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Die
Erfindung richtet sich auf eine Lebensmittelwaage mit einer Vorrichtung
zum Ermitteln von mengenbezogenen Informationen über die abgewogenen Lebensmittel,
mit einer Vielzahl von abgespeicherten, für je eine Lebensmittelsorte
spezifischen Datensätzen
von Parameterwerten, welche durch Multiplikation mit dem Gewicht
auf die jeweilige Menge des betreffenden Lebensmittels umgerechnet werden.
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Eine
gattungsgemäße Lebensmittelwaage ist
bspw. aus der deutschen Offenlegungsschrift 42 04 711 bekannt geworden.
Die hier offenbarte Waage ist in der Lage, den Nährwert eines gewogenen Lebensmittels
zu bestimmen, indem einerseits das Gewicht des Lebensmittels in
ein elektrisches Signal umgewandelt und sodann mit für die betreffende
Lebensmittelsorte spezifischen Nährwertdaten
multipliziert wird, und wobei das Ergebnis auf einer Anzeigeeinheit
sichtbar gemacht wird. Zur Spezifikation der betreffenden Lebensmittelsorte
dient eine Tastatur, wobei einzelne Tasten bestimmten Lebensmittelkategorien
wie „Obst", „Gemüse", „Käse", etc. zugewiesen
sein können.
Da innerhalb jeder dieser Gruppen unterschiedliche Vertreter existieren,
die wiederum unterschiedliche Nährwerte
aufweisen, wie bspw. „Erdbeere", „Pfirsich", „Birne", ist eine derartige
Eingabe vergleichsweise ungenau, da eine Mitwertbildung zwischen
diesen doch sehr unterschiedlichen Lebensmittelsorten gebildet werden
muss. Deshalb ist bei der vorbekannten Anordnung weiter vorgesehen,
neben derartigen Gruppen-Tasten weitere Tasten vorzusehen, welche
eine weitere Spezifikation der einzelnen Gruppenmitglieder erlauben.
Diese zweite Tastensorte erhält
eine Mehrfachbelegung und hat für
jede, mit der ersten Tastensorte ausgewählten Lebensmittelgruppe eine
unterschiedliche Bedeutung, bspw. erhält eine Taste der zweiten Sorte bei
Betätigen
der Gruppentaste „Obst" die Bedeutung „Orange", bei Betätigen der
Taste „Gemüse" erhält sie die
Bedeutung von „Salat", und bei Betätigen der
Fleisch-Taste wird dieses weiter spezifiziert als „Rindfleisch". Auch mit diesem
Verfahren lässt
sich jedoch nur eine höchst
begrenzte Aufschlüsselung der
möglichen
Lebensmittelsorten erreichen, nämlich mit
n Tasten insgesamt maximal (n/2)2 Sorten.
Deshalb ist bei einer weiteren Ausführungsform im Rahmen der vorbekannten
Druckschrift eine alphanumerische Tastatur vorgesehen, mit welcher
der Name einer gewünschten
Lebensmittelsorte wie bei einer Schreibmaschine eingegeben werden
kann. Hierbei lassen sich zwar eine große Anzahl von Lebensmittelsorten
spezifizieren, jedoch ist dies äußerst mühselig,
da aufgrund der Verwendung im Küchenbereich
Folientastaturen erforderlich sind, ferner aber auch aus Platzgründen sehr
kleine Tasten verwendet werden müssen
und dieselben nicht in dem Schreibmaschinensystem, sondern hiervon
abweichend nach dem Alphabet angeordnet sind. Auch bereitet eine
derartige Eingabe vielfach Schwierigkeiten, bspw. bei Brillenträgern, und
bei einer versehentlichen Falscheingabe muss die umfangreiche Prozedur
wiederholt werden. Darüber
hinaus ist eine Tastatureingabe im Küchenbereich prinzipiell unpraktisch,
da bspw. beim Backen oftmals Teig an den Fingern festhaltet, der
sich beim Betätigen
einer Taste auf dieselbe überträgt und den
dort aufgedruckten Wert zumindest vorübergehend verdeckt.
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Aus
den Nachteilen des beschriebenen Stands der Technik resultiert das
die Erfindung initiierende Problem, eine gattungsgemäße Waage
derart weiterzubilden, dass mit geringstmöglichem Aufwand eine exakte
Spezifikation der abzuwiegenden Lebensmittelsorte vorgenommen werden
kann, um auf genaue Nährwertparameter
zugreifen zu können.
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Im
Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens
ist zur Lösung
dieses Problems vorgesehen, dass für die Auswahl der betreffenden
Lebensmittelsorte und/oder des zugeordneten Parametersatzes eine
Einrichtung zur Erkennung von gesprochenen Worten vorhanden ist,
insbesondere ein Mikrofon zur Wandlung von Schallwellen, in ein
elektrisches Signal mit einem daran gekoppelten Spracherkennungsbaustein,
der aus dem Schaltsignal einen Text erzeugt.
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Eine
Spracheingabe bietet gegenüber
der herkömmlichen
Eingabe über
Tastatur den großen Vorteil,
dass selbst bei verklebten Fingern eine präzise Eingabe möglich ist.
