| Dokumentenidentifikation |
DE102006002411A1 19.07.2007 |
| Titel |
Wiegevorrichtung und Verfahren zum Wiegen eines Objektes |
| Anmelder |
Abatec-Electronic AG, Regau, AT |
| Erfinder |
Niederndorfer, Friedrich, Dipl.-Ing., Pilsbach, AT; Rothbucher, Bernhard, Dr., Salzburg, AT |
| Vertreter |
Samson & Partner, Patentanwälte, 80538 München |
| DE-Anmeldedatum |
18.01.2006 |
| DE-Aktenzeichen |
102006002411 |
| Offenlegungstag |
19.07.2007 |
| Veröffentlichungstag im Patentblatt |
19.07.2007 |
| IPC-Hauptklasse |
G01G 23/365(2006.01)A, F, I, 20060118, B, H, DE
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| IPC-Nebenklasse |
G01G 23/46(2006.01)A, L, I, 20060118, B, H, DE
G01G 19/44(2006.01)A, L, I, 20060118, B, H, DE
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| Zusammenfassung |
Die Erfindung betrifft eine Wiegevorrichtung zum Wiegen eines Objekts mit einer Wiegeeinheit (20) zum Messen des Gewichts des Objekts, einer Steuereinheit (24) zum Ermitteln von Gewichtswerten aus zeitlich nacheinander gemessenen Gewichten des Objekts, einer Zeitmesseinheit (24) zum Messen wenigstens eines ersten Zeitintervalls und einer Signalgebereinheit (18a, b) zum Ausgeben wenigstens eines ersten und eines zweiten Signals, die sich voneinander unterscheiden. Die Steuereinheit (24) steuert die Signalgebereinheit (18a, b) zur Ausgabe des ersten Signals und die Zeitmesseinheit (24) zum Messen des ersten Zeitintervalls, wenn ein erster Gewichtswert ermittelt wurde, und die Signalgebereinheit (18a, b) zur Ausgabe des zweiten Signals, wenn das erste Zeitintervall abgelaufen ist, ohne dass die Steuereinheit (24) innerhalb des ersten Zeitintervalls einen zweiten Gewichtswert ermittelt hat.
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| Beschreibung[de] |
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Vorliegende Erfindung betrifft eine Wiegevorrichtung zum Wiegen eines
Gegenstands gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1, sowie ein Verfahren
zum Wiegen eines Gegenstands gemäß Patentanspruch 13.
Aus dem Stand der Technik sind elektronische Waagen bekannt, die mittels
Farbanzeigen dem Benutzer neben der Gewichtsinformation weitere Informationen zur
Verfügung stellen.
So wird beispielsweise in der DE
88 02 917 U1 eine elektrische Waage vorgestellt, die mittels verschiedener
Farben ein Unter- oder Überschreiten bzw. ein Einhalten eines Toleranzbereichs
um das festgestellte Gewicht anzeigt. Diese Waage lässt jedoch eine zeitliche
Veränderung des Gewichts unberücksichtigt.
Die Patentanmeldung DE 36 42
970 A1 offenbart eine Waage, die mit Hilfe von Farbdioden das Verhältnis
des aktuellen Gewichts zu einem früheren Gewicht anzeigt. Aber auch hier erfolgt
keine zeitliche Überwachung einer Gewichtszu- bzw. -abnahme.
Eine Gewichtsabnahme pro Zeiteinheit wird in der Patentanmeldung
DE 28 25 095 A1 beschrieben, bei
der ein Trend in der Gewichtsentwicklung einer sich wiegenden Person während
einer vorgegebenen Überwachungszeit ermittelt wird. Dabei wird der Trend unter
Einführung von Zeitintervallen ermittelt, und zusätzlich eine Differenz
aus zwei Istwerten. Über- oder unterschreitet diese Differenz einen gespeicherten
Vergleichsgrenzwert, wird ein optisches oder akustisches Signal ausgegeben. Hiermit
soll insbesondere eine Gewichtsabnahme pro Zeiteinheit überprüft werden,
um Gesundheitsschäden durch eine zu schnelle Gewichtsabnahme zu vermeiden.
