KR950004795B1 - 음료용 원료배출량 자동조절장치 및 조절방법 - Google Patents

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Description

음료용 원료배출량 자동조절장치 및 조절방법

제1도는 종래 음료용 원료배출량 조절회로도.

제2도는 본 발명이 적용되는 음료제조용 기기의 외관개략도.

제3도는 본 발명의 구성블록도.

제4도는 본 발명의 주요구성부분의 제어블록도.

제5도는 본 발명의 원료배출량 조절방법의 동작순서를 도시한 플로우챠트이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 마이크로컴퓨터 2 : 키보드부

2A : 원료배출량 조절키세트 2B : 음료선택키세트

3 : 표시부 3A : 현재온도 표시부

3B : 동작상태 표시부 3C : 원료배출량 표시부

4 : 전원부 5 : 세정부

6 : 온도감지부 7 : 혼합부

8 : 재료부 9 : 물탱크부

10 : 가열부

본 발명은 자동으로 원료분말과 물을 혼합하여 음료를 제조하는 자동분말재료 혼합장치에 관한 것으로서 특히, 일반가정이나 사무실 등에 적합하도록 소형으로 제작하여 필요한 원료를 각각 다른 용기에 저장한 상태에서 사용자의 간단한 키-보드 조작에 의해 사용자가 원하는 재료를 일정량만큼 더 추가 배출시키는 것은 물론, 일정량 만큼 감소되어 배출시키도록 함으로써 사용자의 기호에 맞도록 음료제조가 가능한 음료용 원료배출량 자동조절장치 및 조절방법에 관한 것이다.

일반적으로, 예를들어 커피자동판매기에 있어서는 선 혼합시스템(pre-mix system)과 후 혼합시스템(post-mix system)으로 구분되는데, 선혼합시스템은 저장되는 원료를 미리 일정성분비로 혼합해 놓은 상태에서 온수만 별도로 공급하여 원료를 용해시키면서 투출시키는 것이고, 후 혼합시스템은 필요한 원료를 각각 다른 용기에 저장해 놓은 상태에서 사용자가 원하는 음료를 선택하면 그에 맞도록 원료를 혼합한 후 온수와 함께 용해시켜 투출되도록 하는 것이다.

그러나, 상기 선 혼합시스템은 미리 혼합된 원료에 따라 맛이 결정되므로 사용자가 원하는 맛을 매번마다 설정할 수 없는 단점이 있었고, 상기 후 혼합시스템은 운영자가 혼합비를 미리 설정해 놓기 때문에 사용자가 기호에 따라 설탕이나 프림 등을 첨가할 수 없게되어 있으므로 불특정 다수인의 각기 다른 기호에 맞는 음료를 제공할 수 없다는 단점이 있었다.

구체적인 종래의 예로서 상기 단점을 감안한 본 출원인의 선출원(실용신안등록출원 제90-12423호)인 음료의 용량조절공급장치가 있으며, 이하에서는 이에 대해 상세히 설명하기로 한다.

이는 제1도에 도시한 바와 같이, 가변저항(VR₁)의 조정에 의해 동작시간이 제한되는 타이머용 집적회로 장치(IC₁) 및 이 집적회로장치(IC₁)에 연결된 포토트랜지스터(PT₁)의 동작으로 작동되는 트라이액(T₁)과 직렬로 전원과 물 공급용 부하장치(L₁)를 구성하고, 상기 집적회로장치(IC₁)의 작동스위치(SW₁)와 연동되는 스위치(SW₂)의 작동으로 가변저항(VR₂)의 조정량만큼 동작되는 집적회로장치(IC₂)의 신호세력을 트랜지스터(TR)에 의해 증폭하여 연결된 포토트랜지스터(PT₂)의 동작으로 작동되는 트라이액(T₂)과 직렬로 전원과 원료공급용 부하장치(L₂)로 주조정장치를 구성하며, 상기 트랜지스터(TR) 출력의 일단을 스위치(SW₃)(SW₄)(SW₅)와 연결하고, 이에 연동되는 가변저항(VR₃)(VR₄)의 조정에 의해 조정된 시정수만큼 작동되는 집적회로장치(IC₃)(IC₄)와, 이 집적회로장치(IC₃)(IC₄)의 동작에 의해 작동되는 트라이액(T₃)(T₄)과 직렬로 전원과 부하장치(L₃)(L₄)를 연결하여 멀티채널(Multi-Channel)을 기동하도록 구성된 것이다.