Darüber
hinaus ist eine derartige Eingabe viel schneller als das mühselige
Eintippen des gesamten Wortes, und gleichzeitig kann eine höchst präzise Spezifikation
der betreffenden Lebensmittelsorte vorgenommen werden, wobei über den
Gattungsbegriff „Apfel" hinaus noch speziellere
Sorten wie „Golden
Delicious" eingegeben werden
können,
außerdem
noch zusätzliche
Informationen wie „grün" oder „reif". Auf diesem Weg
ist demnach eine viel bequemere, schnellere und genauere Informationseingabe
möglich
als bei dem herkömmlichen
Stand der Technik. Dabei kann die Eingabe sogar gleichzeitig mit
dem Einfüllen
der betreffenden Lebensmittel erfolgen, so dass nach Ausschwingen
der Waagschale bereits die fertigen Ergebnisse zur Verfügung stehen
und der Wiegevorgang daher genauso schnell vonstatten gehen kann wie
bei einer Standard-Küchenwaage
ohne Nährwertermittlungsfunktion.
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Es
hat sich als günstig
erwiesen, dass die Namen aller gängigen
oder bekannten Lebensmittelsorten in einem Speicher in Form von
alphanumerischen Zeichenketten hinterlegt sind. Dieser Speicher dient
somit als Vorrat aller der Waage bekannten Lebensmittelsorten, deren
spezifische Nährwertparameter
zur Berechnung mengenbezogener Lebensmittelinformationen zur Verfügung stehen.
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Die
Erfindung lässt
sich durch eine Einrichtung mit einer derartigen Funktionalität weiterbilden, dass
von einer Person zusätzliche
Lebensmittelsorten und/oder Parametersätze eingegeben und/oder eingesprochen
werden können.
Diese Einrichtung versetzt eine erfindungsgemäße Lebensmittelwaage in die
Lage, zusätzlich
zu den bereits bekannten Lebensmittelsorten weitere Sorten einschließlich der zugeordneten
Parametersätze
erlernen zu können. Dies
ist insbesondere deshalb von Bedeutung, weil heutzutage ständig neuartige
Lebensmittel auf den Markt gebracht werden, die sich von den bisher
bekannten durch veränderte
Rezepturen unterscheiden. Darüber
hinaus besteht die Möglichkeit,
auf diesem Weg auch firmenspezifische Lebensmittel einzugeben, bspw. „Goldsaft" für eine bestimmte
Sirup-Sorte. Andererseits ist es auch möglich, in einem derartigen
Betriebsmodus einzelnen oder mehreren Lebensmittelsorten dem eigenen
Wortgebrauch besser entsprechende Namen zu geben.
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Damit
die von einer Bedienperson gesprochenen Worte von der erfindungsgemäßen Waage deutlich
erkannt werden können,
empfiehlt die Erfindung, eine Einrichtung mit einer derartigen Funktionalität vorzusehen,
dass von den betreffenden Personen Sprachproben aufnehmbar und analysierbar sind.
Dies kann die Waage selbst bewerkstelligen, bspw. indem bestimmte,
charakteristische Worte auf einer alphanumerischen Anzeige wiedergegeben werden
und die Waage sodann die betreffende Person auffordert, dieses Wort
auszusprechen. Durch Aufnahme und Analyse des Klangspektrums können sodann
charakteristische Größen für einzelne
Laute ermittelt werden, anhand derer dieselben später identifiziert
werden können.
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Weitere
Vorteile ergeben sieh durch eine optische und/oder akustische Signaleinrichtung
mit einer derartigen Funktionalität, welche eine die Waage bedienende
Person nach jeder Veränderung
des gemessenen Gewichts, deren Ausgangswert nicht dem eingestellten
Waagennullpunkt entspricht, zum Einsprechen der Lebensmittelsorte
auffordert. Auf diesem Weg beschafft sich die endungsgemäße Lebensmittelwaage
bei jedem Wiegevorgang den der aktuellen Lebensmittelsorte entsprechenden
Parametersatz, so dass Fehlberechnungen ausgeschlossen sind.
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Die
Signaleinrichtungen der erfindungsgemäße Waage können einfacher Art sein wie
Lampen, Leuchtdioden oder Summer. Bevorzugt ist jedoch wenigstens
eine Vorrichtung zur Ausgabe von Text vorgesehen, bspw. in Form
einer alphanumerischen Anzeigeeinheit zur optischen Wiedergabe oder
in Form eines Lautsprechers mit vorgeschaltetem Sprachgenerator.
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Die
zuletzt genannten Vorrichtungen können insbesondere zur Wiedergabe
eines von dem Spracherkennungsbaustein erkannten Textes oder einer gefundenen
Lebensmittelsorte dienen. Bei der verbalen Ausgabe ist es wichtig,
dass nicht das aufgenommene Schallsignal in unveränderter
Form wieder abgegeben wird, sondern dass der von dem Spracherkennungsbaustein
generierte Text einem Sprachgenerator zugeführt wird, der daraus wiederum
ein wahrnehmbares Sprachsignal erzeugt, so dass Verständnisfehler
der Waage sofort erkannt werden können.
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Um
die einer Spracheingabe zuzuordnenden Parametersätze eindeutig identifizieren
zu können, genügt es nicht,
im Rahmen einer Spracherkennung das aufgenommene Schallsignal in
einen Text umzuwandeln, sondern dieser muss auch in einem folgenden
Schritt noch mit den abgespeicherten Zeichenketten verglichen werden,
um die Lebensmittelsorte erkennen und den entsprechenden Parametersatz zwecks
Multiplikation mit dem gemessenen Gewichtswert aus dem Speicher übernehmen
zu können.