Aufgabe vorliegender Erfindung ist es, eine Waage bereitzustellen,
die einem Benutzer an vorzunehmende Handlungen erinnert.
Diese Aufgabe wird durch eine Wiegevorrichtung gemäß Patentanspruch
1, sowie ein Verfahren zum Wiegen eines Gegenstands gemäß Patentanspruch
13 gelöst.
Dafür weist die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Signalgebereinheit
zum Ausgeben eines ersten und eines zweiten Signals, die sich voneinander unterscheiden,
und eine Zeitmessvorrichtung zum Messen mindestens eines ersten Zeitintervalls auf.
Darüber hinaus sind eine Wiegeeinheit zum Messen des Gewichts eines Objekts
und eine Steuereinheit zum Ermitteln von Gewichtswerten aus zeitlich nacheinander
gemessen Gewichten des Objekts vorgesehen. Um eine Nichtbenutzung oder zu späte
Benutzung der Waage signalisieren zu können, steuert die Steuereinheit die
Signalgebereinheit zur Ausgabe des ersten Signals und die Zeitmesseinheit zum Messen
des ersten Zeitintervalls, wenn ein erster Gewichtswert ermittelt wurde, und steuert
die Signalgebereinheit zur Ausgabe des zweiten Signals, wenn das erste Zeitintervall
abgelaufen ist, ohne dass die Steuereinheit innerhalb des ersten Zeitintervalls
einen zweiten Gewichtswert ermittelt hat.
Weitere vorteilhafte Ausführungsbeispiele sind in den Unteransprüchen
definiert.
Im Folgenden wird die Erfindung mittels der Zeichnung verdeutlicht.
Dabei zeigt die Zeichnung lediglich ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der
erfindungsgemäßen Wiegevorrichtung und soll nicht dazu verwendet werden,
die Erfindung auf dieses aufgeführte Ausführungsbeispiel einzuschränken.
Es stellen dar:
1 eine Draufsicht auf das Gehäuse eines bevorzugten
Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Wiegevorrichtung;
2 eine Draufsicht auf die Unterschale des Gehäuses
aus 1 bei abgenommener Oberschale;
3a eine Aufsicht auf eine innerhalb des Gehäuses
aus 1 aufgenommen Platine mit ihren elektronischen
Komponenten; und
3b einen Schaltplan für die in 3a
gezeigte Platine.
1 und 2 zeigen ein Gehäuse
1 der Wiegevorrichtung, das sich aus einer Oberschale 2 und einer
Unterschale 3 zusammensetzt, die über eine Schnappverbindung
5 ineinander gesteckt werden. Das Gehäuse 2 nimmt im zusammengesteckten
Zustand die verschiedenen nachfolgend beschriebenen Einheiten der Wiegevorrichtung
auf. In dem hier dargestellten Beispiel hat das Gehäuse 1 die Form
eines Apfels. Es sind jedoch auch konventionelle Gehäuseformen möglich.
Die Oberschale 2 weist auf ihrer Außenseite eine muldenförmige
Vertiefung 4 in Form eines lachenden Gesichtes auf, auf die das zu wiegende
Objekt, hier ein Apfel, für die Gewichtsmessung aufgelegt wird. Das Gehäuse
1 selbst kann aus einem getönten, teilweise transparentem Kunststoff
gefertigt sein, damit es lichtdurchlässig ist.
Die Ober- 3 und Unterschale 2 sind im zusammengesteckten
Zustand nicht fest miteinander verbunden, sondern über eine vorbestimmte Hubdistanz
gegeneinander beweglich. Im Inneren des Gehäuses 1 angeordnete elastische
Elemente, z.B Gummipuffer oder Spiralfedern (in den Figuren nicht
dargestellt) drücken die beiden Gehäuseschalen 3 und
2 auseinander. Ein auf die Vertiefung 4 aufgelegter Apfel drückt
damit mit seinem Gewicht die Oberschale 3 gegen die Federkraft dieser elastischen
Elemente in die Unterschale 2 hinein.
