IT202100010328A1 - Lampada led per favorire la crescita di piante e la loro sanitizzazione - Google Patents

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Description

DESCRIZIONE
del brevetto per invenzione dal titolo:
?Lampada LED per favorire la crescita di piante e la loro sanitizzazione?
La presente invenzione ? relativa ad una lampada LED per favorire la crescita di piante e la loro sanitizzazione.
In particolare, la presente invenzione ? relativa ad una lampada LED configurata per favorire la crescita di piante e la loro sanitizzazione, del tipo utilizzato ad esempio nella coltivazione in serra.
Com?? noto, la fotosintesi clorofilliana ? il processo chimico che consente la crescita e la sopravvivenza delle piante. Attraverso questo processo, l?energia luminosa viene assorbita dai pigmenti della pianta e trasmessa a coppie specifiche della clorofilla per attivare la reazione di produzione di sostanze organiche, principalmente i carboidrati vitali, a partire dall?anidride carbonica atmosferica e dall?acqua metabolica.
La fotosintesi clorofilliana avviene sostanzialmente in due fasi: la fase luce dipendente (o fase luminosa) e la fase di fissazione del carbonio. Mentre la fase di fissazione del carbonio consiste nell?incorporazione dell?anidride carbonica in composti organici grazie all?ATP ricavato dalla fase luminosa, in quest?ultima, le molecole della clorofilla A in essa dominante, assorbono selettivamente l?energia luminosa nelle porzioni rossa e blu-violetto dello spettro visibile, attraverso una serie di pigmenti coadiuvanti, rispettivamente necessari alla fioritura e alla crescita.
Sebbene solo queste due porzioni di energia luminosa sono utili, lo spettro della luce diurna si estende in modo continuo dall?ultravioletto fino all?infrarosso, comprendendo tra questi due estremi, lo spettro della luce visibile composto dal violetto, blu, verde, giallo e rosso; spettro che inoltre, oscilla a seconda delle condizioni atmosferiche, della posizione geografica e dell?ora del giorno. Ci? spiega perch? negli ultimi anni si sono largamente diffusi sistemi di illuminazione artificiali per la coltivazione delle piante che contengono radiazioni composte prevalentemente dalle bande spettrali del rosso e blu.
Un dispositivo luminoso a LED per la coltivazione ? descritto nel documento WO2009/141287A1 che riguarda in particolare un sistema LED modulare comprendente un telaio avente una pluralit? di diodi emettitori di luce LED di almeno due colori diversi per generare luce all'interno di uno spettro di colori, detti LED essendo montati su una piastra, preferibilmente termoconduttiva, dotata di mezzi di raffreddamento. Il sistema comprende un processore per controllare una quantit? di corrente elettrica fornita alla pluralit? di LED, in modo da determinarne il colore della luce generata, e un elemento traslucido associato ai LED per diminuire o aumentare l'angolo di diffusione della luce emessa da ciascun LED. Il sistema LED ? adatto come sistema di illuminazione per piante per integrare la luce naturale.
Un ulteriore esempio ? descritto in WO2018206767 (A1) che riguarda un dispositivo emettitore di luce comprendente: una pluralit? di diodi emettitori di luce (LED) adatti per l'emissione di un'onda fotonica con una lunghezza d'onda di emissione ? inferiore a 270 nm e con un'energia maggiore di un gap ottico Eg = hc / X , la pluralit? di LED comprende un dispositivo di confinamento atto a confinare ed amplificare l'onda fotonica.
Tuttavia, seppur questi sistemi noti abbiano contribuito allo sviluppo e all?ottimizzazione della coltivazione delle piante, non sono in grado di ottimizzare la crescita e la fioritura delle piante e non presentano un?azione battericida e sanitizzante.
Scopo della presente invenzione ? fornire una lampada LED per favorire la crescita di piante e la loro sanitizzazione che garantisca una distribuzione ottimale del fascio luminoso, con un controllo preciso e in remoto dell? energia luminosa emessa e avente, quindi, caratteristiche tali da superare i limiti che ancora influenzano i sistemi precedentemente descritti con riferimento alla tecnica nota.
Secondo la presente invenzione, viene realizzato una lampada LED per favorire la crescita di piante e la loro sanitizzazione, come definito nella rivendicazione 1.
