DE10033361A1

DE10033361A1 - Matrix cooking unit has matrices of heating zones and sensor points for locating cooking vessels and measuring cooking temperatures

Info

Publication number: DE10033361A1
Application number: DE2000133361
Authority: DE
Inventors: Thomas Wartmann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-07-08
Filing date: 2000-07-08
Publication date: 2002-01-24

Abstract

A cooking unit comprises a matrix of heating zones which, combined with a similar matrix of sensor points, permits the identification of the location of cooking vessels of any form and at any place and measurement of cooking temperatures.

Description

Die wesentlichen Merkmale der Erfindung sind:The essential features of the invention are:

Es handelt sich um eine Kochfläche, bei der keine festen Zuordnungen zu vordefinierten Kochstellen vorhanden sind.It is a cooktop with no fixed assignments to predefined Cooking areas are available.

Das Kochfeld besteht aus matrixartig angeordneten Heizzonen und dazugehörigen Sensoren (Temperatur, Kapazität o. ä.), die die Größe des Kochgeschirres und die Temperatur der Heizpunkte feststellen.The cooktop consists of heating zones arranged in a matrix and associated Sensors (temperature, capacity, etc.) that determine the size of the cookware and the Determine the temperature of the heating points.

Die Kochfläche wird durch eine elektronische Steuerung nach Aufsetzen des Kochgeschirres definiert.The cooking surface is controlled by an electronic control after the Cookware defined.

Es sind für eine maximale Anzahl von möglichen Kochflächen (je nach Größe der Matrix) Regelglieder vorgesehen. Diese werden durch die Steuerung den entsprechenden Kochflächen zugeordnet.There are for a maximum number of possible cooking surfaces (depending on the size of the Matrix) control elements provided. These are controlled by the controller Assigned to cooking surfaces.

Ein Heizzonenregler regelt die Temperatur eines jeden Heizpunktes durch Vergleich von Soll und Istwerten aus einem Speicher. Diese Werte werden durch einen zyklischen Scan aller Kapazitäts- (oder anderer Sensoren zum Bestimmen der Topfabmessungen) und Temperaturwerte ermittelt. Jedem Regler wird nur eine Gruppe von Heizpunkten (Heizzone) zugeordnet, auf denen ein Kochgerät steht.A heating zone controller regulates the temperature of each heating point by comparing Target and actual values from a memory. These values are verified by a cyclical scan all capacitance (or other sensors for determining the pot dimensions) and Temperature values determined. Each controller has only one group of heating points (Heating zone) on which a cooking appliance is located.

Eine graphische Bedienoberfläche visualisiert die Lage der Heizzonen und ermöglicht eine individuelle Einstellung, sowie das An- und Abmelden neuer Regler bzw. Heizzonen. A graphic user interface visualizes the location of the heating zones and enables one individual setting, as well as the registration and deregistration of new controllers or heating zones.

1. State of the art

Zur Zeit sind allen Kochflächen feste Heizzonen zugeordnet. Sensoren können die Größe des Topfes bestimmen und die Größe der Heizzone radial anpassen.Fixed heating zones are currently assigned to all cooking surfaces. Sensors can do that Determine the size of the pot and adjust the size of the heating zone radially.

Eine freie Einteilung gibt es nach meinen Recherchen nicht. Auch eine flexible Zuordnung von Reglern zu sich selbst bestimmenden "Heizplatten" ist nicht Stand der Technik.According to my research, there is no free classification. Also a flexible one Assignment of controllers to self-determining "heating plates" is not the state of the art Technology.

2. Invention idea

Bei den heutigen Herden sind die Kochflächen mehr oder weniger den Heizflächen fest zugeordnet. Benutzt man Töpfe oder Pfannen, die nicht den Abmessungen dieser Heizflächen entsprechen, so wird meist Energie verschwendet. Es gibt zwar bei einigen Herstellern Sensoren, die die Größe des Topfes bestimmen und daraufhin die Größe der Heizfläche variieren, aber der Ort dieser Heizflächen ist meist festgelegt. Eine Kombination von mehreren Heizflächen ist ebenfalls möglich (bei großen Brätern).In today's stoves, the cooking surfaces are more or less the heating surfaces permanently assigned. Use pots or pans that are not the size of these Heating surfaces correspond, so energy is usually wasted. There are at some manufacturers sensors that determine the size of the pot and then the The size of the heating surface varies, but the location of these heating surfaces is usually fixed. A combination of several heating surfaces is also possible (for large ones Roasters).

