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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Signalisieren eines Nachfüllbedarfs bei Flüssigkeitsreservoiren in Pflanztöpfen, und bezieht sich im Besonderen auf einen Signalgeber, der neben dem Füllstand des Reservoirs auch einen Trockenphasenbedarf von aus dem Reservoir versorgten Pflanzen berücksichtigt.
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Für eine wurzelseitige Bewässerung von Pflanzen ausgebildete Pflanztöpfe weisen ein Flüssigkeitsreservoir auf, das in der Regel einen unterhalb eines Substrats angeordneten Bereich umfasst und der Versorgung einer in das Substrat eingesetzten Pflanze dient. Je nach Pflanzenhaltungssystem werden anorganische Substrate (beispielsweise bei Hydrokulturen), organische Substrate, oder Gemenge bzw. Gemische organischer und anorganischer Substratkomponenten verwendet. Zwischen Substrat und Flüssigkeitsreservoir ist meist eine für Flüssigkeiten permeable Trennwand angeordnet. Die Versorgung der Pflanze aus dem Flüssigkeitsreservoir erfolgt meist durch direkten Kontakt des Substrats mit der Flüssigkeit des Reservoirs, eventuell oder zusätzlich über Wurzeln der Pflanze, die in das Reservoir hineinreichen, bisweilen auch mithilfe von Dochten, die sich aus dem Substrat in das Reservoir hinein erstrecken.
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Ab bzw. unterhalb eines bestimmten Füllstands des Reservoirs ist die weitere Versorgung der Pflanze aus dem Reservoir nicht mehr gegeben. Dieser Füllstand wird in dieser Schrift als als Leerstandspegel bezeichnet. Nach Erreichen des Leerstandspegels benötigen die Pflanzen eine sogenannte Trockenphase, während der das den Wurzelballen der Pflanze beherbergende Substrat zumindest teilweise austrocknen muss. Andernfalls drohen Übersäuerung des Substrats, Fäulnis der Wurzeln, oder Schimmelbildung, wodurch das Gedeihen der Pflanze beeinträchtigt werden kann.
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In der Gebrauchsmusterschrift
DE 200 12 404 U1 wird ein Pflanztopf mit einem Wasserstandssensor und einem Wasserstandsanzeiger offenbart, der nach dem Feststellen eines entleerten Wasserreservoirs zunächst eine Trockenperiode abzählt, bevor ein Signal zum Nachfüllen des Reservoirs ausgegeben wird. Die Dauer der Trockenperiode wird entweder direkt eingegeben oder aus der vorangehenden Dauer der Entleerung des Wasserreservoirs ermittelt. Unabhängig von der Art ihrer Bestimmung liegt die Dauer der Trockenperiode mit Beginn des Abzählens stets in Form eines konstanten Werts vor. Veränderungen im Flüssigkeitsbedarf der Pflanze während der solcherart statisch festgelegten Trockenperiode resultieren somit in unterschiedlichen Austrocknungsgraden des Substrats.
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Ein sich während der Trockenphase verringernder Flüssigkeitsbedarf der Pflanze kann zu einer ungenügenden Austrocknung des Substrats, ein sich vergrößernder Flüssigkeitsbedarf zu einem Ausdörren der Pflanze führen. Außerdem ist das System aus Wasserstandsanzeiger und Wasserstandssensor auf die Verwendung mit einer bestimmten Pflanztopfgröße abgestimmt und daher nicht für unterschiedlich große Pflanztöpfe verwendbar.
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Ausgehend vom Dargelegten ist es daher wünschenswert, einen Füllbedarfssignalgeber anzugeben, der den Zeitpunkt zum Nachfüllen des Flüssigkeitsreservoirs unter Berücksichtigung des jeweils aktuellen Flüssigkeitsbedarfs der Pflanze angibt.
