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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Visualisierung von Messwerten umfassend wenigstens einen Sensor, ein Anzeigemittel und einer mit dem Sensor und dem Anzeigemittel verbundenen Steuereinheit.
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Auf dem Markt sind verschiedene Messgeräte zum Beispiel zur Erfassung von Luftfeuchtigkeit, Temperatur, Luftqualität, VOC-(VOC = volatile organic compounds) oder CO2-Konzentration in der Luft, Luftdruck usw. erhältlich. Die Anzeige der gemessenen Werte erfolgt bei diesen Geräten üblicherweise über ein Display in unterschiedlichen Größen oder Ausprägungen, durch Zustandsanzeigen in Form von ampelähnlichen Leuchtdioden oder durch eine technische Anbindung an mobile Endgeräte beziehungsweise Computer, wobei eine Ausgabe der Werte über Software erfolgt.
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Die Nachteile bei diesen Arten der Visualisierung sind bei der Verwendung von Displays die stark eingeschränkte Sichtbarkeit (Entfernung, Blickwinkel, Helligkeit). Bei der Verwendung von ampelähnlichen Leuchtdioden wird die Interpretierbarkeit wegen zu geringer Feingranularität in nur drei oder wenigen Stufen der dargestellten Werte erschwert beziehungsweise unmöglich gemacht. Letztendlich kann man nur über das Erreichen von bestimmten festgelegten Schwellwerten informiert werden. Bei der Ausgabe über mobile Endgeräte beziehungsweise Computer ist jeweils ein umständlicher Aufruf von Software erforderlich und macht eine kontinuierliche Wahrnehmung und Interpretation nahezu unmöglich.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zur kontinuierlichen Wahrnehmung und Interpretation von Messwerten vorzuschlagen.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass das Anzeigemittel so ausgebildet ist, dass es kontinuierlich seinen Farbwert ändern kann und durch die Steuereinheit so ansteuerbar ist, dass sich die Farbe abhängig von den durch den Sensor erfassten Messwerten einstellt.
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Die entwickelte Vorrichtung nutzt die Fähigkeit des Menschen, Nuancen von Farbtönen wahrnehmen und unterscheiden zu können. Der gesamte Wertebereich der zu interpretierenden Messwerte wird durch die Vorrichtung in ein definiertes Farbspektrum umgewandelt beziehungsweise übersetzt. Nach dem Erfassen eines Messwerts wird dieser jeweils für den Nutzer stufenlos wahrnehmbar als farbiges Licht mit dem entsprechenden Farbwert ausgegeben. Durch Bekanntmachung des Farbspektrums und dessen zugehörigen Messbereiches kann der Nutzer der Vorrichtung die Messwerte sofort und kontinuierlich interpretieren bzw. nachfühlen, ohne einen tatsächlichen Wert ablesen zu müssen.
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Um den gesamten Wertebereich der Messwerte in ein definiertes Farbspektrum zu übersetzen weist die Vorrichtung vorzugsweise einen nicht-flüchtigen Speicher auf, in welchem eine Kennlinie abgelegt ist, welche wiederum jedem Messwert einen anderen Farbwert zuordnet oder in welchen ein Algorithmus hinterlegt ist, der die Messwerte in einen Farbwert umrechnet.
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Der Sensor ist vorzugsweise als CO2-, Luftfeuchtigkeits-, VOC-, Schall-, Klang-, Temperatur- oder Luftdrucksensor ausgebildet. Auch die Integration von mehreren der vorgenannten Sensoren in der Vorrichtung ist möglich.
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Insbesondere bei der Ausbildung als CO2- oder VOC-Sensor ist es vorteilhaft, wenn lediglich an der Anzeige-Farbe der Vorrichtung erkannt werden kann, ob die Luftqualität im Zimmer gut ist oder gelüftet werden sollte.
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Das Anzeigemittel ist hierzu günstiger Weise als Leuchte ausgebildet. Somit kann anhand der Farbe der Leuchte, wie zum Beispiel grün für gute Luftqualität und rot für schlechte Luftqualität und alle Zwischenfarben für die mittlere Luftqualität, einfach abgelesen werden, wie die Luftqualität im Raum ist.
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Insbesondere bei Besprechungen oder auch im Wohnzimmer beim Fernsehen ist es sehr vorteilhaft, wenn man intuitiv erkennt, wenn sich die Luftqualität im Raum verschlechtert. Weitere denkbare Einsatzbereiche sind Wartezimmer in Arztpraxen oder Büroräume mit Parteiverkehr, in welchen die Mitarbeiter sich eher nicht die Zeit nehmen würden, über ein Messgerät mit Displayanzeige zu ermitteln wie die Luftqualität ist.
