BRPI0713469B1

BRPI0713469B1 - método para detectar uma quantidade de grãos de café em um recipiente de um membro de moagem giratório, e dispositivo de moagem

Info

Publication number: BRPI0713469B1
Application number: BRPI0713469A
Authority: BR
Inventors: Bolognesi Fabio; Milardi Massimiliano; Ziani Riccardo
Original assignee: Koninklijke Philips Nv; Koninl Philips Electronics Nv; Saeco Ipr Ltd
Priority date: 2006-06-26
Filing date: 2007-05-15
Publication date: 2018-10-16
Also published as: RU2425616C2; RU2009102260A; ATE547035T1; JP2009541049A; EP2032006A1; US20090236452A1; MX2008016383A; EP2032006B1; AU2007264698B2; AU2007264698A1; US20110215178A1; HK1131020A1; WO2008001403A1; JP5283621B2; US8272586B2; BRPI0713469A2; TW200803779A; ES2383341T3; CN101478903A; ITMI20061232A1

Abstract

método para detectar a quantidade de grãos dentro de um dispositivo de moagem. é descrito um método para detectar uma quantidade de grãos dentro de um recipiente de um membro de moagem giratório, o dito método compreendendo as etapas de: suprir (forp1) um primeiro torque de acionamento para o membro de moagem giratório durante um primeiro intervalo (t1) de um ciclo de moagem (cm); - ter (ctm100) um primeiro valor indicativo de um período de rotação do dito membro no primeiro torque de acionamento; suprir (rp2) o membro de moagem giratório, durante um segundo intervalo (t2) do dito ciclo, com um segundo torque de acionamento menor do que o primeiro torque de acionamento; - medir (ctm5o) um segundo valor indicativo do período relativo de rotação do dito membro no segundo torque de acionamento, processar (cdtr, cnfr) o primeiro e o segundo valores de modo a gerar informação (alr) indicativa da quantidade de grãos que estão dentro do recipiente.

Description

(54) Título: MÉTODO PARA DETECTAR UMA QUANTIDADE DE GRÃOS DE CAFÉ EM UM RECIPIENTE DE UM MEMBRO DE MOAGEM GIRATÓRIO, E DISPOSITIVO DE MOAGEM (51) lnt.CI.: G06F 7/00; A47J 31/06; A47J 31/40 (30) Prioridade Unionista: 26/06/2006 IT MI2006 A 001232 (73) Titular(es): KONINKLIJKE PHILIPS N.V.

(72) Inventor(es): FABIO BOLOGNESI; MASSIMILIANO MILARDI; RICCARDO ZIANI (85) Data do Início da Fase Nacional: 26/12/2008

MÉTODO PARA DETECTAR UMA QUANTIDADE DE GRÃOS DE CAFÉ EM UM RECIPIENTE DE UM MEMBRO DE MOAGEM GIRATÓRIO, E DISPOSITIVO DE MOAGEM

A presente invenção refere-se a dispositivos para moer grãos 5 alimentícios ou o similar, e particularmente, mas não limitado a, dispositivos para moer grãos de café.

Para os propósitos da presente invenção, por grão ou grão é significado qualquer corpo conformado substancialmente redondo ou partícula que pode ser pretendida para moagem de modo a ser reduzido a pó.

Exemplos de grãos podem ser sementes, legumes, grãos de trigo ou grãos de café ou outras partículas, não necessariamente alimento.

Com particular referência à moagem de café, um dispositivo para moagem de café convencional, comumente conhecido como o moedor de café, é usualmente fornecido com um recipiente, ou alimentador, adequado para conter os grãos de café a serem moídos e moedores giratórios que fornecem a redução dos grãos a pó.

Durante a moagem, como os grãos de café são diminuídos dentro do alimentador, o último é requerido ser imediatamente enchido de modo a assegurar, que o moedor de café opere em força calculada, e que uma boa bebida de café será produzida. De modo a facilitar essa operação de preenchimento do alimentador, é bastante útil ter uma indicação representativa de que os grãos do café estão terminando.

Uma máquina de café conhecida proporciona o uso de um dosador que é disposto a jusante de um moedor de café convencional, que é adequado para receber o pó de café moído. Esse dosador é tipicamente fornecido com uma mola mecânica que é liberada, quando o dosador resulta estar cheio com pó de café, enviando, por conseguinte, um sinal de comando ao moedor de café para parar a moagem. Além do mais, um sistema de controle com o qual essa máquina de café é fornecida, é adequado para a30 cessar quando essa liberação não foi captada por um período de tempo préajustado e traduzir esse evento para a informação representativa do fato de que o pó de café não pode mais alcançar o topo do dosador, e isso permite

Petição 870180066810, de 01/08/2018, pág. 5/13 chegar à conclusão de que os grãos de café acabaram dentro do alimentador. Nesse caso, a detecção de ausência/presença de grãos de café é executada de uma maneira indireta, através de checagem do dosador para a presença de pó de café moído. Esse tipo de máquina de café tem um inconveniente no tamanho total do dosador e no custo extra tanto do dosador quanto do sistema eletrônico de detecção e de controle.

De modo a superar o inconveniente acima citado, nas assim chamadas máquinas de café semiautomáticas, o moedor de café é fornecido com um sensor para detectar a corrente puxada do moedor de café em operação. Também nesse caso, o sistema de controle associado com o moedor de café compara o valor da dita força elétrica com um valor limite ou de referência. Tipicamente, um moedor de café puxa uma quantidade de força elétrica proporcional ao esforço feito pelo último para moer o café, e esse esforço tenderá a diminuir conforme diminuem os grãos de café, a serem moídos. Particularmente, a corrente puxada tem um valor menor do que o valor limite quando o esforço do moedor de café é mínimo (isto é, quando os grãos de café já acabaram). Ao contrário, a corrente puxada tem um valor maior do que o valor limite quando o esforço do moedor de café ainda é alto porque o alimentador ainda contém uma quantidade aceitável de grãos de café.

