DE3019279A1

DE3019279A1 - Sonnenzeit-schaltuhr

Info

Publication number: DE3019279A1
Application number: DE19803019279
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dr.-Ing. 6101 Groß-Bieberau Hilberg
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-05-21
Filing date: 1980-05-21
Publication date: 1981-11-26
Also published as: DE3019279C2

Description

Sonnenzeit-Schaltuhr
Beschreibung Wir unterteilen heute bekanntlich einen Tag in genau 24 Stunden, jede Stunde in 60 Minuten und jede Minute in 60 Sekunden, und schaffen uns so eine über das Jähr hin stets gleichbleibende Zeitskala. Dies hat für sehr viele Zwecke große Vorteile und- ist insbesondere in einer technischen Umgebung eine angemessene Zeiteinteilung. Trotzdem gibt es aber eie ganze Reihe von Vorgängen, -die nicht festen Punkten in diesem verabredeten technischen Zeitraster zugeordnet werden können. Das sind vor allem alle Erscheinungen, die von dem Lauf der Gestirne abhängen, insbesondere also von Sonnenaufgang und Sonnenuntergang. Davon werden ersichtlich die Schlafens- und Wachzeiten vieler Lebewesen gesteuert und auch der Mensch kann und will sich dem nicht ganz entziehen.
Man muß nun nicht unbedingt an Urlaubszeiten denken, ín denen man oft in einer gewissen Relation zum Sonnenaufgang aufstehen oder vielleicht sogar die Sonnenaufgänge betrachten will. Auch zuhause gibt es eine ganze Reihe von Tätigkeiten, die man nach der Sonnenzeit bzw. an dem Tageslicht ausrichtet.
Z.B. wird man im allgemeinen die -Rolläden nach Sonnenuntergang schließen und nach Sonnenaufgang öffnen, man wird die Pflanzen im Garten nur morgens und abends genau dann, wenn es noch nicht oder nicht mehr heiß ist gießen wollen, usw. Vieles von diesen- Tätigkeiten möchte man überdies .automatisch ablaufen lassen. Nicht zuletzt gerade in Abwesenheit während der Urlaubszeit, wo das zeitgerechte Schließen und Öffnen von Rolläden, das Einschalten von licht am Abend nach Sonnenuntergang Einbrechern keinen, Hinweis darauf geben soll, daß das Haus zeitweise unbewohnt ist. Die üblichen Schaltuhren, die man für diese Steuerungszwecke einsetzen kann, haben wenigstens zwei große Nachteile. Zum einen sind die Einschalt- und AusschaLtzeiten nur zu festen Normalzeiten einzustellen und daher nur für relativ kurze Urlaubszeiten zu gebrauchen und zum anderen pflegt die ganze Zeitsteuerung sich zu verstellen, wenn einmal ein Netzausfall vorkommt. Das ist besonders während der Abwesenheit sehr nachteilig. Erfindungsgemäß sollen diese Nachteile vermieden werden durch eine Uhr mit Schaltvorrichtungen,' bei denen die Schaltzeiten in Relation zum Stand der Sonne,. also z.B. als feste Differenz zum Sonnenaufgang eingestellt werden können. Da sich die Ein- und Ausschaltzeiten wegen dem festen Bezug zum Sonnenstand in dem oben beschriebenen technischen Zeitraster täglich ändern, muß man entweder von vorneherein Uhren bauen, welche den Gang der Gestirne nachbilden, was in der Vergangenheit mit mechanischen Uhren auch tatsächlich realisiert-wurde, oder man muß täglich die Abweichung der gewünschten Sonnenzeit von dem technischen Zeitraster bestimmen. Mit der Funkuhr hat man nun eine vorzüglich geeignete Zeitbasis, die sich auch-bei einem Netzausfall nicht verstellt und durch Benutzung hochintegrierter Schaltungen der Mikroelektronik, insbesondere also von Mikroprozessoren ünd Speichern, bleibt auch der technische Aufwand zur jedesmaligen Berechnungder Zeitentsprechungen relativ klein. Erfindungsgemäß wird dabei ein einziges Mal eine Schaltzeit durch ihren zeitlichen Bezug-zum-Stand der Sonne, z.B.
"eine viertel Stunde vor Sonnenaufgang", manuell in die Schaltuhr eingegeben.
Die.Funkuhr empfängt nun die gerade geltende amttiche Zeit mit Datum. Sie gibt diese Daten an das Mikroprozessorsystem ab, in deren Speichern Programme zur Berechnung des Sonnenaufganges für alle Tage des Jahres enthalten sind.
Sobald die Sonnenaufgangszeit berechnet ist, wird die gewünschte. Einschaltzeit dazu addiert bzw. subtrahiert, in dem obigen Beispiel also "minus 15 Minuten". Dieses Ergebnis wird abgespeichert und ständig mit-der aktuellen Funkuhrzeit verglichen. Bei Übereinstimmung werden dann die Schaltvorrichtungen freigegebenldie dann z.B. einen Wecker betätigen, oder die- Jalousien -öffnen.