Per una migliore comprensione della presente invenzione viene ora descritta una forma di realizzazione preferita, a puro titolo di esempio non limitativo, con riferimento ai disegni allegati, nei quali:
- la figura 1 mostra una vista schematica di una lampada LED per favorire la crescita di piante e la loro sanitizzazione, secondo l?invenzione;
- la figura 2 mostra una vista schematica bidimensionale di un primo modulo LED della lampada LED per favorire la crescita di piante e la loro sanitizzazione, secondo l?invenzione;
- la figura 3 mostra un diagramma a blocchi di un apparato di controllo di fascio luminoso della lampada LED per favorire la crescita di piante e la loro sanitizzazione, secondo l?invenzione;
- le figure 4a-4b mostrano viste schematiche rispettivamente frontale e tridimensionale della lampada LED per favorire la crescita di piante e la loro sanitizzazione, secondo l?invenzione.
Con riferimento a tali figure, e in particolare alla figura 1, una lampada LED 100 per favorire la crescita di piante e la loro sanitizzazione ? mostrata, secondo l?invenzione.
Pi? dettagliatamente, la lampada LED 100 per favorire la crescita di piante e la loro sanitizzazione comprende :
- un involucro 101 con attacco a vite;
- un primo modulo LED 104 compreso nell?involucro 101 e sostenuto da un supporto 103 e comprendente una pluralit? di LED aventi azione di promozione della crescita di una pianta ;
- un secondo modulo LED 114 compreso nell?involucro 101 e sostenuto dal supporto 103 e comprendente una pluralit? di LED UVC ad azione germicida;
- un sistema di controllo 102 dell?accensione , spegnimento e intensit? del fascio luminoso emesso dal primo e dal secondo modulo LED 104,114
- un modulo ottico 105 a copertura dell?involucro 101, dell?apparato di controllo 102, del supporto 103 e del primo e del secondo modulo LED 104, 114.
Secondo un aspetto dell?invenzione la lampada LED 100 comprende un sistema di gestione remota (encoder) per la programmazione di accensione, spegnimento , timer , e intensit? luminosa della lampada LED 100 stessa.
Secondo un aspetto dell?invenzione, l?involucro 101 ? un supporto conico avente ad esempio attacco e27, attacco strisciante o altro tipo di sistema noto per l?alimentazione dalla rete elettrica.
Secondo un aspetto dell?invenzione, la lampada LED 100 comprende inoltre due alimentatori , PCB di supporto per il primo modulo LED 104 di crescita , un secondo supporto per l?alloggiamento del secondo modulo LED 114 di LED UVC, una lente 110 a occhio di libellula con lenti atte alla miscelazione del flusso luminoso.
Secondo un aspetto dell?invenzione, la lente 110 ? posta a copertura dell?involucro 101, del supporto 103 e del primo e del secondo modulo LED 104, 114, e comprende un modulo ottico 105.
Secondo un aspetto dell?invenzione, il sistema di controllo 102 ? un decoder configurato per controllare accensione e spegnimento e intensit? del flusso luminoso.
La lampada LED 100 comprende, secondo un aspetto dell?invenzione, un sistema intelligente di timer. In uso, il sistema intelligente di timer d? il comando all?encoder di inviare il segnale al decoder che alimenta i driver, tale accensione pu? essere solo per i LED della crescita 104 e/o i LED 114 UVC. Tutto questo, regolato da una logica di accensione e spegnimento e regolazione e interpolazione fra i due pcb, primo modulo LED 104 crescita e secondo modulo LED UVC 114 che favorisce la crescita fioritura e la sterilizzazione/sanitizzazione delle piante.
La luce prodotta dalla pluralit? di LED, si infrange sulla parte interna della lente 110 e dello schermo interno riflettente, ne risulta una miscelazione della luce ottimale, tale uniformit? garantisce un irraggiamento omogeneo .
Secondo un aspetto dell?invenzione, il sistema di gestione remota (encoder) ? configurato per la programmazione di accensione, spegnimento, durata (timer) ed intensit? luminosa della lampada 100.
Secondo un aspetto dell?invenzione, la lampada LED 100 comprende un supporto conico con superficie interna riflettente configurato per ottenere una miscelazione ed un irraggiamento omogeneo.
