DE2632994C2

DE2632994C2 -

Info

Publication number: DE2632994C2
Application number: DE2632994A
Authority: DE
Inventors: Alfred Ing.(Grad.) Meisner; Erich Ing.(Grad.) 8500 Nuernberg De Gerum
Original assignee: Diehl GmbH and Co
Current assignee: Diehl Verwaltungs Stiftung
Priority date: 1976-07-22
Filing date: 1976-07-22
Publication date: 1989-02-16
Also published as: IT1080993B; DE2632994A1; FR2359449B3; GB1555430A; FR2359449A1; US4180087A

Description

Die Erfindung betrifft eine Schalteinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der DE-AS 19 61 917 ist bereits eine Schalteinrichtung dieser Gattung bekanntgeworden, bei welcher Meßfühler zum Feststellen der Tageshelligkeit, der Umgebungstemperatur sowie der Bodenfeuchtigkeit zur Steuerung des Berieselungsvorganges dienen. Bei dieser Vorrichtung erfolgt der Berieselungsvorgang über eine vorbestimmte Dauer. Das Einschalten des Ventils des Beregners soll abhängig von den Umgebungsparametern gegen Abend, bei Einfall der Nacht oder nachts erfolgen. Denn aus Erfahrung ist der Gießerfolg am günstigsten, wenn die Beregnung von Pflanzen nach Eintritt der Dämmerung erfolgt. Demgemäß werden viele Gärten in dieser Zeit beregnet, so daß der Druck des Wassernetzes entsprechend schwankt. Würde eine selbsttätige Beregnung in diesen Zeitraum gelegt, dann müßte mit einem unregelmäßigen Gießerfolg gerechnet werden.

Weiterhin ist eine elektrische Zeitschaltuhr marktbekannt, mit der sich täglich (24-stündig) ein elektrischer Stromkreis zu bestimmten Zeitpunkten ein- und abschalten läßt. Die Zeitpunkte des Einschaltens und des Ausschaltens sind stufenweise einstellbar.

Eine Zeitschaltuhr zur Überwindung der genannten Schwierigkeiten einzusetzen ist ungünstig, da sie schon wegen des Uhrwerks einen unnötigen Aufwand bedingt und auch erst nach besonderen Überlegungen und Einstellarbeiten auf eine Zeit nach der Dämmerung einstellbar ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine uhrwerksunabhängige Schalteinrichtung der bezeichneten Gattung zu schaffen, mittels der die Beregnung in einen günstigen Zeitraum nach der Dämmerung und außerhalb von Zeiten stark schwankenden Wasserdrucks gelegt werden kann.

Die Lösung dieser Aufgabe ist im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 angegeben.

Mit einer derartigen Schalteinrichtung ist im Bedarfsfall täglich ein Beregner in einem bestimmten zeitlichen Abstand zur Abenddämmerung einschaltbar. Die Beregnung beginnt, wenn eine Verzögerungszeit nach der Dämmerung verstrichen ist. Diese ist so eingestellt, daß anzunehmen ist, daß im Wassernetz keine besonderen Druckschwankungen mehr auftreten. Das Einstellen der Verzögerungszeit und der Beregnungsdauer erfolgt auf einfache Weise mit derselben Verzögerungsschaltung.

Weitere Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 bis 9 angegeben.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden an Hand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 eine Schalteinrichtung zum selbsttätigen Ein- und Abschalten des Ventils eines Beregners mit einer lichtempfindlichen Eingangsstufe,

Fig. 2 einen Ausschnitt der Schalteinrichtung nach Fig. 1 mit einer zusätzlichen feuchtigkeitsempfindlichen Eingangsstufe,

Fig. 3a, b eine Ausgestaltung einer Steuerschaltung für die Schalteinrichtung nach Fig. 1 und

Fig. 4 eine alternative Ausbildung der Steuerschaltung gegenüber Fig. 3.

Ein Fotowiderstand 1 ist in Fig. 1 einem Schwellenwertspeicher 2 vorgeschaltet. Dieser ist beispielsweise als Schmitt-Trigger aufgebaut. Der Schwellenwertschalter 2 liegt über einen Anpassungswiderstand R 1 an dem Reset-Eingang eines digital arbeitenden Teilers 3 mit zwei Ausgängen. Ein solcher Teiler ist ein integrierter Schaltkreis, der beispielsweise unter der Typenbezeichnung CD4024 auf dem Markt erhältlich ist. Dem Takt-Eingang des Teilers 3 ist ein Taktgeber 4 vorgeschaltet, der als Impulsgenerator mit variabler Frequenz aufgebaut ist. Der Taktgeber 4 liegt über einen seine Frequenz bestimmenden Widerstand R 2 an einer Versorgungsleitung 5, an der auch der Schwellenwertschalter 2 und der Teiler 3 liegen. Die Versorgungsleitung 5 ist über einen Schalter S 1 an eine Gleichspannungsquelle angeschlossen.