Esse segundo moedor não é muito confiável pelo fato de que as variações na corrente puxada não podem ser bem diferenciadas de modo a serem capazes de distinguir exatamente as duas condições (ausência e presença) de grãos de café. Além do mais, a seleção do valor limite para a corrente puxada resulta ser particularmente problemática e imprecisa em que essa corrente elétrica depende, por exemplo, da voltagem da rede à qual a máquina de café pode ser conectada. Além disso, deve ser observado que diversos parâmetros de projeto, entre outras coisas, o valor limite da corrente puxada, que pode ser ajustado na fabricação, são submetidos, em alguns casos, a desvios e variações que não podem ser previstos, mas que são descobertos somente durante a vida de funcionamento do moedor de café. Além disso, deve ser observado que esses parâmetros podem também ser influenciados pelo envelhecimento, principalmente devido ao desgaste e condições de uso, aos quais um moedor de café é submetido e que tipicamente variam com cada dispositivo de moagem.

Um aspecto adicionalmente desvantajoso é também, no caso atual, o tamanho total do sensor que está detectando a corrente puxada, que é realmente extra-hardware que, mesmo que sendo de um pequeno tamanho, requer um espaço de acomodação adequado e também vincula adicionais custos de fabricação e instalação.

O objetivo da presente invenção é fornecer um método para detectar uma quantidade de grãos dentro de um recipiente de um dispositivo de moagem, que seja mais confiável e mais simples do que os métodos de detecção da técnica anterior acima mencionados.

O objetivo da presente invenção é alcançado por meio do método de detecção, tal como definido e caracterizado na reivindicação 1.

As modalidades preferidas do dito método de detecção são co15 mo definidas nas reivindicações dependentes de 2 a 28, em anexo.

O objetivo da presente invenção é também um dispositivo de moagem tal como definido e caracterizado na reivindicação 29. O objetivo da presente invenção também é um programa de computador tal como definido e caracterizado na reivindicação 30.

A invenção será mais bem entendida a partir da descrição detalhada abaixo de uma modalidade dela, que é dada a título de exemplo nãolimitante com referência às figuras anexas, em que:

A Figura 1 mostra, esquematicamente, um dispositivo de moagem:

As Figuras 2 e 3b mostram exemplos de formas de onda representativas da velocidade de rotação de um membro de moagem que podem ser processados por meio de um método de detecção a um exemplo da presente invenção;

A Figura 3a mostra um diagrama da força de trabalho que pode ser fornecida ao dispositivo de moagem com o método de detecção de acordo com um exemplo da invenção:

A Figura 4 mostra um fluxograma de diversas etapas do método de detecção de acordo com o exemplo da presente invenção;

As Figuras 5a e 5b mostram diagramas de força respectivos que podem ser fornecidos ao dispositivo de moagem de acordo com modalidades alternativas do método de acordo com a invenção, e

A Figura 6 mostra uma tabela de valores numéricos que podem ser usados em um adicional exemplo do método de acordo com a invenção.

Um exemplo do dispositivo de moagem 1 para grãos de café, ou mais simplesmente, moedor de café será agora descrito.

Com referência ao diagrama na Figura 1, um moedor de café 1 compreende um motor elétrico M fornecido com um membro de moagem giratório, por exemplo, um conjunto de moedores MC, para reduzir a pó os grãos de café. Os moedores MC, que são conhecidos per se, podem ser cônicos ou circulares e são adequados para receber os grãos de café a serem reduzidos a pó, vindos de um alimentador (não mostrado na Figura) contendo os últimos e tipicamente dispostos a montante dos dois moedores. Tipicamente, o motor elétrico M é um motor CC que pode ser eletricamente energizado, preferivelmente em 230 V.

Deve ser percebido que uma engrenagem de redução MR pode ser vantajosamente interposta entre o motor M e os moedores MC. A engrenagem de redução MR, que é conhecida per se, tem a função de ajustar a variação no número de revoluções N dos moedores MC com relação àquele do motor, mediante variações na força suprida ao motor M. De fato, sendo:

K é a razão de engrenagem da engrenagem de redução MR; ΔΡ é a variação na força que pode ser suprida ao motor elétrico; ΔΝ é a variação no número de revoluções N do motor, a seguinte relação aplica:

ΔΡ — = A.V (1)

K

A razão de engrenagem K é um valor constante maior do que 1 e de modo que uma alta variação na força suprida para ο (ΔΡ) aí corresponde, de qualquer modo, a uma variação menor no número de revoluções do motor (ΔΝ).

O moedor de café 1 adicionalmente compreende um par de sen5 sores SN, por exemplo, sensores de efeito Hall conhecidos, cada um sendo associado com um dos moedores MC, para gerar um sinal, por exemplo, um pulso elétrico, sempre que um moedor completou um período de rotação TR em torno do eixo de rotação de referência. Alternativamente para o par de sensores SN, pode ser também suficiente usar um sensor individual associado com um dos moedores, ou qualquer outro dispositivo de detecção conhecido (tal como mecânico, óptico, sensores eletrônicos, codificadores) que é adequado para gerar um pulso indicativo de que o período de rotação TR do elemento de moagem giratório (moedor) foi completado.

O moedor de café 1 é adicionalmente fornecido com uma placa de circuito, convencional per se, compreendendo uma unidade de processamento UE ou microcontrolador programável, que inclui, por sua vez, um microprocessador MIC e uma memória para armazenagem de dados MM e em que um programa de administração e de controle para o moedor de café pode ser instalado. Uma interface de usuário é adicionalmente montada à placa de circuito que pode ser controlada pela unidade de processamento UE. A funcionalidade e modo de uso da interface do usuário serão descritos abaixo.

A unidade de processamento é operativamente associada com o par de sensores SN, de modo a receber e processar os pulsos elétricos adquiridos dali, e ao motor elétrico M, respectivamente, de modo a comandar e controlar a rotação dos moedores.

Para os propósitos da presente invenção, por condição de ausência de grão, grãos de café no exemplo descrito abaixo, é significada a condição em que insuficiente ou nenhum grão é fornecido nos moedores MC, quando eles são colocados para girar, para alcançar uma moagem satisfatória.

Por outro lado, por condição de presença de grão é significado a condição em que uma quantidade suficiente de grãos de café é fornecida nos moedores MC em movimento, de modo a alcançar uma moagem suficiente. Muito provavelmente, a condição de ausência de grão pode ser atribuída ao alimentador que está substancialmente vazio, enquanto que a condi6 ção de presença de grão deriva do fato de que o alimentador ainda contém uma quantidade suficiente, do último, de modo a assegurar uma operação de força estimada do moedor de café.

