Tous ceux qui habitent en appartement chez un chat le savent : le proprio n’aime pas que sa CàC – Caisse à Crottes – soit trop sale. Quand c’en est vraiment trop, de l’humain à la soi-disant "tête en l’air", ils vont se soulager dans la baignoire, le bac de douche ou dans le lavabo et pour quelques cas exceptionnels, dans la cuvette même*. Pour l’humain, c’est pas si mal, mais si l’urine reste plusieurs heures dans le siphon, une salle de bain peu aérée sent rapidement très fort
Et puis, il faut transporter ces dizaines de kilos de granulés – ou devrais-je dire pépites, vu le prix du kilo ? – de glaise, sciure ou autre, qui eux-mêmes ont fait des centaines de kilomètres, sinon des dizaines de milliers – ici, au Pérou, j’en ai vu fabriqués en Chine ! – pour arriver au super-marché du coin…
* Depuis la première écriture de cette page, j'ai vu les très astucieux systèmes "Servicat" et "litter kwitter", dont l'objectif est d'apprendre à votre chat à utiliser le bol de votre toilette. Ça ne marche pas à tous les coups (avis) mais plus d'odeur (?) et plus besoin de granulés de glaise, quand ça marche.

Description de la "Chanisette" :

Chanisette est une déviation du mot "Sanisette™", marque commerciale déposée par la société JCDecaux qui est un équipementier urbain français.

Originellement, ce devait être un espace assez fermé, pour préserver l’intimité du maître des lieux et – surtout – se passer de granulés de glaise et limiter l’éventuelle diffusion d’odeurs.
L'idée de base est d'habituer le chat à faire ses déjections dans un bac collecteur sans granulé. Ça ne devrait pas être difficile puisqu'ils sont nombreux à apprécier un bac à douche ou une baignoire. Puis, une fois le chat parti, de "chasser" les urines à l'aide de jets d'eau de relativement faible puissance. Pour les excréments, je n'ai pas (-: encore) de solution. Un tel développement nécessiterait des compétences que je n'ai pas, en mécanique. J'ai donc décidé de prévenir l'humain du passage du chat dans la Chanisette afin qu'il puisse vérifier s'il y a laissé des excréments et les retirer si c'est le cas.

Pour une étude de faisabilité, j’ai décidé que l’évacuation se ferait directement, c’est-à-dire sans bac de rétention. Ce fut facile : le pré-prototype est installé dans un patio où se trouve une trappe de visite des égouts.
Le système doit pouvoir recevoir les excréments d’un chat adulte, mais également être accessible aux chatons qui suivent leur mère.
La construction aura été réalisée à partir d’un bac de marque “Rey plast” (Chili) de 56 litres de capacité Projet/Modèle_de_Bac.jpg, et finalement, l’ensemble devait ressembler à Projet/Départ.jpg
NOTE : La porte d’accès a été réalisée bien avant que ne soit développée cette idée de Chanisette. Réaliser cette porte est une opération délicate qui peu être fatale au bac, considérant le genre de matière plastique dont il est fait. Peut-être qu’à l’occasion d’une des photos, vous pourrez voir que la matière n’a pas suivi l’amorce à la rupture que j’avais pratiquée à l’aide d’un couteau (cutter). Il faut abandonner ce couteau ! Je suggère d’utiliser – en extérieur – un fer à souder ou un appareil de pyrogravure pour faire un profond sillon dans la matière, en appuyant la pointe du fer sur un objet métallique tel qu’un réglet pour se guider. Une autre méthode consisterait à “usiner” la matière avec une mini-perceuse équipée d’une fraise faite pour le travail de bois et plastiques Projet/Mini_perceuse+fraises.jpg. La réalisation finale est proche de Projet/Ensemble_0.jpg et Projet/Ensemble_1.jpg (Notez qu'entre les 2 photos, la pompe est immergée et que j'ai repeint les murs :-).

Plateau collecteur :

