模块化冲泡系统的制作方法

模块化冲泡系统
1.相关申请
2.本技术是于2020年6月2日提交的美国申请no.16/890,202的部分继续申请，该美国申请的全部内容通过引用并入本文


背景技术：

3.咖啡馆通常包括能够为顾客制备咖啡饮料的商用冲泡机(brewing machine)。这些咖啡馆在一天中的特定时间或随着咖啡馆的受欢迎程度的提高，会经历不同层次的消费者需求。适应不断变化的需求通常很复杂，也很难解决。
附图说明
4.图1是示出了模块化冲泡系统的实施例的示意性框图，该系统包括可操作地连接到两个冲泡塔(brew tower)模块的单个煮具和电力管理(boiler and power management)模块。
5.图2a是模块化冲泡系统的实施例的透视图，该系统包括可操作地连接到两个冲泡塔模块的单个煮具和电力管理模块。
6.图2b是模块化冲泡系统的实施例的透视图，该系统包括可操作地连接到单个冲泡塔模块的单个煮具和电力管理模块。
7.图3是模块化冲泡系统的示例性电子控制实施方式的示意性框图。
8.图4是示出了由煮具和电力管理模块的控制器实施的用于管理模块化冲泡系统的电力和操作的例程的实施例的流程图。
9.图5是模块化冲泡系统的示例性电力管理实施方式的示意框图。
具体实施方式
10.总体而言，本公开涉及一种模块化饮料制备系统(例如，模块化咖啡冲泡系统)，该系统用在为顾客制备饮料产品(例如，咖啡或茶)的商业或公共设施或场所，诸如咖啡馆、咖啡店、果汁店、冰沙店、零售店、餐厅、客厅、酒吧、食品摊等。由于随着时间的推移或在一天的不同时间，这些饮料制备场所(例如，咖啡馆或商店)变得更受欢迎，故消费者对这些场所的需求会有很大波动。饮料制备系统可包括几个部件，每个部件可能需要相对大的功率来操作。至少在某些国家中，由于操作饮料制备系统所需的功率超过了标准的110v电源插座(其为例如美国标准)所能提供的功率，因此所需的大量电力/功率可能需要安装升级的高功率(例如，220v，50a)电路/电源插座来连接到电子控制面板。如果由于消费者的需求，在单个位置(例如，单个咖啡馆或商店)需要多个常规的饮料制备系统，操作和控制每个单独的常规系统的部件所需的电力/功率可能需要每个单独的常规系统由单独的高功率电路(high-power circuit)/电源插座(outlet)来供电，因为在消费者需求高的时候，单个高功率(例如，220v，50a)电路/电源插座可能不能提供足够的电力/功率来同时为多个常规系统供电。在具有高吞吐量或高消费者需求的地方，可能必须同时操作多个冲泡系统，以防止消
费者不得不为等待太长时间来制备他们的饮料制备等待太长时间，这可能会使消费者流失。
11.由于常规饮料制备系统通常需要大量电力，因此难以适应现有零售场所消费者需求的增加，现有零售场所通常具有的现有电力基础设施不能快速或廉价地升级或改造以增加额外的电力资源(例如，额外的高功率电路/电源插座)。增加额外的电力基础设施可能需要大量的改造和翻新，这可能需要大量的费用，并且在改造和翻新期间会中断现有的业务。除了额外的电力基础设施需求之外，增加额外的独立的饮料制备机会在已经拥挤的制备区域中占据宝贵的空间。
12.根据本文所述的实施例，模块化咖啡冲泡系统在单个基础模块、装置或单元中包括煮具组件(该组件通常需要咖啡冲泡系统总功耗的很大一部分)以及模块化咖啡冲泡系统的电力管理和控制功能。该基础模块或集中式装置或单元随后能够可操作地连接到多个冲泡塔模块、装置或单元，每个冲泡塔模块、装置或单元包括咖啡冲泡系统的其余结构部件和功能(例如，料斗组件、研磨机组件、冲泡组件等)。基础模块(例如，通过煮具组件)配置成向多个咖啡冲泡塔模块供应热水，并对多个咖啡冲泡塔模块进行操作控制(包括电力管理)。由于基础模块中的集中式煮具和电力管理结构和功能，本文所述的模块化冲泡系统可仅需要使用单个高功率(例如，220v，50a)电路/电源插座来为同时运行的多个冲泡塔模块供电，这允许在不需要安装额外的高功率电路/电源插座的情况下增加输出。因此，能够避免对现有零售业务的巨大花费和干扰，并且模块化系统可容易地适应消费者需求的波动以及实体店的限制或约束。