Ordnet man aber die Heizflächen matrixartig an, kann man bei entsprechend kleinem Raster beliebige Topfformen optimal mit Energie versorgen. Die Größe des Topfes wird durch eine zweite Matrix von Sensoren (beispielhaft Kapazitätssensoren) abgetastet.However, if you arrange the heating surfaces in a matrix, you can use a correspondingly small one Optimally supply grid of any pot shapes with energy. The size of the pot is supported by a second matrix of sensors (e.g. capacitance sensors) sampled.

Der Kochvorgang gestaltet sich dann folgendermaßen:The cooking process is then as follows:

Man schaltet den Herd ein und stellt einen Topf an eine beliebige Stelle des Kochfeldes. Die Initialisierung eines neuen Kochplatzes sollte nach Aufstellen des Kochtopfes von Hand erfolgen (Drücken einer Taste), um eine eindeutige Zuordnung eines neuen Reglers (s. u.) zum Topf zu Beginn des Kochvorganges zu ermöglichen.You turn on the stove and place a pot anywhere on the Cooktop. The initialization of a new cooking area should take place after the Cooking pot is done by hand (pressing a button) for a clear assignment a new controller (see below) to the pot at the beginning of the cooking process.

Ein Mikroprozessor beginnt das gesamte Kochfeld durch die Kapazitätsmatrix abzutasten. Dort wo der Topf steht, wird ein veränderter Kapazitätswert gemessen. Diese Werte werden in einem Speicher abgelegt, der die X- und Y-Koordinaten des Kochfeldes und den Kapazitätzwert (evt. nur 1 für Überschreiten eines bestimmten Wertes und 0 für das Unterschreiten eines bestimmten Wertes) enthält. Da die Heizmatrix exakt die gleiche Anzahl von Zeilen und Spalten, wie die C-Matrix besitzt, kann der Mikroprozessor jedem Punkt der C-Matrix mit dem Wert 1 eine Heizfläche zuordnen.A microprocessor starts the entire hob through the capacity matrix scan. A changed capacity value is measured where the pot is. These values are stored in a memory that contains the X and Y coordinates of the Hob and the capacity value (possibly only 1 for exceeding a certain one Value and 0 for falling below a certain value). Since the Heating matrix exactly the same number of rows and columns as the C matrix, the microprocessor can heat any point on the C matrix with the value 1 assign.

Die Heizung der entsprechenden Elemente geschieht ebenfalls Zeilen- und Spaltenweise. Um einen Heizpunkt zu erwärmen wird sowohl auf die Y-Zeile als auch auf die X-Spalte für eine gewisse Zeit Spannung gegeben. Die Abtastdauer und die Heizleistung eines Heizpunktes muß für die maximale Anzahl von Kochflächen, die auf einmal beheizt werden müssen, ausgelegt werden.The heating of the corresponding elements also happens row and By column. To heat a heating point is on both the Y line as well given tension on the X-column for a certain time. The sampling time and the The heating power of a heating point must be for the maximum number of cooking surfaces have to be heated at once.

Da jeder Heizpunkt mit einem Wärmesensor (auch wieder in Matrixform) verbunden ist, kann die Heizungssteuerung dessen Temperatur individuell steuern. Parallel zum Anlegen der Heizspannung (oder auch nicht, wenn sich kein Topf dort befindet) werden die Temperatursensoren und Kapazitätssensoren des ganzen Kochfeldes zyklisch abgetastet. Die Meßwerte werden laufend in einen Speicher geschrieben und aktualisiert. Um eine Regelung zu ermöglichen, muß einer Gruppe von Sensoren und dazugehörigen Heizflächen ein Regler zugeordnet werden. Dies geschieht aus den Meßwerten eines C-Scans. Denn nur wo ein Topf steht, soll auch geheizt werden und nur dort auf die dafür vorgesehene Temperatur. Dieser Regler (Software) ließt aus dem Speicher die Werte des augenblicklichen Temperaturmeßscans für diesen "Topfbereich" aus und vergleicht sie mit dem Sollwert. Bei Abweichungen wird z. B. die Anschaltdauer für die betreffenden Heizelemente verändert.Because each heating point is connected to a heat sensor (again in matrix form) the heating control can control its temperature individually. Parallel to Applying the heating voltage (or not if there is no pot there) become the temperature sensors and capacitance sensors of the entire hob cyclically scanned. The measured values are continuously written into a memory and updated. To enable regulation, a group of sensors and a controller can be assigned to the associated heating surfaces. This happens from the Measured values of a C scan. Because only where there is a pot should be heated and only there to the intended temperature. This controller (software) reads out the values of the current temperature measurement scan for the memory "Pot area" and compares them with the setpoint. In the event of deviations, e.g. B. the switch-on time for the relevant heating elements changed.

