KR100672342B1 - 조리기기의 온도센서회로 자동 제어방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 저온 영역과 고온 영역을 구분하여 사용하는 조리기기의 온도센서회로에 관한 것으로, 하나의 온도센서를 통해 저온 영역과 고온 영역을 구분하여 온도감지가 이루어지도록 저온 영역에 대한 온도 테이블과 고온 영역에 대한 온도 테이블을 선택적으로 사용하는 조리기기의 온도센서회로에 있어서, 진행 중이던 요리가 종료되면 현재 조리실온도를 고려하여 저온 테이블과 고온 테이블을 선택적으로 사용하는 단계; 그리고, 요리가 시작되면 현재 조리실온도와 함께 해당 요리의 기 설정된 요리온도를 고려하여 저온 테이블과 고온 테이블을 선택적으로 사용하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
따라서, 본 발명은 요리별로 기 정의된 요리온도 뿐 아니라 조리실의 고내온도를 고려하여 고온과 저온 테이블을 자동 스위칭하고 고온 테이블에 비해 해상도가 높은 저온 테이블을 최대한 활용함으로써 보다 정확한 온도 제어를 실현할 수 있다.
온도 센서 회로, 서미스터, 저온 영역, 고온 영역, 자동 스위칭

Description

조리기기의 온도센서회로 자동 제어방법{auto-control method of temperature sensing circuit in cooking machine}
도 1은 하나의 서미스터를 이용하여 저온 및 고온 영역에서 사용하는 온도 센서 회로를 도시한 회로도
도 2는 저온 및 고온 영역에서의 온도에 따른 센서 출력을 나타낸 그래프
도 3은 본 발명에 따른 조리기기에서 온도 감지회로의 자동 제어방법을 나타낸 플로우 차트
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
R1, R2: 기준저항 Q1: 트랜지스터
1: 서미스터 2: 전압 폴로어
3: 증폭기 4: 마이컴
본 발명은 온도센서회로에 관한 것으로, 보다 상세하게는 하나의 온도 센서를 이용하여 저온 영역과 고온 영역의 온도를 감지하는 조리기기의 온도센서회로 자동 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로, 조리기기는 가열원을 통해 가열된 조리실의 내부온도를 감지하기 위하여 온도 센서 회로를 이용하고 있다.
조리기기에서는 온도 검출용으로 서미스터(thermistor)를 주로 이용하게 되는데, 서미스터는 온도가 높아지면 저항값이 감소하는 NTC(negative temperature coefficient) 타입과 온도가 높아지면 저항값이 증가하는 PTC(positive temperature coefficient) 타입으로 구별된다.
도 1은 PTC 타입의 서미스터로 구성된 온도 센서 회로를 도시한 것이다.
일반적인 온도 센서 회로는, 하나의 서미스터(1)로 저온 영역과 고온 영역에서의 온도 감지가 가능한 회로로 구성된다.
도시한 바와 같이, 종래의 온도 센서 회로는; 온도변화에 따라 저항이 가변하는 서미스터(1)와, 제 1 및 제 2 기준저항(R1, R2)과, 제 2 기준저항(R2)의 연결상태를 스위칭하기 위한 트랜지스터(Q1)와, 제 1 및/또는 제 2 기준저항(R1, R2)과 서미스터(1)의 저항 값(Rth)에 대한 분압 전압을 입력받는 전압 폴로어(2)와, 상기 전압 폴로어(2)에서 출력된 전압 레벨을 증폭하기 위한 증폭기(3)와, 요리의 온도영역에 따라 상기 트랜지스터(Q1)를 제어하여 상기 증폭기(3)에서 출력된 전압레벨을 읽어 현재 온도를 판단하는 마이컴(4)으로 구성된다.
이때, 상기 전압 폴로어(voltage follower)(2)는 입력되는 분압 전압의 임피던스 영향을 줄이기 위해 사용된다.
그리고, 상기 증폭기(3)는 (1+R4/R3)의 증폭율(gain)에 따라 입력전압을 증폭한 후 마이컴(4)으로 출력한다.
이러한 구성에 의해, 상기 마이컴(4)은 수행하고자 하는 요리의 기 설정된 요리온도에 따라 저온 영역과 고온 영역을 구분하여 온도 감지를 수행한다.
먼저, 사용자가 선택한 요리의 온도가 설정온도 이하일 경우 저온 영역에 대한 전압별 온도 테이블(이하, 저온 테이블이라 칭함)을 이용하도록 출력포트(P0)를 통해 제어신호를 출력하여 트랜지스터(Q1)를 턴 온 시킨다.