Wichtig ist für das einwandfreie Funktionieren der Anordnung, daß auch bei einem Netzausfall die Daten über die gewünschten Schaltzeiten nicht verloren gehen. Das kann man zum Teil durch Verwendung von CMOS-Speichern erreichen, oder noch sicherer über längere Ausfallzeiten hin, indem man Schaltzeiten-, sowie die geographische Länge und Breite so eingibt, daß die Stellung des Knopfes oder Schiebers nach der manuellen Einstellung bleibt. Hierzu lassen sich z.B..' analoge' Einstellmittel wie Potentiometer oder Drehkondensatoren verwenden. Erfindungsgemäß wird dabei beim Einstellen die Analoggröße digitalisiert und das Ergebnis wird auf die optische Anzeige für die aktuelle Uhrzeit gegeben.
Ist man mit dem digitalisierten Einstellwert einverstanden, übernimmt man ihn durch Tastendruck in den elektronischen Digitalspeicher. Vorzugsweise.läßt sich dabei eine einzige Taste; pro Eingabewert benutzen; die man dann zuerst zum Einstellen drückt und die nach dem Loslassen die Daten in den .Speicher übernimmt.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung werden in den Speichern auch Programme zur Berechnung der Mondphasen abgelegt. Sie sind vor allem in Küstengebieten zur Ermittlung von Ebbe und Flut geeignet. Auch hier ist zunächst die Kenntnis des Ortes (z.B. gegeben durch die geographische Länge und Breite) notwendig, aber sie reicht nicht aus, um die- Gezeiten wirklich zu berechnen.
Es müssen bekanntlich weiterhin die Meeresströmungen mit in Betracht gezogen werden, so daß im allgemeinen aus den Orts- und Zeitkoordinaten alleine eine Berechnung nicht möglich ist. Da jedoch wenigstens der Zyklus der Mondphasen berechnet werden kann (die Periodendauer), läßt sich die für den gewünschten Ort bestehende Ortsphase ein einziges Mal empirisch ermitteln und manuell eingeben. Besonders genau und vorteilhaft wird- bekanntlich die Berechnung der Gezeiten, wenn auch noch der Einfluß der Sonne berücksichtigt wird (z.B. für die Berechnung der Springflut)lwas in der erfindungsgemäßen Anordnung verhältnismäßig leicht geschehen kann da ja die Sonnenstandsprogramme schon in den digitalen Speichern vorhanden sind.
Vielfach wird es wünschenswert sein, daß nicht nur Schaltzeiten ermittelt werden, sondern daß auch eine Anzeige über den augenblicklichen Stand der Gestirne vorhanden ist. Dies ist in der erfindungsgemäßen Schaltung besonders einfach zu realisieren, da aus den empfangenen Funkuhrdaten mit Hilfe der gespeicherten Programme die jeweiligen Stände von Sonne und Mond sowieso schon errechnet werden. Hieraus kann man sowohl eine Grobanzeige wie z.B. "Tag-Nacht" oder "zunehmender Mond - abnehmender Mond" oder "Ebbe - Flut" ableiten als auch eine feiner unterteilte Anzeige, die naturgemäß wohl mehr für die Mondphasen oder die Gezeiten-interessiert. Das wird dann vorzugsweise in der Weise geschehen, daß sowohl die zeitliche.Einordnung (z.B.: noch 1 Stunde bis zum Höchststand) als auch die Einordnung bezüglich der Stärke (z.B.:Springflut) anschaulich wird. Beispielsweise kann-man dazu eine der elektrooptischen Anzeigen mit eindimensionaler Skala, siehe Fig.1, benutzen, bei der man dann sowohl den letzten Extremwert als auch den.kommenden Extremwert anzeigt und dazu noch den aktuellen Wert in der Weise, daß die Skala vom letzten Extremwert bis zum aktuellen Wert hellgesteuert wird. Die Aktivierung, der Schaltvorrichtungen ist schließlich nicht nur in Abhängigkeit des Standes der Gestirne vorgesehen, sondern kann auch in einer Kombination von amtlicher Zeit und Gestirnszeit erfolgen. So wird- man z.B. in der Urlaubszeit abends die Rolläden nach Sonnenuntergang herunterlassen können und die im und am Haus befindlichen Lampen genau um 22.oo Uhr abschalten können. Auch wird man die Rolläden noch in Abhängigkeit von einem Helligkeitssensor betätigen können, so daß z.B. die Schaltvorrichtungen morgens nur dann in Tätigkeit treten, wenn auch ein bestimmter Helligkeitswert überschritten ist und abends nur dann, wenn ein anderer be'>immter Helligkeitswert unterschritten ist.
Leerseite