Man kann sogar soweit gehen, daß man die Regelung dem Topf nachführt. Wird der Standort des Topfes langsam geändert, so wird über die Kapazitätssensoren der neue Standort ermittelt. Stellen an denen nichts steht, werden aus dem Regelalgorithmus weggenommen und nicht beheizt.You can even go so far as to follow the rules of the pot. Will the The location of the pot is slowly changed, so the capacity sensors change to the new one Location determined. Places where there is nothing, are from the control algorithm taken away and not heated.

Zweckmäßiger Weise besitzt der Herd ein graphisches Display auf dem die aktuellen Heizzonen dargestellt sind. Man sollte mehrere Reglerknöpfe vorsehen, mit denen man einmal die Reglerzuordnung vornimmt (dies kann auch automatisch geschehen mit Rückmeldung über LED- oder LCD-Anzeigen an den Knöpfen, oder am darüber liegenden Großdisplay) und die Temperatur einstellen kann (siehe unten).Appropriately, the stove has a graphic display on which the current Heating zones are shown. You should provide several control buttons with which you make the controller assignment once (this can also happen automatically with feedback via LED or LCD displays on the buttons or above large display) and can set the temperature (see below).

3. Execution

Fig. 4 zeigt das Blockschaltbild des Matrixkochfeldes. Es besteht aus drei Matrizen, der C-Matrix zur Bestimmung der Kochstellengröße, der T-Matrix zur Bestimmung der Temperatur und der R-Matrix, die die eigentlichen Heizelemente beinhaltet. Die elektronischen Schalter 5 zur Auswahl der Sensorelemente und die Treiberstufen V zur Ansteuerung der Heizpunkte werden vom Mikroprozessor SR angesteuert. Das Anzeigefeld AZ + EF beinhaltet sowohl das graphische Display zur Visualisierung der Heizzonen als auch die Bedienelemente. Beide Einheiten werden ebenfalls durch den Mikroprozessor bedient. Fig. 4 shows the block diagram of the matrix hob. It consists of three matrices, the C matrix for determining the size of the hob, the T matrix for determining the temperature and the R matrix, which contains the actual heating elements. The electronic switches 5 for selecting the sensor elements and the driver stages V for controlling the heating points are controlled by the microprocessor SR. The AZ + EF display field contains both the graphic display for visualizing the heating zones and the controls. Both units are also operated by the microprocessor.

Fig. 9 zeigt den Aufbau der Matrizen im einzelnen. Sie bestehen aus einer Anordnung von horizontalen und vertikalen Leiterbahnen in deren Kreuzungspunkte sich die Heizpunkte KP befinden. Die Zeilen dieser Matrix werden durch die Schalter Sly. . .Smy, die Spalten durch die Schalter Slx. . .Snx eingeschaltet. Diese Schalter sind vorzugsweise als Halbleiterschalter (Thyristoren, Fet o. ä.) ausgebildet. Die Ansteuerung dieser Schalter kann unabhängig vom Scanzyklus mit einer weiteren Modulation erfolgen (z. B. Puls-Pausen-Modulation o. ä.). Die Steuerleitungen sind mit Sy und Sx bezeichnet Fig. 9 shows the structure of the matrices in detail. They consist of an arrangement of horizontal and vertical conductor tracks in the intersection of which are the heating points KP. The rows of this matrix are marked by the switches Sly. , .Smy, the columns through the switch Slx. , .Snx switched on. These switches are preferably designed as semiconductor switches (thyristors, fet or the like). These switches can be activated independently of the scan cycle with a further modulation (e.g. pulse-pause modulation or similar). The control lines are labeled Sy and Sx

Rechts ist die C-Matrix zu sehen. Die Schalter CSly. . .CSMy, bzw. CSlx. . .CSNx dienen als Meßstellenumschalter. Mit den Steuerleitungen SCy und SCx werden diese vorzugsweise mit Halbleitern ausgebildeten Schalter gesteuert. An den L-Anschlüssen A und B liegen die entsprechenden Kapazitätswerte einer Kreuzung an. Diese werden dann wie oben beschrieben ausgewertet. Ähnlich ist auch die Wärmesensormatrix (T- Matrix) aufgebaut. The C matrix can be seen on the right. The CSly switches. , .CSMy, or CSlx. , .CSNx serve as measuring point switches. With the control lines SCy and SCx these are preferably controlled with semiconductors switches. At the L connections A and B are the corresponding capacitance values of an intersection. These will then evaluated as described above. The heat sensor matrix (T- Matrix).