A Requerente percebeu que, quando os moedores são coloca5 dos em rotação pelo motor elétrico M para moagem, eles adotam uma velocidade de rotação angular ω = dd/dt (ângulo de direção radial &) que é substancialmente e inversamente proporcional à quantidade de grãos de café que é proporcional à quantidade de grãos de café que é progressivamente fornecida aos moedores. Particularmente, um primeiro valor ajpg da veloci10 dade angular de moagem ω correspondendo substancialmente à condição de grãos presentes e um segundo valor ü)ag da velocidade angular de moagem ω correspondendo à condição de ausência de grão podem ser definidos. Durante a moagem, uma indicação da quantidade de grãos de café fornecidos no moedor de café, por exemplo, a passagem da condição de pre15 sença de grão para a condição de ausência de grão pode ser representada pela variação Δω na velocidade angular de moagem ω que pode ser obtida pela diferença entre o segundo valor oag e o primeiro valor ojpg citado acima (Au)=u)ag-üjpg). Parece razoável que o primeiro valor üjpg resulte menor que o segundo valor coag e, dessa maneira, a variação Δω será presumivel20 mente maior do que zero.

De modo a operar os moedores MC, é requerido suprir o motor elétrico M com um torque de acionamento correspondente a uma força de trabalho PF igual à, como é conhecida, uma percentagem da força estimada PN que pode ser distribuída ao moedor de café. A requerente salienta que, com a mesma quantidade de grãos de café, em comparação com o caso onde uma primeira força de trabalho P1 é suprida ao motor elétrico que é, por exemplo, 100% de força estimada, quando uma segunda força de trabalho P2 menor do que a P1 é suprida ao motor, tal como 50% de força estimada, a velocidade angular de rotação ω é reduzida, e consequentemente, o período de rotação TR do moedor individual aumentará.

Além do mais, a Requerente observa que quando os moedores

MC trabalham na primeira força P1, eles giram com uma velocidade de rota7 ção quase constante mediante uma variação na quantidade de grãos. Em outras palavras, quando os moedores MC trabalham em uma força maior, eles são pouco sensíveis à quantidade de grãos em que eles operam. Por outro lado, quando os moedores MC trabalham na segunda força P2, eles giram em uma velocidade de rotação que é mais afetada pela quantidade real de grãos em que os moedores operam.

Essa sensibilidade diferente dos moedores MC para a presença ou ausência dos grãos de café é devido a um diferente balanço entre o torque resistente (isto é, o torque exercido pelos grãos de café nos moedores) e o torque de acionamento ou torque disponível (isto é, o torque suprido pelo motor M aos moedores MC) que ocorre quando estão trabalhando na primeira força P1 ou na segunda força P2.

De fato, quando o moedor de café 1 é operado para moagem na primeira força P1, um torque disponível é obtido que é então maior do que o torque resistente que os moedores MC têm uma velocidade angular de rotação que é quase a mesma tanto na presença quanto na ausência de grãos de café.

Quando está trabalhando na segunda força P2, o torque resistente se torna substancialmente comparável com o torque disponível, e, por conseguinte, a ausência de grãos de café causa uma velocidade de rotação dos moedores que resulta ser apreciavelmente maior do que a velocidade de rotação que ocorre na presença de café.

De fato, a Requerente observou que quando está trabalhando na segunda força P2, ocorre uma condição em que o balanço é instável e depende firmemente da presença ou ausência de grãos de café nos moedores.

O fato de que a velocidade angular depende da presença ou ausência de café quando trabalhando na segunda força P2 é, vantajosamente, também facilitada pela ação da engrenagem de redução MR. De fato, a variação no número de revoluções dos moedores ΔΝ é menor do que a variação de força correspondente ΔΡ=Ρ1-Ρ2 de acordo com a razão de engrenagem K.

Isso permite que a Requerente conclua que a presença ou au8 sência de café pode ser distinguida na base da velocidade angular de moagem ω dos moedores MC nas duas condições de trabalho, isto é, na primeira força P1 e na segunda força P2.

A detecção da velocidade angular de moagem ω pode ocorrer 5 de uma maneira indireta, via o par de sensores SN que é capaz de gerar um pulso elétrico indicando que um período de rotação TR respectivo foi completado pelos moedores MC. Dessa maneira, uma série de pulsos elétricos pode ser gerada mediante moagem, tal como uma onda quadrada, em que os bordos de ataque e os bordos de fuga são gerados pelo par de sensores

SN.

Com referência à Figura 2, e partícularmente à forma de onda indicada com a), a série de pulso representada aqui tem uma amplitude igual a uma voltagem V e um período de rotação TRa sendo definido pela distância entre um primeiro fd1 e um segundo bordo de ataque fd2 da forma de onda a) ou pela distância entre um primeiro fs1 e um segundo fs2 bordo de ataque da mesma forma de onda. A detecção do período de rotação TRa permite ter uma indicação representativa da velocidade angular de moagem ω.

Na Figura 2, quatro exemplos de teste são mostrados de formas de onda (a-d) geradas pelo par de sensores SN mediante moagem.

Partícularmente, a forma de onda a), com período TRa, refere-se ao caso onde um torque de acionamento na primeira força P1 é suprido ao motor elétrico M (cuja força é adequada para realizar uma moagem satisfatória) e na condição de grão de café ausente.

A forma de onda b), com período TRb, refere-se ao caso onde um torque de acionamento na primeira força P1 é suprido ao motor elétrico M e na condição de grão de café presente.

A forma de onda c), com período TRc, refere-se ao caso onde um torque de acionamento na segunda força P2 é suprido ao motor elétrico

M (igual a um valor adequado para distinguir entre a presença/ausência de grãos) e na condição de grão de café ausente.

A forma de onda d), com período TRd, refere-se ao caso onde um torque de acionamento na segunda força P2 é suprido ao motor elétrico M e na condição de grão de café presente.

