DE19927687C2 - Monitoring device for determining at least one environmental parameter of plants - Google Patents
Monitoring device for determining at least one environmental parameter of plantsInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Überwachungsvorrichtung zur Bestimmung mindestens eines Umgebungsparameters von Pflanzen mit mindestens einem Sensor und einer mit dem Sensor zusammenarbeitenden Anzeigeeinrichtung mit einem Lautsprecher, wobei eine mit dem Sensor und der Anzeigeeinrichtung zusammenarbeitende Überwachungs- Steuereinrichtung zur Überwachung des mindestens einen Umgebungsparameters vorgesehen ist.The invention relates to a monitoring device for determining at least one environmental parameter of plants with at least one sensor and one with the sensor cooperating with the display device a speaker, one with the sensor and the Cooperating monitoring device Control device for monitoring the at least one Environment parameters is provided.
Überwachungsvorrichtungen für Pflanzen sind schon seit langem beispielsweise als Wasserstandsanzeiger für Hydro kulturen bzw. Tongranulat-Böden bekannt. Der überwachte Umgebungsparameter ist hierbei die Feuchtigkeit in der Umgebung der Pflanzenwurzeln.Monitoring devices for plants have been around since long, for example as a water level indicator for Hydro cultures or clay granulate soils known. The monitored The environmental parameter here is the humidity in the Environment of the plant roots.
Die Anzeigen dieser älteren Überwachungsvorrichtungen müssen vom Benutzer abgelesen werden. Wird dies über einen längeren Zeitraum vergessen, wird die Pflanze geschädigt. Zusätzlich ist das Ablesen dieser bekannten Überwachungs vorrichtungen oftmals mühsam, weil die Pflanzen, insbe sondere das Topfniveau, nicht immer gut zugänglich sind und die meist recht kleinen Anzeigen oft von der Pflanze abgedeckt werden.The ads of these older monitors must be read by the user. Will this be about a If you forget it for a long time, the plant will be damaged. In addition is reading this known monitoring devices often tedious because the plants, esp especially the pot level, are not always easily accessible and the mostly quite small ads often from the plant be covered.
Eine Überwachungsvorichtung der eingangs geannten Art ist aus der DE 197 26 044 C2 bekannt. Hier wird mit Hilfe eines Flüssigkeitssensors der Wasserstand erfaßt und auf eine Sichtanzeige gegeben. Zusätzlich kann über einen Lautsprecher ein Piepston abgeben werden, welcher die Aufmerksamkeit des Beutzers in einer bestimmten Situation erregen soll. Was beim Auftreten des Piepstones zu veranlassen ist, muß der Benutzer, beispielsweise durch Ablesen der Sichtanzeige, selbst ermitteln.A monitoring device of the type mentioned at the beginning is known from DE 197 26 044 C2. Here is with With the help of a liquid sensor the water level is detected and placed on a visual display. In addition, about a loudspeaker will emit a beep, which the user's attention in a particular Situation should excite. What if the beep sound to be initiated, the user must, for example by reading the visual display, determine yourself.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Überwachungvorrichtung der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß eine gut wahrnehmbare und aussagekräftige Anzeige des jeweiligen Pflegestatus der Pflanze gewährleistet ist.It is therefore the object of the present invention a monitoring device of the type mentioned to develop in such a way that a well perceptible and Meaningful display of the respective care status of the Plant is guaranteed.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Anzeigeeinrichtung ein Sprachmodul und einen Wortspei cher zur Speicherung und Wiedergabe von Pflegehinweisen umfaßt.This object is achieved in that the display device a speech module and a word memory for storing and replaying care instructions includes.
Die erfindungsgemäße akustische Wiedergabe von Pflege hinweisen mit dem Lautsprecher gewährleistet eine aktive Anzeige des jeweiligen Pflanzenstatus. Ist beispielsweise das Gießen der Pflanze erforderlich, so wird über den Lautsprecher der akustische Pflegehinweis "Bitte Gießen" gegeben. Eine aktive Mitwirkung des Benutzers bei der Überwachung des Pflanzenstatus, wie beim Ablesen bekannter Überwachungsvorrichtungen, ist nicht mehr notwendig, was die Gefahr einer Schädigung der Pflanze vermindert.The acoustic reproduction of care according to the invention pointing out with the speaker ensures an active Display of the respective plant status. For example watering the plant is required, so the Loudspeaker the acoustic care instruction "Please pour" given. An active participation of the user in the Monitoring plant status, as is known when reading Monitoring devices, what is no longer necessary reduces the risk of damage to the plant.
Die erfindungsgemäße Überwachungs-Steuereinrichtung, die einerseits die Anzeigeeinrichtung ansteuert und anderer seits den Meßwert des Sensors verarbeitet, gewährleistet eine sichere Umsetzung des Sensor-Meßwerts in einen Pflegehinweis.The monitoring control device according to the invention, the on the one hand controls the display device and others processed the measured value of the sensor, guaranteed a reliable conversion of the sensor measured value into one Care instructions.
Der Sensor kann mindestens ein Paar von gegeneinander elektrisch im wesentlichen isolierten Meßpunkten sowie eine elektrisch mit den Meßpunkten verbundene Widerstands-Meß einrichtung aufweisen. Dadurch ist eine einfache und, eine entsprechende Kalibrierung vorausgesetzt, genaue Feuchtigkeitsmessung der Pflanzenerde gewährleistet. Da der Widerstand zwischen den Meßpunkten sowohl vom Wassergehalt der Pflanzenerde als auch von deren Leitfähig keit abhängt und letztere von der Mineralienkonzentration in der Pflanzenerde, ist eine kombinierte Messung der Pflanzenerdefeuchtigkeit und des Nährstoffgehalts der Pflanzenerde mittels der Widerstands-Meßeinrichtung möglich.The sensor can have at least one pair of each other electrically isolated measuring points and a resistance measuring electrically connected to the measuring points have facility. This makes it simple and, an appropriate calibration provided, accurate Moisture measurement of plant soil guaranteed. Since the resistance between the measuring points both from Water content of the vegetable soil as well as its conductivity depends and the latter on the mineral concentration in plant soil, is a combined measurement of the Vegetable soil moisture and the nutrient content of the Plant soil using the resistance measuring device possible.
