ITBO20010550A1

ITBO20010550A1 - Dispositivo e metodo di irrigazione automatica

Info

Publication number: ITBO20010550A1
Application number: IT2001BO000550A
Authority: IT
Inventors: Nora Paolo De
Original assignee: Den Di De Nora Paolo
Priority date: 2001-09-14
Filing date: 2001-09-14
Publication date: 2003-03-14
Also published as: ITBO20010550A0; WO2003024198A1

Description

DISPOSITIVO E METODO DI IRRIGAZIONE AUTOMATICA.

DESCRIZIONE DELL'INVENZIONE

La presente invenzione s’inquadra nel settore tecnico dei dispositivi e metodi per l'irrigazione, più precisamente l’invenzione si riferisce ad un dispositivo ed un metodo di irrigazione automatica per giardini, orti e terrazzi ed agricoltura.

Sono noti dispositivi di irrigazione automatica costituiti essenzialmente da una centralina di controllo che comanda una valvola di irrigazione alimentata idraulicamente dalla rete idrica. La centralina, comprende un temporizzatore che controlla la frequenza ed i tempi di apertura e chiusura della valvola di erogazione sulla base delle regolazioni di tempi che devono essere preventivamente impostati e memorizzati in essa. Tali impostazioni temporali dipendono da una molteplicità di fattori quali la tipologia di irrigazione, la configurazione dell’impianto, la stagionalità le condizioni climatiche medie dell’area da irrigare che devono essere conosciute e correttamente tenute in considerazione dall’addetto alla regolazione del dispositivo.

Il principale svantaggio di tali dispositivi e metodi noti consiste nel fatto che i tempi e la frequenza di irrigazione dell’impianto devono essere impostati e variati manualmente operando direttamente sull’interfaccia della centralina, spesso localizzata in posizioni remote ed anguste difficili o pericolose da raggiungere.

Altro svantaggio è che l’impostazione dei tempi d’irrigazione, deve essere modificata almeno ad ogni cambio di stagione o di condizioni ambientali e richiede l’opera di un addetto qualificato.

Ulteriore svantaggio consiste nel fatto che i suddetti parametri d’impostazione possono essere modificati solo manualmente dall’operatore e non automaticamente dalla centralina di controllo, ad esempio in conseguenza delle mutate condizioni metereologiche e climatiche.

Altro svantaggio dei dispositivi noti consiste anche nella delicatezza delle centraline di controllo che devono essere accuratamente riparate e protetta, per garantirne il corretto funzionamento e la durata.

Ulteriore svantaggio dei dispositivi noti consiste nel fatto che richiedono l’alimentazione elettrica di rete causando rischi di cortocircuiti e di folgorazione.

Lo scopo principale della presente invenzione, è quello di proporre un dispositivo in grado di essere impostato ed avviato a distanza da un utente anche inesperto, garantendo la massima comodità e precisione d’irrigazione e che non richieda successivi interventi di regolazione da parte dell’utente. Altro scopo è quello di proporre un dispositivo ed un metodo preciso, in grado di irrigare automaticamente, ed in modo ottimale, le coltivazioni e che quindi non richieda un utilizzatore esperto o qualificato.

Altro scopo è quello di proporre un dispositivo ed un metodo in grado di regolare, e modificare automaticamente, le impostazioni di base in funzione dei mutamenti climatici e meteorologici cui può essere soggetto l'impianto e di irrigare un liquido composto da acqua in cui sono miscelati concimi o altri prodotti per la coltivazione.

Ulteriore scopo è quello di proporre un dispositivo provvisto d’alimentazione autonoma a bassa tensione e quindi sicuro per cose, animali e persone e che sia preciso, robusto ed affidabile, in grado di essere installato ovunque e di funzionare in qualsiasi condizione climatica e che sia in grado di modificare l’irrigazione in funzione delle previsioni del tempo atmosferico. Gli scopi sopra indicati sono ottenuti in accordo con il contenuto delle rivendicazioni.

Le caratteristiche dell’invenzione sono evidenziate nel seguito con particolare riferimento alle allegate tavole di disegno, in cui:

- la figura 1 illustra una vista schematica e parziale del dispositivo di irrigazione oggetto della presente invenzione;

- la figura 2 illustra una vista in sezione di mezzi di raccordo di figura 1 ; - la figura 3 illustra una vista schematica di una variante del dispositivo di figura 1.

Con riferimento alla figura 1, con 1 viene indicato il dispositivo d’irrigazione automatica, oggetto della presente invenzione, comprendente essenzialmente una valvola 30 ad azionamento elettrico, dotata di un corpo 11 e di mezzi di raccordo 10 per condotti 62 del liquido d’irrigazione, una centralina di controllo 40 di tipo digitale e prevista per l’azionamento della valvola 30, un mezzo di comando remoto 45, mezzi sensori ambientali 50 integrati alla centralina 40 e mezzi di comunicazione 43 per trasmettere dati dal mezzo di comando remoto 45 e dai mezzi sensori ambientali 50 alla centralina 40.

