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Die
Erfindung betrifft eine Temperaturanzeige für eine Wellnesseinrichtung
mit einer ersten Temperaturanzeige zum Anzeigen einer Ist-Temperatur und
einer zweiten Temperaturanzeige zum Anzeigen einer eingestellten
Soll-Temperatur sowie ein entsprechendes Verfahren.
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Die
DE 295 01 517 U zeigt
eine Temperaturanzeige, bei der zwei verschiedenfarbige Leuchtdioden
(LEDs) im schnellen Wechsel angesteuert werden, wobei abhängig von
ihrer jeweiligen Ansteuerungszeitdauer eine bestimmte Mischfarbe
erzeugt wird. Eine bestimmte Temperatur wird dabei einer bestimmten
Mischfarbe zugeordnet, so dass insgesamt der Temperaturbereich durch
eine stufenlose Farbmischung wiedergegeben wird.
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In
der
JP 60144631 ist
eine Temperaturanzeige offenbart, die eine rote und eine grüne LED aufweist,
deren beider Licht gemischt wird. Je wärmer die gemessene Raumtemperatur
wird, desto mehr Strom fließt
durch die rote LED, deren rotes Licht stärker wird, und desto weniger
Strom fließt
durch die grüne
LED, deren grünes
Licht schwächer
wird, wodurch insgesamt die Mischfarbe also stärker in den Rotbereich verschoben
wird.
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Die
JP 2004354239 offenbart
eine Temperaturanzeige, bei der mit Hilfe einer weißen LED
und einem Prisma verschiedene Farben erzeugt werden, die der jeweiligen
Raumtemperatur entsprechen. Das Prisma schwenkt hierfür temperaturabhängig auf grund
unterschiedlicher Wärmeausdehnungkoeffizienten
seiner Aufhängung
bezüglich
der Leuchtdiode.
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In
der
JP 2005106774 wird
der historische Verlauf der Temperatur mit Hilfe einer zweidimensionalen
Anordnung von LEDs angezeigt, wobei in Spaltenrichtung die jeweilige
Temperaturhöhe
durch die entsprechende LED und in Zeilenrichtung das entsprechende
Zeitintervall dargestellt werden.
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Die
DE 91 08 491 zeigt eine
Temperaturanzeige, bei der die gemessene Temperatur mit einer entsprechenden
Anzahl von aufleuchtenden LED angezeigt wird. Die LEDs sind zusätzlich verschiedenen
Gruppen zugeordnet, wobei jede Gruppe einen entsprechenden relativen
Temperaturbereich anzeigt. Die erste Gruppe zeigt die Temperatur
in 20°-Schritten,
die zweite in 5°-Schritten
und die dritte in 1°-Schritten
an, wobei die LEDs jeder Gruppe eine unterschiedliche Farbe haben
können.
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In
der
DE 92 08 653 U1 wird
eine Raumtemperaturanzeige beschrieben, die mit Hilfe einer LED-Kette
die gemessene Temperatur mit einer festgelegten Farbe, wie rot,
anzeigt. Auf der LED-Kette leuchten weiterhin zwei entsprechende
LEDs in einer anderen Farbe, wie grün, und stellen einen unteren und
einen oberen Sollwert dar. Wenn die gemessene Temperatur gleich
einem der beiden Sollwerte ist, so wechselt die entsprechende LED
ihre Farbe in eine Mischfarbe zwischen rot und grün, wie gelb.
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In
der
EP 1 418 450 A2 wird
eine Anzeige beschrieben, deren Hintergrundfarbe einen eingestellten
Solltemperatur-Wert darstellt. Bei Veränderung des Sollwertes werden
die unterschiedlich farbigen LEDs je nach eingestelltem Sollwert/Funktion
unterschiedlich hell betrieben, wodurch verschiedene Mischfarben
erzeugt werden können.
Die Ist-Temperatur
wird lediglich numerisch dargestellt.
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Im
allgemeinen zeigen einige der obigen Temperaturanzeigen also entweder
nur die Ist- oder die Soll-Temperatur über eine entsprechende Mischfarbe
an, die andere der beiden Temperaturen wird stets numerisch oder
auf einer LED-Skala angezeigt. Bei diesen bekannten Temperaturanzeigen
bleibt also der Nachteil, dass das Ablesen eines numerischen Zahlenwertes
oder einer Skala oftmals schwierig ist.