이때, 상기 제 2 기준저항(R2)이 제 1 기준저항(R1)과 병렬로 연결되므로 상기 마이컴(4)은 제 1 및 제 2 기준저항(R1)(R2)의 병렬 합산 저항((R1*R2)/(R1+R2))과 서미스터(1)의 저항 값(Rth)에 의한 분압 전압을 통해 현재 온도를 판단한다.
즉, 상기 마이컴(4)은 트랜지스터(Q1)를 턴 온 시킨 후 저온 테이블을 사용하여 입력포트(P1)를 통해 입력되는 전압 레벨에 해당하는 현재 온도를 판단한다.
한편, 사용자가 선택한 요리의 온도가 설정온도 이상일 경우 고온 영역에 대한 전압별 온도 테이블(이하, 고온 테이블이라 칭함)을 이용하도록 출력포트(P0)를 통해 제어신호를 출력하여 트랜지스터(Q1)를 턴 오프시킨다.
이때, 상기 제 2 기준저항(R2)이 분리되므로 상기 마이컴(4)은 제 1 기준저항(R1)과 서미스터(1)의 저항 값(Rth)에 의한 분압 전압을 통해 현재 온도를 판단한다.
다시 말해, 상기 마이컴(4)은 트랜지스터(Q1)를 턴 오프 시킨 후 고온 테이블을 사용하여 입력포트(P1)를 통해 입력되는 전압 레벨에 해당하는 현재 온도를 판단한다.
도 2에 도시한 바와 같이, 같은 온도 레벨이라도 트랜지스터(Q1)의 온/오프에 따라 저온 테이블과 고온 테이블에서의 전압 레벨이 상당한 차이가 난다.
이때, 저온 영역의 경우 제 1 및 제 2 기준저항(R1)(R2)의 병렬 합산 저항을 이용하게 되므로 온도에 따른 센서 출력전압의 기울기가 고온 영역에 비해 상대적으로 크다.
따라서, 기준저항을 가변하여 온도변화에 따른 출력전압의 기울기를 변경함으로써 하나의 서미스터(1)만으로 저온영역과 고온영역을 구별하여 온도 감지가 가능하다.
종래의 경우 주로 고온 테이블을 이용하여 요리를 수행하나 발효나 보온(hold warm)과 같이 특별한 경우에만 저온 테이블을 사용한다.
그러나, 저온 영역에서의 센서 출력전압 기울기가 고온영역에 비해 크기 때문에 고온테이블을 이용하여 낮은 영역의 온도를 검출할 때 저온 테이블과 같은 해상도(resolution)를 가질 수 없게 된다.
즉, 요리를 시작하는 시점에 조리실의 내부온도가 낮음에도 불구하고 요리별로 기 정의된 요리온도만을 기준으로 고온 테이블을 사용하게 되므로 정확한 온도를 보증할 수 없게 된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 고온과 저온의 온도 테이블 사용을 자동적으로 제어하기 위한 온도센서회로의 자동 제어방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 요리별로 기 정의된 요리온도 뿐 아니라 현재 고내온도를 기준으로 고온과 저온 테이블을 선택하여 보다 정확한 온도 제어가 이루어지도록 하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 하나의 온도센서를 통해 저온 영역과 고온 영역을 구분하여 온도감지가 이루어지도록 저온 영역에 대한 온도 테이블과 고온 영역에 대한 온도 테이블을 선택적으로 사용하는 조리기기의 온도센서회로에서, 진행 중이던 요리가 종료되면 현재 조리실온도를 고려하여 저온 테이블과 고온 테이블을 선택적으로 사용하는 단계; 그리고, 요리가 시작되면 현재 조리실온도와 함께 해당 요리의 기 설정된 요리온도를 고려하여 저온 테이블과 고온 테이블을 선택적으로 사용하는 단계로 이루어지는 조리기기의 온도센서회로 자동 제어방법을 제공한다.
이때, 요리 종료상태에서 저온 테이블과 고온 테이블을 선택적으로 사용하는 단계는; 요리가 종료되면 현재 조리실온도를 주기적으로 읽어들이는 단계와, 상기 읽어들은 조리실온도가 제 1 설정온도(T1) 이하이면 저온 테이블을 사용하는 단계와, 상기 읽어들은 조리실온도가 제 1 설정온도(T1) 이상이면 고온 테이블을 사용하는 단계로 이루어진다.