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Ausführungsformen solcher Füllbedarfssignalgeber umfassen eine Vorrichtung zum Signalisieren eines Nachfüllbedarfs bei einem Flüssigkeitsreservoir für eine oder mehrere in einem Substrat eingepflanzte Pflanzen, die eine Sensoreinrichtung und eine Steuerung aufweist. Die Sensoreinrichtung weist dabei einen ersten Sensor, dessen Ausgangsgröße mit einem Flüssigkeitspegel in dem Flüssigkeitsreservoir korreliert ist, einen zweiten Sensor, dessen Ausgangsgröße mit einer Umgebungstemperatur einer im Substrat eingepflanzten Pflanze korreliert ist, und einen dritten Sensor, dessen Ausgangsgröße mit einer Lichtstärke im Umgebungsbereich der Pflanze korreliert ist, auf. Die Steuerung ist zur Erfassung von Flüssigkeitspegeln im Flüssigkeitsreservoir unter Verwendung des ersten Sensors, zur Erfassung von Umgebungstemperaturen der Pflanze unter Verwendung des zweiten Sensors, zur Erfassung von Lichtstärken im Umgebungsbereich der Pflanze unter Verwendung des dritten Sensors, und zur Bestimmung einer Entleerungsrate unter Verwendung der erfassten Flüssigkeitspegel ausgebildet. Die Steuerung ist ferner dazu ausgebildet, bei Erfassen eines Flüssigkeitspegels, der geringer oder gleich einem Referenzpegel ist, eine Trockenperiodendauer in Abhängigkeit von der bestimmten Entleerungsrate, den erfassten Umgebungstemperaturen und den erfassten Lichtstärken zu bestimmen und die Dauer der Trockenperiode abhängig von während der Trockenperiode erfassten Umgebungstemperaturen und Lichtstärken zu verändern.
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Die beschriebene Vorrichtung ermöglicht nicht nur eine dem ermittelten Flüssigkeitsbedarf der Pflanze angepasste Trockenperiode zu ermitteln, sondern auch die Dauer dieser Trockenperiode an sich verändernde Lichteinfalls- und Umgebungstemperaturbedingungen dynamisch anzupassen.
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In diesem Zusammenhang wird darauf hingewiesen, dass die in dieser Beschreibung und den Ansprüchen zur Aufzählung von Merkmalen verwendeten Begriffe ”umfassen”, ”aufweisen”, ”beinhalten”, ”enthalten” und ”mit”, sowie deren grammatikalische Abwandlungen, generell als nichtabschließende Aufzählung von Merkmalen, wie z. B. Verfahrensschritten, Einrichtungen, Bereichen, Größen und dergleichen aufzufassen sind, und in keiner Weise das Vorhandensein anderer oder zusätzlicher Merkmale oder Gruppierungen von anderen oder zusätzlichen Merkmalen ausschließen.
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Ausführungsformen einer wie zuvor beschriebenen Vorrichtung umfassen ferner eine Signalgebereinrichtung, die zur Abgabe eines ersten Signals und eines zweiten Signals ausgebildet ist, wobei das erste Signal ein Leerstandspegelsignal und das zweite Signal ein Nachfüllsignal repräsentiert. Eine solche Signalgebereinrichtung ermöglicht die Anzeige zweier für die Pflege der Pflanze wichtiger Charakteristiken an mit der Pflege der Pflanze befasste Personen oder an zur Überwachung der Pflanze bestimmte technische Einrichtungen. Bei Ausführungen hiervon ist die Steuerung dazu ausgebildet, die Signalgebereinrichtung nach dem Erfassen eines Flüssigkeitspegels, der geringer oder gleich einem Referenzpegel ist, zur Ausgabe eines ersten Signals zu veranlassen, so dass die bis zum Leerstandsniveau erfolgte Entleerung des Flüssigkeitsreservoirs über die Signalgebereinrichtung ausgegeben werden können. Bei bevorzugten Ausführungsformen hiervon ist die Steuerung ferner dazu ausgebildet, eine Ausgabe eines ersten Signals durch die Signalgebereinrichtung abhängig von einer oder mehreren, ab Erreichen oder Unterschreiten des Referenzpegels, erfassten Lichtstärken zu veranlassen. Hierdurch kann z. B. eine Signalanzeige während der Nachtstunden unterbunden werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Signalanzeige auch während bestimmter Stunden unterbunden werden, so dass eine Signalanzeige bei in Büroräumen befindlichen Pflanzen auf die Geschäftszeiten beschränkt werden kann. Vorzugsweise weist die Steuerung hierzu eine Zeitgebereinrichtung auf.
