KR0154625B1 - 중량센서의 영점 조정방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전자렌지의 자동 조리시 조리실에 놓여지는 피가열물의 중량을 감지하는 중량 센서에 관한 것으로, 특히 정전 용량 방식의 중량 센서를 이용하여 자동 조리를 제어하는 경우 피가열물의 중량을 정확하게 센싱하기 위하여 중량 센서의 영점을 자동으로 조정할 수 있도록, 조리 시작 후 중량을 센싱한 값을 저장하는 제1과정과, 진행중인 조리가 종료되면 피가열물을 꺼낸 후 중량값의 변화를 비교하는 제2과정, 중량값의 변화가 큰 경우 영점 조정을 수행하기 위하여 센싱된 중량의 평균값을 구하는 제3과정 및 센싱된 중량의 평균값에 의해 영점 조정을 수행하는 제4과정으로 순차 동작하는 중량 센서의 영점 조정 방법에 관한 것이다.

Description

중량 센서의 영점 조정 방법

제1도는 일반적인 전자렌지의 중량 감지 기술 구성을 도시한 결합 단면도.

제2도는 본 발명에 따른 중량 센서의 영점 조정 방법 동작 순서도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 모터 11 : 모터축

20 : 브라켓 30 : 판스프링

31 : 탄지편 40 : 스페이서

50 : 인쇄회로기판 60 : 트레이

70 : 캐비티 80 : 스크루

본 발명은 전자렌지의 자동 조리시 조리실에 놓여지는 피가열물의 중량을 감지하는 중량 센서에 관한 것으로, 특히 정전 용량 방식의 중량 센서를 이용하여 자동 조리를 제어하는 경우 피가열물의 중량을 정확하게 센싱하기 위하여 중량 센서의 영점을 자동으로 조정할 수 있도록 한 중량 센서의 영점 조정 방법에 관한 것이다.

일반적으로 전자렌지는 전장실에 설치된 마그네트론에서 발진되는 고주파를 도파관을 통하여 조리실 내부로 조사시켜 조리실에 놓여진 피가열물이 조리되도록 하고 있는데, 이렇게 피가열물을 조리하기 위해서는 우선 피가열물의 중량을 감지하고, 그 중량에 맞게 조리시간을 설정하여 자동조리를 해야 한다.

상기와 같이 전자렌지의 피가열물 중량 감지방법으로는 압전소자 방식과 정전용량 방식등을 채택하고 있는 중량 검출 장치가 사용되고 있으며, 이를 위해 전자렌지는 피가열물의 중량에 따라 고주파의 강약 및 조리시간을 적절하게 마이컴이 선택하여 조리되도록 구성되어 있는데, 이렇게 피가열물을 적절하게 조절하여 최적의 요리를 만들기 위해서는 상기한 대로 조리실의 트레이에 놓여지는 피가열물의 중량을 정확하게 감지하는 것이 가장 중요한 것이다.

여기서, 상기한 정전용량 방식의 중량 감지 장치는 R-C(Resistance-Condencer) 발진회로를 응용한 제어 회로의 부품인 인쇄 회로 기판의 고정전극과 피가열물의 무게에 따라 변하는 가동전극인 판스프링 사이의 간격의 변화에 따른 정전용량의 변화 즉, 간격이 좁아지면 정전용량이 많아지고, 간격이 커지면 정전용량이 적어짐에 다른 주파수의 변화를 마이컴이 감지하여 피가열물의 중량을 인식하는 장치로서 그 원리에 대해서 상세히 설명하면, 피가열물의 중량에 따라 C∝εA/d(C는 정전용량, ε은 공기유전율, A는 전극간의 대접면적, d는 전극간의 간격)의 전극간격 d가 변화되어 정전용량이 변화되고, 그 변화된 정전용량의 값에 따른 주파수를 마이컴이 인식해서 중량을 구한다.

