DE2818643A1 - Geraet zur selbstkontrolle des energieumsatzes - Google Patents

Description

• Gerat #ur Selbstkontrolle des Energieumsatzes
• Neuere Untersuchungen stützen die Theorie, daß die Pulsschlagfrequenz eines Individiums in enger Beziehung zu der jeweils verbrannten Anzahl von Wärmeeinheiten steht Fig. 1 zeigt ein empirisch aufgenommenes Diagramm, das in Abhängigkeit des Energieverbrauchs eines Menschen von der Herzschlagfrequenz veranschaulicht. Wie man sieht, ist der Zusammenhang nicht direkt proportional, aber der Energieumsatz nimmt eindeutig mit der Pulsschlagfreauenz zu. Wenn eine Person z.B. 140 Pulsschläge in der Minute (PPM) hat, verbrennt sie eine Wärmemenge von etwa 67 Joule (16cal) im gleichen Zeitraum.
• Bisher gab es keine Methode, um selbst zu bestimmen, wie viele Pulsschläge in einem bestimmten Zeitraum jemand gemacht hat und welche Energiemenge er in diesem Zeitraum ungefähr verbraucht hat.
• Die mit der Erfindung nach Anspruch 1 gelöste Aufgabe besteht demgemäß in der Schaffung eines elektronischen Eneraieumsatzzählers, der wirtschaftlich herzustellen und zuverlässig im Gebrauch und formschön im Aussehen ist, sowie ohne Beschwerden ständig getragen werden kann, so daß der Träger seinen gegenwärtigen und vergangenen Fnergieumsatz laufend überazachen kann.
• Vorzugsweise ist der erfindunasgemäße Energieumsatzzähler in eine elektronische Armbanduhr eingebaut und die Wärmemengenanzeige läßt sich wahlweise statt der Zeitanzeige abrufen.
• Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel wird nachsthend anhand der Zeichnung beschrieben. Hierin sind Fig. 1 das bereits erwähnte Diagramm zum Vergleich des Wärmeverbrauchs mit der Pulsschlaqfrequenz, Fig. 2 eine perspektivische Ansicht des äußeren Aussehens eines erfindungsgemäßen Umsatzzählers, Fig. 3 ein Blockschaltbild der elektronischen Schaltung desselben und Fig. 4 bis 7 Einzelheiten der elektronischen Schaltung.
• Fig. 2 zeigt ein ArmbaShk » mit eingebautem Umsatzzähler. Sie besitzt ein Anzeigefeld 12 an einem Armband 14. An der Innenseite des Armbandes 14 befindet sich ein Pulsdetektor 16 bekannter Art, der die Pulsschläge des Trägers feststellen kann.
• Fig. 3 zeigt, daß die elektronische Schaltung 18 zur Auswertung und Umrechnung der Puls schläge aus sechs Stufen besteht: (1) Zeitbasis 20; (2) Taktqeber 22; (3) Datenakkumulator 24; (4) Umrechner 26; (5) Datenwähler 28; (6) Anzeigefeld 30.
• Der Datenakkumulator 24 enthält einen Verstärker 32, einen Zähler 34 und ein Halteglied 36. Der Umrechner 26 enthält einen Abwärtszähler 38, einen Zähler 40 und einen Tabellenspeicher 42. Die Zeitbasis 20 besteht gemäß Fig. 4 aus einem Kristalloszillator 42 mit der Frequenz 32.768 kHz, einem Impulsformer 44 und Frequenzteilern 46. Das Anzeigefeld 30 enthält eine Treiberstufe 48. Ein Betätigungsglied 50 dient zur Wahl der gewünschten Darbietungsform des Anzeigefeldes.