Fig. 5 zeigt den genauen Aufau eines Heizpunktes mit den entsprechenden Sensoren. Unterhalb der Ceran oder Quarzglasplatte, die das Kochfeld darstellt, befinden sich die Leiterbahnen LB für die Versorgung der Heizpunkte (Die Bahnen für die Sensorik wurden aus Übersichtlichkeitsgründen weggelassen). Zwischen den Kreuzpunkten eingebettet liegt das Heizelement WS. Das eigentliche Widerstandsmaterial kann aus Draht bestehen, oder als Leitpaste in einem Siebdruckprozeß aufgebracht werden. Auch ein leitfähiges Polymer ist denkbar. Die Leiterbahnen können ebenfalls, wie es in der Leiterplattenfertigung üblich ist, galvanisch aufgebracht sein. Der Temperatursensor WäS kann ebenfalls entweder das Heizelemet selbst sein (z. B. PTC-Charakteristik) oder extra in oder auf dem Heizelement angebracht sein. Fig. 5 shows the exact structure of a heating point with the corresponding sensors. Below the ceramic or quartz glass plate, which represents the hob, there are the conductor tracks LB for supplying the heating points (the tracks for the sensors have been omitted for reasons of clarity). The heating element WS is embedded between the cross points. The actual resistance material can consist of wire or be applied as a conductive paste in a screen printing process. A conductive polymer is also conceivable. The conductor tracks can also be galvanically applied, as is customary in printed circuit board production. The temperature sensor WäS can also either be the heating element itself (e.g. PTC characteristic) or be installed in or on the heating element.

Der Kapazitätssensor C1 und C2 wird möglichst außerhalb der Heizzone angebracht. Durch den Topfoden TB wird die Gesamtkapazität verändert. Das Ersatzschaltbild zeigt Fig. 8. Die Gesamtkapazität ergibt sich aus der Reihenschaltung der realisierten Gesamtkapazität am eigentlichen Koppelpunkt (C) und der Streukapazitäten an den Zuleitungen (Cp).The capacitance sensors C1 and C2 are placed outside the heating zone if possible. The total capacity is changed by the pot node TB. The equivalent circuit diagram is shown in FIG. 8. The total capacitance results from the series connection of the realized total capacitance at the actual coupling point (C) and the stray capacitance at the supply lines (Cp).

Es ist denkbar anstatt der Kapazitätsmatrix für die Feststellung der Position des Kochgeschirres eine Induktivitätsmatrix aufzubauen. Dazu wird in jeden Kreuzungspunkt eine eine vorzugsweise meanderförmige Wicklung eingebracht (Fig. 12). Dies kann, durch die gleichen Technologien geschehen, wie bereits bei der Heizmatrix beschrieben.It is conceivable to build an inductance matrix instead of the capacity matrix for determining the position of the cookware. For this purpose, a preferably meandering winding is introduced into each crossing point ( FIG. 12). This can be done using the same technologies as already described for the heating matrix.

Man kann aber auch ganz auf eine zusätzliche Sensormatrix verzichten, indem man den Heizwiderstand meanderförmig oder spiralförmig gestaltet. Hierdurch bekommt er eine zusätzliche Induktivität. Diese spielt beim Heizvorgang eine untergeordnete Rolle. Durch Anlegen einer Hochfrequenzspannung wird die Induktivitätsänderung bzw die Wirbelstromverluste wirksam. Fig. 11 zeigt dem Aufbau einer solchen Kombimatrix. Der Umschalter Su schaltet beim Meßvorgang auf die Hochfrequenzspannung Hf um, zur Heizung wird auf eine niederfrequente (oder Gleichspannung) UN umgeschaltet. Diese Umschalter sind zweckmäßigerweise in die Zeilen- und Spaltenschschalter integriert.But you can also do without an additional sensor matrix by making the heating resistor meandering or spiral. This gives it an additional inductance. This plays a subordinate role in the heating process. By applying a high-frequency voltage, the change in inductance or eddy current losses takes effect. Fig. 11 shows the structure of such a combination matrix. The changeover switch Su switches to the high-frequency voltage Hf during the measurement process, and the heating is switched to a low-frequency (or direct voltage) UN. These changeover switches are expediently integrated in the row and column switches.

Denkbar ist ebenfalls den zeitlichen Verlauf der Heizspannung während der Einschaltdauer für einen einzelnen Heizpunkt zeitweise hochfrequent zu pulsen, und aus den induzierten Spannungen, der nicht am Heizprozeß beteiligten Heizpunkte die Topfposition zu bestimmen.It is also conceivable the course of the heating voltage over time Pulse duty cycle for a single heating point at times with high frequency, and from the induced voltages, the heating points not involved in the heating process Determine pot position.

Um die Empfindlichkeit der Sensormatrix (nach obigem Prinzip) zu erhöhen, ist es zweckmäßig den Kreuzungspunkt als Schwingkreis zu gestalten. Das Metall des Topfes verändert entweder die Schwingfrequenz., oder die Güte des Schwingkreises. Bei dielektrischen Töpfen (Keramikgeschirr) wird der Verlustwinkel als Kriterium herangezogen.In order to increase the sensitivity of the sensor matrix (according to the above principle), it is expedient to design the crossing point as a resonant circle. The metal of the Topf either changes the oscillation frequency or the quality of the oscillation circuit. In the case of dielectric pots (ceramic dishes), the loss angle is used as a criterion used.