그리고, 요리 진행상태에서 저온 테이블과 고온 테이블을 선택적으로 사용하는 단계는; 요리가 시작되면 현재 조리실온도와 해당 요리의 기 설정된 요리온도를 읽어들이는 단계와, 상기 읽어들인 현재 조리실온도가 제 2 설정온도(T2) 이하이고 동시에 상기 요리온도가 제 3 설정온도(T3) 이하이면 저온 테이블을 사용하는 단계와, 상기 읽어들인 현재 조리실온도가 제 4 설정온도(T4) 이상이고 동시에 상기 요리온도가 제 3 설정온도(T3) 이상이면 고온 테이블을 사용하는 단계와, 상기 읽어들인 현재 조리실온도가 제 2 설정온도(T2) 이상이고 제 4 설정온도(T4) 이하이면 요리가 시작되기 이전에 선택된 테이블을 그대로 유지하는 단계로 이루어진다.
따라서, 본 발명에 의하면 요리별로 기 정의된 요리온도 뿐 아니라 현재 고내온도를 기준으로 고온과 저온 테이블을 자동적으로 선택함과 아울러 보다 정확한 온도 제어를 할 수 있다.
이하 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.
본 발명은 히터 등의 열원에 의해 가열되는 조리실의 가열온도를 감지하기 위한 온도센서회로에 관한 것으로, 요리온도와 고내온도를 기준으로 고온 테이블과 저온 테이블을 자동 제어하는 알고리즘을 제공한다.
그리고, 본 발명의 온도센서 회로는 온도가 높아지면 저항값이 증가하는 PTC(positive temperature coefficient) 타입의 서미스터를 적용한 것이다.
또한, 고온영역에 대한 전압별 온도 테이블(이하, 고온 테이블이라 칭함)과 저온영역에 대한 전압별 온도 테이블(이하, 저온 테이블이라 칭함)을 구성하는데 있어, 도 2에 도시한 바와 같이 저온 전압 영역과 고온 전압 영역이 겹치는 부분("A")이 존재하도록 구성한다.
즉, "A"에 해당하는 영역의 전압-온도 값은 저온 테이블과 고온 테이블에 모 두 존재하는 것이 바람직하다.
이는, 고온에 해당하는 요리온도다 하더라도 조리실의 고내온도에 따라 해상도가 좀 더 높은 저온 영역의 테이블을 최대한 활용할 수 있도록 하는데 목적이 있다.
도 3을 참조하여, 본 발명에 따른 조리기기의 온도센서회로 자동 제어방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 알고리즘을 적용하고자 하는 온도센서회로는 도 1과 동일한 회로 구성으로 이루어지므로 동일한 구성요소에 대하여 종래와 동일한 도시부호로 표기하기로 한다.
먼저, 진행 중이던 요리가 종료된 이후에는 조리실의 고내온도를 주기적으로 읽어들이고, 상기 읽어들인 고내온도가 제 1 설정온도(T1) 이상인지 여부를 판단한다(S10)(S20).
여기서, 상기 제 1 설정온도(T1)는 저온 테이블을 최대한 이용할 수 있도록 고온 테이블과 겹치는 저온영역의 최대 온도값(예를 들어, 395℃)으로 설정하는 것이 바람직하다.
상기 판단결과(S20), 조리실의 고내온도가 제 1 설정온도(T1) 이상이면 트랜지스터(Q1)를 오프시켜 제 1 기준저항(R1)과 서미스터(1)의 저항 값(Rth)에 의한 분압 전압을 읽어들이고, 고온 테이블을 사용하여 상기 읽어들인 전압레벨에 해당하는 현재 온도를 판단하다(S30).
한편, 상기 판단결과(S20) 조리실의 고내온도가 제 1 설정온도(T1) 이하이면 트랜지스터(Q1)를 온 시켜 제 1 및 제 2 기준저항(R1)(R2)의 병렬 합산 저항((R1*R2)/(R1+R2))과 서미스터(1)의 저항 값(Rth)에 의한 분압 전압을 읽어들이고, 저온 테이블을 사용하여 상기 읽어들인 전압레벨에 해당하는 현재 온도를 판단한다(S40).
따라서, 요리가 종료된 이후의 온도제어는 고내온도 레벨을 고려하여 저온과 고온 테이블을 선택적으로 사용하게 된다.
그리고, 요리 진행이 시작되면 현재 조리실의 고내온도와 진행하고자 하는 요리의 기 설정된 요리온도를 읽어들인다.
상기 읽어들인 고내온도와 요리온도를 판단하고, 그 결과 상기 고내온도가 제 2 설정온도(T2) 이하이고 동시에 상기 요리온도가 제 3 설정온도(T3) 이하이면 저온 테이블을 이용하여 현재 온도를 판단한다(S50)(S60).