그 방법은 실험에 의해서 상기 주파수에 대응되는 중량을 록업테이블로 만들어 마이컴에 미리 저장하여 두고, 중량 감지 장치로부터 입력되는 상기 주파수값에 따라 상기 중량 룩업테이블에서 해당 중량값을 마이컴이 읽어내어 중량을 구하는 것이다.

즉, 정전용량 방식의 중량 검출 장치는, 모터축의 트레이에 놓여진 피가열물의 중량에 의거하여 가동전극과 고정전극의 간격이 가변되게 하고, 그 전극의 간격에 따른 정전용량 값의 변화에 의거하여 R-C 발진회로의 주파수가 가변되게 함으로써, 그 주파수를 카운트하여 중량을 환산하도록 되어있다.

종래 정전용량 방식의 중량 검출 장치는 제1도의 단면도에 도시된 바와 같이, 트레이(60)에 피가열물이 놓여지는 경우 트레이(60)를 회전시키는 모터축(11)의 하단이 가동전극인 판스프링(30)의 탄지편(31)을 누르게 되고, 이에 따른 압력을 받아 휜 탄지편(31)과 그 하부의 스페이서(40)에 의해 이격되어 설치되어 있는 인쇄 회로 기판(50)의 고정전극과의 간격이 변하게 되며, 상기 가동전극과 고정전극 사이의 정전용량이 변하게 됨에 따라 피가열물의 중량을 감지할 수 있는 것이다.

미설명 부호 (1)은 모터, (2)는 브라켓, (7)은 캐비티를 나타낸 것이다.

그러나, 상기와 같은 종래 정전 용량 방식의 중량 검출 장치는 가동전극이 형성되어 있는 판스프링과 고정전극이 인쇄되어 있는 인쇄 회로 기판 사이의 간격을 스크루로 조정하여 중량 초기값을 조절하도록 되어있으므로 조리물에 의해 반복적으로 인쇄 회로 기판이 눌림으로 인해서 상기 스크루로 조정해 놓은 간격 d가 변화되는 문제점이 있고, 특히 과중량이 올려지거나 실수로 충격이 가해지는 경우에 스크루에 의해 받쳐지는 인쇄 회로 기판이 변형되거나 심하면 깨짐에 따라 원래의 중량 초기값을 벗어나게 되는 등의 문제점이 발생되며, 이와같이 간격 d가 변하거나 인쇄 회로 기판의 변형이 생기게 됨으로써 중량 초기값이 달리지게 되어 올바른 중량을 검출할 수 없게 되는 문제점이 있고, 중량이 정확히 검출되지 않으면 중량에 의거하여 조리시간등을 조절하고 있는 자동조리에서 그 조리시간이 달라지게 됨으로써 과조리 되거나 설익은 조리가 되는 등 조리 에러가 발생되는 문제점이 있으며, 따라서 제품에 대한 소비자의 신뢰성 및 구매력을 저하시키게 되는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 제 문제점을 해소시키기 위하여 창안된 것으로, 정전용량 방식의 중량 센서를 이용하여 자동 조리를 제어하는 경우 피가열물의 중량을 정확하게 센싱하기 위하여 중량 센서의 영점을 자동으로 조정할 수 있도록 한 중량 센서의 영점 조정 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 조리 시작 후 중량을 센싱한 값을 저장하는 제1과정과, 진행중인 조리가 종료되면 피가열물을 꺼낸 후 중량값의 변화를 비교하는 제2과정, 중량값의 변화가 큰 경우 영점 조정을 수행하기 위하여 센싱된 중량의 평균값을 구하는 제3과정 및 센싱된 중량의 평균값에 의해 영점 조정을 수행하는 제4과정으로 순차 동작함을 특징으로 한다.

이하 본 발명을 첨부한 예시 도면을 참조하여 자세히 설명한다.