13.根据本公开的一些实施例，模块化饮料制备系统(例如，模块化咖啡冲泡系统)可以提供以下一项或多项优势或益处：(i)满足波动的消费者需求的灵活性和适应性，(ii)减少为了满足不断增长的需求而增加额外的饮料制备设备的空间需求，(iii)降低为了适应波动的消费者需求所需的总成本、复杂性和时间，(iv)在更换或修理饮料制备设备的缺陷部件时的简易性和降低的不便性；和/或(v)减少安装额外的高功率电路的需求，特别是在已经建好的设施中，在该已经建好的设施中安装额外的高功率电路将需要大量的改造和重建，从而极大地增加了费用和对现有业务的干扰。
14.图1示出了模块化冲泡系统100的实施例的示意性框图。模块化冲泡系统100包括集中式基础模块，该基础模块包括：煮具和电力管理模块103，其配置成产生热水，并控制模块化冲泡系统100的操作和管理模块化冲泡系统100的电力，包括可操作地联接到煮具和电力管理模块103的任何(例如，一个、两个、三个、四个或更多个)冲泡塔模块102a、102b的操作和电力。煮具和电力管理模块103与冲泡塔模块102之间的可操作联接(operative coupling)可以包括通过流体导管(例如，水管)的流体联接以及通过输入/输出(i/o)端口和/或能够传输和接收数据和/或电力的通信电缆的有线通信联接。在一些配置中，通过无线通信网络的无线通信联接(例如，使用个人区域网、局域网、感应链路等)可以用来代替有线通信联接，或者作为有线通信联接的补充。无线通信可以包括通过短波长(例如，超高频(uhf)或极高频(shf))无线电波或感应线圈交换数据和/或电力。
15.基础模块，例如煮具和电力管理模块103，包括用于组合的模块化冲泡系统100的控制器105(该控制器包括并提供集中式控制和电力管理电子设备和功能)和集中式煮具组件110(由于有多个用于加热水的加热元件，该煮具组件可能需占总功耗的很大一部分)。煮
具和电力管理模块103的集中式结构和功能特征有利地允许多个冲泡塔模块102在高需求时在单个高功率电路/电源插座(例如，提供至少200v和50a的功率的电路)上同时运行，并且允许单个冲泡塔模块在低需求时运行。根据一些实施方式，冲泡塔模块无法由电源插座单独供电。
16.控制器105的控制和电力管理电子设备可以包括断路器、dc电源、印刷电路板组件或其他电路、继电器或其他电子开关装置、微控制器、专用集成电路和/或由一个或多个微控制器或处理器或电路执行的软件代码模块(诸如存储在存储器中的电力管理算法)。代码模块可以存储在任何类型的计算机可读介质或其他计算机存储设备中，诸如存储在只读存储器、闪存、随机存取存储器中等。
17.煮具组件110可以包括一个或多个煮具，煮具配置成用于产生和供应热水以制备热饮(如咖啡饮料)。煮具组件110中可以有一个、两个、三个或三个以上的煮具。每个煮具可以包括一个或多个加热元件，该加热元件配置成将流体供应管线或容器内的水加热到期望的冲泡温度(例如，190至200华氏度)并保持期望的冲泡温度。加热元件可以包括一个或多个使用电能来产生和/或去除热量的装置。例如，所述装置可以包括但不限于电阻丝、蚀刻箔、线圈、感应加热器、辐射器、热交换器、磁控管、热电装置、珀尔帖冷却器、压缩机等。煮具和电力管理模块103可以包括多个流体导管(例如，供水管)，流体导管配置成可操作地联接到冲泡塔模块102的相应流体入口。流体导管可以从冲泡系统100所在的设施或场所的中央供水系统或贮存器系统接收水。用于流体导管(例如水管)的材料可以是金属、聚合物或碳基材料。流体导管的尾端连接器可以是快速连接型连接器或螺纹连接器。煮具和电力管理模块103中的流体导管(例如，尾端连接器)和/或流体贮存器可以包括适于启动水连接的空气释放口。煮具和电力管理模块103中的流体导管(例如，尾端连接器)、流体贮存器，和/或中央系统供水出口可以包括截止阀，该截止阀适于快速切断供水，以防止在连接和断开期间滴水或漏水。