이와같이 구성되어 있는 음료의 용량조절공급장치는 가변저항(VR₁)을 조정하면 집적회로장치(IC₁)는 스위치(SW₁)의 조작시 상기 가변저항(VR₁)과 콘덴서(C₁)에 의한 시정수(Time Constant ;τ)에 상응하는 시간동안만(τ=VR₁×C₁) 하이신호를 포토트랜지스터(PT₁)에 출력하므로 이 설정되는 시간동안만 상기 포토트랜지스터(PT₁)가 동작됨과 동시에 트라이액(T₁)이 도통되므로 물공급용 부하장치(T₁)로부터 음료제조용물이 배출되며, 원료공급용 부하장치(L₂)로부터는 음료제조용 기본원료가 배출되게 된다.

이때, 사용자가 자신의 기호에 따라 추가원료를 배출시키기 위해서는 스위치(SW₃)(SW₄)(SW₅) 및 가변 저항(VR₃)(VR₄)을 조작하여 원료공급용 부하장치(L₃)(L₄)를 구동시킴으로써 사용자의 기호에 맞도록 음료가 제조되도록 하는 것이다.

그러나, 이와같은 종래 음료의 용량조절공급장치는 물론, 사용자의 취향에 따라 원료의 배출량을 조절할 수 있는 장점은 있으나, 장치의 구성이 대체로 복합하고 원료추가배출시 사용자가 계속 스위치를 눌러야 하는 불편이 있었을 뿐만 아니라 주로 아날로그 소자로 구성되어서 내외부 온도변화에 따른 드리프트현상에 의해 자칫 오동작이 발생할 우려가 있으므로 보다 정밀한 원료배출량 제어가 불가능하다는 단점이 있었다.

