PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE202004020585U1 13.10.2005
Titel Biosphärenregulator
Anmelder Insta Elektro GmbH, 58511 Lüdenscheid, DE
DE-Aktenzeichen 202004020585
Date of advertisement in the Patentblatt (Patent Gazette) 13.10.2005
Registration date 08.09.2005
Application date from patent application 14.05.2004
File number of patent application claimed 10 2004 025 199.1
IPC-Hauptklasse C12M 1/12
IPC-Nebenklasse C12M 1/42   

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung geht von einem gemäß Oberbegriff des Hauptanspruches konzipierten Biosphärenregulator für einen künstlichen Lebensraum aus.

Derartige Biosphärenregulatoren sind in der Regel dafür vorgesehen, optimale Verhältnisse für das Wachstum und für die Entwicklung von Lebewesen und/oder Pflanzen bzw. Kulturen in einem künstlichen Lebensraum zu schaffen.

Ein dem Oberbegriff des Hauptanspruches entsprechender Biosphärenregulator ist durch die DE 44 16 069 C2 bekannt geworden. Bei einem solchermaßen ausgebildeten Biosphärenregulator werden mehrere physikalische Größen innerhalb eines künstlichen Lebensraumes hinsichtlich des Wachstums und der Entwicklung von Lebewesen und/oder Pflanzen bzw. Kulturen durch entsprechende Sensoren überwacht und mittels entsprechender Aktoren eingestellt und/oder nachgeregelt, wobei die Sensoren und Aktoren an eine Mess- und Regeleinheit angeschlossen sind. Um den künstlichen Lebensraum hinsichtlich optimaler Umgebungsbedingungen einstellen und/oder nachregeln zu können ist bei diesem Biosphärenregulator ein erheblicher Energieaufwand notwendig, was entsprechende Kosten verursacht.

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen Biosphärenregulator zu schaffen, bei dem die Beeinflussung der physikalischen Größen innerhalb des künstlichen Lebensraumes hinsichtlich des dazu notwendigen Energieaufwandes optimiert ist.

Diese Aufgabe wird durch die im Hauptanspruch angegebenen Merkmale gelöst. Bei einem solchermaßen ausgebildeten Biosphärenregulator ist besonders vorteilhaft, dass die physikalische Größe Licht lediglich mit dem Lichtspektrum erzeugt wird, welches für das optimale Wachstum und die optimale Entwicklung in Hinsicht der sich zur Zeit im künstlichen Lebensraum befindlichen Lebewesen und/oder Pflanzen bzw. Kulturen optimiert ist. Darüber hinaus sind durch die Verwendung von LEDs als Lichtquellen gleichzeitig auch die notwendigen Energiekosten zur Erzeugung der notwendigen Lichtmenge bzw. Lichtintensität minimiert.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Gegenstandes sind in den Unteransprüchen angegeben. Anhand eines prinzipiell im Blockschaltbild dargestellten Ausführungsbeispiel sei der erfindungsgemäße Gegenstand näher beschrieben.

Wie aus dem Blockschaltbild hervorgeht, werden mittels eines solchen Biosphärenregulators 1 die Umgebungsbedingungen in einem künstlichen Lebensraum 2 hinsichtlich mehrerer, für das Wachstum und die Entwicklung von Lebewesen und/oder Pflanzen bzw. Kulturen notwendiger physikalischer Größen und anderer Werte durch entsprechende Sensoren S1 – S6 überwacht und sind mittels entsprechender Aktoren A1 – A8 einstellbar und/oder nachregelbar.

Wie des Weiteren aus dem Blockschaltbild hervorgeht, sind alle Sensoren S1 – S6 und alle Aktoren A1 – A8 an eine einzige, zentral angeordnete Mess- und Regeleinheit 3 des Biosphärenregulator 1 angeschlossen. Über Leitungen sind die notwendigen elektrischen Verbindungen zwischen der zentralen Mess- und Regeleinheit 3 und der dem künstlichen Lebensraum 2 zugeordneten Sensoren S1 – S6 und Aktoren A1 – A8 geschaffen.

Der zur Erzeugung der physikalischen Größe Licht vorgesehene erste Aktor A1, ist als eine mit mehreren LEDs bestückte Lampe ausgebildet. Die Lampe ist über ihre LEDs in der Lage Licht verschiedener Lichtspektren bzw. Licht mit einem ganz bestimmten Lichtspektrum abzugeben. Zusätzlich ist zur Erzeugung der physikalischen Größe Licht ein zweiter Aktor A2 vorgesehen. Dieser zweite Aktor A2 ist ebenfalls als Lampe ausgebildet und weist mehrere LEDs auf, welche jedoch lediglich UV-Licht abgeben. Im Wesentlichen ist der zweite Aktor A2 dafür vorgesehen, um bei Bedarf auf kostengünstige Art und Weise eine Desinfektion des künstlichen Lebensraumes 2 durchführen bzw. zu unterstützen zu können.