Sofern die Bedienperson ein Wort ausgesprochen hat, welches in dem
Sprachsatz der Waage enthalten ist, und sofern darüber hinaus
dieses Wort richtig erkannt und in Text umgewandelt wurde, so findet
die Waage auf Anhieb den richtigen Parametersatz. Falls jedoch das
betreffende Wort nicht richtig ausgesprochen wurde, so dass der
Spracherkennungsbaustein einen fehlerhaften Text produzierte, so
wird die Waage keine vollständige Übereinstimmung
mit einer der abgespeicherten Zeichenketten erzielen können. Für diesen
Fall kann eine Vorrichtung vorgesehen sein, um diejenigen Lebensmittelsorten,
deren Text von dem gefundenen Text nur geringfügig abweicht, auszuwählen und
der Bedienperson vorzuschlagen, damit diese der Waage in einem zweiten
Schritt die richtige Lebensmittelsorte mitteilen kann. Hierbei ist
es möglich,
dass die nächstliegenden
Lebensmittelsorten in Form einer Liste wiedergegeben werden, so
dass der gewünschte
Begriff mit einer oder mehreren Funktionstasten ausgewählt werden
kann. Dabei kann diese Liste sowohl auf einer alphanumerischen Anzeigeeinheit
als auch mittels eines Lautsprechers und vorgeschaltetem Sprachgenerator
ausgegeben werden, und der gewünschte
Begriff kann entweder durch Bestätigung mittels
einer Funktionstaste oder durch eine kurze, bestätigende Spracheingabe ausgewählt werden, bspw.
durch Einsprechen des Wortes „ja", während bei
falschen Begriffen die Antwort „nein" ist.
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Als
weitere Besonderheit lässt
sich bei der erfindungsgemäßen Waage
ein Baustein mit einer Gewichtsdifferenzfunktion realisieren, wobei
als Meßwert
zur Ermittlung der aktuellen, mengenbezogenen Information nicht
das gemessene Absolutgewicht, sondern nur der Differenzwert zu dem
vorangehenden Gewichtswert verwendet wird. In dieser Betriebsart
können
bspw. in einer auf der Waagschale aufgesetzten Schüssel verschiedene
Zutaten zusammengemischt und gleichzeitig abgewogen werden, wobei
die verschiedenen Teilmengen mit den jeweils für diese Lebensmittelsorte charakteristischen Nährwertparameter
multipliziert und sodann möglicherweise
gleich aufaddiert werden können.
Diese Betriebsart erleichtert einen Koch- oder Backvorgang erheblich,
da die einzelnen Teilmengen nicht in einem getrennten Behältnis abgewogen
und sodann zusammengebracht werden müssen, während darüber hinaus auch eine Nullpunktsverstellung
der Waage völlig überflüssig ist.
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Aufgrund
der vorteilhaften Einrichtungen der erfindungsgemäßen Waage
wie Gedächtnisbaustein,
Intelligenzbaustein und Artikulationsbaustein kann diese nicht nur
zum Bestimmen von mengenbezogenen Informationen über einzelne Lebensmittel herangezogen
werden, sondern es ist auch ein weiterer Betriebsmodus möglich, in
welchem Rezepturen, d. h. Zusammenstellungen von verschiedenen Lebensmittelsorten
und -mengen, eingegeben, insbesondere eingesprochen werden können. Hierbei wird
die Waage sozusagen anstelle eines Kochbuchs verwendet, und es ist
daher nicht mehr erforderlich, besonders leckere Rezepte zu notieren,
sondern dieselben können
unverzüglich
in die erfindungsgemäße Waage
eingesprochen und von dieser registriert werden. Hierbei können einzelne
Rezepte durch den Namen des betreffenden Gerichts gekennzeichnet und
später
wieder abgerufen werden, bspw. „Hirschbraten mit Servietteknödel und
Preiselbeeren".
Natürlich
können
verschiedene Standardrezepte auch herstellerseitig bereits in die
Waage einprogrammiert sein.
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Eine
Anzeigeeinheit dient der Ausgabe und/oder verbalen Wiedergabe der
betreffenden Zutaten und -mengen abgespeicherter und aufgerufener
Rezepte.
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Sofern
eine Druck-Vorrichtung vorhanden ist, kann schließlich auch
vorgesehen sein, dass auf Anforderung ein Ausdruck der gefundenen
Lebensmittelinformationen erfolgt. Damit kann die Hausfrau oder
der Koch die Gesamtnährwerte
einer Mahlzeit dokumentieren und bspw. zur Gewichtskontrolle einer
Auswertung zugänglich
machen. Um auch in einem Mehrpersonenhaushalt möglichst genaue Informationen
zu haben, kann vor dem Ausdruck die Anzahl der Portionen eingegeben
werden, so dass durch Division der gefundenen Werte durch die Portionenanzahl
ein möglichst
exakter Nährungswert
für eine
einzelne Person zur Verfügung
steht.