Der Sensor kann einen Lichtmengendetektor aufweisen. Dadurch kann alternativ oder zusätzlich die Lichtmenge überwacht werden, die die Pflanze erreicht.The sensor can have a light quantity detector. As an alternative or in addition, this allows the amount of light monitored that the plant reaches.
Bevorzugt ist der Lichtmengendetektor eine Fotodiode. Fotodioden sind kostengünstig und robust.The light quantity detector is preferably a photodiode. Photodiodes are inexpensive and robust.
Der Sensor kann einen chemischen Sensor zur Messung der Konzentration einer chemischen Substanz umfassen. Mittels eines derartigen Sensors kann unabhängig von der Pflanzen erdefeuchtigkeit der Gehalt der Pflanzenerde an bestimm ten chemischen Substanzen bzw. Verbindungen bestimmt werden.The sensor can be a chemical sensor for measuring the Concentration of a chemical substance. through Such a sensor can be independent of the plants earth moisture the content of plant soil of certain th chemical substances or compounds determined become.
Die Anzeigeeinrichtung kann eine LED-Anzeige umfassen. Der Benutzer, der durch den akustischen Pflegehinweis aufmerksam gemacht wurde, kann anhand der aufleuchtenden LED-Anzeige z. B. die Pflanze identifizieren, deren Über wachungsvorrichtung den Pflegehinweis abgegeben hat. Zusätzlich kann die aktivierte LED-Anzeige die Notwendig keit des durchzuführenden Pflegevorgangs unterstreichen.The display device can comprise an LED display. The user through the acoustic care instructions attention has been drawn to the lighting up LED display z. B. identify the plant, its over monitoring device has given the care instructions. In addition, the activated LED display may be necessary underline the care process to be carried out.
Bevorzugt ist die LED-Anzeige in einem transparenten Abschnitt des Gehäuses angeordnet. Dadurch ist die LED- Anzeige vor Spritzwasser, das beim Gießen anfällt, ge schützt.The LED display is preferably in a transparent Section of the housing arranged. This makes the LED Display before splashing water that occurs during pouring, ge protects.
Der transparente Abschnitt kann aus Plexiglas bestehen. Dieses Material ist robust, kratzfest und kostengünstig.The transparent section can be made of plexiglass. This material is robust, scratch-resistant and inexpensive.
Der transparente Abschnitt ist bevorzugt in Form einer Haube an einem Ende des Gehäuses angeordnet. Eine derart exponierte Positionierung der LED-Anzeige läßt diese gut sichtbar sein.The transparent section is preferably in the form of a Hood arranged at one end of the housing. Such a Exposed positioning of the LED display leaves it be clearly visible.
Die Anzeigeinrichtung kann ein LCD-Display umfassen. Wird ein Benutzer durch den akustischen Pflegehinweis aufmerksam gemacht, kann er vom LCD-Display den entspre chenden Pflegehinweis bzw. weitergehende Informationen ablesen.The display device can comprise an LCD display. Becomes a user through the acoustic care instruction alerted, he can correspond to the LCD display appropriate care instructions or further information read off.
Im Gehäuse kann eine Mehrzahl von Perforationen vorge sehen sein, die dem Lautsprecher benachbart sind. Dies vermeidet, daß das Gehäuse die Geräuschabgabe des Laut sprechers dämpft.A plurality of perforations can be provided in the housing be seen that are adjacent to the speaker. This prevents the housing from emitting the sound speaker dampens.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist der Wortspeicher wiederbeschreibbar und es ist eine mit der Überwachungs- Steuereinrichtung verbundene Aufnahmevorrichtung vorgesehen, die ein Bedienfeld und ein Mikrophon umfaßt sowie mit einem Lautsprecher, einem Wortspeicher, einem Sprachmodul und einer Anzeigeeinrichtung zusammenarbeitet. Mit einer derartigen Aufnahmevorrichtung lassen sich allgemein Laut- bzw. Wortsequenzen, speziell Pflegehinweise, vom Benutzer aufnehmen und in den Wortspeicher der Überwachungsvor richtung übertragen. Erfahrungswerte des Benutzers können dann in die Pflegehinweise einfließen.In one embodiment of the invention, the word memory is rewritable and it's one with the monitoring Control device connected recording device provided, which includes a control panel and a microphone and with a loudspeaker, a word memory, a speech module and a display device cooperates. With a Such recording devices can generally be or word sequences, especially care instructions, from the user record and in the word memory of the surveillance transfer direction. Experience values of the user can then flow into the care instructions.
Die Aufnahmevorrichtung kann lösbar mit der Überwachungs- Steuereinrichtung verbunden sein. Dadurch ist die Verwen dung einer Aufnahmevorrichtung für eine Reihe von Über wachungsvorrichtungen möglich.The receiving device can be detachably connected to the monitoring Control device to be connected. This is the use Form a cradle for a number of over security devices possible.
Die Überwachungs-Steuereinrichtung kann einen Zeitgeber umfassen. Ist, bedingt durch den Sensor-Meßwert, die akustische Abgabe eines Pflegehinweises durch die Über wachungs-Steuereinrichtung initiiert, so erfolgt dann, solange der dies verursachende Meßwert nicht wieder innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereichs zu liegen kommt, eine mit dem Zeitgeber gesteuert Wiederholung des Pflegehinweises. Bei Abwesenheit des Benutzers wird somit sichergestellt, daß er nach seiner Rückkehr die notwendigen Pflegemaßnahmen ergreifen kann.The monitoring controller can be a timer include. Is, due to the sensor measured value, the Acoustic delivery of a care instruction by the Über guard control device initiated, then takes place, as long as the measured value causing this is not again to be within a predetermined tolerance range comes, a repetition of the controlled by the timer Care indication. In the absence of the user is thus ensured that he had the necessary after his return Can take care measures.