Am Boden der Unterschale 3 ist eine Platine 10 mittels
Rastverbindungen 12 befestigt, die mit den nachfolgend beschriebenen elektronischen
Bauteilen bestückt ist und Halteelemente 14 zum Aufnehmen von Batterien
16 und zugehörige Batterieklemmen 22 aufweist.
3a zeigt eine schematische Aufsicht auf die Platine
10 ohne die Batterien 16. Auf der Platine 10 sind eine
rote und eine grüne LED 18a und 18b, die in dem hier dargestellten
Ausführungsbeispiel als Signalgebereinheiten dienen, ein kraftabhängiger
Widerstand 20 als Drucksensor für eine Wiegeeinheit, sowie ein Mikroprozessor
24 vorgesehen, der die Steuereinheit und Zeitmesseinheit bildet. Zudem
sind auf der Platine zwei Betätigungsschalter 26a und 26b
aufgelötet, die von zwei an der Unterseite der Oberschale 3 fest angebrachten
Betätigungsstangen (nicht dargestellt) betätigt werden, wenn die Oberschale
3 in die Unterschale 2 hineingedrückt wird. Außerdem
ist ein als Bewegungssensor ausgebildetes Betätigungsmittel 30f vorgesehen,
durch dessen Betätigung die Wiegevorrichtung von einem Energiesparmodus in
einen Aktivmodus umgeschaltet wird. Des Weiteren sind eine Reihe von Kondensatoren
28 und Widerstände 30a–g vorgesehen, die für
den Betrieb des Mikroprozessors und der LEDs 18a und 18b nötig
sind. Auf den Drucksensor 20 lastet das Gewicht der Oberschale
3 und des auf der Oberschale 3 aufgelegten Objektes.
3b zeigt im Detail, wie die einzelnen elektrischen
Komponenten der Platine 10 miteinander verschaltet sind.
Nachfolgend wird das von der Wiegevorrichtung ausgeführte Verfahren
näher beschrieben. Zur Initialisierung der Wiegevorrichtung wird durch Herausziehen
eines durch einen Schlitz aus dem Gehäuse 1 herausragenden Papierstreifens,
der eine ein Entladen der Batterien verhindernde Transportsicherung darstellt, die
Stromversorgung 16 für die Schaltung der 3b
dauerhaft einschaltet. Papierstreifen und Schlitz sind in den Figuren nicht näher
dargestellt. Nach der Initialisierung schaltet der Prozessor 24 die rote
Leuchtdiode 18a für eine vorgegebene Zeitdauer (z.B. 10 Sekunden)
ein, wodurch das transparente Gehäuse 2 rot leuchtet. Nach Ablauf
der vorgegebenen Zeitdauer erlischt die rote Leuchtdiode 18a und der Prozessor
schaltet in einen Energiesparmodus. Legt der Benutzer nun einen Apfel auf die Vertiefung
4, wird der Bewegungssensor 30f betätigt und der Prozessor
schaltet in den Aktivmodus, in dem er die entsprechende Leuchtdiode 18a
und/oder 18b zum Leuchten bringt, in diesem Fall die rote Leuchtdiode
18a. Drückt der Benutzer nun den Apfel auf die Vertiefung wird zumindest
einer der Betätigungsschalter 26a und 26b betätigt.