따라서, 본 발명은 이와같으 종래의 여러 가지 문제점을 감안하여 이루어진 것으로서 본 발명의 목적은, 종래의 원료배출량 조절장치를 개량하여 음료제조에 필요한 원료를 각각 다른 용기에 저장해 놓은상태에서 사용자가 원하는 음료를 선택하면 그에 맞는 원료를 즉석에서 혼합하고, 사용자의 기호에 맞게 추가 또는 감소된 량으로 공급될 수 있는 원료의 량을 설정해 놓고 이 범위내에서 사용자의 취향에 맞는 원료를 조절 공급할 수 있는 음료용 원료배출량 자동조절장치 및 조절방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 간단한 키보드 조작에 의해 원료배출량이 조절됨과 동시에 조절되는 량이 디지털 동작에 의해 표시부에 표시도도록 하여 외부조작의 정확성 여부도 체크할 수 있는 음료용 원료배출량 자동 조절장치 및 조절방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 또다른 목적은 원료배출량 조절동작이 행해진 일정시간 후에는 자동적으로 본래의 셋팅된 원료량이 배출될 수 있도록 복귀시키는 음료용 원료배출량 자동조절장치 및 조절방법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 음료용 원료배출량 자동조절장치는 각기 다른 음료용 재료를 구비한 재료부와, 음료제조에 필요한 물을 저장하는 물탱크부와, 물탱크부의 물을 가열하는 가열부와, 가열부에 의해 가열되는 물의 현재온도를 감지하는 온도감지부와, 온도감지부에 의해 감지된 온도를 표시하는 표시부와, 음료선택을 하기위한 키보드부와, 키보드부에 의해 선택된 음료를 제조하기 위하여 물과 선택된 재료를 혼합하는 혼합부와, 세정부로 구성된 음료 제조장치에 있어서, 상기 키보드부, 표시부, 가열부 등을 제어하기 위한 총괄적인 제어프로그램을 저장한 마이크로컴퓨터가 구비되고, 상기 키보드부는 원료배출량 조절 및 음료선택을 위한 복수개의 키이로 구성되며, 상기 표시부에 키보드부에 의해 선택된 원료배출량에 대응하는 데이타를 외부인이 인지하도록 원료배출량 표시부가 구비된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 음료용 원료배출량 자동조절방법은 장치를 초기화하고 물탱크부에 저장된 물의 수위를 체크하며 음료제조용 물의 현재온도를 판별한 후 표시부에 표시하는 제1단계와, 제1단계에서 음료제조용 물의 온도와 수위조건이 만족되었으면 동작가램프 및 사용가램프를 점등하는 제2단계와, 원료배출량 조절동작을 위한 키이 누름이 행해지도록 마이크로컴퓨터가 원료배출량 잠금장치를 해제하여 최초셋팅된 기본적인 맛에 대응하는 데이타를 숫자로 표시부에 표시한 상태에서 사용자의 특정 맛을 위한 키이 누름이 행해지면 이를 마이크로컴퓨터가 인지하여 눌러진 상태를 표시부에 숫자로 표시하고, 구 눌러진 신호에 대응하여 환산할 수 있는 원료량을 추가로 배출하거나 감소배출토록 준비하는 제3단계와, 사용자가 원하는 음료가 선택되면, 이 음료를 제조하면서 동작중 램프를 점등시키고 일정시간이 경과되며 상기 변경된 원료배출량이 본래의 셋팅된 량만큼만 배출되도록 초기조건으로 자동복귀시킴과 동시에 이를 표시부에 표시하는 제4단계와, 일정시간 동안의 음료제조가 완료되면 동작중 램프를 소등하고 음료제조 동작을 종료하여 모든 상태를 초기조건으로 복귀시키는 제5단계로 이루어진 것을 특징을 한다.

이하, 본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

제2도는 본 발명이 적용되는 음료제조용 기기의 외관개략도, 제3도는 본 발명의 구성블록도, 제4도는 본 발명의 주요구성부분의 제어블록도, 제5도는 본 발명의 원료배출 조절방법의 동작순서를 도시한 플로우챠트이다.

제2도 내지 제4도에 있어서, 본 발명을 총괄적으로 제어하기 위하여 내부기억장치에 제어프로그램이 저장되어 있는 마이크로컴퓨터(1)를 중심으로 키보드부(2)가 접속되어 있다.

이 키보드부(2)는 원료배출량을 조절하기 위한 원료배출량 조절키세트(2A)와, 음료선택을 위한 음료선택키세트(2B)로 구성되어 있으며, 상기 원료배출량 조절키세트(2A)는 총 8개의 키이로 구성되어 통상적으로 정해지는 원료배합량을 표시하는 원료배출량 표시부(3C)상에 사용자의 키이조작에 따른 원료배출량이 표시되도록 한다.

즉, 본래 통상인이 즐겨마시는 기호등급(편의상 등급이라 칭한다)이 커피 5. 프림 5, 설탕 5로 설정되어 있다면(상기 숫자는 예를들면, 커피는 작은 스픈으로 2스픈, 프림은 작은 스픈으로 3스픈, 설탕은 작은 스픈으로 2스픈 　과 같이 정해진 것을 마이크로컴푸터(1)에 의해 제어될 수 있도록 디지털 량으로 변환되는 것이며, 이 숫자는 다른임의의 숫자로 변경표시되도록 하여도 본 발며의 범주에 속하는 것은 물론이다.)사용자의 기호가 통상적인 커피의 맛보다 진한 맛을 좋아할 경우, 키이 1을 눌러서 이를 인지한 마이크로컴퓨터(1)의 제어에 의해 재료부(8)를 통해서 그만큼의 커피분말이 추가로 배출되도록 하거나 혹은 키이 4를 눌러서 정해진 프림의 량보다 더 적게 프림이 배출되도록하면 된다.