18.每个冲泡塔模块102包括(例如，主要由如下组件组成)：料斗组件115a、115b、研磨机组件120a、120b和冲泡组件125a、125b。每个料斗组件115可以包括多个料斗，用于储存不同类型的咖啡豆，以生产不同类型的咖啡饮料。在一些实施方式中，料斗组件115可以由单个料斗构成。一个或多个料斗可以是可再填充的。一个或多个料斗可以向研磨机组件120供应适量的咖啡豆。每个研磨机组件120可以配置成将咖啡豆研磨成适当的或特定的颗粒尺寸的研磨物(grounds)。然后，可以将研磨物输送到冲泡组件125，在冲泡组件中研磨物与由煮具和电力管理模块103的煮具组件110供应的热水混合。冲泡组件125可以配置成根据期望饮料的定制配方(例如，特定的冲泡持续时间、温度、压力、成分、口味等)来冲泡咖啡饮料。例如，冲泡组件125可以配置成利用施加到冲泡室的真空从研磨物和热水中提取咖啡，如申请人在商业上使用的冲泡机所实施的那样。冲泡室可以包括一个或多个加热元件，以在冲泡期间和/或分配之前加热和/或保持饮料的温度。
19.冲泡组件125可以包括一个或多个过滤器，过滤器需要定期更换(例如，在制备每份单一服务(single-serve)饮料后或在制备多份单一服务饮料后)。然后，通过分配组件(例如，喷口或龙头)将冲泡好的咖啡饮料分配到杯子或其他饮料架中。料斗组件115、研磨机组件120和冲泡组件125可以包括申请人在美国专利no.9,930,987中描述的相应组件的任何操作和/或结构特征，该美国专利通过引用并入本文。
20.根据图示实施例，冲泡塔模块102优选为不包括煮具组件110和控制器105。冲泡塔模块102的所示实施例也并非配置成以独立的方式直接连接到高功率电路，并且并非配置成直接连接到建筑物供水系统。在一些配置中，冲泡塔模块102仅从基础煮具和电力管理模块103(例如，不由单独的电路/电源插座供电)接收它们的电力和水，并且不能独立于基础煮具和电力管理模块103操作。在一些配置中，代替煮具和电力管理模块103或除了煮具和电力管理模块103之外，冲泡塔模块102可以各自包括控制器105的结构和/或功能特征中的一个、一些或全部。
21.煮具和电力管理模块103配置成通过一个或多个流体导管(例如，水管)、通信电缆(例如，数据电缆)和/或电力电缆101可操作地连接至每个冲泡塔模块102。在一些实施例中，煮具和电力管理模块103配置成通过单个水管、单个电力电缆和单个数据电缆可操作地连接到每个冲泡塔模块102。电力电缆和数据电缆可以组合成提供电力和数据传输能力的单一集成通信电缆。根据需要和/或要求，可以使用多个不同的软管或电缆。
22.煮具和电力管理模块103可以控制每个所连接的冲泡塔模块102中冲泡过程的启动。煮具和电力管理模块103和/或冲泡塔模块102可以包括用户输入部(例如，按钮、开关)，用户输入部配置成接收来自用户的用于制备所需饮料的输入(例如，关于饮料大小、饮料类型等的输入)。煮具和电力管理模块103可以包括一个或多个传感器，传感器配置成感测与传感器连接的冲泡塔模块的数量。煮具和电力管理模块103可以配置成基于所连接的冲泡塔模块的数量来管理整个模块化系统的电力，使得整个模块化系统100可在单个高功率电路(例如，至少200v的电压水平和至少50a的电流)上操作(运行)。
23.煮具和电力管理模块103以及冲泡塔模块102的质量相对较轻，因为与常规冲泡塔系统相比，每个模块中的部件较少，常规冲泡塔系统在单个组合式系统中包括煮具和电力管理模块以及冲泡塔模块的所有部件。因此，对于技术人员来说，模块化冲泡系统100的模块更容易被安装在咖啡馆或商店。例如，煮具和电力管理模块103的质量可以约为80磅，相比之下，常规的组合式冲泡系统(例如，质量的约40％)的质量约为200磅。因为系统100是模块化的，所以可相对容易地将系统100拆解成分离的模块，以便于维护和移动。此外，由于系统100是模块化的，所以该系统允许方便地移除冲泡塔模块102之一以进行维护，同时仍然保持冲泡系统就位以服务消费者。模块化允许服务技术人员将一个冲泡塔模块102替换成另一个准备好的冲泡塔模块102，以限制停机时间并避免不便和对现有业务的干扰。
