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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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GEBIET DER
ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Messung und
Anzeige der Feuchtigkeit eines Erdreiches nach dem Oberbegriff des
Anspruchs 1.
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STAND DER
TECHNIK
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Die
DE 10 2004 010 059
A1 offenbart ein Verfahren bzw. eine Anordnung zur temperaturkorrigierten
Messung der relativen Feuchte in einer Erdkultur, wobei in die Erdkultur
zwei leitfähige
Elektroden gesteckt werden, zwischen denen eine Wechselspannung
angelegt wird. Ein Messwert für
die relative Feuchte wird erzeugt, indem der Abfall der Wechselspannung über einen
thermisch an das Erdreich angepassten Thermistor und eine Impedanz
abgeleitet wird. Die beschriebene Messanordnung ist relativ kompliziert.
In der
DE 10 2004
010 059 A1 ist zudem kein Vorschlag angegeben, auf welche
Weise der Messwert einem Nutzer zugänglich gemacht werden soll.
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Aus
der
DE 200 12 404
U1 ist ein Pflanztopf mit Wasserstands-Anzeiger bekannt.
Hierbei ragt ein Wasserstands-Sensor in einen Wasser-Vorratsraum, der
im Bodenbereich des Pflanztopfes durch die Anordnung eines Trennbodens
ausgebildet ist. Der Wasserstands-Sensor weist mehrere, übereinander angeordnete
Messpunkte und einen Referenzpunkt auf, die jeweils über elektrische
Leitungen mit einer Schaltung in Kontakt stehen. Da die Messpunkte
und der Referenzpunkt jeweils durch Kontakte gebildet sind, werden
je nach Wasserstand in dem Wasser- Vorratsraum elektrisch leitende Kontakte
zwischen unterschiedlich vielen Messpunkten und dem Referenzpunkt
hergestellt. Diese werden über
die Schaltung und einen Rechner verarbeitet und an den Wasserstands-Anzeiger
weitergegeben, welcher den Wasserstand anzeigt. Der Wasserstands-Anzeiger weist
ein Anzeigefeld auf, in dem eine vorprogrammierbare Trockenperiode
und ein Signal zum Nachfüllen
des Vorratsraums darstellbar sind. Nachteilig an dieser Anordnung
ist, dass der Wasserstands-Anzeiger nur in Kombination mit dem speziell
dafür gestalteten
Pflanztopf verwendet werden kann, da er lediglich einen Wasserfüllstand,
nicht aber die Feuchtigkeit des Erdreiches messen kann. Zudem ist
der Wasserstands-Anzeiger kompliziert aufgebaut, sehr groß und daher
optisch störend.
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AUFGABE DER
ERFINDUNG
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Es
ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur
Messung und Anzeige der Feuchtigkeit eines Erdreiches bereit zu
stellen, die möglichst
einfach aufgebaut, universell einsetzbar, gut ablesbar und zudem
optisch ansprechend ist. Insbesondere soll eine Vorrichtung zur
Feuchtigkeitsmessung in dem Erdreich eines Pflanztopfes zur Verfügung gestellt
werden, die einen dekorativen Effekt aufweist.
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WESEN DER
ERFINDUNG
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die
Vorrichtung zur Messung und Anzeige der Feuchtigkeit eines Erdreiches
gemäß Anspruch
1 gelöst. Weitere
vorteilhafte Details, Aspekte und Ausgestaltungen der vorliegenden
Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der
Beschreibung und den Figuren.
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Eine
Vorrichtung zur Messung und Anzeige der Feuchtigkeit eines Erdreiches
weist demnach an einem in das Erdreich einsteckbaren Abschnitt wenigstens
einen Messfühler
und an einem aus dem Erdreich hervorstehenden Abschnitt ein Anzeigegehäuse mit
einem Messwertanzeiger auf. Erfindungsgemäß umfasst der Messwertanzeiger
wenigstens eine Leuchtdiode. Diese dient der Anzeige der Feuchtigkeit
in dem Erdreich. Gemäß vorliegender Erfindung
ist, vorgesehen, dass die wenigstens eine Leuchtdiode leuchtet,
so lange eine ausreichend hohe Feuchtigkeit in dem Erdreich vorhanden
ist. Sinkt der Feuchtigkeitsgehalt in dem Erdreich unter einen Schwellenwert,
so erlischt die Leuchtdiode.