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Wie
oben bereits ausgeführt,
benötigt
eine erfindungsgemäße Waage
sowohl Intelligenz als auch ein Gedächtnis. Diese Eigenschaften
erhält
sie durch die folgenden Baugruppen:
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- a) einen Speicher, in welchem zu jeder Lebensmittelsorte
eine Textbeschreibung und ein Zeiger für den betreffenden Parametersatz,
bspw. dessen Anfangsadresse ablegbar ist;
- b) ein Mikrophon zur Wandlung von Schallwellen in ein elektrisches
Signal mit einem daran gekoppelten Spracherkennungsbaustein, der
aus dem Schallsignal einen Text erzeugt; sowie
- c) einen Komperatorbaustein, der den gefundenen Text mit den
abgelegten Textbeschreibungen vergleicht, um die eingegebene Lebensmittelsorte zu
erkennen und den betreffenden Parametersatz einzulesen.
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Hierbei
entspricht der Speicher, in dem die verschiedenen Lebensmittelsorten
in Form alphanumerischer Zeichenketten ihres Namens zusammen mit
Parametern der betreffenden, spezifischen Nährwerte, Fett-, Vitamingehalte
od. dgl. hinterlegt sind, dem Gedächtnis der Waage, während das
Mikrophon die Funktion des Gehörs übernimmt
und der daran gekoppelte Spracherkennungsbaustein dem Sprachzentrum
eines menschlichen Gehirns gleichgesetzt werden kann; der Komparatorbaustein
schließlich enthält die eigentliche
Intelligenz, da er es der Waage erlaubt, aus den empfangenen und
in Text umgewandelten Schallwellen die betreffende Lebensmittelsorte
zu erkennen. Aus alledem ist ersichtlich, dass sich zwischen der
erfindungsgemäßen Waage
und einem menschlichen Denkapparat eine Analogie herstellen lässt. Um
die Fähigkeiten
einer erfindungsgemäßen Waage
anhand dieser Analogie weiter aufzuzeigen, kann die Waagschale mit
einer menschlichen Hand, deren Aufhängung mit einem Arm und ein
daran gekoppelter, elektrischer oder elektronischer Sensor mit den
Rezeptoren und Nerven des betreffenden Arms gleichgesetzt werden,
und der in der Waage enthaltene, hard- oder softwaremäßig realisierte Multiplikationsbaustein
entspräche
solchermaßen
dem Logikzentrum im menschlichen Gehirn. Da im menschlichen Gehirn
andererseits nur wenige Parametersätze und auch nur mit einer
begrenzten Genauigkeit gemerkt werden könnten, ferner die Bestimmung
eines Gewichts nur grob möglich
wäre und
schließlich die
Multiplikation üblicherweise
nur überschlagen würde, übertrifft
die erfindungsgemäße Waage
die menschlichen Fähigkeiten
bei weitem. Dies wird ermöglicht
durch die Realisierung mit moderner Elektronik, insbesondere mittels
eines Mikroprozessors und eines oder mehrerer Speicherchips mit
einer ausreichenden Speicherkapazität.
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Im
Rahmen der Erfindung ist weiterhin vorgesehen, dass dem Mikrophon
ein Analog-Digital-Wandler nachgeschalten ist. Dieser Wandler tastet
das Schallsignal in kurzen Zeitabständen von bspw. 20 bis 50 sec
ab und erzeugt jeweils ein Digitalsignal, welches der Amplitude
des Schallsignals zu dem betreffenden Zeitpunkt entspricht. Es ergibt
sich eine Folge von digitalisierten Abtastwerten des Schallsignals,
welche dem Spracherkennungsbaustein zugeführt werden, damit dieser hieraus
die entsprechenden Laute bestimmen und zu einer alphanumerischen
Zeichenkette aneinanderfügen
kann. Der Spracherkennungsbaustein kann zu diesem Zweck aus der
Signalfolge zu bestimmten Zeitintervallen das Frequenzspektrum bilden,
bspw. mittels der diskreten Fouriertransformation, und er kann aus charakteristischen
Werten dieses Frequenzspektrums – bspw. durch Korrelation mit
abgespeicherten, für
bestimmte Laute charakteristischen Frequenzspektren – den betreffenden
Laut ermitteln.
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Zur
Identifizierung der gesprochenen Laute sind in dem Spracherkennungsbaustein
Referenzsignale für
die Umsetzung von Schallsignalen in Text eingespeichert und/oder
einspeicherbar. Diese Referenzwerte können den abgetasten und digitalisierten Schallsignalen
entsprechen oder aus diesen abgeleitet sein, bspw. einer daraus
gebildeten Spektralfolge entnommen sein.
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Diese
Referenzsignale können
zwar werkseitig eingespeichert sein; da jedoch die Lautartikulation
personenspezifischen Schwankungen unterworfen ist, empfiehlt es
sich, statt eingespeicherter Daten oder zur Verbesserung derselben
in dem Spracherkennungsbaustein eine Lernfunktion zu implementieren,
wobei gesprochene Laute, Worte oder Sätze der die Waage bedienenden
Personen aufgenommen und analysiert werden, um personenbezogene
Referenzsignale für
den Spracherkennungsbaustein zu erhalten.