• Die Zeitbasis 20 liefert die zur Synchronisierung des Betriebs der verschiedenen Bauelemente erforderlichen Taktfrequenzen. Diese aus dem Grundoszillator mit 32.768 kHz abgeleiteten Frequenansind: 256 impulse/sek., 64 impulse/#ek., 1 Puls/sek. und 1 Puls/min. Der Titgeber 22 verwendet die Frequenz von einem Puls in der Minute zur Zeithaltung und einen Puls in der Sekunde zum Aufdatieren und Setzen. Der Takt von 1 Puls/min wird in den Dekadenzählern so weit geteilt, daß sich eine binär codierte dezimale Ausgangszahl für die Minuten nach Einem und Zehnern und für die Stunden ergibt. Die Decoderlogik arbeitet im Rahmen von je 12 Stunden.
• Die Pulsschläge des Herzens werden vom Impulsdetektor 16 abgefühlt, im Verstärker 32 verstärkt und in einheitlich gestaltete impulszüge umgeformt, sowie dem Datenakkumulator 24 zugeführt. Dieser integriert die Anzahl der Pulsschläge für jeweils eine Minute und bestimmt so die Pulsfrequenz. Der jeweils geltende Wert der Pulsfreauenz wird in dem Halteglied 36 festgehalten und in Intervallen von einer Minute aufdatiert.
• Die Pulsfrequenz aus dem Halteglied 36 wird auf den Tabellenspeicher 42 des Umrechners 26 gegeben, um den entsprechenden Wert des Energieumsatzes abzulesen. Der Tabellenspeicher 42 liefert einen direkten Umsatzwert für jede Pulsfrequenz zwischen 40 und 199 Pulsen/min. Dieser Umsataxert wird jede Minute mit der Eingabe der Pulsfrequenz in den Umrechner 26 aufdatiert.
• Die für jede Minute berechneten Umsatzwerte werden durch N Abwärtszähler 38 in den Dividenden gestellt und dort von zehn binär codierten Dezimalzählern aufsummiert. Diese Summe stellt die gesamte verbrauchte Wärmemenge in einer Periode dar, die durch Betätigung der Umsatzsummentaste CT im Datenwähler 28 bestimmt wird.
• Die binär codierte dezimale Ausgangsinformation des Taktgebers 22 und des Umrechners 26 werden zur Synchronisation dem Datenwähler 28 zugeführt. Die Steuertasten 50 dienen zur Wahl der gewünschten Anzeige, nämlich Zeit, Joule/min (CPM) oder Joulesumme (CT). Im Normalfall wird die Zeit angezeigt; die anderen Funktionen erscheinen nur für ein bestimmtes Intervall nach Betätigung der entsprechenden Drucktaste 50.
• Die jeweils befohlene Anzeige wird auf die Treiberstufe 48 gegeben, welche die binär codierte ßezimalinformation umwandelt und auf Steuerleitungen für die Ausgabeziffern gibt.
• Das Anzeiaefeld enthält auch die erforderliche Logik für das Trennzeichen zwischen den Stunden und Minuten bei der Zeitanzeige und das Dezimalzeichen bei der Anzeige der Wärmemenge in der Minute.
• Eine Person kann also beim Aufstehen am Morgen den mit einer Armbanduhr verbundenen Umsatz zähler 10 anziehen und die Kaloriesummentaste drücken, woraufhin die Zählung der Pulsschläge von null beginnt. während des Tages braucht der Träger nur noch zu irgendeiner Zeit die Taste CPM zu drücken, um zu erfahren, welche Wärmemenge in der Minute er gerade verbraucht oder welche Wärmemenge er seit dem Anziehen der Armbanduhr verbrannt hat. Wenn er also z.B. feststellt, daß er noch nicht viel verbraucht hat, kann er sich vor dem Schlafengehen noch kräftig betätigen und so weitere Eneriemengen verbrennen.

Claims (4)

1. Patentansprüche 1. Gerät zur Selbstkontrolle des Energieumsatzes, aekenn-> zeichnet durch einen Pulsschlagdetektor und eine elektronische Schaltung zur Berechnung und Anzeige der von dem Individium während eines bestimmten Zeitraums verbrannten Wärmeeinheiten in Abhängigkeit von der gemessenen Schlagzahl des Herzens.