Die Länge des Gehäuses kann verstellbar sein. Dadurch ist die Anpassung der Überwachungsvorrichtung an die Wurzeltiefe der jeweiligen Pflanze gewährleistet. Die Pflegehinweise sind, bedingt durch eine dadurch ermöglichte, erhöhte Position des Lautsprechers, akustisch gut wahrnehm bar.The length of the housing can be adjustable. Thereby is the adaptation of the monitoring device to the Root depth of the respective plant guaranteed. The Care instructions are, due to a raised position of the loudspeaker, acoustically well perceptible bar.
Bevorzugt ist eine Längenverstellung des Gehäuses mittels einer Teleskopeinrichtung und einem Verriegelungsmecha nismus für axiale Relativbewegungen. Die so realisierte Längenverstellung führt zu einem knickstabilen Gehäuse und ist relativ kostengünstig.A length adjustment of the housing by means of is preferred a telescopic device and a locking mechanism nism for axial relative movements. The so realized Length adjustment leads to a kink-resistant housing and is relatively inexpensive.
Dabei ist der Verriegelungsmechanismus bevorzugt durch einen Rastmechanismus gebildet. Der Verriegelungsmecha nismus kann dann auf einfache Weise an die jeweils einge stellte Gehäuselänge angepaßt werden.The locking mechanism is preferably through formed a locking mechanism. The locking mechanism nism can then be turned on in a simple manner posed housing length to be adjusted.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert; es zeigen:Embodiments of the invention are as follows explained in more detail with reference to the drawing; show it:
Fig. 1: eine unterbrochene schematische Ansicht einer Überwachungsvorrichtung zur Pflanzenüberwachung, die einen Blick in das Innere des geschnitten dargestellten Gehäuses der Überwachungsvorrich tung auf die dort angeordneten Funktionselemente freigibt; Fig. 1 is a broken schematic view of a monitoring device for monitoring plants, the tung a look into the interior of the housing shown in section of Überwachungsvorrich releases the functional elements arranged therein;
Fig. 2: ein schematisches Blockschaltbild der Komponenten der Überwachungsvorrichtung sowie einer Aufnah mevorrichtung zur Aufnahme von Hinweisworten zur gesteuerten Ausgabe durch die Überwachungs vorichtung; Fig. 2: a schematic block diagram of the components of the monitoring device and a recording device for recording reference words for controlled output by the monitoring device;
Fig. 3: eine Hydrokultur mit einer abgewandelten Ausfüh rungsform der Überwachungsvorrichtung; und Fig. 3: a hydroponic with a modified embodiment of the monitoring device; and
Fig. 4: eine weitere Ausführungsform der Überwachungs vorrichtung. Fig. 4: another embodiment of the monitoring device.
Eine Überwachungsvorrichtung für in Erde wurzelnde Pflanzen ist in der Fig. 1 insgesamt mit dem Bezugszeichen 1 versehen. Die Überwachungsvorrichtung 1 hat ein im wesent lichen stabförmiges Gehäuse 2 aus Kunststoff, das sich an einem in Fig. 1 unten gezeigten Gehäuseende 3 spitz zulaufend verjüngt. Das dieser Spitze gegenüberliegende Gehäuseende wird von einer transparenten Plexiglashaube 4 gebildet, die mit dem ansonsten undurchsichtigen Teil des Gehäuses 2 verklebt ist.A monitoring device for plants rooted in soil is provided overall with the reference number 1 in FIG. 1. The monitoring device 1 has an essentially union-shaped housing 2 made of plastic, which tapers to a point at a housing end 3 shown in FIG. 1 below. The housing end opposite this tip is formed by a transparent perspex hood 4 which is glued to the otherwise opaque part of the housing 2 .
Die Überwachungsvorrichtung 1 ist in Fig. 1 unterbrochen dargestellt, da im dargestellten Maßstab das Gehäuse 2 noch länger ist.The monitoring device 1 is shown interrupted in Fig. 1, since the housing 2 is even longer on the scale shown.
Bezugnehmend auf die Fig. 1 und 2 werden im folgenden
die Funktionseinheiten der Überwachungsvorrichtung 1
beschrieben:
Den Abschluß des spitz zulaufenden Gehäuseendes 3 bilden
zwei voneinander beabstandete und gegeneinander elektrisch
isolierte Meßpunkte bzw. Meßelektroden 5, 6, die in die
Wand des Gehäuses 2 so eingelassen sind, daß das Gehäuse
2 im Bereich des Gehäuseendes 3 einerseits wasserdicht
verschlossen ist, andererseits aber eine leitende Verbindung
über die Meßpunkte 5, 6 vom Inneren des Gehäuses 2
nach außen realisiert ist. Die Meßpunkte 5, 6 sind über
Meßleitungen 7, 8 mit einer Widerstands-Meßeinrichtung 9
verbunden.The functional units of the monitoring device 1 are described below with reference to FIGS. 1 and 2:
The end of the tapered housing end 3 is formed by two spaced-apart and mutually electrically insulated measuring points or measuring electrodes 5 , 6 , which are embedded in the wall of the housing 2 in such a way that the housing 2 is sealed watertight in the region of the housing end 3 , but on the other hand a conductive connection via the measuring points 5 , 6 is realized from the inside of the housing 2 to the outside. The measuring points 5 , 6 are connected to a resistance measuring device 9 via measuring lines 7 , 8 .
Die Widerstands-Meßeinrichtung 9 bildet mit den Meßlei tungen 7, 8 und den Meßpunkten 5, 6 einen Sensor 10 zur Bestimmung des elektrischen Widerstandes zwischen den Meßpunkten 5, 6. Die Arbeitsweise derartiger Sensoren ist bekannt. Der Sensor 10 ist mit einer Überwachungs-Steuer einrichtung 11 (Mikroprozessor) verbunden, in der der gemessene Widerstand weiterverarbeitet wird. Die Überwa chungs-Steuereinrichtung 11 sowie die anderen Verbraucher der Überwachungsvorrichtung 1 werden durch eine Batterie 12 mit Strom versorgt.The resistance measuring device 9 forms with the measuring lines 7 , 8 and the measuring points 5 , 6 a sensor 10 for determining the electrical resistance between the measuring points 5 , 6 . The operation of such sensors is known. The sensor 10 is connected to a monitoring control device 11 (microprocessor) in which the measured resistance is processed further. The monitoring control device 11 and the other consumers of the monitoring device 1 are powered by a battery 12 .