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Um
bei Verständigungsproblemen,
bspw. bei der Aufnahme der Kommunikation mit neuen, der Waage bisher
unbekannten Personen, dennoch die Waage bedienen zu können, sieht
die Erfindung eine oder mehrere Tasten vor, insbesondere zur Auswahl bestimmter
Funktionen und/oder zum Eingeben von Informationen. Solchenfalls
kann eine menügeführte Kommunikation
stattfinden, wobei die Waage von sich aus jeweils bestimmte Begriffe
zur Auswahl vorschlägt,
aus denen sodann mit verschiedenen Funktionstasten einer ausgewählt werden
kann. Hierbei können
Funktionstasten der Bedeutungen „vor", „zurück" und „übernehmen" vorgesehen sein.
Zum Beantworten einfacher Fragen können weitere Tasten mit der
Bedeutung „ja" und „nein" vorgesehen sein. Schließlich kann
zum Eingeben von Parameterwerten eine numerische Tastatur mit den
Ziffern „0" bis „9" sowie ggf. eine
Dezimalpunkttaste vorgesehen sein.
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Um
Verständigungsprobleme
auszuschließen,
empfiehlt sich, eine Rückkopplung
der von der Waage erkannten Texte oder Lebensmittelsorten vorzunehmen,
damit die Bedienperson überprüfen kann, ob
ihr Text von der Waage richtig verstanden wurde. Eine derartige
Textausgabe kann bspw. mittels eines vorzugsweise alphnumerischen
Anzeigeelements realisiert werden, an welchem Worte oder ganze Sätze sichtbar
gemacht werden können.
Eine weitere Möglichkeit
besteht darin, einen Lautsprecher vorzusehen, dem ein Sprachgenerator
vorgeschaltet ist, um den von der Waage verstandenen Text oder eine solchermaßen gefundene
Lebensmittelsorte hörbar machen
zu können.
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Ein
alphanumerisches Anzeigeelement kann bspw. an der Innenseite eines
aufklappbaren Deckels angeordnet sein, so dass es im zugeklappten Zustand
der Waage vor äußeren Einflüssen und
damit vor Beschädigungen
geschützt
ist.
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Ferner
kann ein die Waagschale in unbenutztem Zustand verschließender Deckel
mit einem Taster oder Schalter gekoppelt sein, der die Waagenelektronik
beim Aufklappen ein- und beim Zuklappen in einen Standby-Modus schaltet.
Da die erfindungsgemäße Waage üblicherweise
nur noch zum Zubereiten der Mahlzeiten dient, wird sie nur sporadisch für vergleichsweise
kurze Zeiträume
benutzt, so dass in der übrigen,
verbleibenden Zeit der Stromverbrauch durch einen Standby-Modus
reduziert werden kann. Dieser Standby-Modus kann neben dem Zuklappen
des Deckels auch durch einen Zeitgeber ausgelöst werden, der bei jedem Ereignis
neu gestartet wird und nach Zeitablauf ohne Eintritt eines weiteren
Ereignisses den Standby-Modus auslöst, während jedes folgende Ereignis
die Waage wieder einschaltet.
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Da
in jeder Küche
Steckdosen in ausreichender Anzahl vorhanden sind, kann der benötigte Strom ohne
weiteres dem Lichtnetz entnommen werden, sofern ein Netzteil zur
Versorgung der Elektronik mit Niederspannung eingebaut ist.
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Da
andererseits die Elektronik infolge sparsamer, moderner Bauteile
und dank des erfindungsgemäßen Standby-Modus
nur wenig Energie benötigt,
kann die erfindungsgemäße Waage
auch aus einer Batterie oder einem wiederaufladbaren Akkumulator
gespeist werden, und solchenfalls sollte ein entsprechendes Batteriefach
vorgesehen sein.
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Die
wenige, von der erfindungsgemäßen Waage
benötigte
Energie kann während
unbenutzter Phasen mittels Solarzellen aus dem Tageslicht gewonnen
werden, so dass mittels eines wiederaufladbaren Akkumulators selbst
ohne Netzteil eine ständige
Betriebsbereitschaft erreicht werden kann. Die zu diesem Zweck verwendeten
Solarzellen lassen sich besonders vorteilhaft an der Außenseite
des aufklappbaren Deckels anordnen.
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Es
hat sich als günstig
erwiesen, dass die Waagschale die Form eines flachen Tellers aufweist mit
einem rundumlaufenden Rand. Solchenfalls können stückige Lebensmittel wie bspw.
Obst direkt auf der Waagschale gewogen werden, aber auch pulvrige
Substanzen wie bspw. Mehl können
mittels einer auf die Waagschale aufgesetzten Schüssel abgewogen
werden. Hierbei hat sich eine Einstellmöglichkeit des Waagennullpunkts
als günstig
erwiesen, so dass dieser bspw. auf den Gewichtswert einer aufgesetzten,
leeren Schüssel
verschoben werden kann. Wenn die Waagschale eine flache Gestalt
hat, so kann sie bequem von dem herabgeklappten Deckel geschützt werden.
Der rundumlaufende Rand verhindert das Herabrutschen einer aufgesetzten
Schüssel.
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Wenn
die erfindungsgemäße Waage
als Federwaage ausgebildet ist, so kann die Gewichtskraft eines
aufgesetzten Gegenstandes durch die zur Auslenkung proportionale
Federkraft ausgeglichen werden, und es ergibt sich eine gewichtsproportionale Auslenkung,
die von einem Sensor in ein dazu proportionales, elektrisches Signal
umgewandelt werden kann. Dieses Signal steht nach Abtastung und Digitalisierung
für die
weitere Auswertung, insbesondere zur Multiplikation mit den abgespeicherten
Parameterwerten, durch den Mikroprozessor oder einen digitalen Multiplikationsbaustein,
zur Verfügung.