24.图2a示出了模块化冲泡系统200的实施例的透视图，其中两个冲泡塔模块202a、202b可操作地联接到基础煮具和电力管理模块203。模块化冲泡系统200及其组件模块202、203可以包括上面结合图1的示意性框图描述的结构和功能特征，反之亦然。例如，如图2a和图2b所示，以及如上结合图1所述，冲泡塔模块、装置或结构单元202可以包括料斗组件215、研磨机组件220、冲泡组件225和分配组件226，每个组件可以包括外部部件和内部部件两者。图2b示出了当单个冲泡塔模块202a可操作地联接到煮具和电力管理模块203时的模块化系统200的实施例。
25.模块化冲泡系统200的设计具有长期灵活性。根据一些实施例，模块化冲泡系统200围绕煮具组件210设计，因此可以仅具有提供热水(例如，通过煮具组件210的热水龙头227)的煮具组件210，而没有任何冲泡塔模块202连接到煮具和电力管理模块203。在一些实施方式中，水压在20psi和40psi之间(在约1.4巴和2.8巴之间)。煮具组件210可以可选地包
括压力调节器。
26.煮具组件210可以配置成同时向煮具组件210的热水龙头和任何与煮具组件210连接的冲泡塔模块202(或一次向至少两个冲泡塔模块)供水。水可以以1盎司/秒与5盎司/秒之间(例如，1盎司/秒与3盎司/秒之间、2盎司/秒与4盎司/秒之间、3盎司/秒与5盎司/秒之间、1盎司/秒、1.5盎司/秒、2盎司/秒、2.5盎司/秒、3盎司/秒、3.5盎司/秒、4盎司/秒、4.5盎司/秒)的速率提供给每个冲泡塔模块(并且可选地提供给煮具组件210的热水龙头)。在一些实施方式中，煮具组件所有的歧管流体出口具有相同的流速。在一些实施方式中，根据需要和/或要求，流速可以彼此不同。煮具组件210可以可选地包括节流阀系统，以辅助控制流向不同冲泡塔模块202的不同流速。冲泡塔模块202的压力和/或流速可根据待制备的饮料类型或根据饮料内容物(例如咖啡或茶)如何输送到冲煮塔模块202而不同或调整。例如，如果饮料是用研磨物或颗粒制备的，那么压力和/或流速可以高于用包装好的过滤袋制备饮料的情况。使用过滤袋制备的饮料可以使用较低的压力和/或流速来制备，以防止过滤袋破裂。如果待制备的饮料是经过预处理的，那么压力和/或流速甚至可以低于应用于使用过滤袋制备的饮料的压力和/或流速。
27.煮具和电力管理模块203可以与逆向法式压榨系统结合使用；然而，任何需要热水的烹饪或饮料制备系统均可以附接到煮具和电力管理模块203(例如，浓缩咖啡、泡茶、汤等)。例如，煮具和电力管理模块203可以用于从新鲜固体成分(诸如柠檬、薄荷、柠檬草、黄瓜等)中提取味道，加入到液体基饮料或肉汤中。来自煮具和电力管理模块203的热水也可以用于将可溶性成分从粉末重新构成为液体形式。煮具和电力管理模块203配置成允许冲泡塔模块附接在煮具和电力管理模块外壳的任一侧(例如，竖直配置中的左侧或右侧)或者每侧附接一个冲泡塔模块。在一些实施方式中，可以连接多于两个(例如，三个或四个)冲泡塔模块。为了商店的灵活性，与图1、图2a和图2b中描述和示出的冲泡塔模块不同的其他基于液体的制备模块(例如，浓缩咖啡、泡茶、汤等)也可以与煮具和电力管理模块203连接和一起操作。
28.图3为模块化冲泡系统300(例如，本文所述的模块化冲泡系统)的电子控制和电力管理的示例性实施方式的示意性框图。为简单起见，仅示出了单个冲泡塔模块302；然而，煮具和电力管理模块303也可以控制两个或多个冲泡塔模块。模块化冲泡系统300及其组件模块302、303可以包括上面结合图1、图2a和图2b的系统100、200和模块102、103、202、203描述的结构和功能特征；反之亦然。如上所述，模块302、303可以包括具有外部部件和内部部件(例如，物理外壳和机械及电气硬件)的装置或结构单元或塔。如图所示，煮具和电力管理模块303是模块化冲泡系统300的连接到高功率电路/电源插座304的唯一模块或部件(例如，通过诸如电插头和具有适当布线的电缆的电源连接器)。根据一些实施例，冲泡塔模块不由单独的电路/电源插座(例如，高功率或低功率电路/电源插座)供电。