본 발명은 정전 용량 방식의 중량 센서를 이용하여 자동 조리를 제어하는 경우, 피가열물의 중량을 정확하게 센싱하기 위하여 마이컴(도시하지 않음)이 중량 센서의 영점을 자동으로 조정 방법에 관한 것으로, 먼저 마이컴은 어느때가 피가열물이 놓여져 있지 않은 상태인지를 판단하기 위하여 조리가 시작되면 피가열물의 중량을 센싱하여 저장한다.

일정 중량 이상의 조리가 종료되면 조리실의 도어가 열리고 닫혔는지를 판별하여 사용자가 피가열물을 꺼낸 후, 기억된 중량값이 트레이+트레이 가이드의 최소 중량(이하 기준준량 1이라 칭함)에 비해 상당히 큰 값인지를 판단하여, 거의 차이가 없는 경우는 도어가 열리고 닫히더라도 사용자가 피가열물을 꺼냈는지에 대한 확실한 판단이 어려우므로 무시해 버리고, 충분한 차이가 있는 경우에는 영점 조정의 기회로 삼는다.

예를 들어, 중량이 50g 정도인 팝콘을 조리하는 경우는 사용자가 조리 종료 후 팝콘을 꺼낸다고 하더라도 센싱 전과 비교하여 중량의 변화가 거의 없기 때문에, 사용자가 피가열물을 꺼내지 않고 조리실의 도어만 열고 닫는 경우에도 마이콤은 피가열물이 없는 상황으로 판단하여 영점 조정을 할 수도 있으므로 이와 같은 경우는 무시한다.

한편, 조리 종료 후 조리실의 도어를 열기 전에 기억된 중량값이 트레이+트레이 가이드 및 피가열물이 있는 상태라고 확실하게 판단할 수 있는 중량 중 최소 중량(이하 기준중량 2라고 칭함) 보다 큰 경우, 영점 조정을 위하여 중량센서가 온도, 습도 등에 대하여 충분히 안정될 만한 시간이 경과한 후 다시 중량값을 센싱한다.

상기와 같이 센싱한 중량값이 기준중량 1보다 크고 기준중량 2보다 작은 범위 즉, 기준중량 1센싱중량값기준중량 2 내에 있는지 판단한다.

왜냐하면, 기준중량 1보다 큰지 판단하는 것은 사용자가 피가열물을 꺼내면서 트레이까지 같이 꺼내 간다면 영점 조정을 수행해서는 안될 것이기 때문에 트레이가 있다고 생각할 수 있는 중량인지를 판단하는 것이며, 또한 기준중량 2보다 작은지 판단하는 것은 사용자가 확실히 피가열물을 꺼내 갔는지 확인하기 위하여 피가열물은 없고 트레이만 있는 경우의 중량인지를 판단하기 위한 것이다.

상기와 같이 판단한 기준값을 수 회(약 5회) 계속하여 이이피롬에 저장한 후 저장된 기준값의 최대 및 최소값을 제외한 나머지 기준값의 평균을 구하여 영점을 조정한다.

상기 동작을 순서도로 나타내면 제2도에 도시한 바와 같이, 조리 시작 후 중량을 센싱한 값을 저장하는 제1과정(100)과; 진행중인 조리가 종료되면 피가열물을 꺼낸 후 중량값의 변화를 비교하는 제2과정(200); 중량값의 변화가 큰 경우 영점 조정을 수행하기 위하여 센싱된 중량의 평균값을 구하는 제3과정(300) 및; 센싱된 중량의 평균값에 의해 영점 조정을 수행하는 제4과정(400)으로 순차 동작한다.

상기 제1과정(100)은 전원이 입력된 후 조리가 선택되었는지를 판별하는 제1단계(101)와; 조리가 선택된 후 조리 시작키가 눌려졌는가를 판별하는 제2단계(102); 조리 시작키가 눌려진 후 센싱시간이 경과되었는가를 판별하는 제3단계(103); 센싱시간이 경과되지 않은 경우 중량을 센싱하는 제4단계(104); 센싱시간이 경과된 경우 중량 센싱의 평균 값을 램에 저장하는 제5단계(105); 부하 구동부의 릴레이를 구동하는 제6단계(106) 및; 구동된 릴레이에 의해 조리를 진행시키는 제7단계(107)로 순차 동작한다.