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Bei Ausführungsformen ist der erste Sensor als kapazitiver Füllstandsaufnehmer ausgebildet, wodurch eine kontinuierliche Erfassung von Flüssigkeitspegelständen im Flüssigkeitsreservoir möglich ist. Bei Ausgestaltungen hiervon weist der erste Sensor ein dielektrisches Substrat auf, auf dem zwei Elektroden bezüglich ihrer Längsrichtung so nebeneinander angeordnet sind, dass ein sich zwischen den Elektroden ausbildendes elektrisches Feld den Raum außerhalb des dielektrischen Substrats durchdringt. Eine solche Anordnung ermöglicht vorteilhaft eine Kapazitätsänderung der Elektrodenanordnung durch den Sensor umgebende Flüssigkeit. Zumindest eine der beiden Elektroden kann dabei mit einer elektrisch isolierenden Beschichtung bedeckt sein um die Kapazitätsbestimmung eventuell beeinträchtigende Leckströme zu vermeiden. Bei bevorzugten der Ausführungsformen ist die Oberfläche des ersten Sensors mit einem hydrophoben Material beschichtet um die Bildung von Flüssigkeitströpfchen auf dem nicht in das Flüssigkeitsreservoir eingetauchten Sensorbereich zu verhindern. Eine besonders geringe Benetzungswahrscheinlichkeit und ein besonders schnelles Abperlen sich eventuell bildender Flüssigkeitströpfchen kann mit einer Beschichtung erreicht werden deren Material auf Basis eines Silicons gebildet ist.
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Bei Ausführungsformen von wie zuvor bezeichneten Füllbedarfssignalgebern ist die Steuerung der Vorrichtung vorteilhaft dazu ausgebildet, die Signalgebereinrichtung nach Ablauf einer an das Erreichen oder Unterschreiten des Referenzpegels anschließenden Trockenperiode zur Ausgabe eines zweiten Signals zu veranlassen, wodurch eine Information von mit der Pflege der Pflanze befassten Personen oder einer zur Überwachung der Pflanze bestimmten technischen Einrichtung ermöglicht wird. Bei Ausführungen hiervon kann die Steuerung dazu ausgebildet sein, eine Ausgabe eines zweiten Signals durch die Signalgebereinrichtung abhängig von einer oder mehreren ab Ablauf der Trockenperiode erfassten Lichtstärken zu veranlassen, wodurch die Signalausgabe während bestimmter Beleuchtungssituationen wie vorzugsweise nachts unterbunden werden kann. Selbstverständlich ist auch ihr bei weiteren Ausführungsformen eine wie zuvor erwähnte Verzögerung der Signalausgabe zu bestimmten Tageszeiten unter Verwendung eines Zeitgebers möglich.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Ansprüchen sowie den Figuren. Es sei darauf hingewiesen, dass die Erfindung nicht auf die Ausführungsformen der beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern durch den Umfang der beiliegenden Patentansprüche bestimmt ist. Insbesondere können einzelne Merkmale bei erfindungsgemäßen Ausführungsformen in anderer Anzahl und Kombination als bei den untenstehend angeführten Beispielen verwirklicht sein. Bei der nachfolgenden Erläuterung einiger Ausführungsbeispiele der Erfindung wird auf die beiliegenden Figuren Bezug genommen, von denen
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1 einen Füllbedarfssignalgeber in einer schematischen Blockdarstellung veranschaulicht, und
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2 ein Beispiel eines kapazitiv wirkenden Sensorstreifens für einen Füllbedarfssignalgeber nach 1 in einer schematisierten Draufsichts- und Querschnittsdarstellung zeigt.
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In den Figuren sind Elemente die im Wesentlichen gleiche technische Funktionen erfüllen mit gleichen Bezugszeichen versehen. Verschiedene Ausgestaltungen dieser Elemente weisen ähnliche Bezugszeichen auf.
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Die schematische Darstellung von 1 zeigt die wesentlichen Komponenten eines Füllbedarfssignalgebers mit bedarfsangepasster Trockenperiodenbestimmung. Der Füllbedarfssignalgeber 100 weist eine Sensoreinrichtung 20 mit einem Füllstandsaufnehmer 21, einem Temperaturfühler 22 und einem Lichtstärkefühler 23, eine Steuereinrichtung 30 und eine Signalgebereinrichtung 40 auf. Der Füllstandsaufnehmer 21 wird zur Füllstandserfassung in das Flüssigkeitsreservoir 11 eines Pflanztopfes 10 eingeführt, der in 1, da er keine Komponente des Füllbedarfssignalgebers 100 darstellt, gestrichelt veranschaulicht ist.