Fig. 6 und Fig. 7 zeigen einige Beispiele für die Ausbildung der Heizpunkte und der Sensoren. Diese können entweder geteilt um die Heizzone herum angeordnet werden (relativ einfache Abführungen der Anschlußleitungen) oder extra (C 1 und C2 direkt nebeneinender) neben dem Heizwiderstand zu liegen kommen. Um Störungen durch die Zuführungen der Heizpunkte zu vermeiden, ist es zweckmäßig kleine Auswerteschaltungen in die Nähe der Sensoren zu legen und einen Meßwert in Form einer Frequenz oder einer Spannung an die Auswertung weiter zu leiten. Durch die Schalter der Matrix wird dann z. B. eine der Temperatur proportionale Meßfrequenz an den Mikroprozessor gelegt. Fig. 6 and Fig. 7 show some examples of the formation of the heating points and the sensors. These can either be divided around the heating zone (relatively simple drainage of the connecting cables) or extra (C 1 and C2 directly next to each other) next to the heating resistor. In order to avoid disturbances due to the supply of the heating points, it is advisable to place small evaluation circuits in the vicinity of the sensors and to forward a measured value in the form of a frequency or a voltage to the evaluation. The switches of the matrix then z. B. a measurement frequency proportional to the temperature placed on the microprocessor.

Sehr gut würden sich dazu Quarzoszillatoren eignen, deren temperaturabhängige Frequenz gut als Temperatursensor einsetzbar ist (ist als Produkt seit ca. 10 Jahren zu kaufen. Die Schaltung benötigt nur 3 Anschlüsse). Es wäre auch denkbar integrierte Auswerteschaltungen auf der Glaskeramik zu plazieren (ähnlich wie dies bei LCD- Displays heute schon geschieht).Quartz oscillators, their temperature-dependent ones, would be very suitable Frequency can be used well as a temperature sensor (has been a product for about 10 years to buy. The circuit only requires 3 connections). It would also be integrated Place evaluation circuits on the glass ceramic (similar to this for LCD Displays happening today).

Fig. 10 zeigt eine mögliche Anordnung für die Bedienoberfläche. Diese gliedert sich in die graphische Anzeige AZ, Das Tastenfeld für die Regler TF, und die gemeinsamen Tasten ZTF, die für alle Regler gleich sind. Fig. 10 shows a possible arrangement for the user interface. This is divided into the graphic display AZ, the keypad for the controllers TF, and the common buttons ZTF, which are the same for all controllers.

Das Graphische Feld teilt sich in eine Anzeige der aktiven Heizfelder 1. . .n und der Anzeige ihrer mittleren Temperaturen Temp.The graphic field is divided into a display of the active heating fields 1 . , .n and the display of their average temperatures Temp.

Das Tastenfeld für die Regler beinhaltet lediglich die Tasten zum Anheben und Absenken der Temperatur. Wird die - und die + Taste gleichzeitig mit einer Taste im Feld ZTF gedrückt, so kann man den entsprechenden Regler an- und abmelden.The keypad for the controls only contains the keys for lifting and Lowering the temperature. If the - and the + key are pressed simultaneously with a key in the If you press the ZTF field, you can register and deregister the corresponding controller.

In der Anordnung der Bedienfelder hat man hier viele Freiheiten.The layout of the control panels gives you a lot of freedom.

Interessant wäre die Anzeige der Funktion der einzelnen Heizelemente durch LED's, die durch die Glaskeramikplatte des Kochfeldes zu sehen sind. It would be interesting to display the function of the individual heating elements using LEDs, which can be seen through the glass ceramic plate of the hob.

attachment captions

Fig. 1 Heizmatrix mit exemplarisch eingezeichnetem Heizelement Fig. 1 heating matrix with a heating element shown as an example

Fig. 2 Ortssensor-Matrix mit exemplarisch eingezeichnetem Kondensator Fig. 2 location sensor matrix with a capacitor shown as an example

Fig. 3 Temperatursensor-Matrix mit exemplarisch eingezeichnetem temperaturabhängigem Widerstand. Fig. 3 temperature sensor matrix with exemplary eingezeichnetem temperature-dependent resistance.

Fig. 4 Blockschaltbild der Matrixkochfläche. Fig. 4 block diagram of the matrix hob.

Fig. 5 Exemplarischer Aufbau eines Koppelpunktes mit Heizpunkt, Temperatursensor und Positionssensor. Fig. 5 Exemplary structure of a coupling point with heating point, temperature sensor and position sensor.