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Alternativ
kann vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Leuchtdiode aufleuchtet,
sobald ein Schwellenwert für
die Feuchtigkeit im Erdreich unterschritten wird.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
zur Messung und Anzeige der Feuchtigkeit eines Erdreiches weist
bevorzugt ein dekoratives Erscheinungsbild auf. Dies kann insbesondere
dadurch erreicht werden, dass das Anzeigegehäuse in dekorativer Weise gestaltet
ist. Eine geeignete Form-, Farb- und Materialauswahl kann das Erscheinungsbild
der Mess- und Anzeigevorrichtung je nach Anforderung verändern. Bspw.
kann das Anzeigegehäuse
eine figürliche
Gestalt aufweisen, bspw. in Form eines Gartenzwerges, einer Tierfigur,
eines Gebäudes,
o. Ä. Es
kann alternativ eine abstrakte Gestalt aufweisen und bspw. aus Edelstahl
gefertigt sein, um sich einer modernen Wohnungseinrichtung anzupassen.
In der Gestaltung des Anzeigegehäuses
ist der Erfindung keine Grenze gesetzt. Jedes Material, das eine
ausreichende Feuchtigkeitsresistenz aufweist, ist für die Gestaltung
des Äußeren der
erfindungsgemäßen Vorrichtung
verwendbar, bspw. können
das Anzeigegehäuse
und/oder der in das Erdreich einsteckbare Abschnitt Kunststoff,
Edelstahl, Kautschuk etc. aufweisen oder aber auch aus einem natürlich vorkommenden
kristalliten Material bestehen.
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Die
wenigstens eine Leuchtdiode kann derart in das Anzeigegehäuse eingebracht
sein, dass sie sich in die äußere Erscheinungsform
einpasst und/oder den dekorativen Effekt erhöht oder selbst einen dekorativen
Effekt vermittelt. Leuchtdioden stehen in unterschiedlichen Größen, Formen
und Farben zur Verfügung
und bieten dadurch viele Möglichkeiten,
das Erscheinungsbild der Mess- und Anzeigevorrichtung mitzugestalten.
Bspw. kann ein Anzeigegehäuse
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
die Gestalt eines Hauses aufweisen, und eine Leuchtdiode kann so
an dem Gehäuse
angeordnet sein, dass sie ein Fenster des Hauses erleuchtet.
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Eine
Gestaltung, die u. a. die Auswahl und Anordnung der an der Anzeigevorrichtung
angeordneten Leuchtdioden umfasst, kann hierbei auch funktionelle
Zwecke erfüllen.
Bspw. kann der Messwertanzeiger eine Mehrzahl von Leuchtdioden aufweisen,
die jeweils in Abhängigkeit
von der Feuchtigkeit des Erdreiches leuchten. Diese Leuchtdioden
können
jeweils identisch und derart verschaltet sein, dass je nach Grad
der Feuchtigkeit im Erdreich eine unterschiedliche Anzahl von Leuchtdioden
leuchtet.
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Alternativ
kann jede oder ein Teil der verwendeten Leuchtdioden unterschiedliche
Farben und/oder Größen aufweisen,
die jeweils in Abhängigkeit
von der Feuchtigkeit des Erdreiches leuchten. Bspw. können je
nach Feuchtigkeitsgehalt im Erdreich unterschiedlich farbige Leuchtdioden
leuchten.
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Die
Auswahl und Anordnung der Leuchtdioden an dem Messwertanzeiger kann
hierbei so gewählt
sein, dass sie eine intuitive Erfassung des Feuchtigkeitsgehaltes
erlauben. Bspw. können
bei einer hohen Feuchtigkeit viele Leuchtdioden leuchten, während bei
einer geringen Feuchtigkeit nur wenige bzw. nur eine Leuchtdiode
leuchtet. Als weiteres Beispiel kann bei einer hohen Feuchtigkeit
bspw. eine blaue und bei einer niedrigen Feuchtigkeit eine rote
Leuchtdiode leuchten.
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Der
Messfühler
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
kann unterschiedlich gestaltet sein. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform
weist der Messfühler
wenigstens zwei leitfähige
Elektroden auf. Diese sind bevorzugt voneinander beabstandet an
dem in das Erdreich steckbaren Abschnitt der Vorrichtung angeordnet.
Der in das Erdreich einsteckbare Abschnitt der erfindungsgemäßen Vorrichtung
weist bevorzugt zumindest an seinem Endabschnitt eine Kegel- oder
Keilform auf, um eine gute Einsteckbarkeit in das Erdreich zu gewährleisten.