Comparando a forma de onda a) à forma de onda b), e a forma de onda c) à forma de onda d), respectivamente, pode ser observado que a diferença entre o período TRa e o período TRb é muito menor do que a diferença entre o período TRc e o primeiro período TRd. O que foi salientado confirma que, quando o torque de acionamento é suprido ao motor elétrico M com uma força de trabalho igual a 100% de força estimada, a variação Δω na velocidade angular de rotação mediante uma variação na quantidade de grão é quase insignificante, isto é não permite distinguir entre a condição de café ausente e a condição de café presente de uma maneira fácil. Ao contrário, quando um torque de acionamento que corresponde a uma força substancialmente reduzida é suprido ao motor elétrico M, tal como igual a 50% de força estimada, a variação Δω na velocidade angular dos moedores resulta tão alta como para permitir a distinção entre as condições de presença de grão e de ausência de grão.

Com referência às Figuras 3a, 3b e 4, será agora descrito um exemplo de método para detectar uma quantidade de grãos a ser usada com o moedor de café 1.

Na Figura 3a é mostrado um diagrama, que representa um curso exemplar da força de trabalho PF que pode ser fornecido ao motor como uma função de tempo, e precisamente, durante um ciclo de moagem CM. Particularmente, a força de trabalho PF é expressada em termos de percentagem de uma força estimada PN distribuível ao motor M.

Por ciclo de moagem é significado o intervalo de tempo em que o moedor de café é operado para moer uma quantidade de grãos de café suficiente para obter a dose requerida para preparar um café.

Com referência à Figura 4, o exemplo do método de acordo com a invenção descrito aqui começa com uma etapa de início simbólico STCM.

Subsequentemente, durante um primeiro intervalo T1 do ciclo de moagem CM, a unidade de processamento UE fornece o membro de moagem com um primeiro torque de acionamento CM1, (etapa FORP1). Particu10 larmente, a unidade de processamento envia um comando adequado ao motor elétrico M de modo a suprir o motor com o primeiro valor de força de trabalho P1 igual a, por exemplo, 100% de força estimada PN distribuível.

Em outros casos, por exemplo, dependendo do tipo de moedor 5 de café, pode ser suficiente conduzir o motor para uma força de trabalho igual a, por exemplo, 90% ou mesmo 80% de força estimada.

Com referência à Figura 3a, a passagem da força de trabalho PF do valor zero para a primeira força P1 ocorre em um período transitório TT1 em que ocorre uma rampa para cima de modo a permitir à força de trabalho

PF aumentar de uma maneira substancialmente gradual até quando o primeira força P1 for alcançada, no exemplo igual a 100% de força estimada PN distribuível ao motor. A unidade de processamento UE controla o motor elétrico M de modo a manter a força de trabalho PF igual à primeira força P1, preferivelmente, através do primeiro intervalo T1 do ciclo de moagem. A requerente observa que, no final do período transitório TT1 e através do primeiro intervalo T1 a velocidade angular ω dos moedores estabiliza em um valor quase constante, e, por conseguinte, também o período de rotação TR do mesmo (um lapso de tempo entre dois pulsos elétricos que pode ser gerado do par de sensores SN) permanece substancialmente inalterado.

Com referência ao exemplo descrito aqui em uma primeira porção ΔΤ1 do primeiro intervalo T1, por exemplo, na sua porção final, a unidade de processamento UE vantajosamente adquire uma primeira forma de onda e) (mostrada na Figura 3b) que é gerada pelo par de sensores SN dentro do primeiro intervalo ΔΤ1. Particularmente, a forma de onda e) tem: um primeiro par de pulsos com bordos de fuga atrasados com relação um ao outro por um primeiro período T100'; um segundo par de pulsos sequenciais com bordos de ataque atrasados com relação um ao outro por um segundo período T100, etc. A unidade de processamento UE adquire os ditos períodos (T100', T100, ...) que podem ser detectados dentro da primeira porção

ΔΤ1 do primeiro intervalo T1 e prossegue para calcular um primeiro valor médio TM100 deles (etapa CTM100, por exemplo, por meio de média aritmética), com base em dois ou mais períodos medidos. O primeiro valor mé11 dio TM100 resulta indicativo de um respectivo primeiro período de rotação dos moedores quando o moedor de café é suprido com o primeiro torque de acionamento CM1.

Subsequentemente, durante um segundo intervalo T2 do ciclo 5 de moagem CM, a unidade de processamento UE supre os moedores com um segundo torque de acionamento CM2 menor do que o primeiro torque de acionamento CM1 (etapa RP2). De modo a obter a variação no torque de acionamento, a unidade de processamento UE comanda a redução na força de trabalho PF suprida ao motor elétrico M do primeiro valor de força de tra10 balho P1 para o segundo valor de força de trabalho P2 sendo substancialmente e preferivelmente igual a 50% de força estimada. Deve ser percebido que o dito segundo valor de força de trabalho P2 pode também ser, por exemplo, igual a 60% ou 70% de força estimada ou outros valores adequados para o propósito.

Como mostrado no diagrama na Figura 3a, a redução na força de trabalho PF causa um segundo período transitório TT2 que é devido, também nesse caso, a uma rampa para baixo requerida para passar do primeiro P1 para o segundo valor de força de trabalho P2. A unidade de processamento UE, por conseguinte, mantém a força de trabalho PF igual ao segundo valor P2 através de um segundo intervalo T2 e, preferivelmente, até o final do ciclo de moagem CM. O segundo intervalo T2 resulta ser muito menor do que o primeiro intervalo T1. A Requerente salienta que isso vantajosamente permite ter um moedor de café operando em força estimada (primeiro valor de força P1 - primeiro torque de acionamento CM1) quase para o ciclo de moagem CM inteiro (primeiro intervalo T1) e operação em força reduzida (segundo valor P2 - segundo torque de acionamento CM2) para um intervalo muito mais curto com relação ao ciclo de moagem (segundo intervalo T2). Exemplos numéricos de durações possíveis dos intervalos T1 e T2 e ciclo de moagem CM serão estabelecidos abaixo.