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Der Füllstandsaufnehmer 21 ist zur kontinuierlichen Erfassung des Flüssigkeitspegels im Flüssigkeitsreservoir 11 ausgebildet, wobei auf einem kapazitiven Messprinzip basierende Füllstandsaufnehmer 21 bevorzugt werden. Der Temperaturfühler 22 umfasst ein Temperaturerfassungselement, das eine temperaturabhängige elektrische Kenngröße aufweist. Als Beispiele für Temperaturerfassungselemente können Thermistoren, Widerstandssensoren, Resonanzfrequenzsensoren oder Halbleiterbauelemente genannt werden. Der Lichtstärkefühler 23 umfasst ein Lichtstärkeerfassungselement dessen elektrische Kenngröße sich in Abhängigkeit der Intensität eines auf das Element auftreffenden Lichts ändert. Als Beispiele für geeignete Lichtstärkeerfassungselemente können z. B. Fotodioden, Fototransistoren, oder Fotowiderstände angeführt werden.
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Die Signalgebereinrichtung 40 ist vorzugsweise zur Ausgabe von Signalen ausgebildet, die wenigstens ein Leerstandspegelsignal und ein Nachfüllsignal umfassen, wobei das Leerstandspegelsignal einen Abfall des Flüssigkeitspegels im Flüssigkeitsreservoir 11 auf bzw. unterhalb des Leerstandspegels anzeigt, und das Nachfüllsignal das Ende der an das Erreichen des Leerstandspegels anschließenden Trockenperiode signalisiert. Als Signalgeber können lichtemittierende Elemente wie z. B. Leuchtdioden, elektrolumineszente Folien oder andere Leuchtmittel, Schallwandler zum Erzeugen akustischer Signale aber auch elektrische Signalgeber zum Erzeugen elektrischer Signale für die Verarbeitung in weiteren Einrichtungen verwendet werden.
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Vorzugsweise sind die Komponenten des Füllbedarfssignalgebers 100 zu einer einteiligen Anordnung zusammengefasst, bei der die Steuerung 30 und die Signalgebereinrichtung 40 innerhalb eines Gehäuses angeordnet sind und der Füllstandsaufnehmer 21 sich entweder aus dem Gehäuse heraus erstreckt oder über eine Zuleitung mit den im Gehäuse angeordneten Komponenten fest oder lösbar, beispielsweise über eine Steckverbindung, verbunden ist. Bei Verwendung von optischen Signalgebern, sind diese entweder über im Gehäuse ausgebildete Öffnungen sichtbar angeordnet oder erstrecken sich durch solche Öffnungen in den Außenbereich des Gehäuses. Der Füllstandsaufnehmer 21 kann selbst stabförmig ausgebildet oder am Ende eines stabförmigen Halters angeordnet sein, an dessen anderem Ende sich das Gehäuse mit den weiteren Komponenten des Füllbedarfssignalgebers 100 befindet.
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Die Steuerung 30 ist bei Ausführungsformen des Füllbedarfssignalgebers 100 zur Erfassung von elektrischen Kenngrößen der im Folgenden als Sensoren bezeichneten Aufnehmer bzw. Fühler der Sensoreinrichtung 20 ausgebildet. Bei anderen Ausführungsformen geben die Sensoren ein elektrisches Signal aus, das den Wert der elektrischen Kenngröße des jeweiligen Sensors repräsentiert. Selbstverständlich kann der Füllbedarfssignalgeber 100 auch sowohl zur Erfassung von elektrischen Kenngrößen wie auch zur Erfassung elektrischer Signale der Sensoren ausgebildet sein. Die Ausgangsgrößen der Sensoren werden unabhängig von der jeweiligen Ausführung der Sensoren im Folgenden als Sensorwerte bezeichnet.
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Die Steuerung 30 erfasst die Sensorwerte in festgelegten Zeitintervallen, wobei die Zeitintervalle als konstante Zeitintervalle vorgegeben oder in Abhängigkeit von zumindest einem der Sensorwerte bestimmt sein können. Beispielsweise können die Sensorwerte bei Ausführungsformen in konstanten Zeitintervallen von z. B. 15 Minuten, 30 Minuten oder einer Stunde erfasst werden. Selbstverständlich können auch Zeitintervalle anderer Dauer verwendet werden. Bei weiteren Ausführungsformen kann die Länge eines Zeitintervalls bis zur nächsten Messung unter Berücksichtigung der erfassten Sensorwerte bestimmt werden, beispielsweise indem eine Zeitintervallvorgabe mit der aus der letzten und vorletzten Sensorwerterfassung ermittelten Füllstandsdifferenz gewichtet wird. Vorteilhaft verkürzt sich das Zeitintervall hierbei mit zunehmender Füllstandsdifferenz.