29.在一些配置中，煮具和电力管理模块303配置成由高功率电路304供电，高功率电路304具有至少200v(例如，208v、220v、230v、240v或更高)的电压水平和至少50a(例如，50a、100a、150a或更高)的电流水平。在一些实施方式中，电压水平的范围可以从100v到208v或者从110v到220v，电流水平的范围可以从10a到50a。在一个实施方式中，电路/电源插座304配置成提供220v和50a的电力。在其他实施方式中，根据需要和/或要求，可以使用其他电压和电流大小的组合。
30.煮具和电力管理模块303的图示的实施例包括断路器/主电力总线(circuit breaker/main power bus)305、电力转换器/电源模块(power conversion/power supply module)306、主控制器307、电子开关装置308、一个或多个煮具310、扬声器309和一个或多个输入/输出装置311(例如，触摸屏用户界面、灯和/或阀)。冲泡塔模块302的所示实施例包括电力转换器/电源模块312、冲泡室加热器313、研磨机320、电机驱动控制器314和输入/输出接口控制器316。
31.煮具和电力管理模块303的电力转换器/电源模块306以及冲泡塔模块302的电力转换器/电源模块312均与断路器/主电力总线305电连接。断路器/主电力总线305可以联接到电源连接器(power connector)(例如，电源插座插头和电缆)，电源连接器联接到高功率电路304。断路器和主电力总线305可以包括用于断路器和总线功能的独立的模块/电路，或者可以集成到单个模块中。电力转换模块306、312可以包括dc电源和/或适于将ac电力(交流电)转换成dc电力(直流电)的其他电路(例如，基于变压器的线性转换器或开关式电源、ac到dc转换器)。煮具和电力管理模块303的dc电源306向主控制器307供电，冲泡塔模块302的dc电源312向冲泡塔模块302的控制器314、316供电。
32.主控制器307与煮具和电力管理模块303的煮具310、电子开关装置308、扬声器309和输入/输出(i/o)装置311以及冲泡塔模块302的电机驱动控制器314通信联接，并向它们发送控制信号。主控制器307还与冲泡塔模块302的输入/输出接口控制器316通信联接，该输入/输出接口控制器316通过数据电缆控制输入和输出装置(例如触摸屏用户界面和显示器、传感器、以及灯)，以辅助输入/输出通信和控制。输入装置可以包括触摸屏用户界面/显示器，该触摸屏用户界面/显示器适于接收用户输入并显示文本和/或图形选项供用户选择，和/或适于输出文本/图形以供用户阅读和/或查看(例如，状态信息、警报等)。
33.电机驱动控制器314可以控制步进电机或其他电机的驱动器或在冲泡塔模块302内运行的动力机械部件。主控制器307可用于高级功能，诸如但不限于检测连接到煮具和电力管理模块303的冲泡塔模块的数量、在系统300的模块302、303之间分配电力、启动/停用煮具组件310和冲泡室加热器313的加热元件、系统间通信、安全协议等。例如，因为煮具组件310可以具有多个加热器，所以主控制器307可在与之连接的冲泡塔模块302需要更多的电力来操作时，根据需要关闭一个或多个加热器，以增加(例如，最大化)提供给与之连接的冲泡塔模块302的电力，从而增加(例如，最大化)在高峰需求期间生产的咖啡饮料的量。主控制器307可以控制水温。当水没有达到理想的冲泡温度时，主控制器307可以不允许冲泡塔模块302准备由煮具组件310分配的饮料或热水。
34.主控制器307可以通过多种方式确定冲泡塔模块302的存在。例如，主控制器302可以查询冲泡塔模块302中的电阻值，或者可以感测由冲泡塔模块302汲取的电流量。主控制器307还可以通过向冲泡塔模块302和主控制器307之间的通信链路查询响应来检测冲泡塔模块302的存在。此外，主控制器302可以感测流体导管或水连接管中的水压或流速，并可基于所感测的水压或流速来确定冲泡塔模块302的存在。
35.在一些实施例中，每个冲泡塔模块302可以包括可检测的电阻器，即使在冲泡塔模块停用时也可检测该电阻器。因此，使用欧姆表，主控制器307可以查询冲泡塔模块302的电阻值。如果所感测的电阻值满足启动系统电阻阈值(activated system resistor threshold)，则主控制器307可以确定冲泡塔模块302被可操作地连接。该过程可以重复，直