상기 키이 1이 눌러지면 키보드 인코더(도시하지 않음)가 그 눌러진 키이에 해당하는 전기적인 신호를 발생시키게 되고, 이 전기적인 신호가 마이크로컴퓨터(1)에 입력도어 내부 제어프로그램에 따라 커피분말 배출량이 조절되도록 하는 것이다.

한편, 사용자가 통상적인 커피의 맛보다 연한맛을 즐기는 타입이라면 예를들어 커피의 키이 2를 누른다거나 혹은 프림의 키이 3을 누르면 되는 것이다.

음료선택키세트(2B)는 총 6개의 키이로 구성되어 있으며, 기기제작자의 필요성 또는 사용자의 요구 또는 전반적인 추세에 따라 기능을 추가시키거나 삭제시키는 것이 가능하다.

또한, 상기 표시부(3)는 현재의 물의 온도를 표시하는 현재 온도표시부(3A)와, 동작상태에 따른 복수기능을 표시하는 동작상태 표시부(3B)와, 원료배출량 조절키세트(2A)의 선택된 키이에 따른 원료배출량이 표시되는 원료배출량 표시부(3C)로 구성되어 있다. (6)은 온도감지부로서, 물탱크부(9)로부터 출수되어 가열부(10)에 의해 가열되는 음료제조용 물의 현재온도를 감지하여 마이크로컴퓨터(1)의 판별동작에 의해 물의 현재온도를 판단토록 하는 것이다.

미설명부호 4는 마이크로컴퓨터(1)를 포함한 본 발명의 전체구성장치에 전원(직류 또는 교류)을 공급하는 전원부이고, 5는 세정부, 7은 물탱크부(9)로부터 출수되는 물과 재료부(8)로부터 배출되는 재료(원료)를 혼합하는 혼합부이다.

한편, 상기 온도감지부(6)에 의해 감지된 온도는 마이크로컴퓨터(1)에 의해 항상 일정온도범위 이내로 조절된다.

이는 일정온도범위 이외(더 낮거나 혹은 더 높은 경우)로 벗어날 경우에는 가열부(10)를 제어하여 가열온도를 조절토록 한다.

다음에 5도의 플로우챠트를 참조하여 제2도 내지 제4도와 연관하여 설명한다.

먼저, 스텝 S₁에서는 본 발명의 제어방법이 최적조건하에서 이루어지도록 초기화동작을 수행하고, 스텝 S₂에서는 통상적인 물탱크부(9)에 저장된 음료제조용 물이 저수위인지의 여부를 체크한다.

이 체크결과, 저수위일 경우(YES일 경우)에는 음료제조가 불가능한 상태이므로 스텝 S₃에서 마이크로컴퓨터(1)는 저수위램프를 점등하여 사용자가 물탱크부(9)에 물을 보충토록 하고, 저수위가 아닐 경우(NO일 경우)에는 그대로 스텝 S₄로 나아가서 물의 온도가 일정온도 이상(예를들어 85°C 이상)인지의 여부를 판별한다.

이 판별동작은 통상적인 온도감지부(6)에 의해 감지되어 입력되는 감지값(전압치)을 A/D변환기(마이크로컴퓨터에 내장)에 의해 디지털신호로 변환한 후 이를 토대로 마이크로컴퓨터(1)에 저장된 현재 온도판별용 프로그램에 의해 판별한다.

이 결과, 물의 현재온도가 일정온도에 도달하지 않았을 경우(NO일 경우)에는 음료제조의 기본조건을 충족시키지 못했으므로 일정온도에 도달할 때까지 대기하고(가열동작),일정온도에 도달하였을 경우(YES일 경우)에는 음료제조의 기본조건인 물과 온도가 음료제조 조건에 도달된 상태이므로 마이크로컴퓨터(1)는 집적회로(IC₁)를 제어하여 동작가 램프와 사용가 램프가 점등되도록 한다.