Außerdem
ist dieser Abschnitt bevorzugt ein Hohlkörper, so dass von den Elektroden
ausgehende Leitungen innerhalb der Vorrichtung verlaufen können. Die
Elektroden können
bspw. elektrisch leitfähige
Ringe sein, die in unterschiedlichen Höhen des in die Erde steckbaren Abschnittes
angeordnet sind. Diese können über den Kegel-
bzw. Keilabschnitt geschoben sein und bspw. über einen Leitungsdraht, der
durch eine Aussparung in der Wandung des Abschnittes hindurch verlegt
ist, mit einer im Inneren der Mess- und Anzeigevorrichtung angeordneten
Schaltung verbunden sein. Die Elektroden können alternativ selbst Teile
der Wandung des in die Erde steckbaren Abschnittes bilden. Alternativ
können
sie die Form von Platten oder Stiften aufweisen.
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Das
Erdreich weist eine von seiner Feuchtigkeit abhängige Leitfähigkeit auf. Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung sind die Elektroden derart in einen Schaltkreis eingebunden,
dass das Erdreich als variabler elektrischer Widerstand zwischen
den beiden Elektroden wirkt, welcher proportional zur Erhöhung der
Leitfähigkeit
des Erdreiches durch eine Erhöhung
der Feuchtigkeit des Erdreiches sinkt. Weitere notwendige Bauelemente
im Schaltkreis sind eine Spannungsquelle, bevorzugt eine Batterie
oder Knopfzelle, und wenigstens eine Leuchtdiode.
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Leuchtdioden
weisen Grenzwerte für
ihre Durchlassspannung auf was bedeutet, dass sie erst bei Erreichen
eines Spannungsschwellenwertes einen Stromfluss erlauben und zu
leuchten beginnen. Die Durchlassspannung von Leuchtdioden ist u.
a. von dem verwendeten Halbleitermaterial abhängig. Ein geringer Widerstand
zwischen den Elektroden der beschriebenen Anordnung, hervorgerufen
durch eine hohe Feuchtigkeit des Erdreiches, hat zur Folge, dass
an einer in den Schaltkreis eingebundenen Leuchtdiode eine relativ
hohe Spannung anliegt. Erreicht diese Spannung die Durchlassspannung
der Leuchtdiode, so leuchtet diese. Sinkt die Feuchtigkeit in dem
die Elektroden umgebenden Erdreich, so nimmt die Leitfähigkeit
des Erdreiches ab, der elektrische Widerstand steigt, der Stromfluss
und die Lichtintensität
der Leuchtdiode nehmen ab; der Stromfluss bricht ab und die Leuchtdiode
erlischt, wenn die an ihr anliegende Spannung unter den Schwellenwert
fällt.
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Zum
Schutz der wenigstens einen Leuchtdiode vor zu hohen Stromstärken kann
es nötig
sein, wenigstens einen entsprechenden Vorwiderstand in den Schaltkreis
einzubauen.
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Die
beschriebene Schaltung weist den Vorteil auf, dass sie sehr einfach
ist. Aus diesem Grund ist sie wenig störanfällig und beansprucht wenig Raum.
Daher ist sie insbesondere für
eine Vorrichtung gemäß vorliegender
Erfindung geeignet, deren Anspruch ein möglichst ansprechendes Äußeres ist.
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Die
einfachste Form der beschriebenen Schaltung mit nur einer Leuchtdiode
ist hierbei besonders bevorzugt, da sie in der Herstellung, Bedienung
und Wartung am einfachsten ist und das Erscheinungsbild der Anzeige
wenig beeinflusst. Der gewünschte
Trockenheitsgrad, der durch die Vorrichtung angezeigt werden soll,
kann durch die Wahl der Leuchtdiode eingestellt sein. Allerdings
kann es wünschenswert
sein, eine genauere und bspw. abgestufte Anzeige des Feuchtigkeitsgehalts
des Erdreiches zur Verfügung
zu stellen.
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Zu
diesem Zweck kann die erfindungsgemäße Vorrichtung bspw. mehrere
Schaltkreise gemäß der voranstehenden
Beschreibung mit jeweils einer Leuchtdiode aufweisen, die bei unterschiedlichen Feuchtigkeiten
im Erdreich, also bei unterschiedlichen Leitfähigkeiten des Erdreiches bzw.
unterschiedlich hohen elektrischen Widerständen zwischen den Elektroden,
zu leuchten beginnen. Es kommen hierzu insbesondere Leuchtdioden
mit unterschiedlichen Durchlassspannungen zum Einsatz. Da der elektrische
Widerstand vom Abstand der Elektroden abhängig ist, können auch unterschiedliche
Schaltkreise mit identischen Leuchtdioden aber unterschiedlich positionierten
Elektroden verwendet werden, um eine abgestufte Feuchtigkeitsanzeige
zu erhalten.
