Hamster-Fitness-Tracker mit Raspberry Pi: Tägliche Laufrad-Aktivität messen

Motivation

Wie viel läuft Ihr Hamster am Tag? Unsere 9-jährige Tochter stieß dieses Projekt an, und die Ergebnisse waren sowohl überraschend als auch aufschlussreich. Durch Kombination von Raspberry Pi, Laser-Lichtschranke und einem einfachen Skript können Sie mühelos die zurückgelegte Strecke und Geschwindigkeit Ihres Haustiers messen.

Benötigte Hardware

• Internetverbundener Raspberry Pi (oder beliebiges Single-Board-Computer)
• Laser-Lichtschranke – Adafruit Laser Break-Beam Sensor
• Breadboard für Verdrahtung (Adafruit Pi Starter Kit enthält eines)
• LED (optional, auch im Starter Kit)
• Zwei Pull-Up-Widerstände: 220 Ω und 10 kΩ (auch im Kit)
• Hamsterkäfig mit Laufrad außerhalb des Hauptlebensbereichs, damit Laser nicht in Hamsteraugen strahlt. Beispielkäfig
• Ein Hamster

Schritt 1: Messkonzept

Das System detektiert jede volle Umdrehung des Laufrads. Ein kleines Target am Rad reflektiert den Laserstrahl einmal pro Revolution. Der Raspberry Pi zählt diese Events, berechnet Distanz (Radumfang) und Geschwindigkeit und streamt die Daten an ein Echtzeit-Dashboard, das Sie jeden Morgen checken können.

Schritt 2: Hardware-Setup

Der Adafruit Laser-Lichtschranke ist kompakt und erfordert kein Extra-Gewicht am Rad – essenziell für einen 2 oz Zwerghamster. Er enthält Sender und Empfänger in einem Gehäuse. Wird der Strahl vom Target unterbrochen, gibt der Sensor ein Signal aus.

• Rote Leitung an 5 V, schwarze an Masse, blaue an einen Pi GPIO-Pin anschließen.
• 10 kΩ Pull-Up-Widerstand zwischen Sensor-Ausgang und 5 V schalten.
• Optional LED an denselben GPIO-Pin für visuelle Bestätigung; Seriewiderstand (220 Ω) zur Strombegrenzung nutzen.
• Sensor an Käfigwand montieren, dabei sicherstellen, dass der Strahl nie in den Augenbereich des Hamsters zeigt. Falls Rad im Käfig innen liegt, kann ein magnetischer Reed-Kontakt den Laser für Sicherheit ersetzen.
• Kleines Stück Malerkrepp am Radkranz als reflektierendes Target anbringen. Laser so ausrichten, dass er nur dieses Target pro Rotation trifft.

Sicherheitshinweis: Niemals den Laser direkt in den Lebensbereich oder die Augen des Hamsters scheinen lassen. Der Strahl kann die Sehkraft schädigen.

Schritt 3: Software-Setup

Zur Datenvisualisierung Initial States Echtzeit-Dashboard nutzen. Folgen Sie diesen Quickstart-Anweisungen, um den Initial State Streamer auf Ihrem Pi zu installieren.

Neue Python-Datei erstellen, z. B. hamster_fitness.py, und folgenden Code einfügen:

import time
import initialstate
from gpiozero import Button

# Mit Ihrem eigenen Client Key ersetzen
client_key = "PUT YOUR CLIENT KEY HERE"
bucket_name = "Hamster Fitness Tracker"

# Neuen Stream im angegebenen Bucket erstellen
stream = initialstate.Stream.create(bucket_name, client_key)

# Sensor-Pin einrichten (17 durch Ihren gewählten GPIO ersetzen)
sensor = Button(17)

# Radumfang berechnen (Beispiel: 10 cm Radius)
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  # cm pro Sekunde

    # Daten an Initial State senden
    stream.publish({
        "rotations": rotations,
        "distance_cm": distance,
        "speed_cm_per_s": speed
    })

    print(f"Rotationen: {rotations}, Distanz: {distance:.1f} cm, Geschwindigkeit: {speed:.2f} cm/s")
    time.sleep(0.1)  # Entprellen

Bei jedem Skriptlauf wird ein neuer Bucket namens Hamster Fitness Tracker unter Ihrem Initial State Account erstellt, und alle nachfolgenden Datenpunkte werden dort gespeichert. Das Dashboard aktualisiert live und gibt Ihnen sofortigen Einblick in die Aktivität Ihres Hamsters.

Mit diesem Setup entdecken Sie, wie aktiv Ihr pelziger Freund wirklich ist – sogar während Sie schlafen!