Mit dem Teiler 3 wird die Impulsfolgefrequenz des Taktgebers 4 untersetzt. An einem n-ten Ausgang des Teilers 3 ist die Impulsfolgefrequenz um den Faktor 2ⁿ kleiner als die Frequenz des Taktgebers 4. Am 2¹³-Ausgang des Teilers 3 tritt bei einer Impulsfolgefrequenz von 1,14 Hz des Taktgebers 4 eine positive Impulsflanke erst nach etwa 1 Stunde auf. Am 2¹³-Ausgang des Teilers 3 liegt ein Differenzierglied C 1, R 3. Dieses liegt an einer Steuerschaltung 6, mittels der ein Ventil 7 geöffnet oder geschlossen wird. Das Ventil 7 liegt in einer Wasserleitung 8, an die ein Beregner 9 angeschlossen ist.

Am 2¹³-Ausgang des Teilers 3 liegt ein Schaltungsteil, der sich aus der Serienschaltung eines Widerstandes R 4, eines variablen Widerstandes R 5 und einer Diode D 1 zusammengesetzt. Diese Serienschaltung liegt an dem Eingang des Taktgebers 4. Taktgeber 4, Schaltungsteil und Teiler 3 bilden die Verzögerungsschaltung.

Dem 2¹⁴-Ausgang des Teilers 3 ist ein weiteres Differenzierglied C 2, R 6 nachgeschaltet, das ebenfalls an der Steuerschaltung 6 liegt. Über eine Diode D 2 liegt der 2¹⁴-Ausgang des Teilers 3 an einem Sperreingang des Taktgebers 4.

Wird der Schalter S 1 geschlossen, dann ist die Schalteinrichtung betriebsbereit. Über einen Kondensator C 3 wird der Teiler 3 beim Schließen des Schalters S 1 auf Null gesetzt. Der Taktgeber 4 arbeitet, wobei seine Frequenz vom Widerstand R 2 bestimmt ist. Sie beträgt beispielsweise 1,14 Hz. Das Taktsignal wird erst im Teiler untersetzt, wenn bei Dämmerung der Widerstandswert des Fotowiderstandes 1 ansteigt und der Schwellenwert 2 ein Einschaltsignal an den Reset-Eingang des Teilers 3 legt. Die ab diesem Zeitpunkt auftretenden Impulse werden im Teiler 3 untersetzt. Nach etwa 1 Stunde tritt am 2¹³-Ausgang des Teilers 3 ein Impuls auf, der über das Differenzierglied C 1, R 3 differenziert wird und über die Steuerschaltung 6 das Ventil 7 öffnet. Gleichzeitig wird über den Schaltungsteil R 4, R 5, D 1 die Frequenz des Taktgebers 4 erhöht, da dieser beim Anstehen eines Ausgangssignals am 2¹³-Ausgang über den Schaltungsteil einen zusätzlichen Ladestrom erhält. Der Widerstand R 5 ist im Beispielsfalle so bemessen, daß sich die Frequenz des Taktgebers 4 zwischen 23 und 230 Hz einstellen läßt.

Durch die Frequenzerhöhung tritt ein Signal am 2¹⁴-Ausgang des Teilers 3 entsprechend früher auf. Im Beispielsfalle je nach der Einstellung des Widerstandes R 5 etwa 3 bis 30 Minuten nach dem Impulsbeginn am 2¹³-Ausgang. Das Signal am 2¹⁴-Ausgang wird über das Differenzierglied C 2, R 6 und die Steuerschaltung 6 zum Schließen des Ventils 7 verarbeitet. Gleichzeitig wird dieses Signal über die Diode D 2 an den Taktgeber gelegt, wodurch dieser sperrt. Die Beregnung ist damit für die laufende Nacht abgeschlossen. Nach der folgenden Morgendämmerung ist der Teiler 3 über den Schwellwertschalter 2 bzw. den Fotowiderstad 1 gesperrt. Am nächsten Abend wiederholen sich die beschriebenen Vorgänge. Wird keine automatische Beregnung mehr gewünscht, ist der Schalter S 1 zu öffnen.