到主控制器307确定了被可操作地连接的冲泡塔模块302的数量。可基于安装在每个冲泡塔模块302上的电阻器来确定启动系统电阻器阈值。
36.在某些实施例中，煮具和电力管理模块303可以包括电流计，电流计可以用于检测从冲泡塔模块302汲取的电流量。使用电流计，如果主控制器307确定满足启动系统电流阈值，则主控制器307可以确定冲泡塔模块302被可操作地连接。如果所感测的电流不满足启动系统电流阈值，则主控制器307可以确定没有连接冲泡塔模块302。启动系统电流阈值可以基于停用时由冲泡塔模块302汲取的电流量来确定。停用时由冲泡塔模块302汲取的电流量可以在制造或安装期间设定。例如，冲泡塔模块302可以设计成汲取非常小的电流来为冲泡塔模块302的一些特征供电，即使当冲泡塔模块302停用时也如此。
37.应理解，可以使用其他方法检测冲泡塔模块302的存在。例如，在一些实施方式中，主控制器302简单地从冲泡塔模块302接收指示连接的控制信号。
38.在一些实施方式中，如果主控制器307确定冲泡塔模块302被可操作地连接或断开，主控制器307可以警告用户。主控制器307可以通过视觉和/或听觉警报(例如，光和/或声音)或电子通信(例如，通过煮具和电力管理模块303的触摸屏用户界面)来警告用户。
39.主控制器307可以在存储器中存储包含指令的电力管理算法，当执行该算法时，可有效管理从高功率电路304(例如，通过电源连接器/电力连接器，诸如适于插入电源插座的插头和电缆)接收的电力，以辅助多个冲泡塔模块302的同时操作。主控制器307管理集中式煮具组件210的加热元件的电力使用(power usage)，以及冲泡塔模块中冲泡室的加热元件和研磨机组件(例如研磨机)的电机的电力使用。集中式电力管理和模块化配置有助于以单个高功率(例如50a，220v)电路来运行模块化冲泡系统300。因为由集中式煮具和电力管理模块303的主控制器307控制电力，所以简化了包括冲泡塔模块302的组合电气系统的安全电路。根据一些实施例，通过将来自煮具组件210的多个加热元件中的一个或多个的电力分流到所连接的冲泡塔模块(例如，冲泡室加热器或研磨机电机)的电力需求，集中式电力管理允许从电源插座(例如，220v，50a高功率电路304)输出的电力最大化。
40.电子开关装置308可以包括任意数量的开关装置(例如，固态继电器组晶体管、场效应晶体管(fet)、双极结型晶体管(bjt)、机械继电器、交流三极管(triac)等))，开关装置基于从主控制器307接收的控制信号来打开和关闭煮具310、冲泡室加热器313或研磨机320的各种部件(例如，加热元件、机械元件)。主控制器307配置成接收来自冲泡塔模块302的输入，以辅助整个模块化系统300的受控电力管理(controlled power management)，包括向冲泡塔模块302提供受控电力信号(controlled power signals)。料斗315、研磨机320、煮具310和冲泡组件325可以结合本文或美国专利no.9，930,987中描述的相应料斗、研磨机、煮具、冲泡组件的功能和/或结构特征。
41.应理解，每个煮具和电力管理系统303以及每个冲泡塔模块302可以根据需要包括更少或更多的部件。在多个实施例中，控制器314、316可以实施为单个控制器或单独的控制器。各个控制器307、314、316可以使用一个或多个印刷电路板组件、微控制器、微处理器、现场可编程门阵列(fpga)、专用集成电路(asic)、可编程逻辑器件(pld)等来实施。
42.转向图4，其提供了说明由煮具和电力管理模块303的主控制器307实施的例程450的实施例的流程图，该例程用于管理与煮具和电力管理模块303可操作地联接的冲泡塔的电力和操作。在方框452，主控制器307从可操作地连接到煮具和电力管理模块303的每个冲
