KR100354061B1

KR100354061B1 - 전자렌지의조리부하자동판단방법

Info

Publication number: KR100354061B1
Application number: KR1019980047320A
Authority: KR
Inventors: 김철; 이원우
Original assignee: 삼성전자 주식회사
Priority date: 1998-11-05
Filing date: 1998-11-05
Publication date: 2002-12-26
Also published as: KR20000031337A

Abstract

전자렌지의 조리부하 자동판단방법을 개시한다. 개시된 본 발명은 전자렌지 구동시의 출력전압을 검출하고, 검출된 출력전압을 신경망회로에 적용하여 조리실 내부에 투입된 조리부하를 판단하도록 하되, 상기 검출된 출력전압에 따른 패턴값을 신경망회로에 입력하는 단계와, 상기 신경망회로에 입력된 패턴값과 미리 학습된 데이터를 참조하여 소정의 함수값을 계산하는 단계 및 상기 계산된 함수값의 결과를 출력하는 단계를 포함한다. 또한, 상기 조리부하판단단계에 의하여 판단된 조리부하에 따라 자동조리를 수행하는 자동조리수행단계를 더 포함하는 것이 더욱 바람직하다. 따라서, 사용자가 조리실 내부에 투입할 조리부하를 판단하거나 이에 따른 조리시간 또는 조리출력 등을 일일이 설정할 필요가 없이, 전자렌지 자체에서 출력전압을 검출하고 특히, 이 출력전압을 신경망회로(neural network)에 적용하여 조리실 내부에 투입된 조리부하를 판단하고, 이에 따라 당해 조리물이 적정한 조리시간 또는 조리출력으로 자동 조리됨으로써, 더욱 편리하고 정확하게 음식물을 조리할 수 있다.

Description

전자렌지의 조리부하 자동판단방법

본 발명은 전자렌지의 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 조리실 내부에 투입된 조리부하를 자동으로 판단하도록 한 전자렌지의 조리부하 자동판단방법에 관한 것이다.

일반적으로 전자렌지는 마이크로파(microwave)를 이용하여 조리물을 가열/조리하는 장치이다. 이를 위하여 고압트랜스는 통상 120/230V의 교류전원을 고전압으로 승압시키고, 마그네트론은 이 고전압으로 구동되어 대략 2450㎒의 마이크로파를 발생시킨다. 이 마이크로파는 조리물에 포함된 물분자를 진동시키며, 이때 발생하는 열에 의하여 조리물이 가열/조리된다. 또한, 조리물은 사용자가 미리 설정한 조리시간 또는 조리출력 조건에 따라 상기와 같은 작용을 통하여 적정하게 가열/조리된다. 여기서, 전자렌지 자체로는 조리물의 양, 종류, 형태, 또는 부피 등을 스스로 판단할 수 없으므로, 통상은 사용자의 판단 및 조작에 의하여 동작 조건이 설정된다. 그러나 조리물의 양에 비하여 조리시간이 너무 짧거나 또는 조리출력이 약할 경우 그 조리물이 설익게 되고, 반대로 조리물의 양에 비하여 조리시간이 너무 길거나 또는 조리출력이 강할 경우 그 조리물이 타버리게 된다. 따라서, 조리물을 사용자가 소망하는 정도로 정확히 조리하기 위해서는 그 조리물의 양, 종류, 형태, 또는 부피 등의 다양한 조리부하 조건에 따른 조리시간 또는 조리출력 등을 정확히 설정하는 것이 매우 중요한 요인으로 작용한다. 통상의 전자렌지는 제품 설계자에 의하여 기본적인 조리물의 조리부하가 설정되어 각각의 기능키로 존재하므로, 사용자는 이 기능키를 선택하여 바로 조리를 수행할 수 있도록 되어 있으며, 기능키가 존재하지 않는 것은 사용자가 직접 조리시간 또는 조리출력을 설정하도록 되어 있다.

그러나, 이와 같은 종래의 전자렌지는, 상기 조리실에 투입된 조리물의 양, 종류, 형태, 또는 부피 등의 다양한 조리부하의 정도를 사용자가 육안으로 직접 확인/판단하고, 그에 해당하는 기능키를 찾아서 입력하거나 또는 그 기능키가 없을 경우 이에 따른 조리시간 또는 조리출력 등의 조건을 직감적 또는 경험적으로 설정해야만 한다. 따라서, 그 조작 및 판단이 매우 불편하고 복잡하여 사용자에 따라 조리물의 양에 따른 정확한 조리시간을 설정할 수 없을 경우 적정한 조리가 수행되지 못하게 되며, 또한 사용자의 실수로 인하여 실제 조리부하와 다른 기능키가 조작되었을 경우 소망하는 정도로 정확히 익혀진 조리물을 얻을 수 없는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로서 그 목적은, 출력전압을 검출하여 조리실 내부에 투입된 조리부하를 판단하고, 이에 따라 당해 조리물을 적정한 조리시간 또는 조리출력으로 자동 조리되도록 한 전자렌지의 조리부하 자동판단방법을 제공함에 있다.

