Brevet FR2625066A1 — publié le 19890623

PROCEDE DE COMMANDE D'UN FOUR A MICRO-ONDES La présente invention concerne un procédé de com- mande automatique de cuisson pour un four à micro-ondes du type à plateau tournant, qui est capable de cuire automati- quement un aliment en utilisant un capteur de température qui détecte la température de l'air sortant d'une chambre de chauffage. L'invention porte plus particulièrement sur un procédé de commande automatique de cuisson qui est capa- ble de cuire automatiquement un aliment, par l'établissement d'une durée de chauffage de l'aliment à cuire, bien que la température de l'air sortant que détecte le capteur de tem- pérature oscille sous l'effet de la rotation d'un plateau tournant. De façon générale, un four à micro-ondes qui cuit un aliment de façon automatique est construit de la manière représentée sur la figure 1, et il comprend un micro-ordina- teur 1 qui commande le fonctionnement d'ensemble du four à micro-ondes, une source d'alimentation 2 qui fournit de l'énergie électrique d'alimentation sous la commande du micro-ordinateur 1, un magnétron 3 qui produit de l'énergie micro-onde lorsqu'il est alimenté par l'énergie électrique provenant de la source d'alimentation 2, une chambre de chauffage 4 qui chauffe l'aliment posé sur un plateau tour- nant 4A, au moyen de l'énergie micro-onde.que produit le magnétron 3, un ventilateur 5 qui souffle de l'air vers l'intérieur de la chambre de chauffage 4, à travers une en- tree d'air 4B, un capteur de température 6 qui détecte la température de l'air qui sort de la chambre de chauffage 4 à travers une sortie d'air 4C, et un convertisseur analogi- que/numérique 7 qui convertit en un signal numérique le si- gnal de température de l'air sortant que détecte le capteur de température 6, et qui applique le signal converti au micro-ordinateur 1. Avec le four à micro-ondes classique construit de la manière indiquée ci- dessus, lorsqu'un aliment à cuire est posé sur le plateau tournant 4A de la chambre de chauffage 4, et lorsqu'on fait démarrer une opération de cuisson auto- matique en appuyant sur un bouton de démarrage de cuisson, le micro-ordinateur 1 commence à exécuter une opération ini- tiale pendant une durée prédéterminée tl, comme le montrent les figures 2 et 3. Autrement dit, à ce moment, seul le ven- tilateur 5 est actionné pendant environ seize secondes, pour souffler de l'air vers l'intérieur de la chambre de chauffa- ge 4, par l'entrée d'air 4B, afin de permettre l'équilibrage de la température de l'air dans la chambre de chauffage 4. Le capteur de température 6 détecte la température de l'air qui sort par la sortie d'air 4C, après quoi le convertisseur analogique/numérique 7 convertit en un signal numérique le signal qui correspond à la température détectée. Dans ces conditions, lorsqu'une durée prédéterminée t1 s'est écoulée, le micro-ordinateur 1 reçoit et enregistre le signal de la température présente T1, qui est émis par le convertisseur analogique/numérique 7, après quoi le micro- ordinateur commande la source d'alimentation 2 pour actionner le magnétron afin que l'aliment qui est posé sur le plateau tournant 4A de la chambre de chauffage 4 soit chauffé par l'énergie micro-onde que produit le magnétron 3. Du fait que la température de l'air qui sort de la chambre de chauffage 4 par la sortie d'air 4C augmente progressivement sous l'ef- fet du chauffage de l'aliment, il se produit également une augmentation progressive du signal de détection de températu- re, qui est détectée par le capteur de température 6 et qui est appliquée au micro-ordinateur 1 par l'intermédiaire du convertisseur analogique/numérique 7. Au moment o l'incrément de température a atteint une valeur prédéterminée AT, c'est-à-dire lorsque la tempé- rature détectée par le capteur de température 6 s'est élevée jusqu'à une température prédéterminée T2, de façon que l'in- crément de température devienne égal à une valeur prédéter- minée t T, le micro-ordinateur 1 met fin à une première pha- se de chauffage et il commence ensuite à accomplir une se- conde phase de chauffage. En résumé, la commande automatique de cuisson classique est