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Die
Verwendung von mehreren Schaltkreisen mit unterschiedlich farbigen
Leuchtdioden mit unterschiedlichen Durchlassspannungen, die bei
unterschiedlichen Feuchtigkeiten und somit unterschiedlichen elektrischen
Widerständen
im Schaltkreis leuchten, ist ebenfalls denkbar. Auch die Parallelschaltung
unterschiedlicher Leuchtdioden bzw. die Parallelschaltung von unterschiedlichen
oder gleichen Leuchtdioden mit oder ohne jeweils unterschiedlichen
oder gleichen Vorwiderständen
können für eine gewünschte Anzeige
sorgen. Die erwähnten Möglichkeiten
können
in unterschiedlichen Kombinationen eingesetzt werden.
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In
den bisher beschriebenen Messanordnungen erfolgt eine Messung und
Anzeige der Feuchtigkeit in dem Erdreich aufgrund einer Änderung
der Leitfähigkeit
der Umgebung des Messfühlers.
Die Vorrichtung zur Messung und Anzeige der Feuchtigkeit im Erdreich
umfasst daher eine Einrichtung zur Messung bzw. Anzeige der Leitfähigkeit
der Umgebung des Messfühlers.
Alternativ kann eine erfindungsgemäße Vorrichtung eine Einrichtung
zur Messung einer Dielektrizität
der Umgebung des Messfühlers
umfassen. Die beteiligten Elektroden werden hierbei mit einer Spannung
beaufschlagt, um als Kondensator zu wirken. Die Kapazität dieses
Kondensators ist dabei abhängig
von der Dielektrizität des
umgebenden Mediums, also des Erdreiches und dessen Feuchtigkeitsgehalts
(kapazitive Messung des Feuchtigkeitsgehalts des Erdreiches).
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Auch
eine Messspitze, die zur Messung eines Wasserfüllstandes geeignet ist und
bspw. ähnlich zu
dem in der
DE 200
12 404 U1 beschriebenen Wasserstands-Anzeiger aufgebaut ist, kann im Rahmen
der Erfindung zur Anwendung kommen. Eine derartige Vorrichtung ist
bspw. für
eine Anwendung in Hydrokulturen oder Seramis-Kulturen geeignet.
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Die
vorgenannten Messanordnungen können
in bevorzugter Weise, insbesondere durch zusätzliche, dem Fachmann geläufige Schaltungen auch
so aufgebaut werden, dass die wenigstens eine Leuchtdiode immer
dann aufleuchtet, wenn ein Schwellenwert für die Feuchtigkeit im Erdreich
unterschritten wird. Die leuchtende(n) LED('s) signalisieren in diesem Fall, dass
gegossen werden muss. Die LED('s)
kann/können
erfindungsgemäß den Grad
der Feuchtigkeit im Erdreich auch durch unterschiedliche Blinkgeschwindigkeiten
signalisieren.
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Als
Spannungsquelle einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Messung
und Anzeige der Feuchtigkeit eines Erdreiches wird bevorzugt wenigstens
eine Batterie, besonders bevorzugt eine oder mehrere Knopfzellen
verwendet. Zu diesem Zweck ist es vorgesehen, dass das Anzeigegehäuse eine
Aufnahmeeinrichtung für
Batterien oder Knopfzellen umfasst. Diese ist vorzugsweise abgedichtet, um
das Eindringen von Feuchtigkeit zu verhindern. Knopfzellen sind
besonders klein und benötigen
daher wenig Raum in dem Anzeigegehäuse, wodurch dieses in seiner
Größe und Form
durch die Aufnahmeeinrichtung für
die Knopfzelle nur geringfügig
eingeschränkt
ist.
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Darüber hinaus
ist vorgesehen, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Messung
und Anzeige der Feuchtigkeit eines Erdreiches einen Schalter zur
Inbetriebnahme bzw. Außerbetriebnahme
der Vorrichtung aufweisen kann. Hierdurch kann bei Nichtgebrauch
auf einfache Weise Energie gespart werden. Die Vorrichtung kann
im ausgeschalteten Zustand auch zu rein dekorativen Zwecken eingesetzt
werden.