도 1은 본 발명을 설명하기 위한 전자렌지의 제어 블록도,

도 2는 도 1의 일요부를 나타낸 상세 회로도,

도 3은 조리부하에 따른 마그네트론 출력전압의 시간당 변화량을 나타낸 그래프,

도 4는 신경망회로의 기본 계층을 나타낸 도면,

도 5는 본 발명에 따른 전자렌지의 조리부하 자동검출방법의 바람직한 실시예를 나타낸 제어 흐름도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

110 : 구동부 130 : 전압검출부

140 : 제어부 HVT : 고압트랜스

MGT : 마그네트론 R10, R11 : 저항

Vap : 출력전압 Vbs : 바이어스전압

이를 실현하기 위한 본 발명에 따른 전자렌지의 조리부하 자동판단방법의 특징은, 전자렌지 구동시 마이크로파 발진부 양단자간의 출력전압을 검출하는 출력전압검출단계 및 상기 출력전압검출단계에 의하여 검출된 출력전압을 이용하여 조리실 내부에 투입된 조리부하를 판단하는 조리부하판단단계를 포함한다. 상기 조리부하판단단계는 상기 출력전압검출단계에 의하여 검출된 마이크로파 발진부 양단자간의 출력전압 변화를 신경망회로에 적용하여 조리실 내부에 투입된 조리부하를 판단하도록 하는 것이 바람직하다. 상기 조리부하판단단계는 상기 검출된 출력전압의 변화에 따른 패턴값을 신경망회로에 입력하는 단계와, 상기 신경망회로에 입력된 패턴값과 미리 학습된 데이터를 참조하여 소정의 함수값을 계산하는 단계 및 상기 계산된 함수값의 결과를 출력하는 단계를 포함한다. 또한, 상기 조리부하판단단계에 의하여 판단된 조리부하에 따른 조리시간 또는 조리 출력으로 자동조리를 수행하는 자동조리수행단계를 더 포함하는 것이 더욱 바람직하다.

따라서, 사용자가 조리실 내부에 투입할 조리부하를 판단하거나 이에 따른 조리시간 또는 조리출력 등을 일일이 설정할 필요가 없이, 전자렌지 자체에서 출력전압을 검출하고 특히, 이 출력전압을 신경망회로(neural network)에 적용하여 조리실 내부에 투입된 조리부하를 판단하고, 이에 따라 당해 조리물이 적정한 조리시간 또는 조리출력으로 자동 조리됨으로써, 더욱 편리하고 정확하게 음식물을 조리할 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명을 설명하기 위한 전자렌지의 제어 블록도이고, 도 2는 도 1의 일요부를 나타낸 상세 회로도이다. 도 1에서, 도면부호 100은 필터정합부이고, 110은 구동부, 120은 마이크로파 발진부, 130은 전압검출부, 140은 제어부, 150은 키입력부, 그리고 160은 디스플레이부이다. 키입력부(150)는 사용자의 조작명령을 입력받아 제어부(140)에 인가하고, 제어부(140)는 구동부(110)의 동작을 제어한다.디스플레이부(160)는 제어부(140)에 의하여 전자렌지의 동작상태를 표시한다. 마이크로파 발진부(120)는 고압트랜스(HVT)로부터 공급되는 전압으로 구동한다. 전압검출부(130)는 마이크로파 발진부(120) 출력단자의 출력전압(Vap)을 검출하고, 상기 제어부(140)는 전압검출부(130)에서 검출된 상기 마이크로 발진부(120) 출력단자의 출력전압(Vap)의 변화 패턴을 이용하여 조리실 내부에 투입된 조리부하를 판단한다. 이를 위하여 상기 제어부(140)는 전압검출부(130)에서 검출된 상기 출력전압(Vap)을 소정시간동안 입력받아 그 출력전압(Vap)의 변화 패턴에 따라 조리부하를 판단하도록 함이 바람직하다. 아울러, 상기 구동부(110)는 상기 제어부(140)에 의하여 판단된 조리부하에 따라 적정한 조리시간 또는 조리출력으로 전자렌지를 구동시킨다. 필터정합부(100)는 교류전원(AC)을 입력받아 구동부(110)에 인가하고, 마이크로파 발진부(120)에서 발생되는 고주파가 입력측 라인으로 피드백(feed back)되는 것을 방지한다.