Fig. 6, Fig. 7 Exemplarische Ausführung der Kondensatoren bzw des Heizelementes. Fig. 6, Fig. 7 Exemplary embodiment of the capacitors or the heating element.

Fig. 8 Wirksame Gesamtkapazität am Koppelpunkt. Fig. 8 Effective total capacity at the crosspoint.

Fig. 9 Matrix-Kochfeld Detail der Koppelmatritzen in der Übersicht (Wärmesensormatrix aus Übersichtlichkeitsgründen weggelassen; siehe Fig. 4) Fig. 9 Matrix hob detail of the coupling matrices in the overview (heat sensor matrix omitted for reasons of clarity; see Fig. 4)

Fig. 10 Automatische Kochfeld-Positionsanzeige mit Bedienelementen. Fig. 10 Automatic hob position indicator with controls.

Fig. 11 Koppelpunkt mit kombiniertem Induktivitäts- und Heizelement, ausgeführt als Schwingkreis. Fig. 11 coupling point with a combined inductance and heating element, designed as a resonant circuit.

Fig. 12 Meanderförmig und spiralförmig gestaltetes Heizelement Fig. 12 meandering and spiral heating element

Characters used

Hz Heizung, Heizwiderstand
M Heizmatrix (Ausschnitt)
H Horizontale Leitbahnen
Ve Vertikale Leitbahnen
Cs Sensor Kapazitäts
Ms Sensormatrix (Ausschnitt)
T Temperaturabhängiger Widerstand, allgemein Temperatursensor
MT Sensormatrix mit Temperatursensoren (Ausschnitt)
S Meßstellenumschalter horizontal und vertikal
V Treiberstufen für Heizspannung
CM C-Matrix als Block (komplett mit uP-Interface, wie in Hz heating, heating resistor
M heating matrix (detail)
H Horizontal channels
Ve vertical channels
Cs sensor capacity
Ms sensor matrix (detail)
T Temperature-dependent resistance, generally temperature sensor
MT sensor matrix with temperature sensors (detail)
S Measuring point switch horizontally and vertically
V driver stages for heating voltage
CM C-Matrix as a block (complete with uP interface, as in

Fig.FIG.

44

gezeigt.)
TM T-Matrix als Block (komplett mit uP-Interface, wie in shown.)
TM T-Matrix as a block (complete with uP interface, as in

Fig.FIG.

44

gezeigt.)
RM R-Matrix als Block (komplett mit uP-Interface, wie in shown.)
RM R matrix as a block (complete with uP interface, as in

Fig.FIG.

44

gezeigt.)
Tly Schalter für T-Matrix horizontale Leitbahnen. Erster Schalter
Tmy Schalter für T-Matrix horizontale Leitbahnen. m-ter Schalter
Tlx Schalter für T-Matrix vertikale Leitbahnen. Erster Schalter
Tnx Schalter für T-Matrix vertikale Leitbahnen. n-ter Schalter
Sly Schalter für R-Matrix horizontale Leitbahnen. erster Schalter
Smy Schalter für R-Matrix horizontale Leitbahnen. m-ter Schalter
Slx Schalter für R-Matrix vertikale Leitbahnen. erster Schalter
Snx Schalter für R-Matrix vertikale Leitbahnen. n-ter Schalter
Cly Schalter für C-Matrix horizontale Leitbahnen. erster Schalter
Cmy Schalter für C-Matrix horizontale Leitbahnen. m-ter Schalter
Clx Schalter für C-Matrix vertikale Leitbahnen. erster Schalter
Cny Schalter für C-Matrix vertikale Leitbahnen. n-ter Schalter
TB Toptboden
GP Heizfeldplatte (vorzugsweise Glaskeramik)
SLx Horizontale Zuleitung für Sensoren
Sly Vertikale Zuleitung für Sensoren
Vly Vertikale Zuleitung Heizung
VLx Horizontale Zuleitung Heizung
Ws Widerstandsmaterial
LB Leitbahnanschluß
WäS Wärmesensor
C1 Kondensatorform in shown.)
Tly switch for T-matrix horizontal interconnects. First switch
Tmy switch for T-matrix horizontal interconnects. mth switch
Tlx switch for T-matrix vertical interconnects. First switch
Tnx switch for T-matrix vertical interconnects. nth switch
Sly switch for R-matrix horizontal interconnects. first switch
Smy switch for R-matrix horizontal interconnects. mth switch
Slx switch for R-matrix vertical interconnects. first switch
Snx switch for R-matrix vertical interconnects. nth switch
Cly switch for C-matrix horizontal interconnects. first switch
CMY switch for C-matrix horizontal interconnects. mth switch
Clx switch for C-matrix vertical interconnects. first switch
Cny switch for C-matrix vertical interconnects. nth switch
TB Toptboden
GP heating field plate (preferably glass ceramic)
SLx Horizontal supply line for sensors
Sly Vertical supply line for sensors
Vly vertical supply heating
VLx Horizontal supply line heating
Ws resistance material
LB interconnect connection
WäS heat sensor
C1 capacitor shape in

Fig.FIG.