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Daher
liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Temperaturanzeige
leichter ablesbar zu gestalten.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß jeweils
durch die unabhängigen
Ansprüche
1 und 14 gelöst.
Danach zeigen die erste und zweite Temperaturanzeige jeweils eine
Farbe an, deren Farbton von der anzuzeigenden Temperatur abhängt, wobei
wenigstens drei unterschiedliche Farbtöne für drei unterschiedliche Temperaturen
vorgesehen sind.
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Vorteilhaft
sind diese Farbanzeigen zusammen leichter abzulesen, da lediglich
ein Farbvergleich durchgeführt
werden muß,
um das Erreichen der Soll-Temperatur und den Unterschied zur Ist-Temperatur
festzustellen. Bei der farblichen Anzeige lediglich einer der beiden
Temperaturen ist es ohnehin schwierig festzustellen, welcher Temperaturbereich
gerade angezeigt wird, da das menschliche Auge Absolutwerte für den Farbton
nur schwer erkennt, jedoch zwei sich gegenüberstehende Farbtöne sehr
leicht auch selbst bei nur geringer Unterscheidung auseinanderhalten
kann und insbesondere den Farbtonabstand leicht erkennen kann. Verschiedene
Farbtöne
unterscheiden sich damit in der Lichtwellenlänge, nicht jedoch in der Intensität.
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Die
erfindungsgemäße Temperaturanzeige wird
anhand eines Ausführungsbeispiels
mit Bezug auf die beigefügten,
schematischen Zeichnungen näher
erläutert.
In diesen zeigen
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1 eine
schematische Seitenansicht auf einzelne Komponenten einer Temperaturanzeige;
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2 eine
Aufsicht auf die Komponenten aus 1;
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3 eine
Aufsicht auf das Gehäuse
der Temperaturanzeige aus 1;
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4 den
zeitlichen Verlauf der Leuchtdioden-Ansteuerung; und
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5 einen
schematischen Schaltplan der Temperaturanzeige.
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1 zeigt
eine mehrere Komponenten einer Temperaturanzeige 1 in einer
seitlichen Ansicht. Die Temperaturanzeige 1 kann Teil einer
nicht weiter im Detail dargestellten Saunasteuerung sein, die einen
Spannungsversorgungsausgang für
einen Saunaofen, einen in der Sauna angeordneten Temperaturfühler zum
Messen der Ist-Temperatur innerhalb der Sauna, eine Zeitschaltuhr
zum Einstellen der Start- und Stopzeit für die Saunaaufheizung oder
alternativ eine Sicherheitsabschaltung zum Abschalten der eingeschalteten
Sauna nach einer vorgegebenen Zeitdauer (wie 6 Stunden) und eine
Halterung zur Befestigung an der Sauna umfasst.
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Nachfolgend
aufgeführte
Lagebezeichnungen wie "vorne", "hinten, "links", "rechts" usw. beziehen sich
auf eine Temperaturanzeige in normaler, senkrecht angeordneter Lage,
die von vorne in Draufsicht betrachtet wird (wie in 2 gezeigt).
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Die
Temperaturanzeige 1 umfasst eine LED-Platine 2,
auf der zwei Leuchtdioden 4, 8 befestigt sind.
Die Leuchtdiode 4 ist Teil einer Ist-Temperaturanzeige 6,
die eine von der Saunasteuerung gemessene Ist-Temperatur anzeigt,
während
die Leuchtdiode 8 zu einer Soll-Temperaturanzeige 10 gehört, die
eine vom Bediener eingestellte Soll-Temperatur anzeigt.
