CN108814338B - 一种豆浆机的控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明一种豆浆机的控制方法，所述豆浆机包括用于对物料进行加热的加热模块、对物料进行搅拌粉碎的电机模块、以及控制所述加热模块和电机模块工作的控制装置，其中，所述豆浆机上还设有声音检测模块，所述控制装置在控制所述电机模块工作时，获取所述声音检测模块检测的声压值，并通过显示装置进行显示。在该豆浆机工作期间检测到的声音信号的声压值；并进行显示，有效的让用户及时获知噪音所处的范围区域，有利于用户对噪音的接受程度，有利于提升用户的体验。在豆浆机的电机模块工作时进行检测显示，有利于节能降耗。
Description
技术领域
本发明涉及厨房小家电领域，特别是一种豆浆机的控制方法。
背景技术
现有豆浆机的制浆方法，一般都是包括了三个步骤，加热、粉碎以及熬煮，前面的加热主要是为了在一个合适的温度进行粉碎，同时可以增加物料的浸泡以软化便于粉碎过程中更好的析出蛋白质等，而粉碎则主要是为了蛋白质的析出，熬煮过程主要是消除豆浆浆液中的非营养物质，比如脲酶等等，使得浆液煮熟。在用户饮用时，一般都将煮熟的浆液进行过滤，从而提升用户的口感体验。
随着营养研究的进一步，豆渣中含有较多的对人体有益处的物质，如粗纤维等等，同时加上过滤豆浆增加了用户操作的复杂性，因此，免滤型豆浆机成为现有豆浆机主流技术。
但是现有免滤豆浆机，其主要是通过提升粉碎的效果，从而使得豆渣变得更细，从而达到免滤的效果，即通过提升电机的转速、粉碎时间等。但是，电机转速提升越高，工作时间越长，随之而带来的噪音也越来越大，噪音持续的时间也越来越长，极大的影响了用户的使用体验。
为了有效降低噪音，通过优化工作流程、提高电机质量、开发合适的食谱等手段，将噪音降低到了较低的水平。但是用户在使用过程中会根据自己的喜好，添加不同的食材和不同的食材量，从而形成各种不同的工作条件，导致豆浆机在工作时的噪音可能会增加，造成不好的用户体验。
发明内容
本发明所要达到的目的就是提供一种进一步降低噪音、对噪音实时监控反馈并调整的豆浆机的控制方法，从而有效的降低噪音，同时与用户之间形成互动，进一步提升用户体验感。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种豆浆机的控制方法，所述豆浆机包括用于对物料进行加热的加热模块、对物料进行搅拌粉碎的电机模块、以及控制所述加热模块和电机模块工作的控制装置，其中，所述豆浆机上还设有声音检测模块，所述控制装置在控制所述电机模块工作时，获取所述声音检测模块检测的声压值，并通过显示装置进行显示。
进一步的，所述控制装置控制在所述豆浆机功能开始前或者所述电机模块工作前，通过声音检测模块检测环境噪声值，并将检测到的环境噪声值保存为参考噪声值。
进一步的，对比所述声压值与所述参考噪声值，通过两者的差值获知所述电机模块工作时产生的实际噪声值。
进一步的，根据所述实际噪声值，获知当前电机模块对物料的处理程度。
进一步的，所述显示装置显示电机模块对物料的处理程度。
进一步的，所述控制装置根据电机模块对物料的处理程度，以及电机模块工作的时间，调整电机模块的转速。
进一步的，根据参考噪声值对所述声压值进行补偿后显示于所述显示装置。
进一步的，所述控制装置内设有声压阀值，所述控制模块根据所述声压值与所述声压阀值的关系调整所述电机模块的转速。
进一步的，所述豆浆机控制所述电机模块对物料进行处理包括两大阶段，预粉碎阶段以及粉碎阶段，所述预粉碎阶段的电机模块转速不大于10000转/分，所述粉碎阶段的电机模块转速为10000转/分～20000转/分，根据电机模块工作的阶段调整电机模块转速。
进一步的，所述方法还包括：在通过所述声音检测模块检测所述豆浆机工作期间声音信号之前，对所述声音检测模块进行校准。
采用上述技术方案后的技术效果可以包括：
1.本发明实施例的豆浆机上设置有声音检测模块；在该豆浆机工作期间检测到的声音信号的声压值；并进行显示，有效的让用户及时获知噪音所处的范围区域，有利于用户对噪音的接受程度，有利于提升用户的体验。