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Die Steuerung 30 weist ferner eine arithmetische Einrichtung 31 auf, die zur Ermittlung und Speicherung von Werten ausgebildet ist, die die mittlere Sinkgeschwindigkeit des Füllstandspegels im Reservoir 11 sowie die mittlere Temperatur und die durchschnittlichen Lichteinstrahlung während der Erfassung des Füllstandspegels repräsentieren. Diese Werte werden in einer Speichereinrichtung 32 der Steuerung abgelegt. Nach dem Erfassen eines Sensorwerts, der einem Abfall des Füllstandspegels auf das Niveau des Leerstandspegels oder darunter entspricht, veranlasst die Steuerung 30 die Signalgebereinrichtung 40 im Regelfall zur Ausgabe eines Leerstandspegelsignals. Bei Ausführungsformen des Füllbedarfssignalgebers 100 mit optischer oder akustischer Signalgebung kann die Steuerung die Ausgabe eines Leerstandspegelsignals während Perioden geringer oder fehlender Lichteinstrahlung unterbinden, um nachts ruhende Personen oder Tiere nicht zu stören. Die Ausgabe eines Leerstandspegelsignals erfolgt dann verzögert sobald die Lichteinstrahlung einen Schwellwert erreicht bzw. überschritten oder einen stabilen Helligkeitswert erreicht hat. Mit dem Erreichen bzw. Unterschreiten des Leerstandspegels bestimmt die arithmetische Einrichtung 31 ferner eine Trockenzeitvorgabe in Abhängigkeit der gespeicherten mittleren Sinkgeschwindigkeit, der mittleren Temperatur und der durchschnittlichen Lichteinstrahlung. Mit anderen Worten ist die Steuerung 30 dazu ausgebildet, die Entleerrate des Flüssigkeitsreservoirs 11 anhand der während der Entleerung erfassten mittleren Temperatur und der mittleren Lichteinstrahlung zu gewichten, und über diese Repräsentation des Flüssigkeitsbedarfs von über das Flüssigkeitsreservoir 11 versorgten Pflanzen eine den Standortbedingungen der Pflanzen angemessene Trockenzeit zu bestimmen.
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Die Trockenzeitvorgabe gibt die Dauer der Trockenperiode bei der mittleren Temperatur und dem durchschnittlichen Lichteinfall wieder. Während der Trockenperiode erfasst die Steuerung 30 mithilfe der Sensoren 22 und 23 in bestimmten Zeitabständen weiterhin Temperatur und Lichteinfall. Weichen die während der Trockenperiode erfassten Temperatur- und Lichteinfallswerte von den zuvor bestimmten durchschnittlichen Werten ab, so wird die Dauer der Trockenperiode unter Verwendung der arithmetischen Einrichtung 31 entsprechend angepasst. Bei höheren Temperaturen bzw. stärkerem Lichteinfall wird die ursprünglich bestimmte Trockenzeit verkürzt, bei niedrigeren Temperaturen bzw. geringerem Lichteinfall verlängert. Die Anpassung der Trockenperiode an Temperatur und Lichteinfall kann in größeren Zeitabständen als den Intervallen zur Erfassung der Sensorwerte erfolgen, wobei vorzugsweise Mittelwerte aus mehreren hintereinander erfassten Sensorwerten verwendet werden. Beispielsweise können die Mittelwerte der über einen Tag erfassten Sensorwerte gebildet und mit den während der Abnahme des Flüssigkeitspegels ermittelten Mittelwerten verglichen werden. Die Anpassung der Trockenzeit wird dann entsprechend der festgestellten Abweichung der Mittelwerte vorgenommen. Bei sich weiter verändernden Temperatur- und Lichteinfallsbedingungen wird die Anpassung der Trockenzeit sukzessive wiederholt. Durch diese dynamische Anpassung der Trockenperiode an die jeweils herrschenden Umgebungsbedingungen der über das Flüssigkeitsreservoir 11 versorgten Pflanzen wird vermieden, dass die über das Flüssigkeitsreservoir 11 versorgten Pflanzen bei einer Änderungen der Umgebungsbedingungen, beispielsweise aufgrund eines jahreszeitlich oder durch Umstellung des Pflanztopfes bedingten veränderten Lichteinfalls bzw. einer Veränderung der Raumtemperatur, einer nicht ausreichend langen oder zu langen Trockenperiode ausgesetzt werden.