Um die dem künstlichen Lebensraum 2 zugeführte physikalische Größe Licht hinsichtlich der Werte Lichtspektrum bzw. Lichtfarbe und Lichtmenge bzw. Lichtintensität überwachen und gegebenenfalls durch entsprechende Ansteuerungen des als Lampe ausgebildeten ersten Aktors A1 beeinflussen zu können, ist der erste, an die zentrale Mess- und Regeleinheit 3 angeschlossene Sensor S1 als Lichtmesseinheit ausgebildet. Um feinfühlig eine exakte Beeinflussung der physikalischen Größe Licht durchführen zu können, ist jede einzelne LED des ersten Aktors A1 separat ansteuerbar und damit hinsichtlich der erzeugten Lichtmenge und/oder des erzeugten Lichtspektrums einstell- bzw. nachregelbar. Um auch über einen längeren Zeitraum komplexe Einstellungen bzw. Regelungen der physikalischen Größe Licht auf einfache Art und Weise automatisch durchführen zu können, weist die Mess- und Regeleinheit 3 eine Speichereinrichtung 4 auf, in der mehrere abrufbare Steuer- bzw. Regelprogramme abgelegt sind. Das Abrufen eines bestimmten Steuer- bzw. Regelprogrammes aus der Speichereinrichtung 4 erfolgt, indem der Anwender eine bestimmte Taste bzw. Tastenkombination einer -der Einfachheit halber nicht dargestellten- Schalteinrichtung betätigt. Die verschiedenen Steuer- bzw. Regelprogramme sind dabei jeweils auf das optimale Wachstum bzw. die optimale Entwicklung ganz bestimmter Lebewesen, Pflanzen oder Kulturen abgestimmt. Die physikalische Größe Licht wird also zum gegebenen Zeitpunkt genau mit dem Lichtspektrum und der Lichtmenge erzeugt, welche für das optimale Wachstum und die optimale Entwicklung der sich gerade zur Zeit im künstlichen Lebensraum 2 befindlichen Lebewesen, Pflanzen oder Kulturen notwendig ist. Dabei findet nicht nur das Wachstums- bzw. das Entwicklungsstadium der Lebewesen, Pflanzen oder Kulturen, sondern auch der notwendige Energieaufwand zur Erzeugung der physikalischen Größe Licht Berücksichtigung, damit die Erzeugungskosten minimiert sind.

Durch die Mess- und Regeleinheit 3 kann die physikalische Größe Licht bei Bedarf auch in Abhängigkeit weiterer physikalischer Größen, wie z. B. Temperatur, Dichte, Zeit, Leistung und/oder weiterer Werte, wie z. B. Trübung, Nährstoffgehalt usw. der im künstlichen Lebensraum 2 befindlichen Nährflüssigkeit beeinflusst werden. Zu diesem Zweck, ist der zweite, an die Mess- und Regeleinheit 3 angeschlossene Sensor S2 als Trübungsmesseinrichtung ausgebildet. Zu dem ist zu diesem Zweck der dritte, an die Mess- und Regeleinheit 3 angeschlossene Aktor A3 als Heizeinrichtung, sowie dritte Sensor S3 als Temperaturmesseinrichtung ausgebildet. Somit kann der Trübungswert und die physikalische Größe Temperatur bei der Einstellung bzw. Regelung entsprechende Berücksichtigung finden. Auch dies geschieht sowohl im Hinblick des optimalen Wachstums und der optimalen Entwicklung der sich zur Zeit im künstlichen Lebensraum 2 befindlichen Lebewesen, Pflanzen oder Kulturen, als auch unter dem Gesichtspunkt des kostengünstigen Verbrauchs von Energie.

Bei bestimmten Lebewesen, Pflanzen oder Kulturen ist zu dessen optimalem Wachstum bzw. optimaler Entwicklung die Zugabe bestimmter Gase in den künstlichen Lebensraum 2 notwendig. Aus diesem Grund ist ein vierter an die Mess- und Regeleinheit 3 angeschlossener Aktor A4 als Gasabgabeeinrichtung und ein vierter an die Mess- und Regeleinheit 3 angeschlossener Sensor S4 als Gasmesseinrichtung ausgebildet. Auch ist es bei bestimmten Lebewesen, Pflanzen oder Kulturen zu dessen optimalem Wachstum bzw. optimaler Entwicklung notwendig, Nährstoffe nur in einer ganz bestimmten Zusammensetzung und Konzentration in den künstlichen Lebensraum 2 abzugeben. Aus diesem Grund ist ein fünfter an die Mess- und Regeleinheit 3 angeschlossener Aktor A5 als Nährstoffabgabeeinrichtung und ein fünfter an die Mess- und Regeleinheit 3 angeschlossener Sensor S5 als Nährstoffmesseinrichtung ausgebildet.