66

C2 Kondensatorform in C2 capacitor shape in

Fig.FIG.

77

WS1 Heizleiter in WS1 heating conductor in

Fig.FIG.

66

WS2 Heizleiter in WS2 heating conductor in

Fig.FIG.

77

C Kapazität (Anteil durch Kombination Topf/integrierte Kondensatorfläche)
Cp Parasitäre Kapazität
SR Steuerrechner (Mikroprozessor)
AZT Anzeigetafel
LCD Grafisches LCD Anzeigefeld
TF Tastenfeld (kann mit Anzeigefeld identisch sein, wenn touch screen) Hier werden die Temperaturen für die einzelnen Heizzonen eingestellt.
ZTF Zusätzliches Tastenfeld (wie oben) für allgemeine Einstellungen und Abfragen.
Temp+ Temperaturtaste für die Inkrementierung der Temperatur
Temp- Temperaturtaste für die Dekrementierung der Temperatur
Temp Anzeige der jeweiligen Isttemperatur für die Heizfelder
Stu Stufe der Solltemperatur; oder Anzeige der Solltemperatur.
Cx Kondensator in der Sensormatrix als Teil eines Schwingkreises
SN Induktivität des Heizelementes
Su Umschalter: Hochfrequente Meßspannung/Heizspannung
HF Hochfrequente Meßspannung
UN Heizspannung
A Signalleitung für Sensormatrix X
B Signalleitung für Sensormatrix Y
Scy Multiplex-Ansteuerleitung für Schalter Y (Positionssensor)
Scx Multiplex-Ansteuerleitung für Schalter X (Positionssensor)
STy Multiplex-Ansteuerleitung für Schalter Y (Temperatursensor)
STx Multiplex-Ansteuerleitung für Schalter X (Temperatursensor)
Sx Multiplex-Ansteuerleitung für Schalter X (R-Matrix)
Sy Multiplex-Ansteuerleitung für Schalter X (R-Matrix)
C capacitance (share through combination of pot / integrated capacitor area)
Cp parasitic capacity
SR control computer (microprocessor)
AZT scoreboard
LCD Graphic LCD display panel
TF keypad (can be identical to the display field if touch screen) The temperatures for the individual heating zones are set here.
ZTF Additional keypad (as above) for general settings and queries.
Temp + temperature button for temperature increment
Temp temperature button for decrementing the temperature
Temp Display of the actual temperature for the heating fields
Stu level of the target temperature; or display of the target temperature.
Cx capacitor in the sensor matrix as part of an oscillating circuit
SN inductance of the heating element
Su switch: High-frequency measuring voltage / heating voltage
HF high-frequency measuring voltage
UN heating voltage
A Signal line for sensor matrix X
B Signal line for sensor matrix Y
Scy multiplex control line for switch Y (position sensor)
Scx multiplex control line for switch X (position sensor)
STy multiplex control line for switch Y (temperature sensor)
STx multiplex control line for switch X (temperature sensor)
Sx multiplex control line for switch X (R matrix)
Sy multiplex control line for switch X (R matrix)

Claims

1. Matrix hob characterized by matrix-like heating zones (M, Hz), which, through the interaction with sensor points (MS, S) also arranged in a matrix, for localization of the cookware and for measuring the cooking temperature (MT, T) arbitrary places and forms of the cookware enable on the heating surface.

2. Matrix hob according to claim 1, characterized in that the heating zone as Network of interconnects is executed at their crossing points Resistor material (Hz, Ws) is located.

3. Matrix hob according to claim 1, characterized in that the Localization of the cookware is done by sensors located in Crossing points of interconnects are located.

4. Matrix hob according to claim 3, characterized in that the sensors are designed as capacitors.

5. Matrix hob according to claim 4, characterized in that the Capacitors (C1, C2) are arranged around the heating point (WS1, WS2) are.

6. Matrix hob according to claim 4, characterized in that the measured Capacity at the coupling point, due to the arrangement, is C1 // C2.

7. Matrix hob according to claim 4, characterized in that on Crossing point is an active component that the capacity change of the Coupling point reports in digital form via the interconnects.

8. Matrix hob according to claim 1, characterized in that the Temperature measuring device is designed as a network of interconnects The temperature sensors are located at crossing points.

9. Matrix hob according to claim 8, characterized in that the Temperature sensors are realized by temperature-dependent resistors.

