brücke angesteuert werden, welche wiederum das Signal manuell oder über die NFC-Antenne bekommen soll.

English The project is basically divided into two large parts - software and hardware. On the software side, the app is needed via the cloud server and the control program for the microcontroller. The hardware consists in principle in the change of the flap. For this purpose, the motor must be controlled by means of an H-bridge, which in turn should receive the signal manually or via the NFC antenna.

sync Umsetzung

Hardware

Deutsch Für die Hardware sind mehrere Komponenten notwendig: Einerseit eine H-Brücke, mit welcher der Motor der Tierklappe angesteuert werden kann und andererseit einem NFC-System, welches für die Erkennung des Tieres zuständig ist.
Für die Tierklappe selbst wurde ein fertiges Modell herangezogen. Der Schließmechanismus bei dieser funktioniert mittels Lichtsensors. Dadurch öffnet sich die Klappe wenn genügend Licht vorhanden ist und schließt sich, wenn die Lichtstärke zu gering ist. Der Lichtsensor soll durch die NFC-Antenne ersetzt werden, welche die Nähe des Haustieres registriert, wodurch sich die Klappe zukünftig öffnen soll. Schließen soll sich diese nach einer gewissen Zeit unter der Bedingung, dass das Tier außerhalb der Reichweite ist und sich nichts zwischen der Klappe befindet.

English Several components are necessary for the hardware: On the one hand, an H-bridge, with which the motor of the animal flap can be controlled and on the other hand an NFC system, which is responsible for the recognition of the animal.
For the animal flap itself was used a ready-made model. The closing mechanism of the flap works by means of a light sensor. Thus, the flap opens when there is enough light and closes when the light intensity is too low. The light sensor is to be replaced by the NFC antenna, which registers the pet's proximity, causing the flap to open in the future. It is supposed to close after a certain time, provided that the pet is out of range and there is nothing between the flap.

memory Mikrocontroller

ESP32

Deutsch Der ESP32 ist ein 32-Bit-Mikrocontroller. Er stellt diverse Peripherieschnittstellen wie beispielsweise mehrere UARTs, SPI-, CAN- und I²C-Schnittstellen zur Verfügung. Zudem weist er ein integriertes WLAN (= drahtloses Lokal-Netzwerk) auf, welches auch Bluetooth unterstützt. Im Projekt wird der ESP32 als Schnittstelle aller Komponenten eingesetzt. Über Bluetooth stellt er die Verbindung zur App sicher. Mittels den SPI-Schnittstellen kommuniziert der Mikrocontroller mit dem RFID-Responder RC522. Die I²C-Schnittstellen werden verwendet um die H-Brücke TLE5209-2SA zu steuern.

English The ESP32 is a 32-bit microcontroller. It provides various peripheral interfaces such as several UARTs, SPI, CAN and I²C interfaces. It also has an integrated WLAN (= Wireless Local Area Network), which also supports Bluetooth. In the project, the ESP32 is used as the interface for all components. It ensures the connection to the app via Bluetooth. The microcontroller uses the SPI interfaces to communicate with the with the RFID responder RC522. The I²C interfaces are used to control the H-bridge TLE5209-2SA.

memory H-Brücke

TLE8209-SA

Deutsch Das Bauteil TLE8209 ist eine H-Brücke, welche von Infineon hergestellt wurde. Die H-Brücke kann sowohl in SPI, als auch im Status-Flag mode angesteuert werden, wobei sie in unserem Fall mittels SPI angesteuert wird. Verwendet wird das Bauteil für die Steuerung des Motors, sodass dieser sich in beide Richtungen dreht und sich die Klappe dadurch öffnen und schließen kann.

English The component TLE8209 is an H-bridge, which was manufactured by Infineon. The H-bridge can be controlled both in SPI and in status flag mode, whereby in our case it is controlled via SPI. The component is used to control the motor so that it rotates in both directions and the flap can open and close as a result.

memory RFID-Verbindung

RC522

Deutsch Das Bauteil RC522 ist ein Starterkit zum Aufbau einer RFID-Verbindung. RFID (= Radio-Frequency IDentification) ermöglicht einen kontaktlosen Datenaustausch zwischen einem RFID-Transponder (Chip / Karte) und einem RFID-Responder (Lesegerät). Dabei können nicht nur Daten vom Chip oder der Karte ausgelesen werden, sondern auch neue Daten auf dem Transponder hinterlegt werden. Im Fall des Projektes, wird eine RFID-Erkennung eingerichtet, um registrierten Haustieren den Durchgang durch die Klappe zu ermöglichen. Sobald eine Erkennung stattfindet, übermittelt der Mikrocontroller diese Information an die H-Brücke und bewirkt ein Öffnen dieser.

English The RC522 component is a starter kit for setting up an RFID connection. RFID (= Radio-Frequency IDentification) enables contactless data exchange between an RFID transponder (chip / card) and an RFID responder (reader). Not only can data be read from the chip or card, but new data can also be stored on the transponder. In the case of the project, RFID recognition is set up to allow registered pets to pass through the flap. As soon as a detection takes place, the microcontroller transmits this information to the H-bridge and causes it to open.

memory Prototyp

Ergebnis

Deutsch Die Klappe kann auf zwei Arten gesteuert werden: Einerseits manuell, mit Knöpfen, welche sich auf dem Gehäuse befinden und andererseits mit einer App. Die App wurde hierfür mit dem MIT App Inventor kreiert. Von der Startseite aus können alle Funktionen durchgeführt werden. Zu Beginn muss eine Bluetooth-Verbindunge über den Button Connect erstellt werden. Anschließend stehen mehrere Funktionen zur Verfügung: Einerseits kann die Klappe geöffnet, geschlossen und ausgeschalten werden. Weiters können RFID-Tags, welche die Tiere mit sich tragen, registriert, gesperrt und auch gelöscht werden. Realisiert der RFID-Reader in der Klappe einen RFID-Tag, welcher bereits registriert wurde, so öffnet sich die Klappe und das Tier mit dem Chip kann die Klappe passieren.

English The flap can be controlled in two ways: On the one hand manually, with buttons located on the housing, and on the other hand with an app. The app was created for this purpose with the MIT App Inventor. All functions can be carried out from the start page. First, a Bluetooth connection must be created via the Connect button. Then several functions are available: On the one hand, the flap can be opened, closed and switched off. Furthermore, RFID tags that the animals carry with them can be registered, blocked and also deleted. If the RFID reader in the flap detects an RFID tag that has already been registered, the flap opens and the animal with the chip can pass through the flap.

Ziel

Deutsch Das Ziel ist es, eine automatisierte Tierklappe zu entwickeln, welche mittels App ansteuerbar sein soll. Dadurch wird nicht nur die Sicherheit im eigenen Heim erhöht, sondern bietet die Klappe dadurch auch noch mehr Komfort.

English The Goal is an automated animal hatch, which can be controlled per App. This not only increases the security in your own home, but also provides the flap thereby even more comfort.