KR960014615B1 - 신경망 인공지능 제어를 이용한 전기 보온밥솥의 제어방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

신경망 인공지능 제어를 이용한 전기 보온밥솥의 제어방법

제1도는 종래의 제어방법을 설명하기 위한 전력제어 그래프이고,

제2도는 본 발명의 방법이 적용되는 전기 보온밥솥의 구조 설명도이며,

제3도는 본 발명의 방법을 실현하는 제어회로도이고,

제4도는 본 발명의 플로우 차트이며,

제5도는 본 발명의 방법에 적용되는 16분의 듀티사이클을 설명하기 위한 설명도이고,

제6도는 (a)(b)는 제1,2센서에 의해 검출되는 온도에 따라 제어되는 전력공급 펄스열을 설명하기 위한 그래프이며,

제7도는 본 발명의 방법에 의해서 실현되는 계단식 전력제어를 설명하기 위한 그래프이고,

제8도는 취반량에 따라 변이되는 판정온도를 설명하기 위한 그래프이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 오븐 2 : 제1센서

3 : 제2센서 4 : 마이컴

5,6 : 제1,2저항수단 7 : 히터

VR : 가변저항 R1,R14 : 바이어스 저항.

본 발명은 전기 보온밥솥의 제어방법에 관한 것으로, 특히 온도감지센서를 다수개 설치하고 세분화된 계단식의 전력 가변제어에 의해 시스템을 동작시키도록 함으로써, 취사 선택모드에 따라 정밀한 신경망 인공지능 전력제어를 수행할 수 있도록된 전기 보온밥솥의 제어방법에 관한 것이다.

종래 전기 보온밥솥의 제어방법은 먼저, 취사메뉴가 설정될 경우 마이컴이 히터를 동작시켜 취반동작을 시작하게 되고 또한 시스템의 하부에 설치되어 있는 온도센서를 통해 오븐의 온도를 계속 검출하게 된다.

그리고 그 검출한 온도 데이터를 기 설정되어 있는 기준데이터와 비교판단하고, 그 판단결과 검출온도 데이터가 기준 데이터보다 클 경우는 제1도의 b부분과 같은 계단식의 전력 투입방식으로 히터의 인가전력을 낮추어 공급하게 된다.

한편, 상기 비교판단 단계 중에 판단한 결과 검출된 오븐의 온도가 기준 데이터 보다 작을 경우는 제1도의 b부분과 같이 현재 히터에 공급되고 있는 전력을 그대로 계속 인가시키게 된다. 그리고, 상기와 같은 과정을 설정 프로그램에 따라 계속 반복 수행하게 되면 설정된 메뉴의 밥을 얻을 수 있게 된다.

그러나 상기와 같은 종래 전기 보온밥솥의 제어방법은 취사시 히터의 전력공급을 상기 제1도에 도시된 바와 같이 검출온도에 따라 계단식으로 인가하게 되므로 오븐에 가해지는 히터의 열이 불연속적으로 가해지게 되어 그에 따라 밥이 설거나 또는 질게되는 경우가 빈번히 발생되었고, 또한 취사기능이 단지 온도검출 비교기능으로만 동작되므로 그에 따라 취사 상태의 최적성이 저하되는 문제점이 발생되었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 제반 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 온도 감지센서를 다수개 설치하고 그 검출되는 온도 데이터 및 취사모드별 설정시간에 따라 세분화된 계단식의 전력 가변제어에 의해 시스템을 동작시키도록 함으로써, 취사 선택모드에 따라 정밀한 신경망 인공지능(NEURO FUZZY) 전력제어를 수행할 수가 있음은 물론 취사조건에 따라 취사 상태를 적절히 조절할 수 있게 되므로 그에 따라 취사 상태의 최적성도 얻을 수 있도록 된 전기 보온밥솥의 제어 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 시스템을 초기화시키고 취사 모드중의 하나를 설정하는 단계와, 오븐을 듀티사이클로 예열시키는 예열단계와, 이렇게 예열되는 오븐의 온도를 제1기준값 및 제2기준값과 비교하여 판단하는 비교 판단 단계, 제1센서 및 제2센서에 의하여 감지된 예열된 오븐의 온도가 제1기준값 및 제2기준값 이하인 경우에는 전력을 계속 공급하고(ON state) 예열된 오븐의 온도가 제1기준값 및 제2기준값 이상인 경우에는 전력 공급을 차단하는(OFF state) 온/오프 전력 제어단계, 이렇게 가열된 오븐의 온도가 취반상태 판정개시 온도에 도달되었을때 취사모드에 따라 기설정된 설정 시간(TG)에 도달되었는지를 판단하는 취사모드시간 판단 단계, 이 취사모드 시간 판단 단계 중에 판단한 결과 현지시간이 취사모드에 따른 설정시간에 도달되었을 경우는 설정된 취반 종료온도를 판단하는 취반 종료온도 판단 단계와, 이 취반 종료온도 판단 단계중에 판단한 결과 현재의 온도가 설정된 취반 종료온도에 도달되지 않았을 경우 시간 및 가열 데이터에 따라 취반상태를 보정 제어하는 취반상태 보정제어 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 방법이 적용되는 제어회로를 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명한다.