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Die
Soll-Temperatur wird über
eine von außen
manuell bedienbare Temperatureinstellung eingestellt, die die Form
einer runden Bedienscheibe 12 für die Temperaturvorwahl hat
und deren eines Drehachsenende von einem elektrischen Bauteil, wie
ein Potentiometer, drehbar gelagert ist, das auf einer Basis-Platine 14 befestigt
ist. Zusätzlich
zur Leuchtdiode 8 für
die farbliche Anzeige der Temperatur (siehe unten) weist die Soll-Temperaturanzeige 10 eine
numerische Temperaturanzeige 30 in Form einer Temperaturskala
auf, die wie in 3 ersichtlich eine auf die Bedienscheibe 12 aufgeklebte,
transparente Folie mit der aufgedruckten Temperaturskala ist. Die eingestellte
Temperatur wird als auf die Bedienscheibe 12 aufgedruckte
Zahl in einem in der Gehäuseoberschale 16 eingelassenen
Sichtfenster 20 mit einem Ablesestrich sichtbar. Zusätzlich scheint
die von der Soll-Temperaturanzeige 10 ausgestrahlte Farbe durch
die Bedienscheibe 12 und das Sichtfenster 20 hindurch
nach außen
und wird so für
den Saunabenutzer von weiten erkennbar. Ein ähnliches Sichtfenster 18 ist
links neben dem erwähnten
Sichtfenster 20 oberhalb der Leuchtdiode 4 der
Ist-Temperaturanzeige 6 angeordnet. Selbstverständlich kann
anstelle der Temperaturskala auch eine beliebige andere Skala verwendet
werden, wie eine Ziffernskala mit einem bestimmten Wertebereich,
z.B. von 1 bis 7 für die
Temperatureinstellung.
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Für die manuelle
Bedienbarkeit ragt die Bedienscheibe 12 an der rechten
Gehäuseseite 22 der Temperaturanzeige 1 heraus,
die dort eine bogenförmig
verlaufende Einbuchtung aufweist. Die auf der Bedienscheibe 12 angeordnete
Temperaturskala wird jedoch vollständig von der Gehäuseoberschale 16 verdeckt.
Die Einstellung der Soll-Temperatur erfolgt dann über eine
manuelle Drehung der Bedienscheibe 12, wodurch die Soll-Temperatur beispielsweise
entweder bei einer Drehung gegen den Uhrzeigersinn erhöht oder
bei einer Drehung im Uhrzeigersinn gesenkt werden kann.
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Über der
Ist-Temperaturanzeige 6 befindet sich ein plattenförmiges Lichtstreuelement 26,
das an der Gehäuseoberschale 16 befestigt
ist. Die Bedienscheibe 12 selbst bildet ein weiteres plattenförmiges Lichtstreuelement
für die
Soll-Temperaturanzeige 10 und
ist hierzu über
letzterer angeordnet. Die Lichtstreuelemente 12 und 26 sind
transparent und weisen eine aufgerauhte Oberfläche auf, um so einerseits den
schmalwinkligen Lichtkegel der Leuchtdioden 4, 8 in
Abstrahlrichtung nach außen
zu verbreitern und andererseits die beiden Lichtkegel zweier verschiedenfarbiger,
nebeneinander angeordneter Leuchtdioden 4, 8 pro
Temperaturanzeige 6 oder 10 (siehe unten) in Abstrahlrichtung
stärker
miteinander zu vermischen.
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Die
Ist- und Soll-Temperatur wird in den beiden Temperaturanzeigen 6, 10 als
Farbe angezeigt, deren Farbton temperaturabhängig variiert. Dazu kann beispielsweise
ein bestimmter Temperaturbereich, wie von 50°C bis 110°C, auf einen Wellenlängenbereich
zwischen einer ersten Wellenlänge
und einer zweiten Wellenlänge
stufenlos abgebildet werden. Selbstverständlich können auch einzelne Temperaturbereiche,
wie von 20°C
bis 30°C,
von 30°C
bis 40°C,
von 40°C
bis 50°C
usw. jeweils einer bestimmten Farbe zugeordnet werden, die im Frequenzspektrum
nicht unbedingt aufeinanderfolgen müssen. Sie können vielmehr nach menschlichen
Empfindungskriterien für
Farb/Temperatur-Korrelationen geordnet sein, also als kalt empfundene
Farben zu kalten Temperaturbereichen und als warm empfundenen Farben
zu warmen Temperaturbereichen. Auch kann die Abstufung der Temperaturbereiche
selbst grob oder fein, bis quasi stufenlos sein. Entsprechend kann auch
die Farbabstufung grob oder fein sein. Bei feinen Farbabstufungen
kann ein solcher Farbverlauf für
den gesamten Temperaturverlauf gewählt werden, bei dem die Farbtonunterschiede
für die
auf einanderfolgenden Temperaturbereiche für das menschliche Auge besonders
gut erkennbar sind, und bevorzugt diese Farbtonunterschiede maximiert sind.