Zur Anzeige des aus dem gemessenen Widerstand resultieren
den Überwachungsergebnisses weist die Überwachungsvorrich
tung 1 eine Reihe von Anzeigeeinrichtungen auf, die
nachfolgend beschrieben werden:
Als optische Grobanzeige, d. h. zur auffälligen Kontrolle,
ob aufgrund des gemessenen Widerstands eine bestimmte,
besonders kritische Pflegesituation für die Pflanze
vorliegt, dient eine mit der Überwachungs-Steuereinrich
tung 11 verbundene LED-Anzeige 13. Diese ist in der
Plexiglashaube 4 so angeordnet, daß sie von außen gut
und in einem breiten Raumwinkel sichtbar ist.To display the monitoring result resulting from the measured resistance, the monitoring device 1 has a series of display devices which are described below:
An LED display 13 connected to the monitoring control device 11 serves as an optical rough display, ie for conspicuous checking whether there is a specific, particularly critical care situation for the plant due to the measured resistance. This is arranged in the plexiglass hood 4 so that it is clearly visible from the outside and in a wide solid angle.
Weiterhin ist mit der Überwachungs-Steuereinrichtung 11 ein LCD-Display 14 verbunden, auf dem aus mehreren Worten bestehende Pflegehinweise angezeigt und durch ein Plexiglas fenster (nicht dargestellt), das im Gehäuse 2 integriert ist, abgelesen werden können. Furthermore, an LCD display 14 is connected to the monitoring control device 11 , on which care instructions consisting of several words are displayed and can be read through a plexiglass window (not shown) which is integrated in the housing 2 .
Als akustischen Hinweisgeber weist die Überwachungsvorrich tung 1 einen Lautsprecher 15 auf. Damit dessen akustische Signale vom Gehäuse 2 nicht zu stark absorbiert werden, weist letzteres in der Nachbarschaft des Lautsprechers 15 eine Mehrzahl von Perforationslöchern 16 auf.As an audible alarm device 1 , the monitoring device 1 has a loudspeaker 15 . So that its acoustic signals are not too strongly absorbed by the housing 2 , the latter has a plurality of perforation holes 16 in the vicinity of the loudspeaker 15 .
Um akustische Pflegehinweise zu geben, wird der Lautsprecher 15 von der Überwachungs-Steuereinrichtung 11 angesteuert. Dabei werden, abhängig vom durch die Widerstands-Meßein richtung 9 übermittelten Widerstandsmeßwert, abgespeicherte Hinweisworte bzw. -wortsequenzen aus einem mit der Über wachungs-Steuereinrichtung 11 verbundenen wiederbeschreib baren Wortspeicher 17 abgerufen. Die Ansteuerung des Lautsprechers 15 mit den abgerufenen Pflegehinweisen erfolgt über ein Sprachmodul 18, das in die Überwachungs- Steuereinrichtung 11 integriert ist.In order to give acoustic care instructions, the loudspeaker 15 is controlled by the monitoring control device 11 . In this case, depending on the resistance measurement value transmitted by the resistance measuring device 9 , stored reference words or word sequences are retrieved from a rewritable word memory 17 connected to the monitoring control device 11 . The loudspeaker 15 is activated with the maintenance instructions called up via a speech module 18 , which is integrated in the monitoring control device 11 .
Der Takt, in dem die akustischen Pflegehinweise wiederholt werden, wird von einem ebenfalls in die Überwachungs- Steuereinrichtung 11 integrierten Zeitgeber 19 gesteuert.The cycle in which the acoustic care instructions are repeated is controlled by a timer 19 which is also integrated in the monitoring control device 11 .
Zur Aufnahme von akustischen Pflegehinweisen ist die Überwachungs-Steuereinrichtung 11 der Überwachungsvorrich tung 1 mit einer Aufnahmevorrichtung 20 über eine nicht näher dargestellte Steckverbindung verbindbar. Kernstück der Aufnahmevorrichtung 20 ist eine Aufnahme-Steuereinheit 21 (Mikroprozessor). In diese ist ein Bedienfeld 22 integriert, über das der Aufnahmevorgang gesteuert werden kann. Zur Aufnahme weist die Aufnahmevorrichtung 20 ein mit der Aufnahme-Steuereinheit 21 verbundenes Mikrophon 23 auf. Die in dieses eingesprochenen Worte bzw. Wortse quenzen werden in einem Zwischenspeicher 24 der Aufnahme vorrichtung 20 gespeichert und können über einen Laut sprecher 25 zu Testzwecken abgehört werden. Die Verarbei tung der aufgenommenen Wortsequenzen erfolgt über ein in die Aufnahme-Steuereinheit 21 integriertes Sprachmodul 26, das zum Sprachmodul 18 der Überwachungsvorrichtung 1 baugleich ist.To record acoustic care instructions, the monitoring control device 11 of the monitoring device 1 can be connected to a recording device 20 via a plug connection, not shown. The core of the recording device 20 is a recording control unit 21 (microprocessor). A control panel 22 is integrated into this, via which the recording process can be controlled. For recording, the recording device 20 has a microphone 23 connected to the recording control unit 21 . The words or words spoken in this are stored in a buffer 24 of the recording device 20 and can be listened to via a speaker 25 for test purposes. The processing of the recorded word sequences takes place via a speech module 26 integrated in the recording control unit 21 , which is identical to the speech module 18 of the monitoring device 1 .