Durante uma segunda porção ΔΤ2 do segundo intervalo T2, a unidade de processamento UE adquire uma segunda forma de onda f) (mostrada na Figura 3b) gerada pelo par de sensores SN. Deve ser percebido que, no exemplo descrito abaixo, a segunda porção ΔΤ2 corresponde substancialmente ao segundo período T2. Em maiores detalhes, a forma de onda f) tem, por exemplo, um primeiro par respectivo de pulsos sequenciais com bordos de fuga atrasados com relação um ao outro por um primeiro período T50', respectivo um segundo par de pulsos sequenciais com bordos de ataque atrasados com relação um ao outro por um segundo período T50 respectivo, etc. O que foi estabelecido para os primeiros dois pares de pulsos sequenciais pode ser expressado para todos os outros pares de pulsos para formação da forma de onda f). Mesmo nesse caso, a unidade de processamento UE prossegue para calcular um segundo valor médio TM50 (CTM50) obtido, por exemplo, pela média aritmética de dois ou mais períodos detectáveis dentro da segunda porção ΔΤ2 do segundo intervalo T2. A unidade de processamento, por conseguinte, mede o segundo valor médio TM50 indicativo de um respectivo segundo período de rotação dos moedores quando o segundo torque de acionamento CM2 é suprido ao moedor de café.

Nesse estágio, a unidade de processamento UE inicia o processamento do primeiro TM100 e segundo TM50 valores médios para gerar informação indicativa da quantidade de grãos dentro do recipiente.

Por exemplo, a unidade de processamento UE implementa a fórmula abaixo (etapa CDTR):

ΔΏ? = (TM50-TMWG)

TM5Q •100 (2)

Como pode ser visto na relação (2), a unidade de processamento inicia acessando a diferença entre o primeiro TM100 e o segundo TM50 valores (numerador) de modo a gerar uma quantidade ATR representativa de um desvio do período de rotação na condição de trabalho na primeira força P1 com relação à condição de trabalho na segunda força P2. Particularmente, a quantidade ATR é uma variação de percentagem com relação ao segundo valor médio TM50 (denominador) do período médio entre pulsos sequenciais gerados pelo par de sensores SN quando o moedor de café é suprido com o primeiro torque de acionamento CM1 e subsequentemente o segundo torque de acionamento CM2.

A unidade de processamento UE então inicia comparando (etapa CNFR) a quantidade ATR com um valor limite ATS predeterminado armazenado na memória MM. Particularmente, o valor limite ATS é adequado para distinguir a condição de grão de café presente da condição de grão de café ausente.

Particularmente, a Requerente estabelece que o valor limite ATS é ajustado no projeto do moedor de café, e mais particularmente, selecionado dentro de um intervalo de valores variando entre um valor limite superior ΔΤΡ e um valor limite inferior ATA devidamente calculados.

Por exemplo, o valor limite superior ΔΤΡ é calculado pela unidade de processamento UE através da aplicação de (2) na condição de grão de café presente:

_A?p=(7?5Q-moo),_|OO

O valor TA100 é o valor médio do período entre dois pulsos sequenciais gerados pelo par de sensores SN quando a primeira força de tra15 balho P1 é suprida ao motor. O valor TP100 é calculado com base nos pulsos elétricos detectados na primeira porção ΔΤ1 do primeiro intervalo T1 do ciclo de moagem CM.

O valor TP50 é o valor médio do período entre dois pulsos sequenciais gerados pelo par de sensores SN quando o motor é suprido com a segunda força de trabalho P2. O valor TP50 é calculado com base nos pulsos detectados pelos sensores na segunda porção ΔΤ2 do segundo intervalo T2 do ciclo de moagem CM.

O valor limite inferior ATA é obtido pela aplicação de (a) na condição de grão de café ausente:

(^5o_z^iog)._loo

Z45O (4)

O valor TP100 é o valor médio do período entre dois pulsos sequenciais gerados pelo par de sensores SN quando a primeira força de trabalho é suprida ao motor P1. Também nesse caso, o cálculo de TA100 é realizado com base em pulsos gerados durante a primeira porção ΔΤ1 do primeiro intervalo T1 do ciclo de moagem CM.

O valor TA50 é, em vez disso, o valor médio do período entre dois pulsos sequenciais gerados pelo par de sensores SN quando o motor é fornecido com a segunda força de trabalho P2. O valor TA100 é calculado com base em pulsos detectados na segunda porção ΔΤ2 do segundo intervalo T2 do ciclo de moagem CM.

Como estabelecido acima, o valor limite é adequadamente selecionado de modo a cumprir com a seguinte condição:

ΔΤΑ < ATS < ΔΤΡ.

Quando a quantidade de ATR é menor do que o valor limite ATS, o moedor de café está na condição de grão de café ausente substancial (opção N no gráfico na Figura 4). Nesse caso, a unidade de processamento UE sinaliza (etapa ALR) o estado de estado de grão de café ausente substancial via uma interface de usuário fornecida no moedor de café. Particularmente, a unidade de processamento UE ativa, via a dita interface, um dispositivo de sinalização para o usuário, tal como um mostrador que está operativamente associado com a dita interface em que aparece a mensagem de advertência, como NÃO CAFÉ. Alternativamente a ou em combinação com o mostrador, outros dispositivos de sinalização adequados para o usuário são um alarme de luz, por exemplo, um LED vermelho que acende quando não existe café, ou um alarme de som, por exemplo, uma campainha, capaz de emitir um som quando não existem grãos de café.

No caso onde a quantidade ATR é maior do que o valor limite ATS, o moedor de café está na condição de grão de café presente (opção Y no diagrama na Figura 4) e a unidade de processamento UE não proporciona o envio de qualquer sinal de alarme.

Deve ser percebido que no final do segundo intervalo T2 o ciclo de moagem CM pode ser considerado acabado e a unidade de processamento UE para o suprimento de força de trabalho PF para o motor elétrico M gradualmente passando do segundo valor de força de trabalho P2 para um valor substancialmente zero (etapa EDCM).

Como referência à duração dos intervalos de tempo descritos aqui, tipicamente, o ciclo de moagem CM tem uma duração de 8-10 segundos correspondendo a cerca de um número de pulsos variando entre 90 e 120. O segundo intervalo T2 preferivelmente tem uma duração de diversos milissegundos (cerca de 7-8 pulsos). Particularmente, a um pouco reduzida duração do segundo intervalo (uns poucos milissegundos) com relação ao primeiro intervalo T1 (ligeiramente menos do que 8-10 segundos) permite que o moedor de café trabalhe, durante o ciclo de moagem CM, em uma força substancialmente reduzida somente por um curto tempo, que vantajosamente não afeta a qualidade de moagem e a obtenção de uma boa bebida de café.