상기 제2과정(200)은 진행중인 조리가 종료되었는가를 판별하는 제1단계(201)와; 조리가 종료된 경우 피가열물을 꺼내기 위해 도어가 열렸는가를 판별하는 제2단계(202); 피가열물을 꺼내기 위해 열린 도어가 닫혔는가를 판별하는 제3단계(203); 피가열물을 꺼낸 후 중량값의 변화를 비교하는 제4단계(204) 및; 중량값의 변화가 큰 경우 시간을 카운트하는 제5단계(205)로 순차 동작한다.

상기 제3과정(300)은 시간을 카운트한 후 도어가 열렸는가를 판별하는 제1단계(301)와; 도어가 열린 경우 시간 카운터를 0으로 클리어시키는 제2단계(302); 도어가 열리지 않은 경우 중량센서가 온도등에 대해 안정될 만큼 시간이 충분히 경과하였는가를 판별하는 제3단계(303); 충분한 온도 안정시간이 경과된 후 중량을 센싱하는 제4단계(304); 중량센서의 특성이 변화되지 않을 만큼 충분한 센싱 시간이 경과하였는가를 판별하는 제5단계(305); 충분한 센싱시간이 경과한 경우 센싱된 중량의 평균값을 구하는 제6단계(306); 충분한 센싱시간이 경과하지 않은 경우 도어가 열렸는가를 판별하는 제7단계(307) 및 도어가 열린 경우 시간 카운터를 0으로 클리어시키는 제8단계(308)로 순차 동작한다.

상기 제4과정(400)은 센싱된 중량의 평균값이 영점 조정의 수행 조건을 만족하는지 판별하는 제1단계(401)와; 센싱된 중량의 평균값이 영점 조정의 수행 조건을 만족하는 경우 이이피롬으로 부터 로딩한 기준값 카운터에 1을 더하여 저장하는 제2단계(402); 기준값 카운터의 카운팅 계수가 5인가를 판별하는 제3단계(403); 기준값 카운터의 카운팅 계수가 5가 될때까지 계속하여 이이피롬에 기준값 카운터에 해당되는 기준값을 저장하는 제4단계(404); 기준값 카운터의 카운팅 계수가 5인 경우 저장된 값의 최대값과 최소값을 제외한 나머지 기준값의 평균값을 구하는 제5단계(405); 기준값의 평균값을 이이피롬의 영점값 번지에 저장하는 제6단계(406) 및; 기준값 카운터를 0으로 클리어시켜 영점 조정을 수행하는 제7단계(407)로 순차 동작한다.

여기서, 기준값이나 영점값을 이이피롬을 사용하여 저장하는 이유는 정전 등으로 인하여 지워지지 않도록 하기 위한 것이다.

또한, 상기 방법에 의해 영점 값이 만들어지기 전에는 실험적인 평균값을 사용함으로써 발생할 수 있는 오차를 해소하기 위하여 생산 라인에서 특정키를 눌러도 영점 조정이 가능하도록 보완하여 사용할 수 있다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은, 정전용량 방식의 중량 센서를 이용하여 자동 조리를 제어하는 경우 피가열물의 중량을 정확하게 센싱하기 위하여 중량 센서의 영점을 자동으로 조정할 수 있으며, 영점 조정시 수행 조건의 변화를 판별하여 마이컴의 오동작을 방지할 수 이고, 마이컴의 오동작을 방지함으로써 제품의 성능 및 수명을 향상시킬 수 있으며, 따라서 제품에 대한 소비자의 신뢰성 및 구매력을 향상 시킬 수 있다.