Je n’ai pas trouvé le bon plateau pour collecter les déjections, l’idéal étant le fond d’une baignoire ! Celui que j’ai trouvé Plateau_collecteur/Plateau_0.jpg mesure 485 mm x 335 mm et est fait d’un acier inoxydable très fin (j’ai mesuré 0,25 mm). Il n’est pas plat au fond, ce qui fait que l’eau y stagne. Il faudrait une forme légèrement en pente vers le centre du plateau.
La méthode artisanale et classique pour faire le trou recevant le siphon au centre est de faire des percements en suivant le tracé d’un cercle Plateau_collecteur/Plateau_1.jpg. Dans mon cas, l’acier étant si fin, j’ai pu utiliser un tournevis comme bédane et procéder ainsi Plateau_collecteur/Plateau_2.jpg. Un outil fait pour ce genre de travaux vaudra mieux qu’un tournevis.
Ici Plateau_collecteur/Plateau_3.jpg, on voit la forme du “réducteur” en PVC qui m’a servi à réaliser le siphon. L’adaptateur fileté en PVC, à droite de l’image, ne m’a servi que d’entretoise et presser sur le réducteur pour qu’il rentre en force dans la découpe n’a pas posé de problème. Notez que j’ai abîmé le réducteur – futur siphon –, ce qui me vaudra une rectification à la lime et l’utilisation d’un joint en élastomère au fond du bouchon (visible plus loin). Comme j’ai noté que le chat (le nôtre est particulièrement craintif) semblait s’inquiéter de l’instabilité qu’il a ressentie au “toucher” du plateau si léger, j’ai pensé qu’il vaudrait mieux en rigidifier le fond en y collant un morceau de contreplaqué à l’aide dune colle joint au silicone Plateau_collecteur/Plateau_4.jpg. Je n’avais que du 8 mm, mais je suis convaincu que du 5 mm, voire plus fin, devrait suffire. Ce collage risque d’être plus délicat dans le cas plateau au fond tout en pente.

Siphon :

Comme indiqué antérieurement, j'ai réalisé un siphon en utilisant un réducteur de diamètres en PVC. Le plan – très aproximatif – est téléversable  ici  (click droit -> enregistrer le lien sous… [Chrome] / enregistrer la cible du lien sous… [Firefox]). Le tuyau intérieur rentre peut-être trop profondément, et de plus il est de diamètre 12 mm, ce qui freine le liquide. L’idée était que, comme l'urée (de l'humain, au moins) est plus dense que l’eau, ce soit elle qui parte la première. Mais c’est peut-être un détail sans importance. Le siphon est visible ici : Siphon/Siphon_0.jpg, Siphon/Siphon_1.jpg, Siphon/Siphon_2.jpg, Siphon/Siphon_3.jpg et Siphon/Siphon_4.jpg.

MDF :

J’ai utilisé des morceaux de planche de M.D.F. de 5.5 mm d’épaisseur découpés au laser, pour la “cadre”. Le “Medium Density Fibreboard”, ou panneau de fibres de bois de densité moyenne est un matériau génial, car il est relativement léger et rigide et se coupe au laser avec une excellente précision, mais il a l’inconvénient de se comporter comme ce qu’il est : du carton ; il est donc très sensible à l’humidité, et le pré-prototype de la Chanisette a subi beaucoup de projection d’eau avant d’être prêt. L’utilisation de ce matériel pour autre chose qu’un prototype ou une vérification de faisabilité n’est vraiment pas conseillée, à moins que vous ne le peigniez de plusieurs couches de peinture époxy. Le plan au format ".dxf" comportant les découpes au laser est téléchargeable  ici .
Pour ce qui est des "gicleurs" projetant de l'eau sur le plateau), beaucoup de photos montre un tube en PVC devant maintenir et guider un tube plastique à l’intérieur, mais cela c’est révélé inutilisable. J’ai pris un tube en aluminium de 7,8 x 5.8 mm trouvé chez un vitrier local, sur lequel le tube plastique est raccordé soit par collier de serrage, appelé serflex, cher et fragile, soit par un lien en nylon généralement ou initialement utilisé en électricité, bien moin cher et bien plus efficace.
Les deux charnières MDF/Fixe_3.jpg, MDF/Mobile_2.jpg, et les élements portant la tuyauterie intérieure, MDF/Mobile_0.jpg, MDF/Mobile_1.jpg sont fait de MDF de 9 mm d’épaisseur. Il est possible d’introduire une vis dans l’épaisseur de ce matériau, mais il est impératif de le faire la première fois en le maintenant pressé dans un étau, par exemple, sinon, il “éclate”. Bien entendu, à la mise en place définitive, il faut visser modérément. J’ai beaucoup utilisé l’assemblage à l’aide de colle deux composants (époxy), comme on peut le voir sur les photos. Voici l’assemblage du cadre MDF/Fixe_0.jpg, MDF/Fixe_1.jpg, MDF/Fixe_2.jpg. Cette dernière image montre le renfort collé, et vissé pour les besoins de précision et de maintien pendant la polymérisation (24 heures). Et voici l’ensemble MDF monté “à blanc” : MDF/Monté_0.jpg, MDF/Monté_1.jpg, MDF/Monté_2.jpg, MDF/Monté_3.jpg.