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Eine
Vorrichtung zur Messung und Anzeige der Feuchtigkeit eines Erdreiches
gemäß vorliegender
Erfindung kann beliebig attraktiv gestaltet sein. Die Verwendung
von Leuchtdioden als Anzeigemedium ist technisch sehr einfach durchführbar. Das
Anzeigegehäuse
kann insgesamt sehr klein ausfallen, da es kein Anzeigenfeld aufweisen
und keine zusätzlichen
Bauteile wie bspw. Rechner etc. beinhalten muss. Da Leuchtdioden
einen geringen Energieverbrauch haben, kann die erfindungsgemäße Vorrichtung
durch eine Knopfzelle betrieben werden, was ebenfalls eine geringe
Baugröße des Anzeigengehäuses unterstützt. Da
Leuchtdioden eine lange Lebensdauer aufweisen sowie unempfindlich
gegen Erschütterungen
sind, ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung
langlebig und muss kaum gewartet werden. Da sich Leuchtdioden kaum
aufheizen, ist keinerlei Unfallgefahr gegeben. Die Farb- und Formenvielfalt der
zur Verfügung
stehenden Leuchtdioden unterstützt
die Gestaltungsvariabilität
der Vorrichtung.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Gleiche
Bauteile weisen dabei grundsätzlich gleiche
Bezugszeichen auf und werden teilweise nicht näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Messung
und Anzeige der Feuchtigkeit eines Erdreiches, und
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2 eine
schematische Querschnittdarstellung eines Pflanztopfes, in dessen
Erdreich die Vorrichtung aus 1 eingesteckt
ist.
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BEVORZUGTE
AUSFÜHRUNGSFORM
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1 zeigt
eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 zur
Messung und Anzeige der Feuchtigkeit eines Erdreiches 12.
Die Vorrichtung umfasst einen in ein Erdreich 12 einsteckbaren
Abschnitt 14, der einen Messfühler 16 in Form von
zwei ringförmigen,
leitfähigen
Elektroden 161, 162 aufweist. Das untere Ende
des in das Erdreich 12 einsteckbaren Abschnittes 14 weist
eine Kegelform auf, um ein einfaches Einführen des Abschnittes 14 mit
dem Messfühler 16 in
das Erdreich 12 zu ermöglichen.
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Die
Vorrichtung 10 weist weiterhin einen jederzeit oberhalb
des Erdreiches 12 liegenden Abschnitt 18 auf.
Dieser aus dem Erdreich 12 hervorstehende Abschnitt 18 weist
ein Anzeigegehäuse 20 mit einem
Messwertanzeiger 22 auf. Im dargestellten Beispiel sitzt
das Anzeigegehäuse 20 kopfartig
auf dem in das Erdreich 12 einsteckbaren Abschnitt 18 der
Mess- und Anzeigevorrichtung 10 auf. Das Anzeigegehäuse 20 weist
eine Aufnahmeeinrichtung 24 für wenigstens eine Knopfzelle 26 auf.
Die Aufnahmeeinrichtung 24 ist verschließbar und
gegen Feuchtigkeit abgedichtet. Das Anzeigegehäuse 20 weist zudem
an einer Vorderseite eine Leuchtdiode 28 auf.
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Die
zwei Elektroden 161, 162 sind mittels innerhalb
der Mess- und Anzeigevorrichtung 10 verlaufenden Leitungen
(nicht sichtbar) mit der Knopfzelle 26 und der Leuchtdiode 28 zu
einem Schaltkreis verbunden. Über
den Schalter 30 kann der Kreis geschlossen werden, was
bedeutet, dass die Mess- und Anzeigevorrichtung 10 funktionsbereit
ist.
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In 2 ist
in einer schematischen Querschnittdarstellung eines Pflanztopfes 11 verdeutlicht, wie
die Mess- und Anzeigevorrichtung 10 aus 1 in
ein Erdreich 12 eingesteckt ist, um die Feuchtigkeit dieses
Erdreiches 12 zu prüfen
und anzuzeigen. Der in das Erdreich 12 einsteckbare Abschnitt 14 der Mess-
und Anzeigevorrichtung 10 ist so in das in dem Pflanztopf 11 befindliche
Erdreich 12 eingesteckt, dass sein Messfühler 16 in
etwa im Wurzelbereich der Pflanze 13 zu liegen kommt. Das
Anzeigegehäuse 20 steht
aus dem Erdreich 12 hervor und ist somit sichtbar. Ein
Leuchten der an dem Anzeigegehäuse 20 angeordneten
Leuchtdiode 28 ist ebenso erkennbar.
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Damit
der sichtbare Abschnitt 18 der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 nicht
störend
in der Gesamtanordnung wirkt, ist er dekorativ gestaltet. Im Beispiel
ist das Anzeigegehäuse 20 relativ
klein gehalten, was durch die insgesamt einfache Messanordnung,
die nur wenige Bauteile umfasst, und die Energieversorgung durch
die Knopfzelle 26 möglich ist.
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Die
Form des Anzeigengehäuses 20 ist
im dargestellten Beispiel sehr schlicht und einfach gehalten. Jede
andere Gestalt ist jedoch ebenso denkbar und von dem Erfindungsgedanken
umfasst.