Zur Information über den jeweiligen Betriebszustand der Aufnahmevorrichtung 20 (z. B. Aufnehmen, Wiedergeben, usw.) weist diese ein LCD-Display 27 auf, das von der Aufnahme-Steuereinheit 21 gesteuert wird.For information about the respective operating state of the recording device 20 (e.g. recording, playback, etc.), the latter has an LCD display 27 which is controlled by the recording control unit 21 .
Zur Stromversorgung der Aufnahmevorrichtung 20 dient eine Batterie 28.A battery 28 is used to power the receiving device 20 .
Der Betrieb der Überwachungsvorrichtung 1 wird mittels
der Aufnahmevorrichtung 20 wie folgt vorbereitet:
Zunächst werden anhand von vorher durchgeführten Eichmes
sungen bestimmten Widerstandswerten zwischen den Meßpunkten
5, 6 Pflegesituationen für die Planze zugeordnet. Mit
Hilfe der Aufnahmevorrichtung 20 wird dann zu jeder
Pflegesituation, die durch ein mittels des Bedienfeldes
22 eingegebenes Stichwort im LCD-Display 27 beschrieben
wird, ein entsprechender Pflegehinweis als Wort oder
Wortsequenz aufgesprochen. Die Pflegehinweise werden im
wiederbeschreibbaren Zwischenspeicher 24 abgelegt. Zu
Testzwecken können sie mit dem Lautsprecher 25 abgerufen
und ggf. geändert werden.The operation of the monitoring device 1 is prepared as follows by means of the receiving device 20 :
First, based on previously carried out calibration measurements, certain resistance values between the measuring points 5 , 6 care situations for the plant are assigned. With the aid of the recording device 20, a corresponding Care instructions as a word or word sequence is then finished speaking at any care situation, which is described by an input means of the control panel 22 entry in LCD display 27th The care instructions are stored in the rewritable buffer 24 . For test purposes, they can be called up with the loudspeaker 25 and changed if necessary.
Anschließend wird die Aufnahmevorrichtung 20 mit der Überwachungsvorrichtung 1 verbunden und die im Zwischen speicher 24 abgelegten Pflegehinweise werden in den Wortspeicher 17 übertragen. Diese Übertragung wird mit dem Bedienfeld 22 der Aufnahmevorrichtung 20 sowie Bedien hinweisen auf den LCD-Displays 27 bzw. 14 der Aufnahmevor richtung 20 bzw. der Überwachungsvorrichtung 1 gesteuert. Anschließend wird die Aufnahmevorrichtung 20 durch Lösen der Steckverbindung von der Überwachungsvorrichtung 1 getrennt und steht dann zur Übertragung an weitere Über wachungsvorrichtungen zur Verfügung.The receiving device 20 is then connected to the monitoring device 1 and the care instructions stored in the buffer store 24 are transferred to the word store 17 . This transmission is controlled using the control panel 22 of the receiving device 20 and operating instructions on the LCD displays 27 and 14 of the receiving device 20 or the monitoring device 1 . The receiving device 20 is then separated from the monitoring device 1 by releasing the plug connection and is then available for transmission to further monitoring devices.
Die Überwachungsvorrichtung 1 wird dann vom Benutzer mit dem Gehäuseende 3 voraus so weit in die Pflanzenerde der zu überwachenden Pflanze eingeschoben, bis die Meßpunkte 5, 6 einen Überwachungort in gewünscher Tiefe erreicht haben. Die Überwachungsvorrichtung 1 ist dann einsatzbereit.The monitoring device 1 is then inserted by the user with the housing end 3 ahead into the plant soil of the plant to be monitored until the measuring points 5 , 6 have reached a monitoring location at the desired depth. The monitoring device 1 is then ready for use.
Die Funktion der Überwachungsvorrichtung 1 ist wie folgt:
Der Sensor 10 mißt kontinuierlich den Widerstand zwischen
den Meßpunkten 5, 6. Dieser Widerstand ist monoton von
der Feuchtigkeit der Pflanzenerde abhängig: Je feuchter
die Pflanzenerde ist, desto geringer ist der Widerstand
zwischen den Meßpunkten 5, 6. Der Absolutwert des gemes
senen Widerstandswertes sowie sein zeitlicher Verlauf
werden durch die Überwachungs-Steuereinrichtung 11 verar
beitet und einer vorgegegebenen Pflegesituation der
Pflanze zugeordnet. Abhängig von dieser ermittelten
Pflegesituation ruft die Überwachungs-Steuereinrichtung
11 aus dem Wortspeicher 17 den entsprechenden Pflegehinweis
ab und steuert über das Sprachmodul 18 den Lautsprecher
15 zur akustischen Ausgabe dieses Pflegehinweises an.
Zusätzlich wird ein Pflegehinweis, der die jeweilige
Pflegesituation beschreibt, auf dem LCD-Display 14 ange
zeigt.The function of the monitoring device 1 is as follows:
The sensor 10 continuously measures the resistance between the measuring points 5 , 6 . This resistance is monotonically dependent on the moisture of the potting soil: the wetter the potting soil, the lower the resistance between measuring points 5 , 6 . The absolute value of gemes Senen resistance value as well as its temporal course be beitet by the monitoring control device 11 verar and associated with a given pre-care situation of the plant. Depending on this determined care situation, the monitoring control device 11 retrieves the corresponding care instruction from the word memory 17 and controls the loudspeaker 15 via the speech module 18 for the acoustic output of this care instruction. In addition, a care instruction that describes the respective care situation is shown on the LCD display 14 .
Überschreitet der gemessene Widerstandswert einen für die Pflanze kritischen Vorgabewert, wird zusätzlich die LED-Anzeige 13 als Hinweisgeber aktiviert. Dazu wird der gemessene Widerstandswert mit dem kritischen Vorgabewert, der als Speicherinformation von der Überwachungs-Steuer einrichtung 11 abgerufen werden kann, mittels eines nicht dargestellten Komparators der Überwachungs-Steuereinrich tung 11 verglichen.If the measured resistance value exceeds a critical value that is critical for the plant, the LED display 13 is additionally activated as an indicator. For this purpose, the measured resistance value is compared with the critical preset value, which can be called up as storage information from the monitoring control device 11 , by means of a comparator (not shown) of the monitoring control device 11 .