Além do mais, no exemplo descrito aqui, o segundo intervalo T2 está disposto depois do primeiro intervalo T1 e corresponde a um intervalo final do ciclo de moagem CM. Essa situação é preferida, em que, considerando que uma redução na força de trabalho suprida ao moedor de café po15 de resultar irritante para ouvir, permite distinguir a força de trabalho diminuída requerida para realizar o método da invenção similar à diminuição de força de trabalho que ocorre no final do ciclo de moagem para desligar o moedor de café.

Além do mais, em modalidades alternativas do método de acor20 do com a invenção, o segundo intervalo T2 pode também não ser necessariamente sequencial ao primeiro intervalo T1, ou durante o ciclo de moagem, mais intervalos (similares ao primeiro intervalo T1) podem ocorrer em que o moedor de café é trazido ao primeiro valor de força de trabalho P1 e também mais intervalos (similares ao segundo intervalo T2) podem ocorrer em que o moedor de café é trazido para trabalhar no segundo valor de força de trabalho P2.

Com referência à Figura 5a, em um exemplo adicional do método de acordo com a invenção, o segundo torque de acionamento CM2 pode ser suprido ao membro de moagem por aplicação do segundo valor de força

P2 para os intervalos respectivos T2' e T2 que são dispostos nos finais do ciclo de moagem CM, respectivamente, e separados um do outro pelo primeiro intervalo T1 durante o qual o membro de moagem é suprido com o primeiro torque de acionamento CM1, correspondendo ao primeiro valor de força P1.

A divisão do ciclo de moagem nesses intervalos de tempo permite prosseguir para a detecção da quantidade de grãos de café em diferentes pontos do ciclo de moagem, tal como no início e no fim do último. Particularmente, a unidade de processamento UE realiza, uma vez mais, as etapas de processo descrito acima com referência ao fluxograma na Figura 4. Nesse exemplo, na relação (2) aparece o segundo valor médio TM50 calculado na base de pulsos gerados pelo par de sensores dentro de uma terceira porção ΔΤ3, correspondendo substancialmente ao intervalo T2', quando o segundo torque é aplicado ao motor CM2. Além do mais, na (2), o primeiro valor médio TM100 é usado, o qual é calculado na base de pulsos gerados pelos sensores em uma quarta porção ΔΤ4 substancialmente colocada no início do primeiro intervalo T1 do ciclo de moagem. Dessa maneira, é possível ter uma indicação representativa da quantidade de grãos de café bem no início do ciclo de moagem.

Nesse exemplo, a unidade de processamento realiza uma vez mais o método de acordo com a invenção (Figura 4) até mesmo no final do ciclo de moagem. Particularmente, na (2) aparece um primeiro valor médio TM100 calculado com referência a uma quinta porção ΔΤ5 do primeiro intervalo T1, que é substancialmente colocado no final do último e corresponde à condição de primeiro torque de acionamento CM1 suprido ao moedor de café. Além do mais, na (2) aparece um segundo valor médio TM50 calculado com referência a uma sexta porção ΔΤ6 correspondendo ao intervalo T2 colocado no final do ciclo de moagem. A unidade de processamento UE é, por conseguinte, capaz de gerar informação representativa da quantidade de grãos também no final do ciclo de moagem.

Essa modalidade do método de acordo com a invenção, combinando a detecção no início e no fim do ciclo de moagem, permite vantajosamente aumentar a possibilidade de detectar a quantidade de café na maneira mais correta possível, e sinalizar até mesmo mais rápido quando o último tiver acabado.

Na Figura 5b é mostrado um outro exemplo do método de acordo com a invenção.

O membro de moagem, durante o ciclo de moagem CM é primeiro trazido para o primeiro valor de força P1 (100% de força estimada) para suprir o primeiro torque de acionamento CM1 para um primeiro intervalo ΤΓ respectivo. Subsequentemente, para um segundo intervalo T2', o membro de moagem é suprido com o segundo torque de acionamento CM2 (segundo valor de força P2 - 50% de força estimada) e então, para um adicional primeiro intervalo ΤΓ o motor é trazido de volta para o primeiro valor de força

P1. O ciclo de moagem termina com um adicional segundo intervalo T2 em que o membro de moagem é suprido uma vez mais com o segundo torque de acionamento CM2 correspondendo ao segundo valor de força de trabalho P2.

Como foi estabelecido no exemplo acima o método (Figura 5a) pode também ser repetido com a divisão do ciclo de moagem como mostrado acima (Figura 5b). Nesse caso, a (2) é implementada, para o primeiro tempo, com primeiro e segundo valores médios calculados com referência à terceira porção ΔΤ3, situada em uma porção final do respectivo primeiro intervalo ΤΓ, e a quarta porção ΔΤ4 situada no respectivo segundo intervalo

T2'. A unidade de processamento, por conseguinte, implementa a (2) para o segundo tempo com primeiro e segundo valores médios calculados com referência à quinta porção ΔΤ5 situada no final do adicional primeiro intervalo ΤΓ e à sexta porção ΔΤ6 situada no adicional segundo intervalo T2.

Também essa modalidade do método de acordo com a invenção permite, vantajosamente, aumentar a possibilidade de detectar a quantidade de café na maneira mais correta e precisa possível, e produzir um sinal quando o último tiver terminado.

Geralmente, a seleção do número e freqüência de intervalos do ciclo de moagem em que o segundo torque é para ser suprido ao membro de moagem depende de toda a duração do ciclo de moagem e da precisão desejada de detecção.

Em uma modalidade alternativa adicional da invenção, o método de detecção de acordo com a invenção pode determinar que o primeiro valor médio TM100, indicativo do período de rotação do membro de moagem no primeiro torque de acionamento CM1 e não particularmente sensível à presença/ausência de café, não é detectado durante o ciclo de moagem CM por, é definido mediante o projeto do moedor de café e armazenado na memória MM associado com a unidade de processamento UE. Nesse cálculo, o método de acordo com a invenção pode ser dito compreender uma etapa de planejar um primeiro valor médio TM100 indicativo do período de rotação do membro de moagem no primeiro torque de acionamento.