2.在豆浆机的电机模块工作时进行检测显示，有利于节能降耗。因为豆浆机包括两大执行负载，加热模块和电机模块，而加热模块是对物料进行加热，其本身噪音较低，不在用户的感知范围之内，或者说可以直接忽略，而电机模块是对物料进行粉碎或搅拌，这样电机本身的噪音以及物料粉碎的噪音构成了影响用户感知的主要来源，因此，在电机模块工作的过程中进行声音检测已经相应的调整控制，可以有效的控制声音，同时可以降低能耗。
3.因为，豆浆机在使用过程中，处于生活场景中，而生活场景不可避免的存在生活噪音，其并不是一个静音的环境，所以，在豆浆机电机模块工作前，或者程序启动前，提前对环境进行检测，获知相应的环境噪声值，从而后续的执行过程中，可以根据环境噪音值情况来调整相应的工作状态。比如环境噪声值较高的时候，说明豆浆机电机模块工作的噪音并不能对用户造成实际影响，可以不用对电机模块转速进行调整，等等。
4.因为声音检测装置检测的是一个整体的噪音，不可能分辨出声音来源，那么也就不能获知哪些噪音量是因为电机模块工作产生的，因此，在获知环境噪声值后，通过两者的差值，可以获知电机模块实际产生的噪声值。由此可以更加精准的对电机模块进行控制操作。
5.由于电机模块工作是对物料进行粉碎，而粉碎的程度在一定程度上反映出负载状况，当物料为大颗粒时，需要进行较多的碰撞，负载程度较低，产生的噪音也大，当物料已经被粉碎完成时，物料已经变成浆液，其负载程度较低，产生的噪音也小，所以，当获知电机模块实际产生的噪声值时，可以相应的获知物料的粉碎程度，此时，这样可以调整电机模块转速，智能的进行适应调整制浆过程，达到优化制浆的目的，同时也可以将粉碎程度进行显示，从而使得豆浆机与用户之间可以进行相应的互动，提升人机互动的体验性。
6.在通过该声音检测模块检测该豆浆机工作期间声音信号之前，对该声音检测模块进行校准。通过该实施例方案，可以减小系统误差。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书所特别指出的结构来实现和获得。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
实施例：
一种豆浆机的控制方法，所述豆浆机包括用于对物料进行加热的加热模块、对物料进行搅拌粉碎的电机模块、以及控制所述加热模块和电机模块工作的控制装置，其中，所述豆浆机上还设有声音检测模块，所述控制装置在控制所述电机模块工作时，获取所述声音检测模块检测的声压值，并通过显示装置进行显示。
在本实施例中，获取该声音检测模块在电机模块工作时检测到的声音信号的声压值。
在豆浆机工作过程中加热装置进行大功率加热或者电机进行搅拌过程中都会产生相应的噪音，尤其是高速粉碎制浆过程，会造成较大的噪音，且噪音的大小与机器的结构、制浆的物料、水量、水温、电压等很多因素有关。
虽然在对豆浆机进行产品设计时可以通过修改制浆的流程来降低工作噪音，但难以在物料、水量、水温、电压等因素变化的条件下都能达到较好的降噪效果。
在本发明实施例中，一方面的解决方案是：用户可以通过每一次的使用情况摸出噪音规律，选择合适的物料及物料量使用，从而得到较好的体验效果，但这样增加了用户的工作量，使得用户体验不好。另一方面的解决方案即本发明实施例的解决方案：在豆浆机中可以预先设置声音检测模块，声音检测模块中可以包括单指向性的声音传感器(麦克风)，主要监控豆浆机本身的噪音，当噪音超过阈值时，自动调整工作参数从而降低噪音，并使得最终的降噪效果基本不受物料、水量、水温、电压等因素的影响，提高了降噪效果和用户体验感。当然在本发明中监测电机模块工作时的噪音，从而达到节能降耗，以及有针对性的对制浆进行调整的目的。因为根据其他如加热工作的噪音来调整电机本身不具备直接关联性，调整的难度也随之增加。
在本发明实施例中，对于声音检测模块的具体实现方法不做限制。可选地，声音检测模块可以包括相互连接的麦克风，信号放大电路和声压采样芯片。
可选地，声音检测模块检测声压值可以包括：
对采样获得的声音信号进行信号处理，以获取该声音信号的有效值；