Der momentane Wert sowie der zeitliche Verlauf des gemesse
nen Widerstandes lassen einen Rückschluß auf eine Reihe
von Pflegesituationen zu:
Übersteigt der Widerstandswert einen Vorgabewert, so wird
der Pflegehinweis "Bitte gießen" ausgegeben. Analog
wird bei Unterschreiten eines Vorgabewertes der Pflege
hinweis "Pflanze zu feucht" ausgegeben. Bei besonders
kritischen Situationen (Über- bzw. Unterschreiten von
kritischen Vorgabewerten) wird zusätzlich die LED-Anzeige
13 so angesteuert, daß die Leuchtdiode dauernd brennt.The current value and the time course of the measured resistance allow a conclusion to be drawn about a number of care situations:
If the resistance value exceeds a specified value, the "Please pour" care instruction is issued. Similarly, if the maintenance value falls below a specified value, the message "Plant too moist" is output. In particularly critical situations (exceeding or falling below critical preset values), the LED display 13 is additionally activated so that the light emitting diode burns continuously.
Steigt der Widerstandswert schnell an, so ist dies ein Zeichen, daß die Pflanze schnell austrocknet. Ein ent sprechender Pflegehinweis ist dann "Standort zu warm". Analog ist bei einem zu langsamen Anstieg des Widerstands wertes der entsprechende Pflegehinweis "Standort zu kühl bzw. zu schattig".If the resistance value increases quickly, this is the case Signs that the plant dries up quickly. A ent then speaking care instructions is "location too warm". The analog is when the resistance increases too slowly value the corresponding care instructions "location cool or too shady ".
Die Länge des Gehäuses 2 der Überwachungsvorrichtung 1 wird je nach Anforderung gefertigt. Für kleine Topfpflanzen genügt z. B. eine Länge von ca. 10 cm, während für größere Grünpflanzen das Gehäuse bis zu 50 cm lang oder sogar noch länger sein kann.The length of the housing 2 of the monitoring device 1 is manufactured depending on the requirement. For small potted plants z. B. a length of about 10 cm, while for larger green plants, the housing can be up to 50 cm long or even longer.
Alternativ ist die Überwachungsvorrichtung so ausgeführt, daß die Länge des Gehäuses durch eine Teleskopvorrichtung (nicht in der Zeichnung dargestellt) einstellbar ist. Nach dem Einstellen einer gewünschten Länge wird die Überwachungsvorrichtung dann durch einen als Rastmechanis mus ausgebildeten Verriegelungsmechanismus axial verriegelt, so daß die Länge des Gehäuses beim Einführen in die Pflanzenerde erhalten bleibt.Alternatively, the monitoring device is designed such that that the length of the housing through a telescopic device (not shown in the drawing) is adjustable. After setting a desired length, the Monitoring device then by a locking mechanism trained locking mechanism axially locked, so that the length of the housing when inserted into the Plant soil remains intact.
Eine speziell für Hydrokulturen ausgelegte Ausführungsform der Überwachungsvorrichtung 1 zeigt Fig. 3. FIG. 3 shows an embodiment of the monitoring device 1 specially designed for hydroponics.
Bauelemente, die denen der oben beschriebenen Ausführungs form entsprechen, sind bei den nachfolgend erläuterten Ausführungsbeispielen mit um 100 erhöhten Bezugszeichen versehen und werden nicht nochmals im einzelnen beschrieben.Components that those of the execution described above correspond to the shape explained in the following Exemplary embodiments with reference numbers increased by 100 provided and are not described again in detail.
Die Überwachungsvorrichtung 101 weist ein Gehäuse 102 aus Kunststoff auf, das fest mit einem Pflanzenbehälter 130 verbunden ist. Der Pflanzenbehälter 130 weist zwei über Durchtrittsöffnungen 131 miteinander kommunizierende Räume 132, 133 auf. In den Raum 132 ist eine Mehrzahl von Kugeln 134 aus Tongranulat eingefüllt. Der Durchmesser der Kugeln 134 ist dabei größer als die Weite der Durch trittsöffnungen 131, so daß die Kugeln 134 nicht in den auf der anderen Seite der Durchtrittsöffnungen 131 gelegenen Raum 133 gelangen können.The monitoring device 101 has a housing 102 made of plastic, which is firmly connected to a plant container 130 . The plant container 130 has two spaces 132 , 133 communicating with one another via passage openings 131 . A plurality of balls 134 made of clay granulate are filled into the space 132 . The diameter of the balls 134 is greater than the width of the passage openings 131 , so that the balls 134 cannot get into the space 133 located on the other side of the passage openings 131 .
Wird der Pflanzenbehälter 130 mit Nährlösung gefüllt, so saugen sich die Kugeln 134 mit dieser voll und dienen als Nährstoffspeicher für eine in Fig. 3 nicht darge stellte Pflanze im Pflanzenbehälter 130.If the plant container 130 is filled with nutrient solution, the balls 134 soak up the latter and serve as a nutrient store for a plant in the plant container 130 which is not shown in FIG. 3.
Die Durchtrittsöffnungen 131 führen zur Ausbildung von zwei miteinander kommunizierenden Flüssigkeitssäulen in den Räumen 132, 133 mit gleich hohem Pegelstand 135 der Nährlösung. Eine der Begrenzungsflächen für die im Raum 132 ausgebildete Flüssigkeitssäule wird durch eine Gehäuse wand 136 des Gehäuses 102 gebildet. In dieser Gehäusewand 136 sind zwei Meßpunkte 105, 106 angeordnet, zwischen denen das (trockene) Gehäuse 102 einen im Vergleich zum Widerstand der Nährlösung hohen, aber meßbaren Widerstand hat. Ein derartiger Widerstand des Gehäuses kann durch Beschichten des die Meßpunkte umgebenden Gehäuseabschnitts mit einer schwach leitfähigen Polymerschicht realisiert werden.The passage openings 131 lead to the formation of two communicating liquid columns in the rooms 132 , 133 with the same level 135 of the nutrient solution. One of the boundary surfaces for the liquid column formed in the space 132 is formed by a housing wall 136 of the housing 102 . In this housing wall 136 two measuring points 105 , 106 are arranged, between which the (dry) housing 102 has a high but measurable resistance compared to the resistance of the nutrient solution. Such a resistance of the housing can be realized by coating the housing section surrounding the measuring points with a weakly conductive polymer layer.