In den Fig. 3a und 3b ist ein Ausführungsbeispiel für eine Steuerschaltung 6 dargestellt. An der Basis eines Transistors T 1 liegen die Differenzierglieder C 1, R 3 und C 2, R 6. Diesen ist ein weiterer Transistor KT 2 nachgeschaltet. Tritt am einen oder anderen Differenzierglied ein Impuls auf, dann läuft ein dem Transistor T 2 nachgeschalteter Schrittmotor M, an. Hierdurch wird mittels einer auf der Motorwelle sitzenden Kurvenscheibe 10 ein Selbsthaltekontakt S 2 geschlossen (vgl. Fig. 3b). Dieser liegt parallel zur Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors T 2. Nach einer Motordrehung von 180° öffnet sich der Selbsthaltekontakt S 2 wieder und der Motor steht bis zum nächsten Impuls still. An der Motorwelle sind weiterhin Magnete 11 zur Betätigung des Ventils 7 angeordnet. Das Ventil 7 wird somit bei jedem auftretenden Impuls abwechselnd geöffnet und geschlossen. Zur Einstellung der richtigen Schaltstellung ist parallel zum Selbsthalterkontakt S 2 ein Taster S 3 vorgesehen.

In Fig. 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Steuerschaltung 6 dargestellt. Zur Steuerung des Ventils 7 ist hierbei ein polarisierter Elektromagnet mit einer Spule 12 vorgesehen. Beim Auftreten eines Impulses am Differenzierglied C 1, R 3 liegt die Spule über Transistoren T 3, T 4, T 5 und T 6 an der Spannungsquelle U 1. Sie wird von einem Strom umgekehrter Stromrichtung aus der Spannungsquelle U 2 durchflossen, wenn am Differenzierglied C 2, R 6 ein Impuls auftritt, der über Transistoren T F7, T 8 und T 9 durchgeschaltet wird. Die notwendigen Widerstände sind mit ihren Widerstandswerten in Fig. 4 eingezeichnet.

Die beschriebenen Schalteinrichtungselemente und das Ventil 7 sind in einem Gehäuse untergebracht. Dieses kann auch unmittelbar an den Beregner 9 angebaut sein. Die Einschaltdauer ist mittels des variablen Widerstandes R 5 variierbar. Der Fotowiderstand 1 ist an dem Gehäuse so angeordnet, daß er auf die Helligkeit der Umgebung anspricht. Er kann im Bedarfsfalle so abgeschirmt sein, daß er auf künstliches Licht nicht anspricht.

Nach Fig. 2 ist vor dem Reset-Eingang des Teilers 3 ein UND- Gatter 13 geschaltet. An dessen Eingang liegen der Schwellwertschalter 2 mit dem Fotowiderstand 1 und über einen Anpassungswiderstand 7 und einen weiteren Schwellenwertschalter 14 ein Feuchtigkeitsfühler 15. Der Feuchtigkeitsfühler 15 ist im Bodenbereich einer Verdunstungsschale 16 angebracht. Die übrige Schaltung gleicht der in Fig. 1.

Die Verdunstungsschale 16 ist im von dem Beregner 9 überstrichenen Bereich aufgestellt. Sie sammelt während der Einschaltdauer des Beregners 9 Beregnungswasser. Die Einschaltdauer des Beregners wird hiervon nicht beeinflußt. Nach Beendigung der Einschaltdauer, insbesondere am folgenden Tag, verdunstet das Wasser aus der Verdunstungsschale 16 entsprechend der herrschenden Witterung. Ist kurz vor dem Beginn der folgenden Einschaltdauer das Wasser noch nicht aus der Verdunstungsschale 16 verdunstet, dann liegt der Feuchtigkeitsfühler 15 im Feuchten und sperrt das UND-Gatter, so daß das von dem Fotowiderstand 1 abgegebene Einschaltsignal nicht am Reset-Eingang des Teilers 3 wirksam werden kann. Der Teiler 3 läuft also selbst nach Eintritt der Dämmerung nicht an, wenn in der Verdunstungsschale 16 noch Feuchtigkeit steht. Diese ist ein Maß für die tatsächliche Feuchtigkeit des zu beregnenden Bodens.

Ist der Feuchtigkeitsfühler 15 zu Beginn der Dämmerung trocken, dann erfolgt das Einschalten des Ventils 7 in der oben beschriebenen Weise.

Ersichtlich beeinflussen auch etwaige Niederschläge den Feuchtigkeitsgrad in der Verdunstungsschale 16. Diese können somit zu einem Hinausschieben des Einschaltens des Ventils 7 führen.