根据该有效值和预设的计算式计算获得该声压值；
其中，该信号处理依次可以包括：傅立叶变换、A计权和有效值计算。
在本发明实施例中，声压采样芯片U1采样到声音传感器的声音信号后，可以经过傅立叶变换、A计权、有效值计算、最后按照声压级计算公式计算得到声压级。
在本发明实施例中，声音信号采样频率可以采用22050Hz，并且可以采用radix4的快速傅氏变换FFT算法进行傅立叶变换，将声音信号从时域转换到频域；因为模拟人耳听觉在不同频率有不同的灵敏性，A计权声级由于其特性曲线接近于人耳的听感特性所以可以采用A计权算法进行计权，然后计算出信号有效值，最后根据以下公式得到声压值：(20×log10(Vrms÷Vref))+dBref。
在本发明实施例中，采用22050Hz的采样频率可以实现50Hz-11025Hz声音信号的采样，能够满足用户日常生活中绝大多数的噪音检测需求，采用radix4的FFT算法进行傅立叶变换将时域信号转换为频率信号，运算后可以取得不同频率点上声音信号的幅值，另外也可以提供数据根据计权修正量曲线进行A计权运算。
在本发明实施例中，当获知到声压值为豆浆机自身产生的噪音时，除了可以进行显示提醒用户外，所述控制装置内设有声压阀值，所述控制模块根据所述声压值与所述声压阀值的关系调整所述电机模块的转速。如果声压值大于声压阀值，则降低电机模块的转速，此时可以设置相应的关系值，也可以根据其差值的多少，设置相应的调整等级，根据调整等级，调整电机的转速，从而确保声压值降低。
在本实施例中，所述控制装置控制在所述豆浆机功能开始前或者所述电机模块工作前，通过声音检测模块检测环境噪声值，并将检测到的环境噪声值保存为参考噪声值。对比所述声压值与所述参考噪声值，通过两者的差值获知所述电机模块工作时产生的实际噪声值。
豆浆机在使用过程中，处于生活场景中，而生活场景不可避免的存在生活噪音，其并不是一个静音的环境，所以，在豆浆机电机模块工作前，或者程序启动前，提前对环境进行检测，获知相应的环境噪声值，从而后续的执行过程中，可以根据环境噪音值情况来调整相应的工作状态。比如环境噪声值较高的时候，说明豆浆机电机模块工作的噪音并不能对用户造成实际影响，可以不用对电机模块转速进行调整，等等。
因为声音检测装置检测的是一个整体的噪音，不可能分辨出声音来源，那么也就不能获知哪些噪音量是因为电机模块工作产生的，因此，在获知环境噪声值后，通过两者的差值，可以获知电机模块实际产生的噪声值。由此可以更加精准的对电机模块进行控制操作。
由于电机模块工作是对物料进行粉碎，而粉碎的程度在一定程度上反映出负载状况，当物料为大颗粒时，需要进行较多的碰撞，负载程度较低，产生的噪音也大，当物料已经被粉碎完成时，物料已经变成浆液，其负载程度较低，产生的噪音也小，所以，当获知电机模块实际产生的噪声值时，可以相应的获知物料的粉碎程度，此时，这样可以调整电机模块转速，智能的进行适应调整制浆过程，达到优化制浆的目的，同时也可以将粉碎程度进行显示，从而使得豆浆机与用户之间可以进行相应的互动，提升人机互动的体验性。
因此，在本实施例中，根据所述实际噪声值，获知当前电机模块对物料的处理程度。所述显示装置显示电机模块对物料的处理程度。所述控制装置根据电机模块对物料的处理程度，以及电机模块工作的时间，调整电机模块的转速。
可选地，调整所述豆浆机中电机的转速可以包括：
降低该所述电机的转速，并记录当前的第一噪声值；
当该第一噪声值大于转速降低之前的噪声值时，依次升高该电机的转速；当该第一噪声值小于转速降低之前的噪声值时，依次再次降低该电机的转速；
分别记录每次的噪声值，并从所记录的多个噪声值中确定出数值最小的噪声值，并将该数值最小的噪声值对应的转速作为该电机的转速。
可选地，该方法还可以包括：在对该电机的转速进行调整时，对该电机的工作时长进行相应地调整；其中，当该电机的转速降低时，增加该电机的工作时长；当该电机的转速升高时，减少该电机的工作时长。
在本发明实施例中，因为降低转速后会降低粉碎效率，所以如果降低转速那么可以增加电机工作时间来确保粉碎效果。同理，考虑到电机的损耗问题，增加转速后会增加电机的损耗，减少电机使用寿命，所以如果增加转速那么可以减少电机的工作时间来确保电机的使用寿命。