Mit Hilfe der Meßpunkte 105, 106 führt der Sensor 110 auf die gleiche Weise wie oben im Zusammenhang mit den Fig. 1 und 2 beschrieben eine Widerstandsmessung durch.With the aid of the measuring points 105 , 106 , the sensor 110 carries out a resistance measurement in the same way as described above in connection with FIGS. 1 and 2.
Der Pegelstand 135 im Pflanzenbehälter 130 wird zu sätzlich optisch über eine rot gefärbte Schwimmerkugel 137 angezeigt, die im Raum 133 angeordnet ist. Dazu ist im Pflanzenbehälter 130 ein in der Fig. 3 nicht darge stellter transparenter Einsatz aus Plexiglas vorgesehen, der die Sichtbarkeit der Schwimmerkugel 137 über einen ausreichend großen Pegelstandsbereich gewährleistet. An dem Einsatz aus Plexiglas ist zusätzlich in bekannter Weise eine Skala angebracht, mit der die Höhe des Pegel standes gemessen werden kann.The level 135 in the plant container 130 is additionally indicated optically via a red colored float ball 137 which is arranged in the room 133 . For this purpose, a transparent insert made of plexiglass, not shown in FIG. 3, is provided in the plant container 130 , which ensures the visibility of the float ball 137 over a sufficiently large level range. In addition, a scale is attached to the insert made of plexiglass in a known manner, with which the level of the level can be measured.
Die Funktion der Überwachungsvorrichtung 101 ist wie folgt:
Wird Nährlösung in den Pflanzenbehälter 130 eingefüllt,
so steigt der Pegelstand gleichzeitig in den kommuni
zierenden Räumen 132, 133. Wenn der Pegelstand 135 so
hoch gestiegen ist, daß er, wie in Fig. 3 gezeigt,
das Niveau der beiden Meßpunkt 105, 106 übersteigt,
so mißt der Sensor 110 einen relativ geringen Widerstands
wert, nämlich den Widerstand der Nährlösung zwischen den
Meßpunkten 105 und 106. Sinkt der Pegelstand 135 durch
Verdunstung bzw. Nährlösungsabgabe an die Pflanze unter das
Niveau des oberen Meßpunkts 105, so ist der zwischen den
Meßpunkten 105, 106 gemessene Gesamtwiderstand der Gehäuse
widerstand zwischen dem Meßpunkt 105 und dem momentanene
Pegelstand der Nährlösung addiert mit dem Widerstand, der
sich durch die parallele Widerstandsanordnung des Nähr
lösungswiderstandes und des Gehäusewiderstandes zwischen
dem momentanen Pegelstand der Nährlösung und dem Meßpunkt
106 ergibt.The function of the monitoring device 101 is as follows:
If nutrient solution is filled into the plant container 130 , the water level rises simultaneously in the communicating rooms 132 , 133 . If the level 135 has risen so high that, as shown in FIG. 3, it exceeds the level of the two measuring points 105 , 106 , the sensor 110 measures a relatively low resistance value, namely the resistance of the nutrient solution between the measuring points 105 and 106 . If the level 135 drops due to evaporation or release of nutrient solution to the plant below the level of the upper measuring point 105 , then the total resistance of the housing measured between the measuring points 105 , 106 is the resistance between the measuring point 105 and the current level of the nutrient solution added to the resistance which results from the parallel resistance arrangement of the nutrient solution resistance and the housing resistance between the current level of the nutrient solution and the measuring point 106 .
Dieser gemessene Gesamtwiderstand ist demnach pegelstands abhängig. Er steigt bei sinkendem Pegelstand, da der dann freiwerdenden Gehäuseabschnitt zwischen den Meßpunkten 105 und 106 einen größeren Widerstand hat als eine ent sprechende Strecke mit Nährlösung benetztem Gehäuses. Der Gesamtwiderstand steigt dann so lange, bis bei weiter abfallendem Pegelstand auch der untere Meßpunkt 106 freiliegt. Der gemessene Gesamtwiderstand ist dann gleich dem Gehäusewiderstand zwischen den Meßpunkten 105 und 106.This measured total resistance is therefore dependent on the water level. It rises as the level drops, since the housing section then released between the measuring points 105 and 106 has a greater resistance than a corresponding section wetted with nutrient housing. The total resistance then increases until the lower measuring point 106 is also exposed when the level drops further. The total resistance measured is then equal to the housing resistance between the measuring points 105 and 106 .
Abhängig von dem gemessenen Widerstandswert führt die Überwachungsvorrichtung 101, analog zu dem oben beschrie benen eine Pflegesituations-Zuordnung durch und aktiviert die nicht näher dargestellten optischen und akustischen Hinweisanzeiger, die zu denen der Überwachungsvorrichtung 1 analog sind.Depending on the measured resistance value, the monitoring device 101 carries out a care situation assignment analogously to the one described above and activates the optical and acoustic indicator indicators, which are not shown and which are analogous to those of the monitoring device 1 .
Neben einer sensorischen Überwachung des Wasser- bzw. Nährlösungshaushalts der Pflanze können alternativ oder zusätzlich auch andere Umgebungsparameter durch die Überwachungsvorrichtungen 1 bzw. 101 überwacht werden. Derartige Umgebungsparamter sind z. B. die Lichtverhältnisse in der Umgebung der Pflanze oder die Düngemittelkonzentra tion in der Pflanzenerde bzw. der Nährstofflösung. Ent sprechend sind dann alternativ oder zusätzlich zum wider standsmessenden Sensor 10 Sensoren bzw. Detektoren vorge sehen, die eine Lichtmenge messen können, z. B. Photodioden, oder die die Konzentration von chemischen Substanzen messen können, z. B. chemische Sensoren. In addition to sensory monitoring of the water or nutrient solution balance of the plant, alternatively or additionally, other environmental parameters can also be monitored by the monitoring devices 1 and 101 . Such environmental parameters are e.g. B. the lighting conditions in the vicinity of the plant or the fertilizer concentration in the soil or the nutrient solution. Accordingly, as an alternative or in addition to the resistance measuring sensor, 10 sensors or detectors are provided which can measure a quantity of light, for. B. photodiodes, or which can measure the concentration of chemical substances, e.g. B. chemical sensors.