도 2에서, 마이크로파 발진부(120)는 고압콘덴서(HVC), 고압다이오드(HVD) 및 마그네트론(MGT)으로 구성되어서 고압트랜스(HVT)로부터 공급되는 전압으로 구동한다. 전압검출부(130)는 마그네트론(MGT) 양단간의 출력전압(Vap)을 검출하는 것이 바람직하다. 이를 위하여 상기 전압검출부(130)는 상기 마그네트론(MGT)에 병렬로 연결된 적어도 하나 이상의 저항(R10)(R11)을 포함한다. 또한, 상기 전압검출부(130)는 상기 저항(R11)의 일단에 바이어스전압(Vbs)을 인가하도록 한다. 이 바이어스전압(Vbs)은 양전압(+)을 공급하는 것이 바람직하다. 미설명부호 ZD는 제너다이오드이다. 구동부(110)는 제어부(140)에 의하여 온/오프되는 스위칭용 트랜지스터(Q1)와, 이 트랜지스터(Q1)의 온/오프 상태에 따라 동작되는 릴레이(RY1)로 구성된다. 이 릴레이(RY1)는 트랜지스터(Q1)의 온/오프 상태에 따라 전류가 도통되는 릴레이코일(L1)과 릴레이코일(L1)에 의하여 온/오프되는 릴레이접점(RS1)으로 구성된다. 미설명부호 D1은 역전압방지용 다이오드이다.

도 3은 조리부하에 따른 마그네트론 일측 단자에서 검출되는 출력전압(Vap)이 시간에 따라 변화되는 것을 나타낸 그래프이고, 도 4는 신경망회로의 기본계층구조를 나타낸 도면이다. 도 3에서, 조리실에 미지의 조리물을 투입하고 전원을 인가하였을 경우, 그 조리부하에 따라 마이크로파 바린부의 출력전압(Vap)이 소정시간동안 변화되는 전압량(V1 내지 V7)을 도시하였다. 도 4에서, 신경망회로는 입력층(input layer), 은닉층(hidden layer), 출력층(output layer)에 각각의 처리요소(A)(B)(C)들이 존재하고, 각 처리요소(A)(B)(C)는 소정의 가중치를 갖는 복수의 연결선으로 연결된다.

도 5는 본 발명에 따른 전자렌지의 조리부하 자동검출방법의 바람직한 실시예를 나타낸 제어 흐름도로서, 이를 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 사용자는 조리할 조리물의 양에 따른 조리시간 또는 조리출력 등을 설정할 필요 없이 조리실 내부에 조리물을 투입시킨 후, 바로 키입력부(150)의 조작하여 전자렌지를 동작시킨다(S101∼S102). 이와 같이 키입력부(150)로부터 전자렌지의 동작명령이 입력되면, 제어부(140)는 이를 감지하여 구동부(110)를 동작시킨다. 구동부(110)는 전자렌지의 구동부하를 동작시킴과 아울러 고압트랜스(HVT)에교류전원(AC)을 인가한다. 이후, 고압트랜스(HVT)에 인가된 교류전원(AC)은 고압콘덴서(HVC) 및 고압다이오드(HVD)를 거쳐 고전압으로 변환된 후 마그네트론(MGT)에 공급된다. 마그네트론(MGT)은 상기 고전압으로 구동되어 마이크로파를 발생시킨다(S103).

이와 같은 상태에서 전압검출부(130)는 상기 마그네트론(MGT)에 병렬로 연결된 저항(R10)(R11)을 이용하여 마그네트론(MGT) 양단간의 전압(Vap)을 검출하여 마이크로파 발진부(120)의 출력전압(Vap)을 검출한다(S104). 여기서, 상기 출력전압(Vap)은 통상 음전압(-)으로 검출되므로, 상기 저항(R11)의 일단에 바이어스전압(Vbs)을 인가하여 상기 마이크로파 발진부(120)의 출력전압(Vap)을 양전압(+)으로 변환시켜 제어부(140)의 동작을 용이하게 한다. 제어부(140)는 상기와 같이 전압검출부(130)에서 검출된 출력전압(Vap)을 소정시간동안 입력받아 도 3에 도시된 바와 같이, 출력전압(Vap)의 변화(V1 내지 V7)에 따라 조리부하를 판단하도록 함이 바람직하다(S105).