Claims

Patentansprüche 1. Elektronische Uhr mit Schaltvorrichtungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalt zeiten einen festen zeitlichen Bezug zum Stand der Sonne haben und daß dieser feste Bezug manuell einstellbar ist.
2. Elektronische Uhr mit Schaltvorrichtungcn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitbasis von einer Funkuhr mit der aktuellen amtlichen Zeit- und Datumsinformation gebildet wird, daß die auf den Sonnenstand bezogenen Schal;tzeiten mittels der Funkuhrdaten in Schaltzeiten der amtlichen Zeitskala umgerechnet werden, und daß die Schaltvorrichtungen bei Ubereinstimmung der umgerechneten Schaltzeiten mit der aktuellen amtlichen Zeit betätigt werden.
3. Elektronische Uhr mit Schaltvorrichtungen nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum manuellen Einstellen des festen zeitlichen Bezugs zum Stand der Sonne Eingabemittel verwendet werden, welche auch nach einer Stromunterbrechung die Einstellposition beibehalten.
4. Elektronische Uhr mit Schaltvorrichtungen nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingabemittel mechanische Drehknöpfe oder Schieber sind, deren Stellung z.B. wie beim Potentiometer oder Drehkondensator in analoge elektrische Größen umgesetzt wird.
5. Elektronische Uhr mit Schaltvorrichtungen nach den Ansprüchen--l bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Wert der elektrischen Größen vorzugsweise nach Betätigung einer Einstelltaste in demselben Anzeigefeld optisch zur Darstellung gebracht wird, das sonst zur Anzeige der laufenden amtlichen Zeit dient.

.1
6. Elektronische Uhr mit Schaltvorrichtungen nach den'Ansprüchen I bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Daten über die georgraphische Länge und Breite in derselben Weise wie die Daten über Schaltzeiten eingegeben werden
7. Elektronische Uhr mit Schaltvorrichtungen nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingabemittel für die geographische Länge und Breite im Inneren des Uhrengehäuses oder wenigstens verdeckt angeordnet sind.
8. Elektronische Uhr mit Schaltvorrichtungen nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daR die Schaltzeiten auch in einem.festen zeitlichen Bezug zum Stand. des Mondes gewählt werden.können und daß auch dieser feste Bezug manuell einstellbar ist.
9. Elektronische Uhr mit Schaltvorrichtungen nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,daß der aus den Funkuhrdaten mit Hilfe gespeicherter Programme errechnete Stand der Gestirne und/oder Gezeiten optisch zur Anzeige gebracht wird.
10. Elektronische Uhr mit Schaltvorrichtungen nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß aufgrund des ermittelten Standes von Sonne und Mond, sowie der Ortskoordinaten auch die Gezeiten (Ebbe und Flut) berechnet werden und in einer Weise- zur Darstellung kommend welche sowohl die zeitliche Einordnung als auch d-ie Einordnung bezüglich der Stärke erlauben.
11. Elektronische Uhr mit Schaltvorrichtungen nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Gezeitenanzeige eine optische Analoganzeige ist, welche neben dem letzten Extremwert auch-noch den kommenden Extremwert und den dazwischen liegenden aktuellen Wert anzeigt, vorzugsweise in der Weise, daß die, Skala vom letzten -Extremwert bis zum aktuellen Wert hellgesteuert ist.
12. Elektronische Uhr mit Schaltvorrichtungen nach den Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die eingegebenen und/oder errechneten Schaltzeiten in einem Teil des digitalen Speichers des Mikroprozessorsystems gespeichert werden, der gegen eine Unterbrechung der Stromversorgung besonders gesichert ist.
13. Elektronische Uhr mit Schaltvorrichtungen nach den Ansprüchen i bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß mittels der Schaltvorrichtungen ein-üblicher Wecker betätigt wird.
14. Elektronische Uhr mit Schaltvorrichtungen nach den Ansprüchen 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein Helligkeitssensor vorgesehen ist und daß die Schaltvorrichtungen morgens nur dann in Tätigkeit treten, wenn ein bestimmter Helligkeitswert uberschritten-ist und abends nur dann, wenn ein anderer bestimster Helligkeitswert unterschritten ist.