Électronique : chargeur et alimentation :

Pour des raisons évidentes d’autonomie, j’ai fait le choix d’utiliser une batterie 6 volts, 4 ampères/heure au plomb, sans entretient. Elle est facile à trouver et bon marché. Je l’ai acquise pour 20 soles localement – soit ~5 Euros environ –.
Le schéma électronique de l’ensemble au format ".dxf" est téléversable  ici . J’ai décidé d’utiliser une alimentation du type de celle disponible pour la recharge des ordinateurs genre laptop. Elle offre l’avantage d’être bien isolée galvaniquement, d’être courante, d’avoir un excellent rendement, et d’être compacte et relativement étanche : attention : son utilisation n’est pas autorisée en extérieur.
Voici un extrait de la partie charge + alimentation : Schémas/Chargeur_alim.png. Le courant de charge est limité à quelque 550 mA, jusqu’à ce que la tension de flottement, fixée à environs 6.75 volts – il fait chaud ici –. IC1, monté sur un dissipateur, limite le courant de charge. IC2 fournie une tension de référence de 2.5 volts à un ampli différentiel composé d’une simple “paire à longues queues”. La régulation n’est pas précise car cet amplificateur manque de gain – j’aurais pu mettre des transistors darlington, mais je n’en ai pas (encore) dans mes tiroirs ! –. On peut voir ici le câblage en araigée : Circuit_alimentation/Araignée_0.jpg, Circuit_alimentation/Araignée_1.jpg, Circuit_alimentation/Araignée_2.jpg, Circuit_alimentation/Araignée_3.jpg et Circuit_alimentation/Araignée_4.jpg

De toute manière, ce schéma ne me satisfait pas : il faut qu’au moment de la connexion de la source de courant extérieur, le courant soit bien limité, mais plutôt à 1 ampère pour cette batterie, et une fois la tension de 7.05 volts atteinte aux bornes de la batterie, que la batterie soit maintenue avec une tension de flottement de 6.75 volts. Voici le schéma de cette future alimentation : Schémas/Chargeur_alim_v2.png. L’état initial du NE555 est plus délicat à atteindre qu’il n’y parait, mais ce schéma semble fonctionner. Régler la tension de sortie de IC2 à 5.00 volts, ensuite ajuster la tension sur l’entrée Cont (pine 5, “control voltage”) du NE555 pour avoir 3.525 volts et enfin, s’assurer que la tension de flottement est de 6.75 volts. Les potentiomètres peuvent être remplacés par des résistances fixes, mais ni les LM317, ni les NE555 de base ne sont vraiment précis.

Électronique : logique :

Voici le schéma de la partie logique Schémas/Logique.png. Un micro-rupteur était initialement prévu pour détecter la présence du chat dans la Chanisette, mais cette approche est mécaniquement relativement compliquée dans la mesure où il faut connaître les poids du plateau, du siphon, du chat (avec chatons éventuellement), etc, etc. J’ai finalement opté pour une détection par infra-rouges. Le micro-rupteur – ou le capteur modifié – “tire” l’entrée nommée “chat” au +6 volts, ce qui charge un condensateur de 220 µF en parallèle avec une résistance de 56 kOhm. Ceci arme un autre temporisateur (47 µF et 270 kOhm). Chacune des temporisations dure environ 12 secondes. Un petit diagramme temporel Schémas/Diagramme_temporel.png clarifie l’explication.

Électronique : Génerateur 12V :

La pompe est un modèle chinois acquis par le site AliExpress. Elle est très impressionnante dans la mesure où le moteur est un moteur sans balais, ce qui lui confère théoriquement une grande longévité. Elle est de petite taille, et peut être immergée dans le réservoir d’eau qu’elle peut “pousser” jusqu’à deux mètre de hauteur – disent-ils –. Quand on l’alimente hors de l’eau, on peut, de fait, entendre l’électronique embarquée lancer le moteur qui change progressivement de régime. Son meilleur fonctionnement est quand elle est immergée, car elle travaille très silencieusement, et de plus, cela résout les problèmes de vases communiquant dont la dure réalité m’a rappelé le principe… Lors du maquettage avec une planche à pain, Schémas/Pompe+.png, la pompe cessait de fonctionner à 6 volts. Il me suffisait alors d’autoriser ou interdire le fonctionnement du convertisseur pour que la pompe démarre ou stoppe. Mais le câblage définitif étant beaucoup plus “propre”, la pompe continuait de fonctionner à 6 volts et j’ai dû ajouter un transistor comme interrupteur.
Je n’ai aucune idée de la valeur de l’inductance car c’est un composant récupéré, probablement d’une de ces lampes au néon, dites économiques, qui l’était avant que les lampes à LEDs, bien plus économique encore, ne se soient démocratisées.
L’inverseur Schmitt (pines 5-6) est prêts à osciller et le transistor inhibe ces oscillations une fois que la tension de 12 volts environs est atteinte. Les impulsions oscilloscopées sur le drain du MosFet Control/Chopper_1_pulse.bmp interviennent à une fréquence de quelques Hertz quand la pompe n’est pas en fonctionnement, et sont bien plus rapprochées, évidemment, quand ce convertisseur fourni du courant Control/Chopper_pompe_on.bmp.