accomplie de la manière suivante: on mémorise une durée t2 de la première phase de chauffage; on calcule la durée t3 de la seconde phase de chauffage en multipliant la durée t2 de la première phase de chauffage par une valeur prédéterminée " qui est établie conformément à la sorte d'aliment à cuire; on chauffe un aliment en faisant fonc- tionner continuellement le magnétron 3 pendant la durée t3 de la seconde phase de chauffage; et on achève la cuisson de l'aliment en arrêtant le fonctionnement du magnétron 3 et du ventilateur 5 lorsque la durée de la seconde phase de chauffage t3 s'est écoulée. Dans un tel procédé de commande automatique de cuisson, du fait que le centre géométrique du plateau tour- nant 4A et le centre de la réponse en température de l'ali- ment à cuire ne coïncident pas précisément au cours de la rotation du plateau tournant 4A, il se produit une oscilla- tion de la caractéristique de température de l'air sortant que détecte le capteur de température 6. La figure 4 est un graphique qui montre la carac- téristique de réponse en température de l'air sortant, dans le cas de la cuisson d'une crème aux oeufs, constituée par le mélange de deux oeufs avec deux coupes de lait. Dans ces conditions, la caractéristique de réponse en température de l'air sortant présente une oscillation, la durée de la pre- mière phase de chauffage devient courte et la durée de la seconde phase de chauffage devient également courte, ce qui fait que la cuisson automatique n'est pas effectuée correcte- ment. Autrement dit, la température de l'air sortant os- cille de la manière représentée sur la figure 5, la première phase de chauffage se termine à l'instant ta au lieu de se terminer à l'instant tbl ce qui fait que la durée de la pre- mière phase de chauffage est raccourcie d'une durée prédéter- minée t1. La durée de la seconde phase de chauffage est donc également raccourcie ultérieurement, et il est donc im- possible d'effectuer correctement la cuisson automatique des aliments. L'invention a donc pour but de procurer un procédé de commande automatique de cuisson qui soit capable d'effec- tuer correctement la cuisson automatique d'un aliment, par une évaluation exacte de la durée d'une première phase de chauffage, bien que la température de l'air qui sort de la chambre de chauffage oscille sous l'effet de la rotation d'un plateau tournant. On atteint le but de l'invention indiqué ci-dessus, en déterminant si la première phase de chauffage est terminée ou non, par le calcul d'une moyenne arithmétique des températures de l'air sortant qui sont détectées au mo- ment présent et à un moment antérieur d'une durée prédétermi- née. Un aspect de l'invention porte sur un procédé de commande automatique de cuisson pour un four à micro-ondes, caractérisé en ce qu'il comprend: une opération initiale dans laquelle on équilibre la température de l'air à l'inté- rieur d'une chambre de chauffage, en actionnant seulement un ventilateur au moyen d'un micro-ordinateur; une première phase de chauffage qui comprend les étapes suivantes: on actionne un magnétron après avoir détecté la température de l'air sortant de la chambre de chauffage et avoir enregistré la température détectée, en tant que température initiale, lorsqu'une durée prédéterminée s'est écoulée depuis l'opéra- tion initiale, on détecte la température de l'air sortant, avec un intervalle de temps constant, et on enregistre la température détectée, en tant que température présente, on détermine la moyenne arithmétique de la température présente et de la température précédente qui a été détectée avant une demi-période de rotation d'un plateau tournant et qui a été enregistrée ensuite, et on accomplit la première phase de chauffage jusqu'à ce que l'augmentation de la moyenne arith- métique de la température ait atteint une valeur prédétermi- née qui est établie conformément à la sorte d'aliment; et une seconde phase de chauffage qui comprend les opérations suivantes: on détermine une durée de chauffage en multi- pliant la durée de la première phase de chauffage par une valeur prédéterminée qui est établie conformément à la sorte d'aliment, et on accomplit la seconde phase de chauffage pen- dant la durée de chauffage. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre d'un mode de réalisation, donné à titre d'exemple non limitatif. La suite de la description se réfère aux dessins annexés sur lesquels: La figure 1 est un schéma qui illustre la structure d'un four à micro-ondes classique; La figure 2 est un organigramme d'un micro-ordina- teur qui correspond à un procédé classique de commande auto- matique de cuisson; La figure 3 est un graphique qui illustre le chan- gement de la température de l'air sortant lorsqu'on utilise le procédé classique de commande automatique de cuisson; La figure 4 est un graphique qui illustre la carac- téristique de changement de température de l'air sortant dans le cas de la cuisson automatique d'un aliment; La figure 5 est un graphique qui illustre les er- reurs de la première phase de chauffage.avec le procédé classique de commande automatique de cuisson; La figure 6 est un graphique qui illustre le pro- cédé automatique de commande de cuisson de l'invention; et La figure 7 est un organigramme correspondant à un micro-ordinateur qui met en oeuvre le procédé de commande automatique de cuisson conforme à l'invention. On commencera par expliquer le procédé pour calcu- ler, par une formule numérique, la moyenne arithmétique des températures de l'air sortant qui sont détectées au moment présent et à un moment antérieur d'une durée prédéterminée. On peut représenter par l'expression numérique suivante une température qui oscille en ayant une période constante: 21V y = k. t + C + A. si-n T. t Dans cette expression, y est une température, k est un gra- dient, t est un temps, C est une constante, A est une ampli- tude et TVest une période. La moyenne arithmétique de la température à un instant arbitraire t = tll, et de la température à un ins- TV tant t = t1l 2 t qui est antérieur d'une demi-période TV/2 à l'instant arbitraire, est donnée par l'expression suivante: - [ k.t + C.A. sin -v. tll+k (tll---)+C.A.sin TV (tll--)] =i TV 'tl il 2 ÀV-ti j. r TV __ TV 2 k11 + k.(t V)+2C+A. [sin T.tll+sin 2 (t V)]] _ j. Tv 2TVi T i -2[k. tl +k. (t T + c ' 1 ' tll +1C -..-2- - =k.tl + C - k. kTV Comme le montre la formule qui précède, les tempé- Tv ratures détectées aux instants respectifs tll et tll-TV sont additionnées à la moyenne arithmétique, la partie oscilla- toire est supprimée et la température devient constante. A ce moment, une erreur E par rapport à une con- dition normale est représentée par l'expression suivante: E = k. tl + C - moyenne arithmétique =k. t1 + C -(k. t1 + C - k. T) 14 v k Tv Dans l'expression qui précède, le taux d'augmenta- tion de température de l'air sortant, c'est-à-dire le gra- dient k est très faible, mais la période de rotation du pla- teau tournant 4A, c'est-à-dire la période d'oscillation TV de la température est relativement courte, ce qui fait que l'erreur E devient faible et de l'ordre de 20% en comparai- son avec une erreur qui correspond à une oscillation de la température. La figure 7 est un organigramme correspondant à -un micro-ordinateur 1 qui fonctionne conformément au procédé de commande automatique de cuisson de la présente invention, qui accomplit une première phase de chauffage par l'obtention de la moyenne arithmétique considérée ci-dessus, et une se- conde phase de chauffage. Comme le montre le dessin, lors- qu'un utilisateur place un aliment à cuire sur le plateau tournant 4A de la chambre de chauffage 4, et lorsqu'il fait démarrer une opération de cuisson en appuyant sur un bouton de démarrage de cuisson, le microordinateur 1 effectue une opération initiale, comme il est habituel. Autrementdit, le micro-ordinateur 1 fait fonctionner seulement le ventilateur 5 pour équilibrer la température de l'air à l'intérieur de la chambre de chauffage 4, après quoi, lorsqu'une durée pré- déterminée t1 s'est écoulée, la température de l'air sortant est détectée et est enregistrée dans une mémoire MI1, et la température de l'air sortant qui est enregistrée dans la mé- moire MI1 est enregistrée dans les mémoires M1 - M5, après quoi un alie. snt est chauffé lorsque le magnétron 3 est mis en