이 동작은 스텝 S₅에서 행해지며, 물의 온도가 일정온도에 도달되었다고 판단한 마이크로컴퓨터(1)가 출력단자(0₁~0₇)를 통해서 집적회로(IC₁)에 제어신호를 송출하면 이 집적회로(IC₁)에 의해 현재온도 표시부(3A)에 상기 판별된 음료제조용 물의 현재온도를 표시하고, 동작상태 표시부(3B)의 동작가 램프와 사용가램프를 점등시키는 것이다.

이때, 상기 현재온도 표시부(3A)와 동작상태 표시부(3B)에 표시되는 숫자나 기능상태 표시는 외부인이 인지할 수 있을 정도의 밝기이면 충분하고, 발광다이오드 또는 액정표시장치이든 상관없다.

이 상태에서 스텝 S₆에서는 원료배출량 조절동작이 행해지는데 이때, 양조절 잠금스위치에 의해 잠금이 되었을 경우에는 원료량 배출조절동작은 행해지지 못하며, 양 조절잠금 스위치가 해제되어야만 원료조절이 행해질 수 있다.

상기 원료량 조절잠금스위치가 해제된 상태일 경우에는 상기 마이크로컴퓨터(1)는 일정숫자(예를들어 커피 5, 프림 5, 설탕 5, 국산차6)가 표시되도록 원료배출량 표시부(3C)를 제어한다.

이것이 곧 최초셋팅된 기본적인 맛을 낼 수 있는 원료기본 배출량을 나타내는 것으로, 마이크로컴퓨터(1)는 이 기본데이타를 토대로 추가배출 또는 감소배출량을 조절제어하는 것이다.

이에 따라, 사용자가 만일 상기 최초셋팅된 기본적인 맛보다도 좀 더 색다른 맛을 즐기려한다면(YES일 경우) 원료배출량 조절키세트(2A)의 키이(Key₁~Key₈)를 누르면 된다.

상기 키이(Key₁~Key₈)가 사용자에 의해 눌러짐에 따라, 이 눌러진 신호가 마이크로컴퓨터(1)에 입력되어서(상기 키이는 1단위씩 상승되거나 하강된다.) 내부프로그램에 따라 원료배출량이 조절되도록 한다.

이 원료배출량 조절동작은 마이크로컴퓨터(1)가 재료부(8)를 제어하여 조절하는데, 상기 마이크로컴퓨터(1)가 집적회로(IC₂)에 제어시호를 송출하면 커피, 프림, 설탕, 국산차 등 사용자가 원한 정도의 재료가 추가 또는 감소되어 배출되도록 하며, 배출량은 배출통로를 통해서 마이크로컴퓨터(1)내에 설정된 일정시간만큼만 원료가 추가로 배출되도록 배출통로를 오픈하면 되는 것이다(마이크로컴퓨터 내부의 타이머를 이용하여 카운트.) 물론, 사용자가 원료배출량 조절을 원하지 않으면(NO일 경우) 키이(Key₁~Key₈)를 누르지 않게되므로 원료배출량이 변화되지 않으며, 그대로 스텝 S₈로 나아가서 음료를 선택한다. 사용자에 의해 음료가 선택되면, 이를 마이크로컴퓨터(1)가 감지하여 동작상태 표시부(3B)의 동작중 램프를 점등시켜서 외부사용자가 인지토록 한다(스텝 S₉).

이때 물론, 제조된 음료가 배출통로를 통해서 컵으로 배출된다.

이와같은 스텝 S₉의 동작이 행해지면 이후, 스텝 S₁₀에서 원료배출량을 최초설정된 상태(기본적인 맛)로 배출시킬 수 있도록 리세트하게 되는데, 본 발명에서는 잠금장치가 해제된 상태에서 커피음료는 2초 후, 국산차음료는 1.5초 후 최초셋팅된 맛(커피 5, 프림 5, 설탕 5, 국산차 6)으로 자동 복귀되도록 설정되어 있다.