Lässt der Benutzer den Apfel anschließend los, öffnet der Schalter
26a und/oder 26b und der Messvorgang wird eingeleitet, indem der
Prozessor den Widerstandswert des Drucksensors 20 einliest. Ist dieser
Widerstandswert eine vordefinierte Zeitdauer (z.B. eine Sekunde) lang stabil, also
annähernd konstant, speichert er diesen Widerstandswert und quittiert dies
mit einem Blinken der roten Leuchtdiode 18a. Der Benutzer kann nunmehr
den Apfel entnehmen, ein Stück abbeißen, und den Apfel erneut auf die
Vertiefung 4 drücken. Hierdurch werden wieder die Betätigungsschalter
26a und 26b betätigt und veranlassen den Prozessor
24, erneut einen stabilen Widerstandswert des Drucksensors 20
einzulesen. Der jeweilig nächste Schritt wird durch Leuchten der Leuchtdioden
18a bzw. 18b angezeigt. Danach berechnet der Prozessor
24 aus den beiden gespeicherten Widerstandswerten eine daraus abgeleitete
Gewichtsdifferenz und vergleicht diese mit einem fest eingespeicherten Referenzwert.
Der Referenzwert entspricht also dem Gewichtswert eines durchschnittlichen Apfelstückes,
das von einem Benutzer vom Apfel abgebissen wird. Selbstverständlich ist ein
Toleranzbereich für den Referenzwert vorgesehen, innerhalb dem die berechnete
Gewichtsdifferenz liegen kann.
Wenn dieser Vergleich erfolgreich ist, werden die Zeitintervalle zurückgesetzt
und der Prozessor 24 startet seinen internen Zeitgeber zum Messen eines
ersten Zeitintervalls, das beispielsweise 24 Stunden lang ist, und schaltet die
grüne Leuchtdiode 18b für eine vorgegebene Zeitdauer, z.B. 10
Sekunden lang, ein und die rote Leuchtdiode 18a aus. Wird die Wiegevorrichtung
angetippt, verschoben, der Apfel angestoßen, oder eine ähnliche Bewegung,
die für den Bewegungssensor 30f erkennbar ist, innerhalb des ersten
Zeitintervalls ausgeführt, so schaltet der Prozessor 24 die grüne
Leuchtdiode 18b wiederum für die vorgegebene Zeitdauer ein. Nach Ablauf
des ersten Zeitintervalls schaltet der Prozessor 24 die grüne und
rote Leuchtdiode 18a und 18b für eine vorgegebene Zeitdauer,
z.B. 10 Sekunden, lang ein, so dass das Gehäuse 1 gelb leuchtet, und
lässt seinen internen Zeitgeber ein zweites Zeitintervall, z.B. 24 Stunden,
messen. Wenn innerhalb des zweiten Zeitintervalls der Bewegungssensor
30f betätigt wird, so lässt der Prozessor 24 wiederum
die rote und grüne Leuchtdiode 18a und 18b für die vorgegebene
Zeitdauer lang leuchten. Nach Ablauf des zweiten Zeitintervalls schaltet der Prozessor
nur die rote Leuchtdiode 18a für die vorgegebene Zeitdauer ein, und
wiederholt dieses Einschalten immer bei Betätigung des Bewegungssensors
30f.
Wenn zu irgendeinem Zeitpunkt innerhalb des ersten und zweiten Zeitintervalls
und auch danach der Prozessor 24 über seinen Drucksensor
20
eine zulässige Gewichtsdifferenz nach Betätigung der
Betätigungsschalter 26a und 26b gemäß dem obigen
Verfahren misst, dann setzt er seinen internen Zeitgeber zurück und beginnt
von vorne mit der Messung des ersten Zeitintervalls und der Ausgabe des grünen
Lichtes.
Erkennt der Prozessor jedoch keine zulässige Gewichtsdifferenz,
bleiben die Zeitintervalle unverändert und der aktuelle Status, angezeigt durch
das Leuchten der roten und/oder grünen LED, wird angezeigt.
Wird nach dem Messen eines ersten Gewichtswertes während der
Gewichtsdifferenzmessung innerhalb einer vorgegebenen Zeitdauer, z. B. 60 Sekunden,
nicht der zweite Gewichtswert gemessen, so schaltet der Prozessor 24 in
den Energiesparmodus, und schaltet nur nach Betätigung der Betätigungsschalter
26a und 26b oder des Bewegungssensors 30f abhängig
von der vom Zeitgeber gemessenen Zeit seit der letzten erfolgreichen Gewichtsdifferenzberechnung
die rote und/oder grüne Leuchtdiode 18a und 18b ein. Ein
solcher "Bedienungsfehler" durch Zeitablauf kann dem Benutzer vor Übergang
in den Energiesparmodus durch entsprechende Ansteuerung der LEDs 18a und
18b signalisiert werden.