J’avais essayé de laisser “en l’air” la grille d’un VMos dont j’avais fixé l’état à travers d’un contact sec, en fin des années 1970, et avais été très impressionné par le temps pendant lequel ce composant gardait son état par sa capacité grille-source. Je me suis dit que ce serait bien de garder une “mémoire” d’un déclenchement de la pompe avec cette méthode, et pour ce faire, j’ai "stocké" l’information dans un condensateur céramique de 56 nF 400 volts (-: toujours la même source). Même si l’info reste présente quelques minutes, c’est très insuffisant pour être utile. La diode doit trop fuir ou le MosFet sans protection zener de la grille a pu être endommagé au câblage. Voici un bon schéma Schémas/Futur_latch.png.

Ici, on voit l’ensemble de la carte Control/En_place_0.jpg, Control/En_place_1.jpg, Control/En_place_2.jpg et Control/En_place_3.jpg. Je ne suis pas particulièrement fier de mon câblage !
Vous noterez que j’ai ajouté une LED rouge permettant la visualisation de la détection de la présence du chat, ainsi qu’un bouton poussoir permettant de “forcer” l’alimentation de la pompe, indispensable à la réalisation d’un prototype [encore] plus sérieux. La LED est visible au travers d’un trou initialement prévu pour la fixation de la pompe sur le boîtier.

Boîtier :

Il est lui aussi réalise en MDF, de 3.3 mm. Le couvercle Boitier/Couvercle_0.jpg, qui porte la carte est simplement posé légèrement enboitéBoitier/Couvercle_1.jpg. L’ensemble une fois monté est visible iciBoitier/Fermé.jpg. Là, on voit le fond du boîtier, avec la batterie et son circuit de maintien Circuit_alimentation/Installé_0.jpg et Circuit_alimentation/Installé_1.jpg

Capteur “présence d’un chat” :

J’ai dû déplacer une connexion du capteur lui-même pour qu’il soit orienté perpendiculairement à la carte Presence_chat/Capteur_1.jpg. Le schéma de l’adaptation est iciSchémas/Adaptation_capteur.png. L’utilisation d’une sortie “collecteur ouvert” est implantée sur le circuit imprimé, comme on peut le voir ici Presence_chat/Capteur_0.jpg et il suffit de supprimer la résistance 0 Ohm et d’installer un transistor SMD NPN pour disposer de cette option, mais il me fallait “tirer” une entrée vers le +6 volts, ce qui est fait avec un transistor BC557B et une résistance de 750 Ohms installés hors du circuit imprimé Presence_chat/Capteur_3.jpg. Voici le capteur avant placementPresence_chat/Capteur_2.jpg, en placePresence_chat/Capteur_4.jpg et vu de l’intérieur de la ChanisettePresence_chat/Capteur_5.jpg.

Des améliorations ?

Il y a encore fort à faire pour améliorer le système.
- Le plateau inox que j’ai trouvé ne répond pas bien au besoin : il faudrait que l’intérieur soit fait de telle manière que le fond soit en pente (entre 3 et 5 degrés ?) vers le siphon placé au centre, ou que le plateau – ou l’ensemble – soit légèrement incliné et le siphon placé auprès de bord le plus bas.
- Il est clair que le matériau MDF est très loin d’être l’idéal. Si tout était de matière plastique, ce serait infiniment mieux. Il est possible de faire découper ici de l’acrylique en plaque de 5.3 mm d’épaisseur, mais le prix est bien élevé. Autre solution pour les bricoleurs : l'imprimantes 3D !
- Il y a un inconvénient à ce capteur IR : sauf erreur de ma part, il “voit” dans le plateau inox, les reflets IR de l’humain qui se penche au-dessus de la Chanisette… Les a-t-il vu au travers de la porte ? Pas encore de réponse sûre.
Mon chat est finalement entrée dans sa Chanisette. Pour le forcer un peu, j’avais placé son ancienne CàC à l’intérieur, après avoir déconnecté le capteur IR pour faire taire la pompe, allons-y à petit pas…
- Bien entendu il faudra rapidement passer au microcontroleur, mais il faut d’abord étudier toutes les version possibles afin que la version choisie soit facilement ajustée par quelques interrupteurs de configuration à positionner.

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