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Als Leuchtmittel werden vorzugsweise LEDs (LED = light emitting device) in den Farben Rot, Grün und Blau verwendet, welche durch die Steuereinheit getrennt angesteuert werden können. Alternativ ist es auch möglich eine RGB-LED mit integriertem Ansteuerchip oder einen LED-Streifen zu verwenden.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Vorrichtung einen Helligkeitssensor auf mittels welchem die Helligkeit der Leuchtmittel in Abhängigkeit vom Umgebungslicht automatisch einstellbar ist. Der Helligkeitssensor sorgt dafür, dass man auch bei Tageslicht den angezeigten Farbwert gut erkennen kann ohne dass bei geringem Umgebungslicht, wie zum Beispiel nachts im Schlafzimmer, die Vorrichtung übertrieben hell leuchtet.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Vorrichtung Bedienmittel auf, durch welche der Benutzer die Vorrichtung in verschiedene Betriebsmodi schalten kann. Die Bedienmittel können zum Beispiel als Drehregler oder Schieberegler für den Helligkeitssensor oder als Taster zur Anzeige von Messwerten unterschiedlicher Sensoren wie zum Beispiel einem CO2- und VOC-Sensor ausgebildet sein.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung sieht einer der Betriebsmodi ein Blinken der Anzeigemittel bei einem Überschreiten der Messwerte von einem vorbestimmten Grenzwert vor.
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Die Aufgabe wird ebenso gelöst durch ein Verfahren zum Visualisieren von Messwerten, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass die Messwerte über eine Leuchte angezeigt werden und sich die Farbe der Leuchte mit steigenden oder fallenden Messwerten kontinuierlich ändert.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ändert sich die Farbe der Leuchte mit einer gewissen Trägheit, das heißt es wird ein Schnitt der Messwerte über einen gewissen Zeitraum errechnet, um ein Springen in den Farben oder ein Flackern der Leuchte zu verhindern.
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Nachfolgend wird anhand eines in der Figurenbeschreibung erläuterten Beispiels die Erfindung näher beschrieben.
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In den Zeichnungen zeigen
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1 eine Schrägansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung und
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2 schematisch den Aufbau der Vorrichtung aus 1.
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1 zeigt in Schrägansicht eine Vorrichtung zur Visualisierung von Messwerten. Das Anzeigemittel ist in Form einer Leuchte L mit einem ansprechenden Design aufgebaut. In der Leuchte L ist ein Sensor S integriert durch welchen die Messwerte erfasst werden. Als Sensor S ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel ein CO2-Sensor vorgesehen, wobei zusätzlich oder alternativ auch ein Sensor zur Erfassung von Luftfeuchtigkeit, Temperatur, VOC oder Luftdruck eingebaut sein kann. Des Weiteren ist in der Leuchte L ein Helligkeitssensor HS, ein Ausschalter E/A, ein Taster T sowie ein Drehregler DR integriert. Die Leuchte L steht auf einem Fuß F und ist über ein Kabel K an ein Stromnetz anschließbar.
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Alternativ zum Kabel K kann auch ein Akku oder Batteriepack für die Stromversorgung der Leuchte L verwendet werden.
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2 zeigt den schematischen Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Durch den Sensor S werden Messwerte für CO2, Luftfeuchtigkeit, Luftdruck etc. erfasst und an eine Steuereinheit SE geliefert. Die Steuereinheit SE steuert ein Leuchtmittel LM mit dem passenden Farbwert und der geeigneten Intensität an. Als Leuchtmittel LM werden vorzugsweise Leuchtdioden zum Beispiel eine rote, eine grüne und eine blaue Leuchtdiode verwendet, welche von der Steuereinheit SE getrennt angesteuert werden können.
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In einem Speicher SP, welcher ebenso mit der Steuereinheit SE verbunden ist, ist eine Kennlinie oder ein Algorithmus abgelegt, welche jedem Messwert einen entsprechenden Farbwert zuordnet. In dem Speicher SP werden Einstellungen abgespeichert und bei Neustart wieder ausgelesen. Die Steuereinheit SE ist mit einem Bedienmittel BM verbunden, welche den Ein-/Ausschalter E/A, den Drehregler DR und den Taster T umfassen. Der Drehregler DR dient zur Einstellung der Grundhelligkeit der Leuchtmittel LM. Die Steuereinheit SE ist auch mit dem Helligkeitssensor HS verbunden, welcher an die Steuereinheit SE die Helligkeit des Umgebungslichts liefert und somit bei starker Helligkeit des Umgebungslichts die Intensität des Lichts der Leuchtmittel LM automatisch erhöht und bei schwacher Helligkeit des Umgebungslichts automatisch durch die Steuereinheit SE erniedrigt.
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Die Bedienmittel BM umfassen des Weiteren den Taster T, über welchen durch den Benutzer verschiedene Betriebsmodi gewählt werden können. Über den Taster T können zum Beispiel die Betriebsmodi zur Visualisierung der Messwerte von verschiedenen Sensoren wie CO2-Sensor und VOC-Sensor gewechselt werden. Ein weiterer Betriebsmodus sieht zum Beispiel vor, dass ab Erreichen eines bestimmten Grenzwertes die Leuchtmittel LM blinken.