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Unterseitige
Standfüße erlauben
es der erfindungsgemäßen Waage,
an jedem gewünschten, einigermaßen ebenen
Ort plaziert zu werden, wobei insbesondere die von dem Lichtnetz
völlig
losgelöste Batterie-
oder Akkumulator-Ausführungsform
sehr universell einsetzbar ist und daher auch auf Reisen in Campingwagen
verwendet werden kann, oder sogar in Zelten ohne jegliche Stromversorgung
betrieben werden kann.
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Andererseits
kann mittels einer rückwärtigen Befestigungsvorrichtung
eine Festlegung an einer Wand od. dgl., insbesondere in einer Küche, erfolgen,
wobei sodann auch eine Verbindung zu einem Lichtnetz problemlos
hergestellt werden kann.
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Der
Lehre der Erfindung entsprechend kann in der erfindungsgemäßen Lebensmittelwaage schließlich ein
Drucker integriert sein oder eine Schnittstelle zum Anschluß eines
externen Druckers und/oder Computers. Eine derartige Einrichtung
erlaubt es, die von der erfindungsgemäßen Waage ermittelten Informationen über die
abgewogenen Lebensmittel, insbesondere hinsichtlich Nährwert,
Fett- oder Vitamingehalt od. dgl., zu Dokumentationszwecken auszudrucken
oder in einem externen Computer bspw. zwecks Verarbeitung zu einer
grafischen Darstellung zu speichern. Damit ein derartiger Ausdruck
oder Datentransfer nicht im Anschluß an jeden Wiegevorgang durchgeführt werden
muss, können die
nicht ausgedruckten bzw. nicht an eine externe Einheit transferierten
Daten in der Waage vorübergehend
gespeichert bleiben.
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Weitere
Merkmale, Einzelheiten, Vorteile und Wirkungen auf der Basis der
Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines bevorzugten
Ausführungsbeispiels
der Erfindung sowie anhand der Zeichnung. Diese zeigt eine erfindungsgemäße Waage
in einer perspektivischen Darstellung.
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Die
Lebensmittelwaage 1 umfaßt ein Gehäuse 2 mit einer rechteckigen
Grundfläche
und vier Standfüßen 3.
An der Oberseite 4 des Gehäuses 2 befindet sich
eine beweglich aufgehängte
Waagschale 5. Die Waagschale 5 hat eine kreisrunde,
ebene Grundfläche 6 und
einen rundumlaufenden, leicht erhabenen Rand 7. Die Waagschale 5 kann
bei Aufsetzen eines Gegenstandes unter dessen Gewicht unter Auslenkung
einer in dem Gehäuse 2 angeordneten
Feder geringfügig
nach unten ausweichen, wobei infolge der Federkonstanten die Absenkung
der Waagschale 5 proportional zu dem Gewicht des betreffenden
Gegenstands ist. Diese Auslenkung wird von einem innerhalb des Gehäuses 2 angeordneten Sensor
in ein zu dem Gewicht des aufgesetzten Gegenstands proportionales,
elektrisches Signal umgewandelt, welches anschließend von
einem nachgeschalteten Analog-Digital-Wandler in kurzen Zeitabständen abgetastet
und digitalisiert wird. Dieses Digitalsignal wird einem ebenfalls
innerhalb des Gehäuses 2 angeordneten
Mikroprozessor zugeführt,
wo es zur weiteren Verarbeitung zur Verfügung steht.
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Die
Lebensmittelwaage 1 dient nicht nur zum Abwiegen von Gegenständen, sondern
sie erlaubt auch die Ermittlung von Informationen über Nährwerte
abgewogener Lebensmittel wie die enthaltenen Kalorien, Broteinheiten,
Fettwerte, Eiweißanteil,
Kohlenhydrate, Mengen der enthaltenen Vitamine, Purine, Mineralien
und Ballaststoffe. Zu diesem Zweck sind in einem Speicher, der ebenfalls
innerhalb des Gehäuses 2 angeordnet
ist, zu allen gängigen
oder bekannten Lebensmittelsorten die betreffenden, spezifischen
Werte abgespeichert, so dass durch Multiplikation mit dem gemessenen
und digitalisierten Gewicht der betreffenden Lebensmittelsorte die
entsprechenden Nährwertinformationen
ermittelt und angezeigt werden können.
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Zur
Anzeige der Ergebnisse dient eine alphanumerische Anzeigeeinheit 8,
die vorzugsweise mehrere Zeilen mit jeweils bspw. 80 Zeichen umfaßt. Diese
alphanumerische Anzeigeeinheit 8 ist an der Innenseite 9 eines
Deckels 10 angeordnet, der an der rückwärtigen Oberkante 11 des
Gehäuses 2 scharnierartig
angelenkt ist und um diese Kante 11 von einer flachen,
die Oberseite 4 des Gehäuses 2 mit
der Waagschale 5 abdeckenden Position in die dargestellte,
aufrechte bzw. leicht nach rückwärts geneigte Position
verschwenkt werden kann, wo sie durch rückseitige Anschlagelemente
gehalten wird.