Wie des Weiteren aus dem Blockschaltbild hervorgeht, ist der Biosphärenregulator 1 nicht nur an die elektrische Spannungsversorgung (VCC), sondern zudem an ein übergeordnetes Steuersystem mit LON-Standard angeschlossen. Damit ergibt sich nicht nur die Möglichkeit vor Ort einer komfortablen Mess- und Regelung bzw. Beeinflussung der Umgebungsbedingungen im künstlichen Lebensraum 2, sondern auch die Möglichkeit des Anschlusses einer -der Einfachheit halber nicht dargestellten- Fernwirkeinrichtung, so dass auch eine ortsferne Überwachung und Beeinflussung der Umgebungsbedingungen des künstlichen Lebensraumes 2 möglich sind.

Weist die Fernwirkeinrichtung eine mit der Mess- und Regeleinheit 3 in Verbindung stehende Internetverbindung auf, ist eine solche Überwachung und Beeinflussung der Umgebungsbedingungen des künstlichen Lebensraumes 2 auch besonders komfortabel via Internet möglich.


Anspruch[de]
  1. Biosphärenregulator für einen künstlichen Lebensraum, dessen Umgebungsbedingungen hinsichtlich mehrerer, für das Wachstum und die Entwicklung von Lebewesen und/oder Pflanzen bzw. Kulturen notwendiger physikalischer Größen und anderer Werte durch entsprechende Sensoren überwacht und mittels entsprechender Aktoren einstellbar und/oder nachregelbar sind, wobei die Sensoren und Aktoren an eine Mess- und Regeleinheit angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung der notwendigen physikalischen Größe Licht zumindest ein erster Aktor (A1) als eine, mit mehreren LEDs bestückte, die Abgabe unterschiedlicher Lichtspektren ermöglichende Lampe ausgebildet ist.
  2. Biosphärenregulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein als Lampe ausgebildeter, an die Mess- und Regeleinheit (3) angeschlossener erster Aktor (A1) und/oder zweiter Aktor (A2) zumindest eine UV-Licht abstrahlende LED aufweist.
  3. Biosphärenregulator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein an die Mess- und Regeleinheit (3) angeschlossener erster Sensor (S1) als Lichtmesseinheit ausgebildet ist.
  4. Biosphärenregulator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein an die Mess- und Regeleinheit (3) angeschlossener dritter Aktor (A3) als Heizeinrichtung ausgebildet ist.
  5. Biosphärenregulator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein an die Mess- und Regeleinheit (3) angeschlossener dritter Sensor (S3) als Temperaturmesseinrichtung ausgebildet ist.
  6. Biosphärenregulator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein an die Mess- und Regeleinheit (3) angeschlossener vierter Aktor (A4) als Gasabgabeeinrichtung ausgebildet ist.
  7. Biosphärenregulator nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein an die Mess- und Regeleinheit (3) angeschlossener vierter Sensor (S4) als Gasmesseinrichtung ausgebildet ist.
  8. Biosphärenregulator nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein an die Mess- und Regeleinheit (3) angeschlossener fünfter Aktor (A5) als Nährstoffabgabeeinrichtung ausgebildet ist.
  9. Biosphärenregulator nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein an die Mess- und Regeleinheit (3) angeschlossener fünfter Sensor (S5) als Nährstoffmesseinrichtung ausgebildet ist.
  10. Biosphärenregulator nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein an die Mess- und Regeleinheit (3) angeschlossener zweiter Sensor (S2) als Trübungsmesseinrichtung ausgebildet ist.
  11. Biosphärenregulator nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Mess- und Regeleinheit (3) zumindest eine Speichereinrichtung (4) umfasst, in der zumindest hinsichtlich der physikalischen Größe Licht zumindest ein abrufbares Steuer- bzw. Regelprogramm abgelegt ist.
  12. Biosphärenregulator nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die physikalischen Größe Licht von der Mess- und Regeleinheit (3) zumindest in Abhängigkeit einer weiteren physikalischen Größe und/oder eines anderen Wertes beeinflussbar ist.
  13. Biosphärenregulator nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem zumindest einem in der Speichereinrichtung (4) abgelegten Steuer- bzw. Regelprogramm zumindest die physikalische Größe Licht, Temperatur, Dichte, Spannung, Strom, Leistung bzw. die Werte Zeit, Trübung, Nährstoffgehalt Berücksichtigung finden.
  14. Biosphärenregulator nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Mess- und Regeleinheit (3) mit einem übergeordneten Steuersystem in Verbindung steht.
  15. Biosphärenregulator nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das übergeordnete Steuersystem dem EIB-Standard entspricht.
  16. Biosphärenregulator nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das übergeordnete Steuersystem dem LON-Standard entspricht.
  17. Biosphärenregulator nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Mess- und Regeleinheit (3) mit einer Fernwirkeinrichtung in Verbindung steht.
  18. Biosphärenregulator nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Fernwirkeinrichtung eine mit der Mess- und Regeleinheit (3) in Verbindung stehende Internetverbindung aufweist.
Es folgt ein Blatt Zeichnungen






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

  Patente PDF

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com