10. Matrix hob according to claim 9, characterized in that the temperature-dependent resistors are evaporated as a metal layer.

11. Matrix hob according to claim 8, characterized in that the Temperature sensors are designed as active elements that the Forward the temperature value digitally via the interconnects.

12. Matrix hob according to claim 2, characterized in that a Heating element by applying a voltage between a horizontal (H) and a vertical interconnect (V) can be heated individually.

13. Matrix hob according to claim 12, characterized in that by the Duty cycle of the applied voltage the individual temperature of the Heating element can be adjusted.

14. Matrix hob according to claim 2 and 12, characterized in that the Duty cycle of the voltage by electronic switches (Sly-Smy) resp (Slx-Snx) can be regulated.

15. Matrix hob according to claim 3, characterized in that the size of the Capacitance of the capacitors in the cross points by switching electronic switch (Cly-Cmy); (Clx-Cnx) to a parent Measuring device is passed on.

16. Matrix hob according to claim 8, characterized in that the size of the Temperature by switching electronic switches (Tly-Tmy); (Tlx Tnx) is passed on to a higher-level measuring device.

17. Matrix hob according to claim 2, characterized in that the Temperature measurement by changing the resistance of the heating points themselves is determined.

18. Matrix hob according to claim 3, characterized in that the sensors display the heating points themselves to locate the cookware.

19. Matrix hob according to claim 18 or 3, characterized in that the Localization of the cookware by briefly heating the whole Hob and a subsequent measurement of the temperature gradient is determined, which is due to the thermal conductivity differences arises on the cooking surface.

20. Matrix hob according to claim 1, characterized in that the matrix of Heating zone (RM), the matrix of the sensor zone for the temperature (TM) and the Matrix of the sensor zone for the localization of the cookware (cm) with a Control computer (SR) are connected.

21. Matrix hob according to claim 20, characterized in that the The control computer takes over the following basic functions: Determining the position of the cookware and temperature control of the active heating zone.

22. Matrix hob according to claim 21, characterized in that the Control computer after determining the position and size of the cookware just an individual number of heating points that are directly below each Cookware are located, controlled by temperature control.

23. Matrix hob according to claim 22, characterized in that the one time for a certain cookware determined number of heating points for the the whole cooking time remains fixed and again after the cooking time has ended is unlocked.

24. Matrix hob according to claim 22, characterized in that the Control computer registers any movement of the cookware and the active heating zone moves with the cookware.

25. Matrix hob according to claim 20, characterized in that the Control computer visually identifies active heating zones on the hob.

26. Matrix hob according to claim 20, characterized in that the Control computer is connected to a scoreboard (AZT).

27. Matrix hob according to claim 26, characterized in that the Scoreboard consists of an LCD matrix display.

28. Matrix hob according to claim 26, characterized in that the respective active heating zones are shown graphically on the display panel.

29. Matrix hob according to claim 26, characterized in that below the display board n heads for the temperature setting of n possible active heating zones and additional buttons to delete the Heating zones and for switching them off and on.

30. Matrix hob according to claim 26, characterized in that all buttons are integrated as a touch screen in the display panel.

31. Matrix hob according to claim 1, characterized in that the Cooking surface, on the underside of which are the heating and sensor matrices are made of dielectric material.

32. Matrix hob according to claim 1, characterized in that the Thermal conductivity of the cooking surface in the horizontal direction is worse than in the vertical direction (perpendicular to the pot).

33. Matrix hob according to claim 2, characterized in that the Resistance material from a applied to the underside of the hob Conductive paste exists.

34. Matrix hob according to claim 2, characterized in that the Resistance material made of a metal layer evaporated on the underside consists.

35. Matrix hob according to claim 2, characterized in that the Resistance material is made of a conductive polymer.

36. Matrix hob according to claim 3, characterized in that the Temperature sensors are small quartz oscillators whose oscillation frequency is temperature dependent.

37. Matrix hob according to claim 18, characterized in that the Localization of the cookware by determining the inductance of the Heating point is determined.

38. Matrix hob according to claim 18 or 4, characterized in that the Localization of the cookware by determining the loss angle is determined by the material properties of the cookware.

39. Matrix hob according to claim 18, characterized in that Apply an additional AC voltage (HF) to the heating voltage Measurement of the position of the cookware is made possible.

40. Matrix hob according to claim 39, characterized in that the additional AC voltage represents the heating voltage itself.

41. Matrix hob according to claim 3, characterized in that the sensors are designed as resonant circuits (Cx, SN).

42. Matrix hob according to claim 1, characterized in that the Heating the cooking surface and sampling the measured values in the Multiplex process (with the control of a graphic LCD display comparable) rows and columns.