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Der
Deckel 10 dient gleichzeitig zur staubsicheren Abdeckung
der Waagschale 5, weshalb an diesem ein rundumlaufender
Rand 12 vorgesehen ist. Dieser Rand 12 drückt in herabgeklappter
Position auf einen in der Oberseite 4 des Gehäuses 2 weitgehend
versenkten, in der Zeichnung nicht dargestellten Taster. Bei Betätigen dieses
Tasters wird die interne Elektronik in einen Standby-Modus geschalten,
wo außer
dem Mirkoprozessor, der eben diesen Schalter zyklisch abfragt, keine
weiteren Bauteile mit Strom versorgt werden, um Energie zu sparen.
Dadurch ist es möglich,
die Lebensmittelwaage 1 bspw. mit einer Batterie oder einem
wiederaufladbaren Akkumulator zu betreiben.
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In
letzterem Falle kann der Akkumulator mittels Solarzellen geladen
werden, die an der in der Zeichnung nicht sichtbaren Außenseite
des Deckels 10 angeordnet sind. Die Zuleitungen dieser
Solarzellen können
wie auch die Leitungen zu der alphanumerischen Anzeigeeinheit 8 mittels
Flachbandkabeln von dem Gehäuse 2 der
Lebensmittelwaage 1 um die Schwenkachse 11 herum
zu dem Deckel 10 verlegt sein.
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Obzwar
in dem integrierten Speicher der Lebensmittelwaage 1 nahezu
alle denkbaren Lebensmittelsorten und diesen jeweils zugeordnete,
charakteristische Nährwertparameter
abgespeichert sind, um mit dem ermittelten und digitalisierten Gewichtswert
multipliziert und auf der alphanumerischen Anzeigeeinheit 8 ausgegeben
werden zu können,
besteht nun das eigentliche Problem darin, aus den möglicherweise
viele tausend Lebensmittelsorten umfassenden Datensätzen genau
den der gerade abgewogenen Lebensmittelsorte entsprechenden auszuwählen und dies
der Lebensmittelwaage 1 mitzuteilen. Während dies bei bekannten Lebensmittelwaagen
mittels Tasten erfolgte, haben die an der pultseitig abgeschrägten Vorderseite 13 des
Gehäuses 2 angeordneten
Tasten 14 hierbei eine untergeordnete Rolle und dienen
vor allem zur Auswahl verschiedener Betriebsmodi der erfindungsgemäßen Lebensmittelwaage 1.
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Die
eigentliche Eingabe der aktuellen Lebensmittelsorte erfolgt über ein
Mikrophon, das sich hinter einigen Schallöffnungen 15 in der
Vorderseite 13 des Gehäuses 2 verbirgt.
Diesem Mikrophon ist ein Analog-Digital-Wandler nachgeschalten,
der das aufgenommene Schallsignal in kurzen Zeitabständen, bspw.
nach jeweils 20 bis 50 sec abtastet und in Digitalwerte umwandelt.
Es ergibt sich eine Folge von Digitalwerten, die einem Spracherkennungsbaustein zugeführt werden,
der die Aufgabe hat, aus dem empfangenen, abgetasteten und digitalisierten Sprachsignal
die ursprünglichen
Laute zu ermitteln und in entsprechender Reihenfolge an den Mikroprozessor
zu übertragen,
damit dieser daraus eine Zeichenkette bilden kann, die sodann mit
in dem Speicher abgelegten, je einer Lebensmittelsorte zugeordneten
Texten verglichen wird, um aus der gefundenen Lautfolge die gewünschte Lebensmittelsorte
zu erkennen. Ist dies geschehen, so kann der Mikroprozessor die
dieser Lebensmittelsorte zugeordneten, spezifischen Ernährungswertparameter
auslesen und mit dem ebenfalls vorliegenden und digitalisierten
Gewichtswert multiplizieren, um daraus auf der Anzeigeeinheit 8 auszugebende
Informationen über die
absoluten Ernährungsparameter
der betreffenden Mahlzeit zu erhalten.
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Zur
Spracherkennung ist es möglich,
die Folge von Abtastwerten des Sprachsignals in eine Spektralfolge
zu transformieren, bspw. mittels der diskreten Fouriertransformation,
und anschließend
kann dieses Spektrum mit abgespeicherten Referenzspektren verglichen
und/oder korreliert werden, um anhand des Grades der Übereinstimmung
den betreffenden Laut zu identifizieren.
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Die
abgespeicherten Referenzwerte des Frequenzspektrums sind personenspezifischen
Abweichungen unterworfen, so dass es sich als günstig erwiesen hat, diese nicht
werkseitig fest vorzugeben sondern in einem Lernprozeß der Lebensmittelwaage 1 zusammen
mit den die Waage 1 künftig
benutzenden Personen zu ermitteln. Zu diesem Zweck können an
der alphanumerischen Anzeigeeinheit 8 bestimmte Texte – Laute,
Worte oder Sätze – angezeigt
werden, mit der Aufforderung, diese Sätze nachzusprechen. Die solchermaßen eingesprochenen
Schallsignale werden aufgenommen und von dem Spracherkennungsbaustein
verarbeitet und als künftige
Referenzsignale abgespeichert.