所述豆浆机控制所述电机模块对物料进行处理包括两大阶段，预粉碎阶段以及粉碎阶段，所述预粉碎阶段的电机模块转速不大于10000转/分，所述粉碎阶段的电机模块转速为10000转/分～20000转/分，根据电机模块工作的阶段调整电机模块转速。
在本发明实施例中，因为预粉碎阶段物料比较硬、颗粒比较大导致粉碎时物料撞击的噪音大，所以预粉碎阶段电机可以采用低转速工作，同时豆浆机由于电机的安装结构，会存在电机在某个转速工作时会和安装结构产生共振而出现较大的共振噪音的现象，这个共振噪音也会因为结构的不同以及工作条件的不同而在不同转速下出现，所以电机低转速工作时如果检测到噪音过大的主要原因是物料比较硬撞击杯壁的噪音和整机共振的噪音。这样要降低噪音有可能需要提高转速(主要是避开共振点)，也有可能需要降低转速(可以避开共振点或者降低物料撞击噪音)，同时转速的调整也要在一定的范围内调整值不能太大，要保证一定的粉碎效率也要确保不会因为噪音源的多样性导致在解决一种噪音的时而带来更大的其它噪音。调整转速范围可以满足不超过“全转速÷3”，即不超过三分之一的全转速，因为降低转速过多会导致粉碎效率很差工作时间增加太多，预粉碎增加转速过多会导致电机工作时功率太大影响电机寿命。
在本发明实施例中，可以首先在允许范围内调低转速看看声音能否降下来，调整转速后每次等待一定时长(tw秒)用于检测出调整转速后的噪音大小判断噪音是否满足要求，如果噪音变得更大可以进行反向调整，否则确认为调整转速降低噪音有效，然后根据转速值调整电机工作时间达到不同转速条件的粉碎程度一致性。
在本发明实施例中，因为黄豆等物料预粉碎到一定程度后物料颗粒变小，并经过煮沸加热后物料颗粒变软，此时用全转速粉碎噪音较小并且负载功率也不会过大，所以可以连续几次全转速粉碎使物料达到较好的粉碎效果，但是因为物料等工作条件的不同也会有噪音偏大的时候，当检测到噪音偏大时可以进行转速调整且调整范围不超过“全转速÷20”，即不超过二十分之一的全转速(因为要达到较好的粉碎效率不能降低太多转速)，每次调整转速后的噪音值可以都记录下来，最后选择一个噪音值最小的转速进行工作，再根据转速值调整电机工作时间达到不同转速条件的粉碎程度一致性。
在本发明实施例中，如果在粉碎阶段经过多次电机转速调整噪音值都没有降到合适的水平，那么可以通过加热来达到降低噪音的效果，加热一定的时间可以软化物料使得粉碎时的装机噪音减小。
在本发明实施例中，如果经过一定时间的软化后噪音还是高那么可以将物料加热到沸腾状态，使得物料在杯体里达到浮动的状态这样每次参与粉碎的物料就会大大减少来达到降低噪音的目的。
可选地，该方法还可以包括：在通过该声音检测模块检测该豆浆机工作期间声音信号之前，对该声音检测模块进行校准。
在本发明实施例中，因为声音信号的采样电阻及其采样回路、芯片、工作电源等都会导致误差的产生，所以可以在实施本发明实施例方案之前增加校准步骤，以减小系统误差的影响。
在本发明实施例中，可以采用声音校准器发出94dB、1kHz的声压信号，声音检测模块中的麦克风可以安装到声音校准器的校准孔里，然后通过工装给声音检测模块中的声压采样芯片的SINGAL1口发送一组特定的数据进入校准程序，如果采样到的声压值在94dB±5dB之间，那么可以把差值校准到带电可擦可编程只读存储器eeprom中作为校准参数，否则如果偏差过大则进行报警检查系统异常。校准值0——10分别代表－5dB——+5dB的误差，声压计算时要加上这个误差，即采样计算到的声压值SPL+校准值－5为校准后的声压值。
本发明实施例的技术效果可以包括：
1.本发明实施例的豆浆机上设置有声音检测模块；在该豆浆机工作期间检测到的声音信号的声压值；并进行显示，有效的让用户及时获知噪音所处的范围区域，有利于用户对噪音的接受程度，有利于提升用户的体验。