Alternativ zur Messung einer Gewichtsdifferenz kann auch einfach das
Absolutgewicht des aufgelegten Objektes gemessen und mit einem Referenzwert samt
Toleranzbereich verglichen werden, um den Zeitgeber zu starten. Ebenso können
auch andere Signalisierungen erfolgen, beispielsweise akustisch, durch Vibration
und/oder durch bestimmte Leuchtsequenzen eines ein- oder auch mehrfarbigen Leuchtmittels.
Selbstverständlich sind auch die obigen Zeitdauern und Zeitintervalle rein
beispielhaft angegeben und können je nach Anwendungsfall variieren, so können
auch mehr als zwei Zeitintervalle gemessen und entsprechend signalisiert werden.
Zudem kann die abgelaufene Zeit zusätzlich auch unmittelbar angezeigt werden.
Auch kann ein anderes zu wiegendes Objekt als der Apfel verwendet werden, so auch
eine Person, die somit mit diesem Verfahren nach Ablauf der jeweiligen Zeitintervalle
aufgefordert wird, ihr Gewicht zu messen. Dabei kann selbstverständlich auch
das gemessene Gewicht angezeigt werden.
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| Anspruch[de] |
Wiegevorrichtung zum Wiegen eines Objekts mit
einer Wiegeeinheit (20) zum Messen des Gewichts des Objekts;
einer Steuereinheit (24) zum Ermitteln von Gewichtswerten aus zeitlich
nacheinander gemessenen Gewichten des Objektes;
einer Zeitmesseinheit (24) zum Messen wenigstens eines ersten Zeitintervalls;
und
einer Signalgebereinheit (18a, b) zum Ausgeben wenigstens eines ersten
und eines zweiten Signals, die sich voneinander unterscheiden;
dadurch gekennzeichnet, dass
die Steuereinheit (24) die Signalgebereinheit (18a, b) zur Ausgabe
des ersten Signals und die Zeitmesseinheit (24) zum Messen des ersten Zeitintervalls
steuert, wenn ein erster Gewichtswert ermittelt wurde, und die Signalgebereinheit
(18a, b) zur Ausgabe des zweiten Signals steuert, wenn das erste Zeitintervall
abgelaufen ist, ohne dass die Steuereinheit (24) innerhalb des ersten Zeitintervalls
einen zweiten Gewichtswert ermittelt hat.
Wiegevorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Steuereinheit (24)
die Zeitmesseinheit (24) zum Messen eines zweiten Zeitintervalls steuert,
wenn das erste Zeitintervall abgelaufen ist, ohne dass die Steuereinheit (24)
innerhalb des ersten Zeitintervalls einen zweiten Gewichtswert ermittelt hat, und
die Signalgebereinheit (18a, b) zur Ausgabe eines dritten Signals steuert,
wenn das zweite Zeitintervall abgelaufen ist, ohne dass die Steuereinheit (24)
innerhalb des zweiten Zeitintervalls einen dritten Gewichtswert ermittelt hat.
Wiegevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der
die Steuereinheit (24) die Differenz zweier von der Wiegeeinheit (20)
innerhalb eines vorgegebenen dritten Zeitintervalls gemessener Gewichte des Objektes
als ersten, zweiten und dritten Gewichtswert ermittelt, wobei das dritte Zeitintervall
kürzer als das erste und zweite Zeitintervall ist, und der erste, zweite und
dritte Gewichtswert innerhalb eines vorgegebenen Wertebereichs liegt.
Wiegevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der
die Steuereinheit (24) die Signalgebereinheit (18a, b) zur Ausgabe
des ersten, zweiten und dritten Signals nur für eine vorgegebene Zeitdauer
lang steuert, insbesondere 5 bis 10 Sekunden.
Wiegevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem
Betätigungsmittel (26a, 26b, 30f), das bei Betätigung
die Wiegevorrichtung von einem Energiesparmodus in einen Aktivmodus versetzt.
Wiegevorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, bei der die Steuereinheit (24)
die Signalgebereinheit (18a, b) bei Betätigung des Betätigungsmittels
(30f) zur Ausgabe des aktuellen Signals steuert.
Wiegevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer
Energieversorgung (16) und einem Aktivierungsschalter, der nach Aktivierung
die Energieversorgung (16) der Wiegevorrichtung dauerhaft einschaltet.
Wiegevorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, bei der das
Betätigungsmittel (26a, 26b) Druckschalter umfasst, die durch
Auflegen eines zu wiegenden Objektes auf die Wiegeeinheit (20) betätigt
werden.
Wiegevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der
die Signalgebereinheit (18a, b) eine Farbanzeige ist, die wenigsten eine erste und
eine zweite Farbe anzeigt, die sich voneinander unterscheiden.
Wiegevorrichtung nach Anspruch 9, bei der die Farbanzeige wenigstens
ein erstes Leuchtmittel (18a) zum Anzeigen der ersten Farbe und ein zweites
Leuchtmittel (18b) zum Anzeigen der zweiten Farbe umfaßt.
Wiegevorrichtung nach Anspruch 10, bei der die Farbanzeige als Leuchtmittel
LEDs (18a, 18b) verschiedener Farben, insbesondere grün,
gelb und/oder rot, aufweist.
Wiegevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der
die Wiegeeinheit (20) einen kraftabhängigen Widerstandssensor umfasst.
Verfahren zum Wiegen eines Objekts, bei dem
das Gewicht des Objektes zeitlich nacheinander gemessen wird,
Gewichtswerte aus den zeitlich nacheinander gemessenen Gewichten des Objektes ermittelt
werden,
wenigstens ein erstes Zeitintervall gemessen wird, und
wenigstens ein erstes und ein zweites Signal ausgegeben werden, die sich voneinander
unterscheiden;
dadurch gekennzeichnet, dass
das erste Signal ausgegeben und das Messen des ersten Zeitintervalls gestartet wird,
wenn ein erster Gewichtswert ermittelt worden ist, und das zweite Signal ausgegeben
wird, wenn das erste Zeitintervall abgelaufen ist, ohne dass innerhalb des ersten
Zeitintervalls ein zweiter Gewichtswert ermittelt worden ist.
Verfahren nach Anspruch 13, bei dem ein zweites Zeitintervall gemessen
wird, wenn das erste Zeitintervall abgelaufen ist, ohne dass innerhalb des ersten
Zeitintervalls ein zweiter Gewichtswert ermittelt worden ist, und ein drittes Signal
ausgegeben wird, wenn das zweite Zeitintervall abgelaufen ist, ohne dass innerhalb
des zweiten Zeitintervalls ein dritter Gewichtswert ermittelt worden ist.
Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, bei dem eine Differenz zweier innerhalb
eines vorgegebenen dritten Zeitintervalls gemessener Gewichte als erster, zweiter
und dritter Gewichtswert ermittelt werden, wobei das dritte Zeitintervall kürzer
als das erste und zweite Zeitintervall ist, und der erste, zweite und dritte Gewichtswert
innerhalb eines vorgegebenen Wertebereichs liegen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, bei dem das erste,
zweite und dritte Signal nur für eine vorgegebene Zeitdauer lang ausgegeben
wird, insbesondere 5 bis 10 Sekunden lang.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 16, das bei Betätigung
eines Betätigungsmittel (26a, 26b, 30f) von einem
Energiesparmodus in einen Aktivmodus versetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, bei dem bei Betätigung des
Betätigungsmittel (30f) das aktuelle Signal ausgegeben wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 18, bei dem eine Energieversorgung
nach Aktivierung eines Aktivierungsschalter dauerhaft eingeschaltet wird.
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