A relação preferida (2) nos exemplos do método de acordo com a invenção que foram considerados aqui acima, pode também ser substituída com outras fórmulas matemáticas que executam um outro tipo de normalização, ou que, por exemplo, não obtêm valores expressados como uma percentagem.

Em uma modalidade alternativa adicional, considerando as quantidades já usadas em (2), as relações a seguir aplicam como uma alternativa para a relação (2):

AM 100 (5)

Como pode ser visto, com relação a (2), na relação (5) a diferença, no numerador, entre o segundo TM50 e o primeiro TM100 valores médios indicativos do período de rotação é relacionada, no denominador, ao primeiro valor médio TM100 e não ao segundo valor médio TM50. Praticamente, em (5), a variação percentual é referida ao primeiro valor médio TM100.

Em uma outra modalidade, no lugar de (2) ou (3), considerando as mesmas quantidades como em (2), o seguinte pode também ser escrito:

(7Μ50-ΓΜ100)

TM5Q

-ÍC (6)

Nesse caso, a diferença entre o primeiro TM50 e o segundo TM100 valores médios, reportados no denominador para o segundo valor médio TM50, é multiplicada por uma constante K' (por exemplo de valor 1,

10, 50 ou 1000 ou outro valor determinável por aqueles versados na técnica mediante o projeto com base nas características mecânicas do aparelho). Com relação a (2) ou (5), a quantidade ATR não é, dessa maneira, uma variação de percentagem.

A seleção de uma relação matemática sobre uma outra entre (2), (5) e (6) depende, por exemplo, da força de cálculo do microprocessador montado à placa de circuito e das tolerâncias de projeto do dispositivo de moagem.

O exemplo do método de detecção descrito aqui pode ser usado 10 também fora do campo de moedores de café, isto é, pode ser usado em qualquer dispositivo de moagem para grãos ou grãos de alimento ou o similar.

Como se refere à definição do valor limite pré-ajustado ATS, a Requerente percebe que é possível definir um valor limite dinâmico ATSD, isto é, capaz de variar durante a vida ativa do moedor de café, que é calculado, por exemplo, com base no número de ciclos de moagem que foi executado. Em maiores detalhes, é possível definir, no modo descrito acima para o valor limite ATS, mais valores limites, para cada um dos quais ser atribuído a uma faixa de valores correspondentes aos ciclos de moagem que foram e20 xecutados pelo moedor de café.

Com referência à Figura 6, a tabela reportada aqui tem uma primeira coluna mostrando o número de ciclos de moagem NCM do moedor de café e uma segunda coluna mostrando o valor limite dinâmico ATSD respectivo. Na primeira linha da tabela, uma primeira faixa de valores de ciclos de moagem (por exemplo, 0-1000) é associada com um valor limite dinâmico respectivo (por exemplo, ATSD1). Na segunda linha da tabela, a associação é mostrada entre uma segunda faixa de valores de ciclos de moagem (por exemplo, 1001-3000) e um segundo valor limite dinâmico (por exemplo, ATSD2) e o similar, para todas as outras linhas na tabela. A tabela na Figura

6 é, por conseguinte, construída mediante o projeto do moedor de café em consideração ao desgaste e envelhecimento do último. Durante a vida útil de um moedor de café, o valor limite ATS é submetido a variações que podem tornar o método de detecção não-ótimo, que é baseado no uso de um valor limite individual.

Deve ser percebido que, de modo a implementar essa modalidade variante do método de acordo com a invenção, a dita tabela requer ser armazenada na memória MM e a unidade de processamento ser fornecida com um contador dos ciclos de moagem do moedor de café.

Do ponto de vista do método de acordo com a invenção, a unidade de processamento, depois da quantidade percentual ATR ter sido calculada (etapa CDTR), adquire do contador o número de ciclos de moagem NMC que foi executado pelo moedor de café e inicia questionando a tabela até quando o valor limite dinâmico correspondente ATSD for determinado.

O uso da tabela na Figura 6 pela unidade de processamento UE permite, vantajosamente, ter uma detecção mais precisa da quantidade de grãos, e é capaz de dinamicamente levar em conta as variações normais de performance para o que o moedor de café é submetido devido ao envelhecimento.

Como pode ser visto, o objetivo da invenção é completamente alcançado, em que o exemplo do método de detecção descrito aqui permite obter uma avaliação precisa da ausência ou presença de grãos a serem moídos e pode evitar fornecer a adição de novo hardware, mas simplesmente o programa de cartões de circuito adequado com o qual um dispositivo de moagem convencional já é fornecido.

Por exemplo, deve ser observado que o par de sensores de efeito Hall já é usualmente usado para detectar o período de rotação do membro de moagem conforme informação representativa da quantidade e fineza do café moído.

Além do mais, os contadores acima citados já estão compreendidos dentro do microprocessador, que conforme é conhecido, é fornecido com os assim chamados cronômetros e contadores integrados convencionais.

Deve ser adicionalmente percebido que, por exemplo, o método descrito aqui implementa de preferência uma relação matemática simples (2), (5) ou (6), em que os tempos de processamento com um microprocessador convencional são mínimos com relação à duração de um ciclo de moagem. Também as etapas subsequentes de comparação e questionamento da tabela na Figura 6 podem ser economicamente implementadas por um microprocessador padrão.