泡塔模块302的i/o接口控制器316接收指示电力需求或消耗的输入。在方框454，主控制器307执行电力管理算法，以基于接收的输入有效地管理整个模块化系统300的电力和操作。在方框456，主控制器307向煮具310、电子开关装置308和电机驱动控制器314产生控制信号，以控制煮具310的加热元件、冲泡室加热器313的加热元件、研磨机320的机械部件和/或其他耗电部件的操作。可以连续调整(例如，增加、减少或关闭)对各种部件的供电，以最有效地分配电力资源。
43.图5为示意性框图，示出了模块化冲泡系统的各种部件之间的输入和输出信号的示例性实施方式500，以辅助本文所述的模块化冲泡系统(例如，系统100、200、300)的控制和电力管理。电力管理方案适于帮助冲泡塔单元或模块的耗电部件与集中式煮具单元或模块之间的电力的有效管理。图5的示意框图包括主电力单元305(例如，断路器/主电力总线)和主控制器307(如图3中首次示出)。图5的示意性框图还包括对应于四个热水器和两个研磨机继电器的四个煮具继电器。继电器可以是在图3中示出并结合图3描述的电子开关装置308的部件(例如，固态继电器组)。主控制器307配置成向继电器产生控制信号，以控制煮具和电力管理模块203、303中的热水器和冲泡塔模块202、302中的研磨机电机(例如，启动、停止、调整运行参数)的运行和供电。主控制器307配置成接收来自煮具传感器的指示与煮具310相关联的操作和/或参数(例如，水温、电力需求)的输入信号。煮具传感器可以是图3中示意性示出的i/o设备311的实例。主电力单元305配置成向如图3所示的继电器和冲泡塔模块202、302的各种部件(例如，电机驱动控制器314和i/o接口控制器316)供电。如图5所示，主控制器307还配置成发送和接收来自冲泡塔模块202、302的信号，以辅助电力管理。
44.根据一些实施方式，启动煮具和电力管理模块203、303后，向煮具组件110、210、310的热水器分配电力，直至水达到所需温度(例如，所需的冲泡、烹饪、加热、沸腾或阈值温度，由图5所示的煮具传感器确定)。在热水器达到期望的温度之后，可以将电力分流到连接到煮具和电力管理模块的任何冲泡塔模块中的冲泡室加热器。在稳定状态下，可以根据需要向煮具和电力管理模块的煮具组件中的一个或多个热水器供电，以将水温保持在期望的温度。在任何连接的冲泡塔模块中，也可以根据需要向冲泡室加热器供电。
45.在冲泡操作过程中，可将电力分流至任何所连接的冲泡塔模块的已启动的研磨机组件以冲泡饮料(如咖啡)。当任何研磨机组件处于启动状态以节省电能时，煮具组件中的冲泡室加热器和热水器的电力可以被切断。主控制器307可以配置成如果水和冲泡室不处于期望的冲泡温度，则延迟冲泡。主控制器307可以停用或禁用煮具和电力管理模块的分配组件或热水龙头227，直到煮具组件的所有煮具都达到期望的温度。一旦热水可用，制备的饮料(例如咖啡)可以由一个或多个冲泡塔模块分配。冲泡操作可以优先于通过热水龙头227分配热水，使得在冲泡操作期间热水不会通过热水龙头227分配。
46.总结语
47.尽管本文主要针对咖啡冲泡系统和咖啡馆或商店环境进行描述，但应理解，本文所述的实施例可广泛应用于模块化烹饪/饮料制备系统，该系统管理电力并提供某些需要大量电力的集中式结构和功能。如本文所用，术语“饮料”除了具有其普通含义之外，还可以包括具有流动性的任何液体或基本上液体的物质或产品，诸如果汁、咖啡饮料、茶、冷冻酸奶、啤酒、葡萄酒、鸡尾酒、利口酒、烈性酒、苹果酒、软饮料、调味水、能量饮料、汤、肉汤、上述的组合等。
48.本文使用的术语“模块”不应解释为要求实施为基于纯软件的代码模块，而是如本文所示和所述，可代表能够模块化组装(例如，物理、电气和/或通信联接)至另一物理单元或结构基础部件的物理单元或结构模块化部件。例如，本文所述的煮具和电力管理模块以及冲泡塔模块可以包括模块化结构装置或塔，这些模块化结构装置或塔包括本文所述的外壳和内部结构部件。