따라서, 제조된 음료가 배출되는 동안에 본래의 셋팅된 맛에 따른 원료배출량으로 복귀된다. 이는 마이크로컴퓨터(1) 내부의 타이머에 의한 카운트 동작에 의해 가능하다.

상기 스텝 S₁₀의 원료배출량 리세트 동작이 완료되면, 스텝 S₁₁에서는 동작중 램프를 소등하여 음료제조동작이 완료되었다는 것을 외부에서 인지할 수 있도록 한다. 이어서 사용자가 제조된 음료를 취식하면 되는 것이다.

이와같이 본 발명의 음료용 원료배출량 자동조절장치 및 조절방법에 의하면, 초소형으로 제조되어 일반가정 또는 사무실 등에서 간단한 키보드 조작에 의해 사용자가 원하는 음료를 기호에 맞도록 간편하게 자동으로 제조할 수있음은 물론, 시각적으로도 미려한 상황을 구성함으로써 매우 뛰어난 효과가 있는 것이다.

Claims (2)

1. 각기 다른 음료용 재료를 구비한 재료부(8)와, 음료제조에 필요한 물을 저장하는 물탱크부(9)와, 물탱크부(9)의 물을 가열하는 가열부(10)와, 가열부(10)에 의해 가열되는 음료제조용 물의 현재온도를 감지하는 온도감지부(6)와, 온도감지부(6)에 의해 감지된 온도를 표시하는 표시부(3)와, 음료선택을 하기위한 키보드부(2)와, 키보드부(2)에 의해 선택된 음료를 제조하기 위하여 음료제조용 물과 선택된 재료를 혼합하는 혼합부(7)와, 세정부(5)로 구성된 음료제조장치에 있어서, 상기 키보드부(2), 표시부(3), 가열부(10)를 제어하기 위한 총괄적인 제어프로그램을 저장한 마이크로컴퓨터(1)가 구비되고, 상기 키보드부(2)는 원료배출량을 조절하는 원료배출량 조절키세트(2A), 음료선택키세트(2B)로 구성되며, 상기 표시부(3)에 키보드부(2)을 조절하는 원료배출량 조절키세트(2A), 음료선택키세트(2B)로 구성되며, 상기 표시부(3)에 키보드부(2)에 의해 선택된 원료배출량에 대응하는 데이타를 외부인이 인지하도록 원료배출량 표시부(3C)가 추가 구비된 것을 특징으로 하는 음료용 원료배출량 자동조절장치.
2. 장치를 초기화하고 물탱크부(9)에 저장된 물의 수위를 체크하며 음료제조용 물의 현재온도를 판별한 후 현재온도 표시부(3A)에 표시하는 제1단계와, 제1단계에서 음료제조용 물의 온도와 수위조건이 만족되었으면 동작가램프 및 사용가램프를 점등하는 제2단계와, 원료배출량 조절동작을 위한 키이 누름이 행해지도록 마이크로컴퓨터(1)가 원료배출량 잠금장치를 해제하여 최초셋팅된 기본적인 맛에 대한 데이타를 숫자로 표시한 상태에서 사용자의 특정 맛을 위한 키이가 눌러지면 이 눌러진 상태를 마이크로컴퓨터(1)가 인지하여 원료배출량 표시부(3C)에 숫자로 표시하고, 그 눌러진 신호에 대응하여 환산할 수 있는 원료량을 추가로 배출하거나 감소배출토록 준비하는 제3단계와, 사용자가 원하는 음료가 선택되면 이 음료를 제조하면서 동작중 램프를 점등시키고 일정시간이 경과되면 상기 원료배출량이 변경된 상태를 본래 셋팅된 원료만큼만 배출되도록 초기조건으로 자동복귀시킴과 동시에 이를 현재온도 표시부(3A)와 동작상태 표시부(3B)및 원료배출량 표시부(3C)에 표시하는 제4단계와, 일정시간동안의 음료제조가 완료되면 동작중 램프를 소등하고 음료제조동작을 종료하여 모든 상태를 초기조건으로 복귀시키는 제5단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 음료용 원료배출량 자동조절방법.