Отслеживание ежедневных упражнений хомяка с Raspberry Pi фитнес-трекером

Любопытно, сколько ваш хомяк пробегает за день? Наша 9-летняя дочь вдохновила этот проект, а результаты были удивительными и наглядными. Сочетая Raspberry Pi, лазерный датчик прерывания луча и простой скрипт, вы можете легко измерять пройденное расстояние и скорость вашего питомца.

Что понадобится

• Raspberry Pi с подключением к интернету (или любая одноплатная компьютер).
• Лазерный датчик прерывания луча — Adafruit Laser Break‑Beam Sensor.
• Макетная плата для проводки (Adafruit Pi Starter Kit включает одну).
• Светодиод (опционально, также в стартовом наборе).
• Два подтягивающих резистора: 220 Ом и 10 кОм (также в наборе).
• Клетка для хомяка с беговым колесом снаружи основной зоны жизни, чтобы держать лазер вдали от глаз хомяка. Пример клетки.
• Хомяк.

Шаг 1: Концепция измерения

Система работает, обнаруживая каждый полный оборот колеса. Небольшая мишень на колесе отражает лазерный луч один раз за оборот. Raspberry Pi считает эти события, вычисляет расстояние (длина окружности колеса) и скорость, и стримит данные на дашборд реального времени, который можно проверять каждое утро.

Шаг 2: Настройка оборудования

Adafruit лазерный датчик прерывания луча компактен и не требует дополнительного веса на колесе — критично для 2-унциевого карликового хомяка. Он содержит и передатчик, и приемник в одном корпусе. Когда луч прерывается мишенью, датчик выдает сигнал.

• Подключите красный провод к 5 В, черный — к земле, синий — к GPIO-пину Pi.
• Соедините подтягивающий резистор 10 кОм между выходом датчика и 5 В.
• Прикрепите светодиод (опционально) к тому же GPIO-пину для визуального подтверждения; используйте последовательный резистор (220 Ом) для ограничения тока.
• Установите датчик на стене клетки, убедившись, что луч никогда не указывает в зону глаз хомяка. Если колесо внутри клетки, магнитный контактный выключатель может заменить лазер для безопасности.
• Приклейте маленький кусочек малярного скотча на обод колеса как отражательную мишень. Выровняйте лазер так, чтобы он попадал только на эту мишень при каждом обороте.

Примечание безопасности: Никогда не направляйте лазер прямо в жилую зону или в глаза хомяка. Луч может повредить зрение.

Шаг 3: Настройка программного обеспечения

Для визуализации данных используйте дашборд реального времени Initial State. Следуйте этим инструкциям быстрого старта для установки Initial State streamer на ваш Pi.

Создайте новый файл Python, например hamster_fitness.py, и вставьте следующий код:

import time
import initialstate
from gpiozero import Button

# Замените на свой client key
client_key = "PUT YOUR CLIENT KEY HERE"
bucket_name = "Hamster Fitness Tracker"

# Создаем новый поток в указанном бакете
stream = initialstate.Stream.create(bucket_name, client_key)

# Настраиваем пин датчика (замените 17 на ваш выбранный GPIO)
sensor = Button(17)

# Вычисляем длину окружности колеса (пример: радиус 10 см)
wheel_radius_cm = 10
circumference_cm = 2 * 3.14159 * wheel_radius_cm
rotations = 0
start_time = time.time()

while True:
    sensor.wait_for_press()
    rotations += 1
    elapsed = time.time() - start_time
    distance = rotations * circumference_cm
    speed = distance / elapsed  # см в секунду

    # Отправка данных в Initial State
    stream.publish({"rotations": rotations, "distance_cm": distance, "speed_cm_per_s": speed})
    print(f"Rotations: {rotations}, Distance: {distance:.1f} cm, Speed: {speed:.2f} cm/s")
    time.sleep(0.1)  # дебаунс

Каждый запуск скрипта создает новый бакет Hamster Fitness Tracker в вашем аккаунте Initial State, и все последующие точки данных сохраняются там. Дашборд обновляется вживую, давая мгновенный взгляд на активность вашего хомяка.

С этой настройкой вы узнаете, насколько активен ваш пушистый друг, даже пока вы спите!