여기서, 본 발명은 조리부하를 판단하기 위하여 도 4에 도시된 바와 같은 신경망회로를 적용한다. 도 4에 의하면, 신경망회로의 입력층과 출력층에 있는 처리요소(A)(C)들은 외부의 환경에 직접 연결된다. 그러나 입, 출력층 사이에 있는 은닉층에 있는 처리요소들(B)은 외부의 환경에 직접 연결되지 않는다. 각 층간의 연결 토폴로지(topology)는 완전결합 형태를 이루고 있고, 같은 평면상에 위치한 처리요소들간에 측방향 결합은 없다. 이러한 신경회로망은 비회귀적 다층구조의 완전결합망이다. 여기서, 신경망이란 인간의 뇌의 가장 기본적인 요소인 뉴런으로 이루어진 회로를 뜻한다. 뇌의 기본 단위인 뉴런은 여러 개가 상호 동작하여 출력을 나타내게 되고 이들의 집합을 신경망이라고 부르는 것이다. 이 신경망을 전기적 회로 또는 프로그램 등으로 구현한 것을 신경망회로라 하며, 이러한 신경망회로는 그 가중치의 증감을 통한 연결선의 세기 변화를 이용하여 작업을 수행하는 것으로, 그 구성 요소인 전이함수, 망의 계층 구조, 학습방법 등은 공지된 기술문헌 등을 통하여 상세히 설명될 수 있으므로 여기서 그 세세한 설명은 생략하기로 한다.

따라서, 상기 검출된 출력전압(Vap)에 따른 패턴값을 신경망회로에 입력하는 단계(S106)와, 상기 신경망회로에 입력된 패턴값과 미리 학습된 데이터를 참조하여 소정의 함수값을 계산하는 단계(S107∼S108)와, 그리고 상기 계산된 함수값의 결과를 출력하는 단계(S109)를 순차적으로 수행하여 소정의 출력값을 구한다.

또한, 제어부(140)는 상기 출력값에 따른 조리부하를 판단하고(S110), 조리부하에 따라 미리 설정된 조리시간 또는 조리출력을 이용하여 이렇게 판단된 조리부하에 해당하는 조리시간 또는 조리출력으로 구동부(110)를 동작/제어하여, 사용자가 직접 임의의 값을 입력하지 않고, 미리 설정된 적정한 조리시간 또는 조리출력으로 전자렌지를 구동시킴으로써, 더욱 편리하고 정확하게 음식물을 조리할 수 있다(S111).

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 전자렌지의 조리부하 자동판단방법에 의하면, 사용자가 조리실 내부에 투입할 조리부하를 판단하거나 이에 따른 조리시간 또는 조리출력 등을 일일이 설정할 필요가 없이, 전자렌지의 자체에서 출력전압을 검출하고 특히, 이 출력전압을 신경망회로에 적용하여 조리실 내부에 투입된 조리부하를 판단하고, 이에 따라 당해 조리물을 적정한 조리시간 또는 조리출력으로 자동 조리됨으로써, 더욱 편리하고 정확하게 음식물을 조리할 수 있는 효과가 있다.

또한, 전자렌지의 설계시 기본적인 조리물의 조리부하를 미리 설정해 둘 필요가 없으며 이에 따른 기능키들을 만들 필요가 없으므로, 부품의 절감 및 제작의 간편화로 인하여 그 생산성을 더욱 향상시킬 수 있는 다른 효과도 있다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형이 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.

Claims

전자렌지 구동시의 마이크로파 발진부의 출력전압을 검출하는 출력전압검출단계; 및

상기 출력전압검출단계에 의하여 검출된 출력전압의 패턴에 따라 조리실 내부에 투입된 조리부하를 판단하는 조리부하판단단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자렌지의 조리부하 자동판단방법.
제 1항에 있어서, 상기 조리부하판단단계는

상기 출력전압검출단계에 의하여 검출된 출력전압을 신경망회로에 적용하여 조리실 내부에 투입된 조리부하를 판단하도록 하는 것을 특징으로 하는 전자렌지의 조리부하 자동판단방법.
제 1항에 있어서, 상기 조리부하판단단계에 의하여 판단된 조리부하에 해당하는 조리시간 또는 조리출력으로 자동조리를 수행하는 자동조리수행단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자렌지의 조리부하 자동판단방법.