Secondo un aspetto dell?invenzione, il primo modulo LED 104, mostrato in dettaglio in figura 2, comprende un supporto PCB 104a circolare su cui trovano posto un primo gruppo di sorgenti LED 104b disposte su una prima circonferenza periferica del supporto PCB 104a e un secondo gruppo di sorgenti LED 104c disposte su una seconda circonferenza interna alla prima, di modo che il primo gruppo di sorgenti LED 104b sia concentrico al secondo gruppo di sorgenti LED 104c.
In particolare, secondo un altro aspetto dell?invenzione, entrambi il primo gruppo di sorgenti LED 104b e il secondo gruppo di sorgenti LED 104c comprendono una pluralit? di LED 106 a luce blu e una pluralit? di LED 107 a luce rossa. Pi? specificatamente, preferibilmente secondo l?invenzione, i gruppi di sorgenti LED 104b e 104c sono costituiti ciascuno da 3 LED 106 a luce blu e 12 LED 107 a luce rossa, disposti in modo tale che ogni 4 LED 107 a luce rossa vi sia 1 LED a luce blu 106, in rapporto 4:1.
Secondo un aspetto dell?invenzione, come mostrato in figura 3, l?apparato di controllo 102 comprende un trasformatore 102a, un raddrizzatore 102b, uno stabilizzatore di tensione 102c e un circuito di controllo 102d.
Durante il funzionamento, il trasformatore 102a effettua un primo adattamento della tensione elettrica di rete alla tensione di alimentazione del dispositivo 100 e, in particolare, abbassa il livello di tensione da 220 Volt a 58 Volt circa. Successivamente, attraverso il raddrizzatore 102b, ad esempio costituito da un ponte di diodi e una serie di condensatori elettrici, si trasforma la corrente alternata in corrente continua mentre attraverso lo stabilizzatore 102c si abbassa e si stabilizza la tensione da 58 Volt a 53,5 Volt, cio? il valore di funzionamento dei LED 106 e 107. A questo punto, il circuito di controllo 102d, ad esempio costituito da toroidi ferromagnetici, blocca il valore di corrente che lo attraversa ad un valore ottimale, ad esempio 0,28 Ampere.
Vantaggiosamente secondo l?invenzione, l?apparato di controllo 102 ? configurato per fornire ai LED 106 e 107 una potenza elettrica tale che i LED 106, 107 assorbano sempre lo stesso valore di corrente.
Vantaggiosamente secondo l?invenzione, l?apparato 102 ? configurato per modulare il fascio luminoso emesso dai LED 106, 107 in modo tale che sia a frequenza e intensit? luminosa costante.
Vantaggiosamente secondo l?invenzione, l?apparato 102 ? configurato per proteggere i LED 106, 107 da eventuali surriscaldamenti.
Inoltre, l?apparato di controllo 102 ? configurato per consentire un?alternanza di luce rossa e luce blu ottimizzata per favorire la crescita ma entro i limiti di una crescita troppo precoce che porterebbe ad una forma anomala della pianta, ad esempio, ottenendo una forma troppo lunga della pianta oppure troppa aperta. Infatti il rosso favorisce la produzione dell?ormone della crescita e il blu l?irrobustimento della stessa e un fiore pi? grande e con colori pi? marcati.
Secondo un aspetto dell?invenzione, il modulo ottico 105 ? configurato per concentrare e rendere omogeneo il fascio luminoso emesso dei LED 106 e 107. In particolare, come mostrato nelle figure 4a-4b, il modulo ottico 105 comprende una pluralit? di micro moduli 105a configurati per frazionare i fasci luminosi emessi dai LED 106 e 107 in una pluralit? di micro-fasci luminosi che, di conseguenza, si miscelano tra essi all?interno del modulo 105. Il modulo 105 infatti, riesce a combinare opportunamente i fasci luminosi emessi direttamente dai LED 106, 107 con i fasci luminosi riflessi all?interno dell?involucro 101. Pertanto, la lampada 100 secondo l?invenzione ? in grado garantire l?emissione di un fascio luminoso senza variazioni di frequenza, temperatura ed intensit? luminosa.
Un altro vantaggio della lampada LED 100 per favorire la crescita di piante e la loro sanitizzazione secondo l?invenzione, consiste nel fatto che ? in grado di generare un fascio luminoso nella giusta combinazione di spettro rosso e blu per la stimolazione della fotosintesi clorofilliana e quindi favorisce attraverso lo spettro rosso la produzione dell?ormone della crescita della pianta e attraverso lo spettro blu l?irrobustimento e una fioritura di maggiori dimensioni e con colori pi? forti.