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Sofern
mehrere Personen die Lebensmittelwaage 1 bedienen, wird
von jeder Person eine Sprachprobe aufgenommen, um spezifische Referenzwerte
zu ermitteln. Vor Aufnahme der Kommunikation wird sodann mittels
einer der Tasten 14 – bspw.
menügeführt – die betreffende
Person eingegeben, bspw. „Mutter", oder „Tochter". Sodann stellt sich
die Lebensmittelwaage 1 automatisch auf die sprachspezifischen
Besonderheiten dieser Person ein, damit der Spracherkennungsbaustein
optimal arbeiten kann.
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Sollte
trotz aller Vorkehrungen ein Wort von der Lebensmittelwaage 1 nicht
verstanden werden, so wird dies bspw. auf der alphanumerischen Anzeigeeinheit 8 angezeigt,
und gleichzeitig wird eine Liste der in Frage kommenden, da ähnlich klingenden Worte
bereitgehalten, aus der die bedienende Person mittels der Tasten 14 sodann
den betreffenden Begriff auswählen
kann. Zu diesem Zweck können verschiedene
Tasten 14 mit der Bedeutung „vor", „zurück", sowie „übernehmen", vorgesehen sein.
Ferner kann bei mehrdeutigen Begriffen, z. B. „Kartoffeln", eine weitere Aufgliederung
durch eine Fragestellung bewirkt werden bspw.: „Sind die Kartoffeln gekocht?". Hier kann eine
weitere Spezifikation mittels zusätzlicher Tasten 14 mit
der Bedeutung von „ja" oder „nein" erfolgen.
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Bei
einer abweichenden Ausführungsform kann
die alphanumerische Anzeigeeinheit 8 auch durch einen Lautsprecher
ersetzt sein, der über
einen Sprachgeneratorbaustein mit dem Mikroprozessor gekoppelt ist.
Hierbei können
die auszugebenden Texte in ein verbal verständliches Sprachsignal umgewandelt
werden, welches verstärkt
und über
den Lautsprecher hörbar
gemacht wird. Diese Ausführungsform
hat den weiteren Vorteil, dass die großflächige, alphanumerische Anzeigeeinheit 8 eingespart werden
kann, außerdem
kann ein akustisches Signal schneller wahrgenommen werden als ein
abzulesendes Signal.
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Neben
der normalen Wiegefunktion kann bei der Lebensmittelwaage 1 auch
ein Rezept-Modus implementiert sein, der menügeführt mittels der Tasten 14 ausgewählt werden
kann. Dabei ist es möglich,
bestimmte Rezepte anhand der dabei erforderlichen Zutaten und deren
Mengen einzugeben, welche sodann unter dem ebenfalls einzugebenden
Namen des betreffenden Gerichts abgespeichert und später wieder
abgerufen werden können.
Bei einer derartigen Abarbeitung eines eingespeicherten Rezeptes werden
die einzelnen Zutaten der Reihe nach angezeigt, und gleichzeitig
kann die mit der gewünschten Portionenanzahl
multiplizierte Zutatenmenge ausgegeben werden. Ferner kann das Abwiegen
dadurch erleichtert werden, dass nicht der vorgegebene Wert und
der aktuelle Wert, sondern die jeweilige Differenz angezeigt wird
und nach Erreichen eines Toleranzbandes die zugegebene Menge bestätigt wird.
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Darüber hinaus
kann bei dieser wie auch bei der normalen Betriebsart eine Gewichtsdifferenzfunktion
aktiviert werden, wobei als zu multiplizierender Gewichtswert nicht
der aktuelle Absolutwert verwendet wird, sondern der Differenzwert
zu der vorangehenden Messung, so dass es möglich ist, mehrere Zutaten
bspw. in einer auf der Waagschale 5 aufgesetzten Schüssel zusammenzumischen,
ohne dieselbe zwischenzeitlich entleeren oder den Waagennullpunkt
verändern
zu müssen.
Als Ausgangspunkt für diese
Messung dient wie auch bei dem herkömmlichen Betrieb das Gewicht
der leeren, auf die Waagschale 5 aufgesetzten Schüssel, in
welchen Meßpunkt
zunächst
der Waagennullpunkt verschoben wird. Dies kann ebenfalls durch einen
mittels Sprache eingegebenen Befehl erfolgen, wie bspw. „Nullpunkt", oder auch durch
einen Druck auf eine der Tasten 14.
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Anstelle
der dargestellten Lebensmittelwaage 1 mit Standfüßen 3 kann
die Erfindung auch bei an einer Wand zu montierenden Waagen realisiert
sein, welche sodann mit einem Netzteil zur Versorgung der integrierten
Elektronik mit Strom aus dem Lichtnetz versehen sein kann.
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Ferner
kann in der Lebensmittelwaage 1 eine Druckvorrichtung vorgesehen
sein, bspw. ähnlich
einem druckenden Tischrechner, mit der nach Betätigen einer Taste 14 oder
nach Einsprechen eines spezifischen Befehls die aktuellen Ergebnisse
hinsichtlich der berechneten Nährwerte
ausgedruckt werden können.
Zusätzlich
oder anstelle eines derartigen Druckers kann auch eine Schnittstelle
zum Anschluß eines
Computers vorgesehen sein, oder ein Diskettenlaufwerk, um die gefundenen
Daten auf einer Diskette zwischenzuspeichern und sodann in einem Computer
zur weiteren Auswertung, bspw. zwecks Erzeugung einer graphischen
Darstellung, einlesen zu können.