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Die Vorrichtung umfasst des Weiteren eine Stromversorgung SV, welche in Form eines Netzgerätes oder auch in Form eines Akkus oder einer Batterie ausgebildet sein kann.
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Nachfolgend wird das Funktionsprinzip der erfindungsgemäßen Vorrichtung beschrieben. Die Steuereinheit SE umfasst einen handelsüblichen Mikrocontroller, der in der Lage sein muss die Messwerte der Sensoren S entgegenzunehmen und die Leuchtmittel LM anzusteuern. Des Weiteren muss der Mikrocontroller auch dazu geeignet sein, die Tasteneingabe der Ein-/Austaste E/A, des Tasters T sowie auch des Drehreglers DR einzulesen. Von Vorteil ist, wenn er mindestens fünf Tasten sowie einen Fünfwege-Minijoystick als Eingabegeräte verarbeiten kann.
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Des Weiteren muss er ausgebildet sein, Werte vom Helligkeitssensor HS zu erfassen und Konfigurationsdaten auf dem nicht-flüchtigen Speicher SP abzuspeichern.
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Üblicherweise erfolgt die Anbindung von Sensoren S über einen analogen Spannungswert, der sich in Abhängigkeit des gemessenen Wertes verändert oder in Form von digitalen Übergangsprotokollen wie zum Beispiel UART (serieller Bus), I2C, PWM, etc., welche auf den auf dem Markt erhältlichen Mikrocontrollern ausgewertet werden können.
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Um eine für das Auge angenehme Wahrnehmung bei allen Lichtverhältnissen zu gewährleisten ist an die Steuereinheit (Mikrocontroller) SE der Helligkeitssensor HS angeschlossen. Die Anbindung des Helligkeitssensors HS erfolgt abhängig vom ausgewählten Modell über einen analogen Spannungswert, der sich in Abhängigkeit des gemessenen Wertes verändert oder von digitalen Übertragungsprotokollen wie oben aufgeführt, welche von dem auf dem Markt erhältlichen Mikrocontrollern ausgewertet werden können. Abhängig von den vom Helligkeitssensor HS gelieferten Werten, wird die Helligkeit des farbigen Lichtes der Leuchtmittel LM zyklisch über die Software des Mikrocontrollers berechnet und bei der Ansteuerung der Leuchtmittel LM angepasst. Die Leuchtmittel LM sind je nach Design durch eine bestimmte Anzahl handelsüblicher über passende Stromtreiber an den Mikrocontroller angeschlossene Einzelleuchtdioden in den Farben Rot, Grün, Blau realisiert. Dabei ist darauf zu achten, dass die Farben Rot, Grün, Blau einzeln ansteuerbar sind. Eine weitere Möglichkeit bieten auch RGB-LEDs mit integriertem Ansteuerchip oder RGB-LED-Streifen.
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Der vom Sensor S erfasste und an den Mikrocontroller weitergegebene Messwert wird entsprechend einer im Speicher SP hinterlegten Kennlinie oder eines im Speicher SP hinterlegten Algorithmus in einen Farbwert umgerechnet und unter Berücksichtigung des eingelesenen Messwerts des Helligkeitssensors HS mit entsprechender Leuchtintensität an die angeschlossenen LEDs beziehungsweise Leuchtmittel LM ausgegeben. Über den an dem Mikrocontroller angeschlossenen Drehregler DR kann die automatisch über den Helligkeitssensor angepasste Grundhelligkeit vom Benutzer der Umgebung angepasst werden.
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Zum Beispiel kann in einem Schlafzimmer gewünscht sein, dass das Ausgabelicht sehr stark gedimmt ist um den Schlaf nicht zu stören. Weiterhin kann der gewünschte Betriebsmodus eingestellt werden, ob das Ausgabelicht bei Erreichen von Grenzwerten blinken soll oder nicht oder ob das Ausgabelicht erst bei Erreichen von Grenzwerten eingeschaltet werden soll.
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Die vom Benutzer durchgeführten Einstellungen werden in dem nicht-flüchtigen Speicher SP des Mikrocontrollers abgespeichert, um sicherzustellen, dass nach der Trennung von der Stromversorgung wieder mit dem eingestellten Betriebsmodus fortgefahren wird. Über die Taste E/A wird das Gerät ein- und ausgeschaltet.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung erlaubt in einfachster Weise die Visualisierung von Messwerten. Wird als Sensor, ein CO2- oder VOC-Sensor verwendet, so weiß der Benutzer nicht nur wann er lüften soll, sondern erkennt automatisch auch an der entsprechenden Farbe, zum Beispiel Grün für gute Luftqualität, wann er wieder die Fenster schließen kann. Somit wird eine gute Luftqualität erzielt, ohne dass zu viel Energie durch zu langes Lüften verschwendet wird.