2.在豆浆机的电机模块工作时进行检测显示，有利于节能降耗。因为豆浆机包括两大执行负载，加热模块和电机模块，而加热模块是对物料进行加热，其本身噪音较低，不在用户的感知范围之内，或者说可以直接忽略，而电机模块是对物料进行粉碎或搅拌，这样电机本身的噪音以及物料粉碎的噪音构成了影响用户感知的主要来源，因此，在电机模块工作的过程中进行声音检测已经相应的调整控制，可以有效的控制声音，同时可以降低能耗。
3.因为，豆浆机在使用过程中，处于生活场景中，而生活场景不可避免的存在生活噪音，其并不是一个静音的环境，所以，在豆浆机电机模块工作前，或者程序启动前，提前对环境进行检测，获知相应的环境噪声值，从而后续的执行过程中，可以根据环境噪音值情况来调整相应的工作状态。比如环境噪声值较高的时候，说明豆浆机电机模块工作的噪音并不能对用户造成实际影响，可以不用对电机模块转速进行调整，等等。
4.因为声音检测装置检测的是一个整体的噪音，不可能分辨出声音来源，那么也就不能获知哪些噪音量是因为电机模块工作产生的，因此，在获知环境噪声值后，通过两者的差值，可以获知电机模块实际产生的噪声值。由此可以更加精准的对电机模块进行控制操作。
5.由于电机模块工作是对物料进行粉碎，而粉碎的程度在一定程度上反映出负载状况，当物料为大颗粒时，需要进行较多的碰撞，负载程度较低，产生的噪音也大，当物料已经被粉碎完成时，物料已经变成浆液，其负载程度较低，产生的噪音也小，所以，当获知电机模块实际产生的噪声值时，可以相应的获知物料的粉碎程度，此时，这样可以调整电机模块转速，智能的进行适应调整制浆过程，达到优化制浆的目的，同时也可以将粉碎程度进行显示，从而使得豆浆机与用户之间可以进行相应的互动，提升人机互动的体验性。
6.在通过该声音检测模块检测该豆浆机工作期间声音信号之前，对该声音检测模块进行校准。通过该实施例方案，可以减小系统误差。
熟悉本领域的技术人员应该明白本发明包括但不限于上面具体实施方式中描述的内容。任何不偏离本发明的功能和结构原理的修改都将包括在权利要求书的范围中。
Claims (8)
1.一种豆浆机的控制方法，所述豆浆机包括用于对物料进行加热的加热模块、对物料进行搅拌粉碎的电机模块、以及控制所述加热模块和电机模块工作的控制装置，其特征在于，所述豆浆机上还设有声音检测模块，所述控制装置在控制所述电机模块工作时，获取所述声音检测模块检测的声压值，声音检测模块检测声压值可以包括：
对采样获得的声音信号进行信号处理，以获取该声音信号的有效值；
根据该有效值和预设的计算式计算获得该声压值；
并通过显示装置进行显示；
其中，该信号处理依次可以包括：傅立叶变换、A计权和有效值计算；
根据实际噪声值，获知当前电机模块对物料的处理程度，并显示相应的处理程度。
2.根据权利要求1所述的豆浆机的控制方法，其特征在于，所述控制装置控制在所述豆浆机功能开始前或者所述电机模块工作前，通过声音检测模块检测环境噪声值，并将检测到的环境噪声值保存为参考噪声值。
3.根据权利要求2所述的豆浆机的控制方法，其特征在于，对比所述声压值与所述参考噪声值，通过两者的差值获知所述电机模块工作时产生的实际噪声值。
4.根据权利要求3所述的豆浆机的控制方法，其特征在于，所述控制装置根据电机模块对物料的处理程度，以及电机模块工作的时间，调整电机模块的转速。
5.根据权利要求2所述的豆浆机的控制方法，其特征在于，根据参考噪声值对所述声压值进行补偿后显示于所述显示装置。
6.根据权利要求1所述的豆浆机的控制方法，其特征在于，所述控制装置内设有声压阀值，所述控制装置 根据所述声压值与所述声压阀值的关系调整所述电机模块的转速。
7.根据权利要求6所述的豆浆机的控制方法，其特征在于，所述豆浆机控制所述电机模块对物料进行处理包括两大阶段，预粉碎阶段以及粉碎阶段，所述预粉碎阶段的电机模块转速不大于10000转/分，所述粉碎阶段的电机模块转速为10000转/分～20000转/分，根据电机模块工作的阶段调整电机模块转速。
8.根据权利要求1-7任意一项所述的豆浆机的控制方法，其特征在于，所述方法还包括：在通过所述声音检测模块检测所述豆浆机工作期间声音信号之前，对所述声音检测模块进行校准。
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