fonctionnement. Apres la mise en fonctionnement du magnétron 3, le micro-ordinateur 1 détecte la température de l'air sortant à un intervalle de temps constant, par exemple un intervalle d'une seconde, et il enregistre cette température dans la mémoire MI2, après quoi il calcule la moyenne arithmétique des températures qui sont enregistrées dans la mémoire MI et dans la mémoire M5, par la formule numérique 2(MI2 + M5), et il enregistre le résultat de l'opération dans la mémoire MI3. Ensuite, on détermine si la température de l'air sortant a augmenté ou non d'une valeur prédéterminée AT, en soustrayant la valeur enregistrée dans la mémoire MI1 de la température qui est enregistrée dans la mémoire MI3. A ce moment, si la réponse est négative, la température qui est enregistrée dans les mémoires M4 - M1 est décalée vers les mémoires M5 - M2 et est enregistrée dans ces dernières, après quoi la température de l'air sortant au moment présent, qui est enregistrée dans la mémoire MI2, est enregistrée dans la mémoire M1. Lorsqu'un nouvel intervalle de temps d'une seconde s'est écoulé, la température de l'air sortant est détectée et est enregistrée dans la mémoire MI2, après quoi la moyenne arithmétique des températures qui sont enre- gistrées dans la mémoire MI2 et dans la mémoire M5 est calcu- lée. On détermine ensuite si la température de l'air sortant a augmenté d'une valeur égale à la valeur prédéterminée A T. On répète le processus ci-dessus jusqu'à ce que la tempéra- ture de l'air sortant ait augmenté d'une valeur égale à la valeur prédéterminée A T. Ainsi, lorsque la température de l'air sortant a augmenté d'une valeur égale à AT, le micro-ordinateur 1 met fin à la première phase de chauffage. On calcule ensuite la durée de la seconde phase de chauffage t3, en multipliant la durée de la première phase de chauffage par une valeur prédéterminée ventilateur 5. Comme décrit ci-dessus, l'invention offre l'avan- tage qui consiste en ce que la cuisson automatique d'un ali- ment est effectuée de façon tout à fait correcte grâce à la précision de la première phase de chauffage. Pour l'accom- plissement de cette première phase, on détermine si la tem- pérature de l'air sortant a augmenté d'une valeur égale à une valeur prédéterminée, après avoir calculé la moyenne arithmétique des températures de l'air sortant détectées au moment présent et à un moment antérieur d'une durée pré- déterminée. Il va de soi que de nombreuses modifications peu- vent être apportées au procédé et au dispositif décrits et représentés, sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATION Procédé de commande automatique de cuisson pour un four à micro-ondes, caractérisé en ce qu'il comprend: une opération initiale dans laquelle on équilibre la tempéra- ture de l'air à l'intérieur d'une chambre de chauffage (4), en actionnant seulement un ventilateur (5) au moyen d'un micro-ordinateur (1); une première phase de chauffage qui comprend les étapes suivantes: on actionne-un magnétron (3) après avoir détecté la température de l'air sortant de la chambre de chauffage (4) et avoir enregistré la tempéra- ture détectée, en tant que température initiale, lorsqu'une durée prédéterminée (t1) s'est écoulée depuis l'opération initiale, on détecte la température de l'air sortant, avec un intervalle de temps constant, et on enregistre la tempé- rature détectée, en tant que température présente, on déter- mine la moyenne arithmétique de la température présente et de la température précédente qui a été détectée avant une demi-période de rotation d'un plateau tournant (4A) et qui *a été enregistrée ensuite, et on accomplit la première phase de chauffage jusqu'à ce que l'augmentation de la moyenne arithmétique de la température ait atteint une valeur prédé- terminée ( AT) qui est établie conformément à la sorte d'aliment; et une seconde phase de chauffage qui comprend les opérations suivantes: on détermine une durée de chauf- fage (t3) en multipliant la durée de la première phase de chauffage par une valeur prédéterminée () qui est établie conformément à la sorte d'aliment, et on accomplit la secon- de phase de chauffage pendant la durée de chauffage (t3).