Inoltre, vantaggiosamente, la lampada LED 100 secondo l?invenzione favorisce il processo della fotosintesi e quindi la produzione di ormone della crescita di una pianta, consentendo una fioritura migliore e favorendo comunque il ciclo di vita completo della pianta, negli alberi da frutto, nelle verdure di quarta gamma, etc.
Un altro vantaggio della lampada LED per favorire la crescita di piante e la loro sanitizzazione secondo l?invenzione ? che, contemporaneamente ed in maniera controllabile e programmabile, ? in grado di migliorare la crescita delle piante e di garantirne la sanitizzazione da batteri e agenti patogeni.
Infine, la lampada LED per favorire la crescita di piante e la loro sanitizzazione secondo l?invenzione ? facilmente utilizzabile e di basso costo.
Risulta infine chiaro che alla lampada LED per favorire la crescita di piante e la loro sanitizzazione qui descritta ed illustrata possono essere apportate modifiche e varianti senza per questo uscire dall?ambito protettivo della presente invenzione, come definito nelle rivendicazioni allegate.

Claims (9)

RIVENDICAZIONI
1. Lampada LED (100) per favorire la crescita di piante e la loro sanitizzazione comprendente:
- un involucro (101) ;
- un primo modulo LED (104) compreso nell?involucro (101) e sostenuto da un supporto (103) e comprendente una pluralit? di LED aventi azione di promozione della crescita di una pianta;
caratterizzato dal fatto di comprendere:
? un secondo modulo LED (114) compreso nell?involucro (101) e sostenuto dal supporto (103) e comprendente una pluralit? di LED UVC ad azione germicida;
- un sistema di controllo (102) dell?accensione , spegnimento e intensit? del fascio luminoso emesso dal primo e dal secondo modulo LED (104,114);
- una lente (110) a copertura dell?involucro (101), del supporto (103) e del primo e del secondo modulo LED (104, 114), comprendente un modulo ottico (105); - un sistema di gestione remota configurato per la programmazione di accensione, spegnimento , timer , e intensit? luminosa della lampada LED (100).
2. Lampada LED (100) secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto di comprendere un apparato di controllo del fascio luminoso emesso dal primo modulo LED (104) detto apparato di controllo comprendendo un trasformatore (102a), un raddrizzatore (102b), uno stabilizzatore di tensione (102c) e un circuito di controllo (102d).
3. Lampada LED (100) secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che l?involucro ? un supporto conico.
4. Lampada LED (100) secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto di comprendere due alimentatori , PCB di supporto per il primo modulo LED (104) di crescita , un secondo supporto per l?alloggiamento del secondo modulo LED (114) di LED UVC, e che detta lente (110) ? una lente a occhio di libellula atta alla miscelazione del flusso luminoso.
5. Lampada LED (100) secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto di comprendere un sistema intelligente di timer configurato per dare ad un encoder un comando di invio segnale al decoder che alimenta i driver, tale accensione essendo relativa al primo modulo LED (104) di LED della crescita e/o al secondo modulo LED (114) di LED UVC.
6. Lampada LED (100) secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detto primo modulo LED (104) comprende un supporto circolare (104a) alloggiante un primo gruppo di sorgenti LED (104b) disposte su una prima circonferenza periferica del supporto circolare (104a) e un secondo gruppo di sorgenti LED (104c) disposte su una seconda circonferenza interna alla prima, detto primo gruppo di sorgenti LED (104b) e detto secondo gruppo di sorgenti LED (104c) comprendendo una pluralit? di LED (106) a luce blu e una pluralit? di LED (107) a luce rossa.
7. Lampada LED (100) secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che i gruppi di sorgenti LED (104b, 104c) comprendono ciascuno almeno un LED (106) disposto ogni quattro LED (107).
8. Lampada LED (100) secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che l?apparato di controllo ? configurato per impostare il fascio luminoso emesso dai LED (106, 107) a frequenza e intensit? luminosa costante.
9. Lampada LED (100) secondo le rivendicazioni 1, caratterizzata dal fatto che il modulo ottico (105) comprende una pluralit? di micro moduli (105a) configurati per frazionare i fasci luminosi emessi dai LED (106, 107) in una pluralit? di micro-fasci luminosi.
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