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Zum
Erzeugen der verschiedenen Farbtöne können in
der Wellenlänge
abstimmbare Lichtquellen, wie Farblaser oder dergleichen verwendet
werden. Es kann auch das Licht mehrerer einfarbiger Lichtquellen
gemischt werden, deren Farbtöne
sich voneinander unterscheiden. Dabei können zwei, drei oder mehrere
Lichtquellen, wie Leuchtdioden, verwendet werden, um einen Mischfarbton
zu erzeugen. Durch Einstellen der Lichtstärke der einzelnen Lichtquellen
kann der Mischfarbton geändert
werden. Statt einzelner Leuchtdioden können auch sogenannte Duo-Leuchtdioden
verwendet werden. Diese mehrfarbigen Leuchtdioden bestehen aus mehreren (wenigstens
zwei) Leuchtdioden in einem Gehäuse. Einzelne,
farbige Leuchtdioden in Kombination sind jedoch lichtstärker, es
können
also größere Fläche beleuchtet
werden und besser erkennbare stufenlose Farbmischungen erzeugt werden.
Es können
auch mechanisch oder elektronisch verstellbare Farbfilter vor Weißlichtquellen
verwendet werden.
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Alternativ
können
auch zwei antiparallel geschaltete einfarbige Leuchtdioden verwendet
werden, deren jeweilige Einschaltdauer entsprechend dem einzustellenden
Mischfarbton variiert wird. Ist die eine der beiden Leuchtdioden
eingeschaltet, so ist die antiparallel hierzu geschaltete andere
Leuchtdiode ausgeschaltet und umgekehrt. D.h. es leuchtet zu einem Zeitpunkt nur die Leuchtdiode mit
der einen Farbe bzw. die Leuchtdiode mit der anderen Farbe. Abhängig von
der Polarität
der an die beiden antiparallel geschalteten Leuchtdioden angelegten
Versorgungsspannung ist also jeweils eine der beiden Leuchtdioden
ein- und die andere ausgeschaltet.
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Die
Polarität
der Versorgungsspannung kann von einem nicht dargestellten Pulsweitenmodulator umgeschaltet
werden, dessen Pulsweite temperaturabhängig geändert wird. Alternativ wird
diese Polarität
von einer (nicht gezeigten) Mikrosteuerung, wie einem Mikrocontroller,
und einer nachgeschalteten Logik (siehe 4) gesteuert.
Das Impuls-Pausen-Verhältnis
eines von dieser Schaltung erzeugten Einzelimpulses bestimmt somit
den Anteil des jeweiligen Farbtons am Mischfarbton. Dazu wird die
gesamte Periodendauer des Einzelimpulses, also Impulszeit plus Impulspause,
unter einem bestimmten Schwellwert, wie 10 ms gewählt, damit
die von den Temperaturanzeigen 6, 10 jeweils angezeigte
Mischfarbe von dem trägen
menschlichen Auge als konstant leuchtendes Licht wahrgenommen wird.
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3 zeigt
den zeitlichen Verlauf der an die antiparallel geschalteten Leuchtdioden 4, 8 angelegten
Einzelimpulse. Aufeinanderfolgende Abschnitte auf der Linie 36 stellen
jeweils die Zeitdauern der Farbausstrahlung der ersten Farbe, beispielsweise grün, und der
zweiten Farbe, beispielsweise rot, dar. Für die Periodendauer eines Einzelimpulses
wird während
dessen Impulsdauer die grüne
Farbe angezeigt und während
dessen Impulspause die rote Farbe. Da die auf der Linie 38 dargestellte
Periodendauer des Einzelimpulses beispielweise unter 10 ms gewählt wird,
nimmt das träge,
menschliche Auge nur eine mit einem konstanten Farbton leuchtende Mischfarbe,
beispielsweise orange, wahr.