Der Feuchtigkeitsfühler kann auch in der Weise auf die Schalteinrichtung einwirken, daß er bei ausreichender Feuchtigkeit das Ventil 7 vor dem Ablauf der eingestellten Einschaltdauer abschaltet.

Claims

1. Schalteinrichtung zum Ein- und Abschaltung eines einem Beregner (9) vorgeschalteten Ventils (7), die mittels einer lichtempfindlichen Eingangsstufe (1, 2) in Abhängigkeit von der Abenddämmerung über eine Steuerschaltung (6) das Ventil öffnet und nach Ablauf einer einstellbaren Einschaltdauer über die Steuerschaltung (6) schließt, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Eingangsstufe (1, 2) und der Steuerschaltung (6) eine Verzögerungsschaltung angeordnet ist, die von einem Taktgeber (4), einem die Einschaltdauer bestimmenden Schaltungsteil (R 4, R 5, D 1) und einem digital arbeitenden Teiler (3) mit zwei Ausgängen gebildet ist, und daß der Teiler (3) bei Dämmerung ein Einschaltsignal von der Eingangsstufe (1, 2) erhält, worauf er nach Ablauf einer vorgegebenen Verzögerungszeit von seinem ersten Ausgang ein Signal an die Steuerschaltung (6) zum Öffnen des Ventils (7) und außerdem über den die Einschaltdauer bestimmenden Schaltungsteil (R 4, R 5, D 1) an den Taktgeber (4) zur Erhöhung der Taktfrequenz abgibt und ferner nach Ablauf dieser Einschaltdauer von seinem zweiten Ausgang ein Signal zum Schließen des Ventils (7) abgibt.

2. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungszeit so ausgelegt ist, daß sie kürzer als die Zeitspanne zwischen Abend- und Morgendämmerung und länger als die maximale Einschaltdauer ist.

3. Schalteinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß über die Steuerschaltung (6) das Ausgangssignal eines 2ⁿ-Ausgangs des Teilers (3) das Ventil (7) einschaltet und das Ausgangssignal eines 2^{n + 1}-Ausgangs des Teilers (3) das Ventil (7) abschaltet, daß das Ausgangssignal des 2ⁿ-Ausgangs über einen die Frequenz des Taktgebers (4) erhöhenden Widerstand (R 4) des die Einschaltdauer bestimmenden Schaltungsteils am Taktgeber (4) liegt und daß das Ausgangssignal des 2^{n + 1}-Ausgangs des Teilers (3) über eine Diode (D 2) den Taktgeber (4) abschaltet.

4. Schalteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangssignale des Teilers jeweils über Differenzierglieder (C 1, R 3; C 2, R 6) an die Steuerschaltung (6) gelegt sind.

5. Schalteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung (6) einen Schrittmotor (M) aufweist, der das Ventil (7) bei Auftreten eines Ausgangssignals des Teilers (3) umschaltet.

6. Schalteinrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung (6) zur Betätigung des Ventils (7) einen polarisierbaren Elektromagneten mit einer Spule (12) aufweist, die auf das Ausgangssignal des 2ⁿ-Ausgangs des Teilers (3) in einer Richtung und auf das Ausgangssignal des 2^{n + 1}-Ausgangs des Teilers (3) hin in umgekehrter Richtung stromdurchflossen ist.

7. Schaltungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine feuchtigkeitsempfindliche weitere Eingangsstufe (14, 15, 16) vorgesehen ist, deren Feuchtigkeitgsfühler (15) vorzugsweise im Wirkungsbereich des Beregners (9) liegt, und daß diese Eingangsstufe bei einem gewünschten Feuchtigkeitsgrad im Wirkungsbereich des Beregners ein Sperrsignal abgibt, das das Öffnen des Ventils (7) verhindert.

8. Schalteinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtempfindliche und die feuchtigkeitsempfindliche Eingangsstufe (1, 2; 14 15, 16) über ein UND-Gatter (13) am Eingang der Verzögerungsschaltung (3) liegen.

9. Schalteinrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Feuchtigkeitsfühler (15) im Bodenbereich einer im Wirkungsbereich des Beregners (9) angeordneten Verdunstungsschale (16) angebracht ist und daß die Verdunstungsschale (16) so bemessen ist, daß sie Beregnungswasser und Regenwasser aufnimmt und der Feuchtigkeitsfühler (15) das Sperrsignal abgibt, solange das Wasser noch nicht verdunstet ist.