본 발명의 방법이 적용되는 제어회로는 제2,3도에 도시된 바와 같이 오븐(1)의 상부측에 설치되어 그 주변의 온도를 검출하는 제1센서(2)와, 상기 오븐(1)의 하부측에 설치되어 그 주변의 온도를 검출하는 제2센서(3)와, 그리고 상기 센서들(2,3)을 통해 검출된 온도 데이타를 근거로 취사 상태를 계속 비교 판단하고 그 판단된 결과에 의해 세분화된 전력 가변제어를 수행시키는 신경망 인공지능(NEURO FUZZY) 마이컴(4)으로 이루어져 있다.

또한, 상기 신경망 인공지능(NEURO FUZZY) 마이컴(4)의 Comp A 단과 Comp B 단은 병렬 연결되어 가변저항(VR)에 연결되어 있고, 이 가변저항(VR)의 양단에는 바이러스 저항(R1,R2)들이 각각 연결되어있다.

그리고 상기 신경망 인공지능(NEURO FUZZY) 마이컴(4)과 제1,2센서(2,3) 사이에는 바이어스 작용을 하는 제1,2저항수단(5,6)이 각각 연결되어 있는데, 이때 이 제1,2저항수단(5,6)에는 저항값이 서로 다른 저항들(R3-R14)이 각각 병렬 연결되어 있다.

여기서, 상기 제1,2센서(2,3)와 저항(R1)과 마이컴(4)의 VDD단에는 바이어스 전압(VDD)이 연결되어 있다.

다음에는 상기와 같은 제어회로에 적용되는 본 발명의 제어방법을 설명한다.

본 발명의 제어방법은 제4도에 도시된 바와 같이 먼저 신경망 인공지능(NEURO FUZZY) 마이컴(4)이 시스템을 초기화시키고 다음 단계에서 취사 모드가 설정되면 제5도에 도시된 바와 같은 16분의 듀티사이클로 오븐(1)을 예열한다.

즉 사용자가 취사모드를 보통밥으로 설정해 주게되면 신경망 인공지능(NEURO FUZZY) 마이컴(4)이 히터를 7(Sec)는 온(on)시키고 9(Sec)는 오프(off)시키게 되고, 된밥을 설정하였을 경우는 15(Sec)는 온(on) 1(Sec)는 오프(off), 진밥을 설정하였을 경우는 4(Sec)는 온(on) 12(Sec)는 오프(off), 그리고 김밥을 설정하였을 경우는 8(Sec)는 온(on) 8(Sec)는 오프(off)시키게 한다.

다음 비교 판단 단계에서 오븐(1)의 현재 온도를 검출하고 그 검출된 온도 데이터를 상위 레벨로 설정되어 있는 제1기준값(A1)과 하위 레벨로 설정되어 있는 제2기준값(A2) 사이에 있는지를 비교 판단한다.

그리고, 상기 단계에서 판단한 온도 데이터 값이 상기 제1,2기준값들(A1,A2)보다 작은 경우는 현재 공급되고 있는 전력을 계속 공급하게 되고 그 판단 결과 온도 데이터 값이 상기 제1,2기준 전압값들(A1,A2)사이보다 클 경우는 제6도(a)(b)에 도시된 바와 같이 그 설정된 온도범위의 펄스를 오프(off)시킨다. 예컨대, 상기 단계에서 검출된 온도 데이터 값이 제6도에 도시된 P9의 값이면 이 P9범위에 설정된 전력값을 오프(off)시킨다.

따라서, 상기와 같은 과정을 P9부터 P1까지 차례대로 계속 반복하게 되면 제7도에 도시된 바와 같이 거의 연속적으로 계단식 전력제어를 수행하게 되는데, 이때, 종래 히터의 전력 공급은 66[w]정도의 큰 전력조절 범위로 제어되므로 정확한 취반제어를 할 수 없지만 상기와 같은 방식으로 전력을 제어하게 되면 계단식 전력조절범위가 약 7[w] 정도로 세분화 되므로 그에 따라 오븐(1)을 정확히 제어할 수 있다.

즉, 히터(7)가 오븐(1)를 가열함에 따라 이 오븐(1)의 온도가 게속 증가하게 되므로 제1,2센서(2,3)가 이 열을 감지하게 되는데, 이때 이 제1,2센서(2,3) 즉 써미스터는 부성저항특성을 가지고 있는 반도체 소자이므로 그 내부 저항값이 떨어지게 되고 그에 따라 바이어스 전압에 그 변이된 저항값 만큼 제1,2저항수단(5,6)를 통해 신경망 인공지능(NEURO FUZZY) 마이컴(4)으로 전류가 더 흐르게 된다.