Finalmente, o método de detecção de acordo com a invenção não é baseado na análise e detecção de quantidades elétricas inerentes ao moedor de café, tal como, por exemplo, a corrente puxada, mas em quantidades, tal como variações percentuais, relacionadas com a rotação do membro de moagem e na maioria das vezes depende da quantidade de café presente no moedor de café, e não no tipo de moedor de café. Em maiores detalhes, o uso de uma relação matemática do tipo (2), (5) ou (6) que estabelece uma relação entre quantidades detectadas (TM50 e TM100) toma o método de acordo com a invenção substancialmente independente do tipo e configuração física (motor, membro de moagem, voltagem do suprimento de força) do moedor de café.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Método para detectar uma quantidade de grãos de café em um recipiente de um membro de moagem giratório (MC), caracterizado pelo método compreender as etapas de:

- suprir (FORP1) o membro de moagem giratório com um primeiro torque de acionamento durante um primeiro intervalo (T1) de um ciclo de moagem (CM);

- ter (CTM100) um primeiro valor indicativo de um período de rotação do dito membro de moagem giratório no primeiro torque de acionamento;

- suprir (RP2) o membro de moagem giratório, durante um segundo intervalo (T2) do dito ciclo, com um segundo torque de acionamento menor do que o primeiro torque de acionamento;

- medir (CTM50) um segundo valor indicativo do período relativo de rotação do dito membro de moagem giratório no segundo torque de acionamento;

- processar (CDTR, CNFR) os primeiro e segundo valores para gerar informação (ALR) indicativa da quantidade de grãos dentro do recipiente.
2. Método para detecção, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela etapa de processamento compreender a etapa de acessar (CDTR) uma diferença entre os primeiro e segundo valores de modo a gerar uma quantidade (ATR) representativa de um valor de desvio entre os primeiro e segundo valores.
3. Método para detecção, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pela etapa de processamento compreender adicionalmente uma etapa de comparar (CNFR) a dita quantidade (ATR) com um valor limite (ATS).
4. Método para detecção, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por compreender adicionalmente a etapa de sinalizar (ALR) um estado de ausência substancial de quantidade de grão quando a dita quantidade (ATR) é menor do que o valor limite (ATS).

de 01/08/2018, pág. 6/13
5. Método para detecção de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela etapa de suprir o primeiro torque de acionamento compreender a etapa de suprir um primeiro valor de força de trabalho (P1) para um motor elétrico (M) acionando o membro de moagem giratório.

5
6. Método para detecção, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pela etapa de fornecer um segundo torque de acionamento compreender uma etapa de trazer o dito motor elétrico (M) do primeiro valor de força de trabalho (P1) para um segundo valor de força de trabalho (P2), o dito segundo valor de força de trabalho sendo menor do que o primeiro valor

10 de força de trabalho.
7. Método para detecção, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo primeiro (P1) e o segundo (P2) valores de força serem uma percentagem de uma força estimada distribuível ao motor elétrico M.
8. Método para detecção, de acordo com a reivindicação 7, 15 caracterizado pelo primeiro valor de força de trabalho (P1) ser igual a 100% da dita força estimada.
9. Método para detecção, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo segundo valor de força de trabalho (P2) ser igual a uma percentagem de força estimada estando no grupo de: 50%, 60%, 70%.

20
10. Método para detecção, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo dito segundo torque de acionamento ser tal como estar perto de um torque resistente fornecido pelos grãos quando a quantidade dos últimos dentro do recipiente é de modo a permitir operação de força estimada.

25
11. Método para detecção, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela etapa de ter um primeiro valor indicativo do período de rotação do membro de moagem giratório compreender a etapa de medir o primeiro valor em uma primeira porção (ΔΤ1) do primeiro intervalo (T1) do ciclo de moagem (CM).

30
12. Método para detecção, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela etapa de medir o segundo valor indicativo do período de rotação do membro de moagem giratório ser executada em uma segunda

Petição 870180066810, de 01/08/2018, pág. 7/13 porção (ΔΤ2) do segundo intervalo (T2) do ciclo de moagem (CM).
13. Método para detecção, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pela etapa de medir o primeiro valor compreender a etapa de selecionar a primeira porção (ΔΤ1) substancialmente no final do primeiro intervalo (T1) do ciclo de moagem (CM).
14. Método para detecção, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pela etapa de medir um segundo valor compreender a etapa de selecionar a segunda porção (ΔΤ2) substancialmente igual ao segundo intervalo (T2).
15. Método para detecção, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender adicionalmente a etapa de selecionar o segundo intervalo (T2) substancialmente no final do ciclo de moagem (CM).
16. Método para detecção, de acordo com a reivindicação 11 ou 12, caracterizado pela etapa de medir o primeiro valor e a etapa de medir o segundo valor serem obtidas usando dispositivos de detecção (SN) de um período de rotação do membro de moagem giratório (MC), o dito dispositivo de detecção sendo associado com o membro de moagem giratório.
17. Método para detecção, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelos dispositivos de detecção (SN) compreenderem pelo menos um sensor adequado para gerar um pulso elétrico na conclusão de um período de rotação do membro de moagem giratório (MC), o dito período de rotação sendo definido com base em pelo menos dois pulsos elétricos sequenciais.
18. Método para detecção, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelos dispositivos de detecção (SN) compreenderem um par de sensores de efeito Hall.
19. Método para detecção, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por compreender adicionalmente uma etapa de selecionar o valor limite (ATS) dentro de um intervalo de valores variando entre um valor de limite inferior e um valor de limite alto.
20. Método para detecção, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado por compreender adicionalmente uma etapa de definir o valor de 01/08/2018, pág. 8/13 de limite inferior, o dito valor de limite inferior representando uma condição de ausência de grão substancial.
21. Método para detecção, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado por compreender adicionalmente a etapa de definir um valor de limite superior, o dito valor de limite superior sendo representativo de uma condição de presença de grão.
22. Método para detecção, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pela etapa de sinalização (ALR) de um estado de substancial ausência da quantidade de grão compreender uma etapa de ativar, via uma interface de usuário, um dispositivo de sinalização para ser associado com o membro de moagem giratório.
23. Método para detecção, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 22, caracterizado pelos grãos serem grãos de café.
24. Dispositivo de moagem (1), compreendendo:

- um membro de moagem giratório (MC);

- um motor elétrico (M) operativamente associado com o dito membro de moagem giratório e adequado para mover o dito membro de moagem giratório;

- dispositivos de detecção (SN) de um período de rotação do membro de moagem giratório, os ditos dispositivos de detecção sendo operativamente associados com o dito membro de moagem giratório;

- um recipiente disposto a montante do dito membro de moagem giratório para conter os grãos a serem reduzidos a pó durante o ciclo de moagem;

- uma unidade de processamento (UE) e de comando conectada aos dispositivos de detecção e motor elétrico;

caracterizado pelos dispositivos de detecção e a unidade de processamento serem de modo a executar as etapas de medição e as etapas de processamento de modo que o dispositivo de moagem (1) executa as etapas do método de detecção conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 23.

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