2. 2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Pulsschlagdetektor und die elektronische Schaltung in ein Armbanduhrqehäuse eingebaut sind.
3. 3. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die angezeigten Ziffern normalenveise die Tageszeit angeben, daß jedoch die elektronische Schaltung Tasten (50) aufweist, durch deren Betätigung der augenblickliche und der durchschnittliche Energieumsatz angezeiat werden kann.
4. 4. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Schaltung folgende Stufen enthält: eine Zeitbasis (20) mit einem Oszillator, einem Schwingungsformer und Frecruenzteilern zur Bereitstellung von Taktfreauenzen für die Synchronisierung der Schaltkreise , die Freauenzen von 256 impulsen/sec, 64 Impulsen/sec, einem Impuls/sec und einem impuls/min bereitstellen; ein mit der Zeitbasis verbundener Taktgeber (22), dem die Pulsfrequenzen von einem Impuls/sec und einem Impuls/min zugeführt werden; ein Datenakkumulator (24), der den Pulsdetektor (16), einen Verstärker (32), einen Zähler (34) und ein IIalteglied (36) umfaßt, wobei der Verstärker elektronisch mit dem Pulsdetektor (16) verbunden ist und die Pulsschläge verstärkt und formt und wobei ferner der Zähler (34) mit der Zeitbasis und dem Verstärker verbunden ist, um die Pulszahl über ein vorgegebenes Zeitintervall aufzusummieren und die Pulsgeschwindigkeit festzustellen, während das Halteglied (36) mit dem Zähler und der Zeitbasis verbunden ist, um eine ständig aufdatierte Pulsfreauenz festzuhalten; ein Umrechner (26) mit einem an das Halteglied (36) angeschlossenen Tabellenspeicher (42), einem an das Halteglied angeschlossenen weiteren Zähler, einem mit der Zeitbasis verbundenen weiteren Zähler (40), der die und Frequenz von 256 ImpulsenXsec erhältU,3edinewmit der Zeitbasis verbundenen Abwärtszähler (38), der die Frequenz von 256 Impulsen/sec erhält, wobei der zuletzt genannte Zähler und der Abwärts zähler elektronisch miteinander verbunden sind, der Tabellenspeicher (42) elektronisch mit dem Abwärtszähler (38) verbunden ist, der Tabellenspeicher mit den Beziehungen des Energieumsatzes und des Herzschlags in einem gewissen Bereich programmiert ist und ein ständig aufdatiertes direktes Ergebnis des Wärmeenergieverbrauchs für einen bestimmten Pulsschlaqbereich liefert; ein elektronisch mit demTaktgeber und dem Umrechner verbundenerDatenwähler (28), der von dem Taktgeber und Umrechner binär codierte Ausgangsinformationen erhält, die mindestens die berechnete Summe der Energieeinheiten in Abhangigkeit von den festgestellten Pulsschlägen für ein bestimmtes Zeitintervall umfaßt; eine mit dem Datenwähler verbundene Betätigungsvorrichtung zur Wahl der gewünschten Anzeigewerte und ein Anzeigefeld (30) mit einer Treiberstufe (48), die elektronisch mit dem Datenwähler (28) und der Zeitbasis (20) verbunden ist , der die Pulsfrequenz von 24 Impulsen/sec von der Zeitbasis erhält und die binär codierte Ausgangs information nach Umrechnung und Verarbeitung auf Erregungsleitungen für die angezeigten Ziffern gibt, wobei die angezeigten Ziffern mindestens selektiv die berechnete Menge der Wärmeeinheiten darstellen, die währen#i:ines vorbestimmten Zeitintervalls verbrannt wurde. undvder Anzahl der in diesem Zeitintervall festgestellten Pulsschläge entspricht.