여기서, 상기 제 2 설정온도(T2)는 고온 테이블과 겹치지 않는 저온영역의 최대 온도값(예를 들어, 380℃)으로 설정하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 제 3 설정온도(T3)는 고온 테이블과 저온 테이블을 결정하는 기준온도로서, 저온 테이블을 최대한 이용할 수 있도록 고온 테이블과 겹치는 저온영역의 최대 온도값(예를 들어, 400℃)으로 설정하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 고내온도가 제 4 설정온도(T4) 이상이고 동시에 상기 요리온도가 제 3 설정온도(T3) 이상이면 고온 테이블을 이용하여 현재 온도를 판단한다(S70)(S80).
여기서, 상기 제 4 설정온도(T4)는 저온 테이블과 겹치지 않는 고온영역의 최소 온도값(예를 들어, 420℃)으로 설정하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 고내온도가 제 2 설정온도(T2) 이상이고 제 4 설정온도(T4) 이하일 경우에는 요리를 시작하기 이전에 결정된 테이블을 그대로 유지하여 사용하도록 한다(S90).
즉, 요리가 시작된 시점의 고내온도가 제 1 설정온도(T1) 이하로 냉각된 이후일 경우에는 저온 테이블을 사용하고 제 1 설정온도(T1) 이하로 냉각되기 이전에 요리가 다시 시작되면 고온 테이블을 그대로 사용한다.
따라서, 본 발명은 요리 진행 중일 때와 요리 종료 이후에도 조리실의 고내온도를 고려한 테이블 자동 스위칭 알고리즘을 적용한다.
본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 첨부된 청구범위에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명이 속한 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 변형이 가능하고 이러한 변형은 본 발명의 범위에 속한다.
상기에서 설명한 본 발명에 따른 조리기기의 온도센서회로 자동 제어방법은 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명은 요리별로 기 정의된 요리온도 뿐 아니라 조리실의 고내온도를 고려하여 고온과 저온 테이블을 자동적으로 선택함으로써 보다 정확한 온도 제어를 실현할 수 있다. 특히, 고온 테이블에 비해 해상도가 높은 저온 테이블을 최대한 활용할 수 있다.

Claims (4)

  1. 하나의 온도센서를 통해 저온 영역과 고온 영역을 구분하여 온도감지가 이루어지도록 저온 영역에 대한 온도 테이블과 고온 영역에 대한 온도 테이블을 선택적으로 사용하는 조리기기의 온도센서회로에서,
    진행 중이던 요리가 종료되면 현재 조리실온도를 고려하여 저온 테이블과 고온 테이블을 선택적으로 사용하는 단계; 그리고,
    요리가 시작되면 현재 조리실온도와 함께 해당 요리의 기 설정된 요리온도를 고려하여 저온 테이블과 고온 테이블을 선택적으로 사용하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 조리기기의 온도센서회로 자동 제어방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    요리 종료상태에서 저온 테이블과 고온 테이블을 선택적으로 사용하는 단계는;
    요리가 종료되면 현재 조리실온도를 주기적으로 읽어들이는 단계와,
    상기 읽어들은 조리실온도가 제 1 설정온도(T1) 이하이면 저온 테이블을 사용하는 단계와,
    상기 읽어들은 조리실온도가 제 1 설정온도(T1) 이상이면 고온 테이블을 사용하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 조리기기의 온도센서회로 자동 제어방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    요리 진행상태에서 저온 테이블과 고온 테이블을 선택적으로 사용하는 단계는;
    요리가 시작되면 현재 조리실온도와 해당 요리의 기 설정된 요리온도를 읽어들이는 단계와,
    상기 읽어들인 현재 조리실온도가 제 2 설정온도(T2) 이하이고 동시에 상기 요리온도가 제 3 설정온도(T3) 이하이면 저온 테이블을 사용하는 단계와,
    상기 읽어들인 현재 조리실온도가 제 4 설정온도(T4) 이상이고 동시에 상기 요리온도가 제 3 설정온도(T3) 이상이면 고온 테이블을 사용하는 단계와,
    상기 읽어들인 현재 조리실온도가 제 2 설정온도(T2) 이상이고 제 4 설정온도(T4) 이하이면 요리가 시작되기 이전에 선택된 테이블을 그대로 유지하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 조리기기의 온도센서회로 자동 제어방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 저온 테이블은 제 2 설정온도(T2) 이하의 온도범위에 대한 테이블 값으로 구성되고, 상기 고온 테이블은 제 4 설정온도(T4) 이상의 온도범위에 대한 테이블 값으로 구성되며, 상기 제 2 설정온도(T2) 이상 제 4 설정온도(T4) 이하의 온도범위에 대한 테이블 값은 고온 테이블과 저온 테이블에 공통으로 각각 포함되는 것을 특징으로 하는 조리기기의 온도센서회로 자동 제어방법.
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