Eine weitere Ausführungsform einer Überwachungsvorrichtung, die zu derjenigen der Fig. 1 ähnlich ist, ist in Fig. 4 dargestellt. Ein Sensor 210 dieser Überwachungvorrichtung 201 weist zwei Paare von Meßpunkten 205', 206' bzw. 205", 206" auf, die wie die Meßpunkte 5 bzw. 6 des Ausführungs beispiels der Fig. 1 in die Wand des Gehäuses 202 einge lassen sind.Another embodiment of a monitoring device that is similar to that of FIG. 1 is shown in FIG. 4. A sensor 210 of this monitoring device 201 has two pairs of measuring points 205 ', 206 ' and 205 ", 206 " which, like the measuring points 5 and 6 of the embodiment of FIG. 1, are left in the wall of the housing 202 .
Die beiden Paare von Meßpunkten 205', 206' und 205", 206" liegen bezüglich der Längsachse der Überwachungsvor richtung 201 auf unterschiedlicher Höhe.The two pairs of measuring points 205 ', 206 ' and 205 ", 206 " are at different heights with respect to the longitudinal axis of the Sicherheitsvor direction 201 .
Der mit dem Sensor 210 gemessene Gesamtwiderstand ist die Summe der in Reihe angeordneten Widerstände zwischen den Meßpunkt-Paaren 205', 206' und 205", 206".The total resistance measured by the sensor 210 is the sum of the resistances arranged in series between the pairs of measuring points 205 ', 206 ' and 205 ", 206 ".
Ein hoher Gesamtwiderstand, der zu einem Pflegehinweis
"Pflanze zu trocken" führt, ist dann das Ergebnis einer
Widerstandsmessung auf zwei unterschiedlichen Niveaus der
Pflanzenerde und kann unterschiedliche Ursachen haben:
Ist die Pflanzenerde gleichmäßig ausgetrocknet, steigt
der Widerstand zwischen beiden Meßpunkt-Paaren 205',
206' und 205", 206", so daß auch der gemessene Gesamt
widerstand entsprechend steigt. Trocknet die Pflanzenerde
hingegen schichtweise aus, so kann auf dem Niveau des
Meßpunkt-Paares 205', 206' noch genügend Wasser vorliegen
und dort den Widerstand niedrig halten, wohingegen auf
dem Niveau des Meßpunkt-Paares 205', 206" die Pflanzenerde
im wesentlichen trocken ist, was dort zu einem hohen
Widerstand führt. Der mit dem Sensor 210 gemessene Gesamt
widerstand, die Summe der Einzelwiderstände, ist auch hier
hoch, wodurch auch in diesem Fall der korrekte Pflegehinweis
"Pflanze zu trocken" initiiert wird.
A high total resistance, which leads to a "plant too dry" care instruction, is then the result of a resistance measurement at two different levels of plant soil and can have different causes:
If the potting soil dries out evenly, the resistance between the two pairs of measuring points 205 ', 206 ' and 205 ", 206 " increases, so that the total resistance measured increases accordingly. If, on the other hand, the potting soil dries out in layers, there may still be enough water at the level of the measuring point pair 205 ', 206 ' and keep the resistance low there, whereas at the level of the measuring point pair 205 ', 206 "the potting soil is essentially dry is what leads to a high resistance there. The total resistance measured with the sensor 210 , the sum of the individual resistances, is also high here, as a result of which the correct care instruction "plant too dry" is also initiated in this case.
Statt der dargestellten axialen Versetzung der Meßpunkte zur Widerstandsmessung ist genauso ein Versatz der Meß punkte eines Meßpunkt-Paares in Umfangsrichtung des Gehäuses möglich.Instead of the axial displacement of the measuring points shown for resistance measurement is also an offset of the measurement points of a pair of measuring points in the circumferential direction of the Housing possible.
Anstelle von zwei Niveaus der Pflanzenerde, die mit der Überwachungsvorrichtung 201 erfaßt werden, kann auch eine größere Anzahl von Boden-Niveaus mit einer entspre chend höheren Anzahl von Meßpunkt-Paaren erfaßt werden.Instead of two levels of plant soil, which are detected with the monitoring device 201 , a larger number of soil levels can be detected with a correspondingly higher number of pairs of measuring points.
Alternativ können bei einer abgewandelten Ausführungsform der Überwachungsvorrichtung mehrere Widerstands-Sensoren vorgesehen sein, die unabhängig voneinander den Pflanzen erde-Widerstand zwischen Meßpunktpaaren messen, die an unterschiedlichen Positionen an der Außenwand des Gehäuses der Überwachungsvorrichtung, jeweils gegenein ander axial bzw. in Umfangsrichtung des Gehäuses versetzt. Die auf diese Weise gemessenen Widerstandswerte, die in der Überwachungs-Steuereinrichtung 211 den Gehäuseposi tionen der Meßpunkt-Paare zugeordnet werden, liefern einen voneinander unabhängigen Aufschluß über die Feuchtig keitssituation der Pflanzenerde.Alternatively, in a modified embodiment of the monitoring device, a plurality of resistance sensors can be provided which independently measure the plant earth resistance between pairs of measuring points, which are offset at different positions on the outer wall of the housing of the monitoring device, in each case axially or in the circumferential direction of the housing , The resistance values measured in this way, which are assigned to the housing positions of the measuring point pairs in the monitoring control device 211 , provide independent information about the moisture situation of the plant soil.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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