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Nach Ablauf der Trockenzeit, die von der Steuerung 30 vorzugsweise unter Verwendung eines Taktgebers bestimmt wird, veranlasst die Steuerung 30 die Signalgebereinrichtung 40 zur Ausgabe eines Nachfüllsignals, wobei die Signalausgabe auch hier, wie bereits zuvor in Bezug auf das Leerstandspegelsignal beschrieben, während der Nachtphasen unterbunden bzw. verzögert werden kann.
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Bevorzugte Ausführungsformen des Füllbedarfssignalgebers 100 weisen einen, auf einem kapazitiven Messprinzip beruhenden, Füllstandsaufnehmer 21 auf. Den Messfühler des Füllstandsaufnehmers 21 bildet ein Sensorstreifen, der zwei streifenförmige Messelektroden 21b und 21c aufweist, die in Längsrichtung nebeneinander verlaufend angeordnet und elektrisch voneinander isoliert sind. Die Messelektroden können beispielsweise, wie in 2 veranschaulicht ist, an derselben Oberfläche eines dielektrischen Substrats 21a, beispielsweise einer dünnen Kunststofffolie oder einer streifenförmigen faserverstärkten Epoxidplatte, angeordnet sein. Andere Ausführungsformen wie beispielsweise an den Innenwänden eines Röhrchens aus isolierendem Material angeordnete Elektroden oder dergleichen sind ebenfalls möglich, sofern ein sich zwischen den Elektroden ausbildendes elektrisches Feld einen Raum durchdringt, der im Anwendungsfall zumindest zum Teil im Flüssigkeitsreservoir 11 angeordnet ist. Da Luft eine andere Dielektrizitätskonstante aufweist als Wasser, ändert sich die Kapazität der Elektrodenanordnung auf einem im Flüssigkeitsreservoir 11 angeordneten Sensorstreifen mit dem Füllstand der darin befindlichen, im Wesentlichen aus Wasser bestehenden, Flüssigkeit.
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Die Oberfläche des Sensorstreifens ist zumindest im Wirkungsbereich der Messelektroden mit einem elektrisch isolierenden Material beschichtet, um Leckströme zwischen den Messelektroden zu vermeiden. Bei besonders bevorzugten Ausführungsformen weist das Beschichtungsmaterial hydrophobe Eigenschaften auf, wodurch eine Benetzung der Beschichtungs- und damit der Sensorstreifenoberfläche verhindert wird. Sich oberhalb des Füllstandspegels im Wirkungsbereich der Messelektroden bildendes Kondensat perlt hierdurch ab, wodurch eine Verfälschung der Messergebnisse durch sich am Sensorstreifen niederschlagende Feuchtigkeit ausgeschlossen ist. Bei Ausführungsformen ist die hydrophobe Beschichtung vorteilhaft auf Silikonbasis ausgeführt.
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Die meisten Pflanztöpfe 10 weisen ein Außengefäß und ein darin angeordnetes Pflanzenaufnahmegefäß auf, zwischen deren Bodenbereichen das Flüssigkeitsreservoir 11 angeordnet ist. Üblicherweise ist zwischen den beiden Pflanztopfgefäßen ein Kanal zur Aufnahme eines Füllstandsanzeigers ausgebildet, über den der Sensorstreifen in das Flüssigkeitsreservoir eingeführt werden kann. Die Längsrichtung des Sensorstreifens stimmt hierbei im Wesentlichen mit der Längsausdehnung des Kanals überein. Bei Ausführungsformen, bei denen der Sensorstreifen fest mit dem weitere Komponenten des Füllbedarfssignalgebers 100 enthaltenden Gehäuse verbunden ist, entspricht die Länge des Sensorstreifens wenigstens der Kanallänge, worunter der Abstand zwischen dem Boden des Flüssigkeitsreservoirs 11 und dem oberen Ende des Kanals zu verstehen ist. Die Länge des Sensorstreifens kann dabei an eine bestimmte Kanallänge angepasst sein und bei im Verhältnis hierzu kleineren Pflanztöpfen von einer Person passend gekürzt werden. Zur Vermeidung von Leckströmen an den durch das Kürzen freigelegten Kanten der Messelektroden ist dem Füllbedarfssignalgeber 100 vorzugsweise ein Beschichtungsmaterial beigefügt, mit dem die freiliegenden Kanten der Elektroden vor Gebrauch versiegelt werden können.