또한, 상기 바이어스 전압(VDD)은 가변저항(VR)를 거쳐 신경망 인공지능(NEURO FUZZY) 마이컴(4)의 Comp A 단과 Comp B 단으로도 인가되게 되므로 신경망 인공지능(NEURO FUZZY) 마이컴(4)에서는 이들 입력(Comp A 단과 Comp B 안으로 들어오는 입력)과 상기 제1,2저항수단(5,6)를 통해 형성된 전압차를 비교 판단하고 그 판단된 결과에 의해 전체 오븐(1)의 온도를 판단하여 그에 맞는 적절한 전력을 히터(7)로 공급하게 된다.

한편, 취반상태 판단 단계에서는 현재의 온도가 취반상태 판정개시 온도 F(제6도의 P4)에 도달되었는지를 비교 판단한다. 그리고 그 판단결과 취반상태 판정개시온도(제6도의 P4)에 도달되지 않았을 경우는 전단계 동작을 계속 반복하게 되고, 그 판단결과 취반상태 판정개시온도에 도달되었을 경우는 취반종료 온도 판단 단계로 진행하게 되는데, 이때 내부 타이머를 통해 현재의 시간이 설정되어 있는 취사온도 즉, 보통밥, 된밥, 진밥, 그리고 김밥 등의 설정시간에 도달되었는지를 판단한다. 예컨대, 보통밥이 설정되었을 경우는 내부 타이머를 통해 TG(=취반상태 판단개시온도에서 취반상태 판단종료(P11)까지의 시간)가 582초에서 부터 610초 사이에 도달되었는지를 판단하고 그 판단결과 설정된 시간에 도달되지 않았을 경우는 전 단계의 가열동작을 계속 수행한다. 또한 그 판단결과 설정된 시간에 도달되었을 경우는 취반종료온도 판단 단계로 진행한다.

그리고 다음 단계에서 제3도에 도시된 바와 같이 제1,2센서(2,3)를 통해 오븐(1)의 현재 온도를 판단하게 되고 그 판단결과 설정된 취사종료 온도에 도달되었을 경우 예컨대 제8도의 a처럼 취반량이 적은 경우는 뜸들이는 단계로 진행한다.

그러나 그 판단결과 검출온도가 취반종료 온도에 도달되지 않았을 경우는 제8도에 도시된 a, b와 같이 취반량의 경중에 따라 온도 상승시간이 차이가 나므로 그 차이점과 비례되는 시간 및 가열 데이터에 따라 취반상태를 보정 제어하게 된다.

한편 뜸들이는 단계에서는 설정된 온도와 시간에 따라 휴지, 추가 가열, 약한 화력 등의 사이클로 세분화된 계단식의 전력제어로 뜸을 들이게 되므로 요구된 취사모드의 밥을 얻게된다.

그러므로 본 발명의 제어방법에 의하면 취사모드 예컨대, 된밥, 보통밥, 진밥, 김밥 등을 지을때 사용자가 임으로 물을 조정하여 취반시킬 필요가 없이 취반전에 원하는 취사모드만 설정해 주면 간편히 얻을 수 있다.

이상 설명에서와 같이 본 발명은 온도감지센서를 다수개 설치하고 세분화된 계단식의 전력 가변제어에 의해 시스템을 동작시키도록 함으로써, 취사선택모드에 따라 정밀한 전력제어를 수행할 수 있음은 물론 취사조건에 따라 취사 상태를 적절히 조절할 수 있게 되므로 그에 따라 취사 상태의 최적성도 얻을 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 시스템을 초기화시키고 취사 모드중의 하나를 설정하는 단계와, 오븐을 듀티사이클로 예열시키는 예열단계와, 이렇게 예열되는 오븐의 온도를 제1기준값 및 제2기준값과 비교하여 판단하는 비교 판단 단계, 제1센서 및 제2센서에 의하여 감지된 예열된 오븐의 온도가 제1기준값 및 제2기준값 이하인 경우에는 전력을 계속 공급하고(ON state) 예열된 오븐의 온도가 제1기준값 및 제2기준값 이상인 경우에는 전력 공급을 차단하는(OFF state) 온/오프 전력 제어단계, 이렇게 가열된 오븐의 온도가 취반상태 판정개시 온도에 도달되었을 때 취사모드에 따라 기설정된 설정 시간(TG)에 도달되었는지를 판단하는 취사모드시간 판단 단계, 이 취사모드시간 판단 단계 중에 판단한 결과 현재시간이 취사모드에 따른 설정시간에 도달되었을 경우는 설정취반 종료온도를 판단하는 취반종료 온도 판단 단계와, 이 취반종료 온도 판단계중에 판단한 결과 현재의 온도가 설정된 취반종료온도에 도달되지 않았을 경우 시간 및 가열 데이터에 따라 취반상태를 보정 제어하는 취반상태보정 제어단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 신경망 인공지능 제어를 이용한 전기보온밥솥의 제어방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 예열 단계가 16분의 듀티사이클을 수행하면서 설정된 취사모드에 따라 히터의 전력을 각각 다르게 온/오프 제어하는 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 전기 보온밥솥의 제어방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 온/오프 전력제어단계가 검출된 온도 데이터값의 범위에 따라 세분화된 전력 펄스열을 연속적으로 오프(off) 시키는 계단식 전력제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 전기 보온밥솥의 제어방법.