Claims (5)

1. 조리 시작 후 중량을 센싱한 값을 저장하는 제1과정(100)과; 진행중인 조리가 종료되면 피가열물을 꺼낸 후 중량값의 변화를 비교하는 제2과정(200); 중량값의 변화가 큰 경우 영점 조정을 수행하기 위하여 센싱된 중량의 평균값을 구하는 제3과정(300) 및; 센싱된 중량의 평균값에 의해 영점 조정을 수행하는 제4과정(400)으로 순차 동작함을 특징으로 하는 중량 센서의 영점 조정 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1과정(100)은 전원이 입력된 후 조리가 선택되었는지를 판별하는 제1단계(101)와; 조리가 선택된 후 조리 시작키가 눌려졌는가를 판별하는 제2단계(102); 조리 시작키가 눌려진 후 센싱시간이 경과되었는가를 판별하는 제3단계(103); 센싱시간이 경과되지 않은 경우 중량을 센싱하는 제4단계(104); 센싱시간이 경과된 경우 중량 센싱의 평균값을 램에 저장하는 제5단계(105); 부하 구동부의 릴레이를 구동하는 제6단계(106) 및; 구동된 릴레이에 의해 조리를 진행시키는 제7단계(107)로 순차 동작함을 특징으로 하는 중량 센서의 영점 조정 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 제2과정(200)은 진행중인 조리가 종료되었는가를 판별하는 제1단계(201)와; 조리가 종료된 경우 피가열물을 꺼내기 위해 도어가 열렸는가를 판별하는 제2단계(202); 피가열물을 꺼내기 위해 도어가 닫혔는가를 판별하는 제3단계(203); 피가열물을 꺼낸 후 중량값의 변화를 비교하는 제4단계(204) 및 ; 중량값의 변화가 큰 경우 시간을 카운트하는 제5단계(205)로 순차 동작함을 특징으로 하는 중량 센서의 영점 조정 방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 제3과정(300)은 시간을 카운트한 후 도어가 열렸는가를 판별하는 제1단계(301)와; 도어가 열린 경우 시간 카운터를 0으로 클리어시키는 제2단계(302); 도어가 열리지 않은 경우 중량센서가 온도등에 대해 안정될 만큼 시간이 충분히 경과하였는가를 판별하는 제3단계(303); 충분한 온도 안정시간이 경과된 후 중량을 센싱하는 제4단계(304); 중량센서의 특성이 변화되지 않을 만큼 충분한 센싱시간이 경과하였는가를 판별하는 제5단계(305); 충분한 센싱시간이 경과한 경우 센싱된 중량의 평균값을 구하는 제6단계(306); 충분한 센싱시간이 경과하지 않은 경우 도어가 열렸는가를 판별하는 제7단계(307) 및; 도어가 열린 경우 시간 카운터를 0으로 클리어시키는 도어가 열린 경우 시간 카운터를 0으로 클리어시키는 제8단계(308)로 순차 동작함으로 특징으로 하는 중량 센서의 영점 조정 방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 제4과정(400)은 센싱된 중량의 평균값이 영점 조정의 수행 조건을 만족하는지 판별하는 제1단계(401)와; 센싱된 중량의 평균값이 영점 조정의 수행 조건을 만족하는 경우 이이피롬으로 부터 로딩한 기준값 카운터에 1을 더하여 저장하는 제2단계(402); 기준값 카운터의 카운팅 계수가 5인가를 판별하는 제3단계(403); 기준값 카운터의 카운팅 계수가 5가 될대까지 계속하여 이이피롬에 기준값 카운터에 해당되는 기준값을 저장하는 제4단계(404); 기준값 카운터의 카운팅 계수가 5인 경우 저장된 값의 최대값과 최소값을 제외한 나머지 기준값의 평균값을 구하는 제5단계(405); 기준값의 평균값을 이이피롬의 영점값 번지에 저장하는 제6단계(406)및; 기준값 카운터를 0으로 클리어시켜 영점 조정을 수행하는 제7단계(407)로 순차 동작함을 특징으로 하는 중량 센서의 영점 조정 방법.