49.本文所述的所有过程可以通过由一台或多台专用计算机或处理器执行的软件代码模块实现，并完全自动化。代码模块可以存储在任何类型的计算机可读介质或其他计算机存储设备中。作为选择，一些或所有方法可以在专用计算机硬件中实现。此外，本文提到的组件可以用硬件、软件、固件或其组合来实现。软件模块可以驻留在ram存储器、闪存、rom存储器、eprom存储器、eeprom存储器、寄存器、硬盘、可移动磁盘、cd-rom或本领域已知的任何其他形式的非暂时性计算机可读存储介质中。示例性存储介质可以联接到处理器，使得处理器可以从存储介质读取信息以及向存储介质写入信息。作为选择，存储介质可以集成到处理器中。处理器和存储介质可以驻留在asic中。asic可以驻留在用户终端中。作为选择，处理器和存储介质可以作为离散部件驻留在用户终端中。
50.除非另有明确说明，否则条件用语诸如“能够”、“能”、“可能”或“可以”等在上下文中理解为一般用于表达某些实施例包括，而其他实施例不包括，某些特征、元件和/或步骤。因此，这种条件语言通常不旨在暗示一个或多个实施例以任何方式需要这些特征、元件和/或步骤，或者一个或多个实施例必须包括用于在有或没有用户输入或提示的情况下决定这些特征、元件和/或步骤是否被包括在任何特定实施例中或将在任何特定实施例中执行的逻辑。
51.除非另有明确说明，否则连接用语诸如短语“x、y和z中的至少一个”等在上下文中理解为通常用于表达项目、术语等可以是x、y或z。因此，这种连接语言通常不旨在暗示某些实施例需要存在x中的至少一个、y中的至少一个和z中的至少一个。
52.结合附图描述了一些实施例。然而，附图不是按比例绘制的。距离、角度等仅仅是说明性的，并不一定与所示装置的实际尺寸和布局有精确的关系。可以添加、删除和/或重新布置部件。此外，本文结合多个实施例公开的任何特定特征、方面、方法、性质、特征、质量、属性、元件等可以用于本文阐述的所有其他实施例中。
53.本文所述和/或附图所示流程图中的任何过程描述、元件或块应理解为潜在代表模块、区段或代码部分，这些代表模块、区段或代码部分包括用于实施过程中特定逻辑功能或元件的一个或多个可执行指令。替代实施方式包括在本文描述的实施例的范围内，其中元件或功能可以被删除、不按所示或所讨论的顺序执行，如本领域技术人员将理解的，包括根据所涉及的功能基本上同时或按相反顺序执行。此外，在某些实施例中，动作或事件可以同时执行，例如通过多线程处理、中断处理或多个处理器或处理器核或在其他并行架构上，而不是顺序执行。此外，不同的任务或过程可以由可以一起工作的不同机器和/或计算系统来执行。在一些实施例中，云计算环境中的执行支持同时计算多个条件。
54.结合本文公开的实施例描述的各种说明性逻辑方框和示意性方框以及算法可由机器实施或执行，该机器诸如为处理器、数字信号处理器(dsp)、专用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(fpga)或其他可编程逻辑装置、离散门或晶体管逻辑、离散硬件部件或设计用于执行本文所述功能的任何组合。处理器可以是微处理器，但是作为选择，处理器可以是
控制器、微控制器或状态机、它们的组合等。处理器也可以实施为计算设备的组合，例如dsp和微处理器的组合；多个微处理器、一个或多个微处理器与dsp内核的结合；或者任何其他这样的配置。计算环境可以包括任何类型的计算机系统，包括但不限于基于微处理器的计算机系统、大型计算机、数字信号处理器、便携式计算设备、个人管理器、设备控制器和设备内的计算引擎，等等。
55.在一些实施例中，模块化冲泡系统包括以下一个或多个装置：用于加热水的装置(例如，煮具组件)、研磨咖啡豆的装置(例如，研磨机组件)、储存咖啡豆的装置(例如，一个或多个料斗)、使用研磨物和热水冲泡咖啡饮料的装置(例如，包括冲泡室的冲泡组件)、分配冲泡好的咖啡饮料的装置(例如，龙头或喷口)、管理模块化冲泡系统的电力的装置(例如，控制器或处理器)等。
56.在一些实施例中，模块化冲泡系统包括各种特征，这些特征表现为单个特征(与多个特征相反)。例如，在一个实施例中，该系统包括单个冲泡塔模块、单个料斗、单个煮具等。在替代实施例中提供了多个特征或部件。
57.应强调的是，可对上述实施例进行多种变更和修改，其元件应理解为可接受的示例等。所有这些修改和变更都旨在包括在本公开的范围内。