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Statt sich über die gesamte Kanallänge zu erstrecken, kann die Länge der Messelektroden auf dem Sensorstreifen an die maximale Füllstandshöhe im Flüssigkeitsreservoir angepasst ausgeführt sein. Die Verbindung mit den weiteren Komponenten des Füllbedarfssignalgebers 100 ist in diesem Fall über auf dem Sensorstreifen ausgebildete Leitungen realisiert, die keine durch deren Umgebung beeinflusste Kapazität aufweisen. Alternativ kann die Verbindung zwischen Messelektroden und Steuerung 30 über eine Kabelverbindung hergestellt sein.
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Die Steuerung 30 ist zur Bestimmung und Speicherung zweier Referenzsensorwerte der Messelektroden ausgebildet, von denen einer eine Leerkapazität und der andere eine Vollkapazität der Messelektroden repräsentieren. Unter Leerkapazität ist die Kapazität der Messelektroden in Luft, unter Vollkapazität die Kapazität Messelektroden zu verstehen, wenn diese in das Flüssigkeitsreservoir 11 bei einem maximal darin vorhandenen Flüssigkeitspegel eingetaucht sind. Bei Ausführungsformen wird die Leerkapazität von der Steuerung 30 vorzugsweise automatisch bei einer ersten Inbetriebnahme des Füllbedarfssignalgebers 100 initiiert, beispielsweise veranlasst durch das Einlegen einer Batterie. Die Messung der Vollkapazität erfolgt nach dem Plazieren des Sensorstreifens in das bis zum vorgesehenen Maximalpegel gefüllte Flüssigkeitsreservoir. Beide Sensorwerte werden in einem nichtflüchtigen Speicher 32 des Füllbedarfssignalgebers 100 gespeichert.
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Bei einigen Pflanztöpfen 10 kann das im Pflanzenaufnahmegefäß befindliche Substrat keine Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsreservoir mehr aufnehmen, wenn der Flüssigkeitspegel darin unter ein bestimmtes Niveau abgefallen ist. Die Steuerung 30 von Ausführungsformen des Füllbedarfssignalgebers 100 ist daher zum Erfassen einer Leerstandspegelkapazität ausgebildet, die von der Leerkapazität verschieden ist. Im einfachsten Fall weist der Füllbedarfssignalgeber 100 hierzu einen Taster oder anderen Schalter auf, über den die Messung der Leerstandspegelkapazität durch die Steuerung 30 veranlasst werden kann. Die Leerstandspegelkapazität wird dann bevorzugt anstelle der Leerkapazität in der Speichereinrichtung 32 abgelegt.
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Bei Ausführungsformen ist die Steuerung 30 ferner zur Erkennung bestimmter Füllstände ausgebildet, beispielsweise einer viertelten, halben und dreiviertelten Füllung des Flüssigkeitsreservoirs 11, sowie zur Signalisierung dieser Füllstandsniveaus unter Verwendung der Signalgebereinrichtung 40. Beispielsweise kann die Signalgebereinrichtung 40 zur Füllstandsanzeige eine Leuchtdiode umfassen, die in sich wiederholenden unterschiedlichen Blinkmodi zur Anzeige unterschiedlicher Füllstandsniveaus angesteuert wird. Die Blinkfolge wird hierbei vorzugsweise bis zum Erreichen des jeweils nächsten Füllstandsniveaus aufrechterhalten und dann entsprechend geändert. Beispielsweise kann die zur Anzeige des zur Anzeige des Leestandspegels vorgesehene Leuchtdiode beim Füllen des Flüssigkeitsreservoirs 11 ein Einfach-Blinksignal aussenden, sobald der Füllstand ein Viertel des maximalen Füllstands erreicht und diese Blinksequenz bis zum halben Füllstand beibehalten, bei Erreichen dessen die Leuchtdiode ein Zweifach-Blinksignal aussendet. Das Erreichen deines dreiviertelten Füllstands wird dann durch einen Übergang auf ein Dreifach-Blinksignal und das Erreichen des maximalen Füllstands durch Erlöschen der Blinkanzeige angezeigt. Die Signalfolge kann beim Entleeren des Flüssigkeitsreservoirs 11 durch die Pflanze in umgekehrter Reihenfolge angezeigt werden, wobei die Signalisierung bei Dunkelheit vorzugsweise unterbrochen wird.