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Üblicherweise
wird die Temperatur von einem Temperaturfühler gemessen. Der Temperaturfühler kann
ein Halbleiter-Temperaturfühler, ein
temperaturabhängiger
Widerstand oder dergleichen sein, der in einer Spannungsteilerschaltung
angeordnet ist. Die am Spannungsteilermittelpunkt abgegriffene Spannung
wird an einen Eingang des Mikrocontrollers gelegt, der die Spannung über einen
internen Analog/Digital-Wandler digitalisiert. Der Mikrocontroller
zieht den digitalisierten Spannungswert heran, um in einer in seinem
internen Speicher gespeicherten Nachschlagetabelle einen Wert für die Impulsdauer zum
Erzeugen des zugehörigen
Mischfarbtons aus den bei den Farbtönen der beiden Leuchtdioden
auszulesen. Die Auflösung
der digitalisierten Spannung kann beispielsweise 8 Bit betragen,
wodurch im Prinzip bis zu 256 unterschiedliche Impulsdauern und
damit Mischfarbtöne
in der Nachschlagetabelle gespeichert sein können. Selbstverständlich kann
der Mikrokontroller die einzelnen zu erzeugenden Mischfarbtöne auch
beliebig auf einzelne Spannungswerte oder Wertebereiche abbilden,
hierfür
beispielsweise auch eine mathematische Abbildungsfunktion anstelle
der Nachschlagetabelle verwenden. Selbstverständlich können auch andere Ausführungen
der Schaltung zum Einstellen der Impulsdauer in Abhängigkeit
der gemessenen Temperatur eingesetzt werden, beispielsweise rein
analog aufgebaute Schaltungen.
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4 zeigt
einen schematischen Schaltplanausschnitt für die Temperaturanzeige aus 1.
In diesem sind vom Mikrocontroller lediglich drei logische Ausgänge LD1,
LD2 und LD3 abgebildet, die mit einer Logikschaltung verbunden sind.
Ein erster logischer Ausgang LD1 steuert den Mischfarbton für die Ist-Temperatur,
ein logischer Ausgang LD2 den Mischfarbton für die Soll-Temperatur und ein
logischer Ausgang LD3 steuert das gemeinsame Ein- und Ausschalten
der Leuchtdioden der Ist- als
auch der Soll-Temperaturanzeige 6 und 10. Die
von den Ausgängen
LD1–LD3
ausgegebenen Signale sind binär,
d.h. sie liegen entweder auf einem bestimmten logischen Pegel oder
sie sind Null. Die Logikschaltung umfasst vier NOR-Glieder, deren
erste Eingänge
zusammen an den Ausgang LD3 geschaltet sind. Die zweiten Eingänge zweier
dieser NOR-Glieder sind an den Ausgang LD1 bzw. LD2 geschaltet und die
zweiten Eingänge
der anderen beiden NOR-Glieder sind mit den Ausgängen der anderen beiden NOR-Glieder
verbunden. Selbstverständlich
können auch
vier Ausgänge
der Mikrocontrollers die beiden unterschiedlichen Farben für sowohl
die Ist- als auch die Soll-Temperatur direkt steuern. Ebenso können andere
und/oder weitere logische Gatter verwendet werden.
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Sowohl
die Ist-Temperaturanzeige 6 als auch die Soll-Temperaturanzeige 10 umfasst
jeweils acht zusammengeschaltete Leuchtdioden 4a und 4b bzw. 8a und 8b,
von denen jeweils vier Leuchtdioden 4a bzw. 8a die
erste Farbe, beispielsweise grün,
und vier Leuchtdioden 4b bzw. 8b die zweite Farbe,
beispielsweise rot, ausstrahlen. Die acht Leuchtdioden 4a und 4b strahlen
zusammen die Mischfarbe der Ist-Temperaturanzeige 6 aus
und die acht Leuchtdioden 8a und 8b die Mischfarbe
der Soll-Temperaturanzeige 10. Die Anzahl der Leuchtdioden 4a,
b und 8a, b pro Farbe und pro angezeigter Temperatur (Ist
oder Soll) kann jedoch größer oder
kleiner als vier sein, wie in dem in 4 gezeigten
Ausführungsbeispiel.
Auch kann die Aufteilung der acht Leuchtdioden pro angezeigter Temperatur
anders sein, so können
die Leuchtdioden einer Farbe diagonal angeordnet werden.