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Zur besseren Erkennbarkeit werden zur Anzeige des Leerstandspegelsignals bzw. der eventuellen Füllstandssignale und zur Anzeige des Nachfüllsignals optisch bzw. gegebenenfalls akustisch klar zu unterscheidende Signalformen gewählt. Vorteilhaft werden bei optischer Anzeige wenigstens zwei lichtemittierende Elemente verwendet, die sich in der Farbgebung des emittierten Lichts, d. h. in dessen Wellenlänge oder Wellenlängengemisches, deutlich voneinander unterscheiden. Beispielsweise kann eine im gelben Spektralbereich emittierende Leuchtdiode zur Anzeige des Erreichens des Leestandspegels und gegebenenfalls zur Anzeige bestimmter Füllstände beim Auffüllen des Flüssigkeitsreservoirs 11 bzw. beim Absinken des Flüssigkeitspegels darin verwendet werden, während zur Anzeige des Nachfüllsignals eine im blauen Spektralbereich emittierende Leuchtdiode verwendet wird. Um sicherzustellen, dass die Leuchtanzeigen der Aufmerksamkeit im Sichtbereich anwesender Personen nicht entgehen, senden diese blinkende Signale aus, die aus Gründen der Energieersparnis vorzugsweise nicht durchgehend, sondern in Intervallen von wenigen Sekunden wiederholt werden. Bei akustischen Anzeigen sind die Signale vorzugsweise durch ihre Tonhöhen, Tondauern, eventuell Mischfrequenzen und Wiederholintervalle unterschieden.
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Bei Ausführungsformen für z. B. den gewerblichen Bedarf oder zur Überwachung von einer Vielzahl von Pflanztöpfen 10, weist die Signalgebereinrichtung vorzugsweise eine Datenübertragungsschnittstelle zur Übertragung von Daten auf, die zumindest ein Leerstandspegelsignal und ein Nachfüllsignal repräsentieren. Selbstverständlich können Steuerung 30 und Datenübertragungsschnittstelle darüberhinaus auch zur Übertragung von Daten ausgebildet sein, die jeweils aktuelle Füllstandsniveaus repräsentieren. Die Datenübertragung kann drahtgebunden oder per Funk erfolgen, wozu die Datenübertragungsschnittstelle bei Ausführungsformen eine Netzwerkschnittstelle oder eine im ISM-Band (Industrial, Scientific and Medical Band) arbeitende Kurzstreckenfunkschnittstelle umfasst. Vorteilhaft wird neben den Anzeigesignalen auch eine Kennung übertragen, über die die Daten dem sie jeweils sendenden Füllbedarfssignalgeber 100 zugeordnet werden können. Die übertragenen Daten können von einer zentralen Einrichtung empfangen und zu Zwecken wie z. B. dem Erstellen einer Gießliste weiterverarbeitet werden.
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Für einen kompakten Aufbau und stromnetzunabhängigen Betrieb des Füllbedarfssignalgebers 100 weist dieser vorzugsweise eine Energieversorgung auf, die mit einer einzigen Batterie bestückt wird. Unter Batterien sind hierbei sowohl galvanische Elemente als auch Akkumulatoren zu verstehen. Da die zum Betrieb der Steuerung 30 und der Signalgebereinrichtung erforderlichen Spannungen in der Regel höher sind als die von einer einzelnen Batterie verfügbare Spannung, weisen Ausführungsformen des Füllbedarfssignalgebers 100 vorzugsweise einen Gleichspannungswandler auf, der die Batteriespannung in die für die Elektronik des Füllbedarfssignalgebers 100 benötigte Betriebsspannung bzw. Betriebsspannungen konvertiert. Beispielsweise kann ein solcher DC/DC-Konverter zur Überführung einer Batteriespannung von 1,5 V in eine Betriebsspannung von 3,6 V ausgebildet sein, wobei der DC/DC-Konverter vorteilhaft eine Ausgangsspannungsstabilisierung aufweist.
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Die beschriebenen Ausführungsformen eines Füllbedarfssignalgebers 100 ermöglichen ein bedarfsgerechtes Gießen von wurzelseitig bewässerten Pflanzen, indem der Flüssigkeitsbedarf der Pflanzung aus der Entleerungsrate des Flüssigkeitsreservoirs 11 unter Berücksichtung von Umgebungstemperatur und Lichteinstrahlung ermittelt, daraus eine an die Entleerung des Flüssigkeitsreservoirs anschließende Trockenzeit bestimmt und die Trockenzeit fortwährend an sich verändernde Umgebungstemperatur und Lichteinstrahlung angepasst wird.