I condotti 62 adducono il liquido d'irrigazione ad una pluralità di aspersori destinati ad irrigare il terreno.

Gli aspersori, noti e non illustrati, possono essere di tipo statico, a pioggia, goccia a goccia, a percolazione, a tubo gocciolante o di tipo dinamico, ad esempio a getto oscillante, in relazione al tipo di terreno, di coltivazione ad esempio in campo aperto, in vaso o in serra, ed al tipo di ambiente, agricolo, domestico, parchi e giardini.

L’alimentazione elettrica della centralina di controllo 40 e del solenoide della valvola 30 è a bassa tensione fornita da mezzi noti e non illustrati consistenti in un insieme di pile o in batterie ricaricabili, ricaricate da celle fotovoltaiche o tramite un alimentatore isolato.

La centralina di controllo 40 è fissata al corpo 11 della valvola 30 e comprende primi mezzi di memorizzazione 44 consistenti in memorie digitali per la registrazione e conservazione di parametri, di dati operativi e di algoritmi di calcolo dei periodi temporali d’irrigazione in base a detti dati operativi. La centralina 40 è anche dotata di mezzi di elaborazione 60 consistenti in un microprocessore per l’esecuzione di detti algoritmi.

Inoltre la centralina 40 può comprendere un primo visualizzatore grafico 41 consistente in uno schermo a cristalli liquidi per la visualizzazione dei dati operativi e dello stato del dispositivo 1 ed una prima tastiera alfanumerica 42 per l’introduzione di dati operativi e comandi, ad esempio in caso di guasto o indisponibilità del mezzo di comando remoto 45.

Quest’ultimo consiste sostanzialmente in un telecomando provvisto di un secondo visualizzatore grafico 65 e di una seconda tastiera alfanumerica 66 rispettivamente per la visualizzazione e l’introduzione di dati operativi, in forma numerica o simbolica, e di comandi dì attivazione e disattivazione del dispositivo 1 o di sue parti.

I mezzi sensori ambientali 50, fissati alla centralina 40, comprendono un sensore di temperatura 46 ambientale, un sensore igrometrico 48 per rilevare l’umidità; sensore pluviometrico 47 in grado di fornire l’intensità istantanea della pioggia; un sensore barometrico 49 per fornire le variazioni della pressione atmosferica ed eventualmente l’altitudine del dispositivo, un sensore anemometrico 51 per rilevare l’intensità del vento, ed un sensore di irradiazione solare 52 per fornire l’esposizione alla luce e la copertura del cielo. I mezzi di comunicazione 43 comprendono cablaggi per dati consistenti in conduttori per le trasmissioni dai mezzi sensori ambientali 50 alla centralina 40 e linee dati con propagazione libera di radiazione comprendenti un primo trasmettitore 70 collegato e fissato al mezzo di comando remoto 45 ed un mezzo di connessione 71, consistente in un ricevitore collegato e fissato alla centralina 40 almeno per ricevere i dati trasmessi dal primo trasmettitore 70.

Quest’ultimo ed il mezzo di connessione 71 possono essere di tipo ottico, infrarosso o in radiofrequenza per realizzare corrispondenti tipologie di linee dati.

Facendo riferimento alla figura 2, i mezzi di raccordo 10 comprendono uno spallamento 14 ricavato in corrispondenza dei una estremità del raccordo 10, una ghiera 17 tubolare internamente dotata ad una sua estremità di una filettatura 12 ed, alla rimanente estremità, di un riscontro 13.

Un anello elastico 15 è interposto tra lo spallamento 14 ed il riscontro 13 impedendo il distacco della ghiera 17 da raccordo 10.

Un mezzo di tenuta 16 interposto tra il raccordo 10 e il condotto 62, garantisce la tenuta idraulica tra questi due ultimi.

I mezzi di raccordo 10 ed il corpo 11 della valvola 30 sono in materiale plastico o in lega di rame o altro metallo ricoperto di una placcatura di colore oro o argento.

L’operatività del dispositivo prevede che, in una condizione di attivazione, i mezzi di elaborazione 60 calcolino, in base ai dati operativi forniti alla centralina 40 dai mezzi di comando remoto 45 e dai mezzi sensori ambientali 50 e tramite gli algoritmi, la quantità, la durata e l’orario d’inizio dei periodi temporali giornalieri di irrigazione in corrispondenza dei quali la centralina comanda l’apertura della valvola 30 consentendo l’irrigazione da parte degli aspersori.

È inoltre previsto che il dispositivo possa essere dotato di mezzi di localizzazione del tipo ricevitore Global Positioning System, comunemente indicato con l’acronimo GPS; di mezzi di ricezione di dati consistenti in connessioni a reti geografiche, ad esempio Internet, o in ricevitori radio o televideo TV; di mezzi miscelatori controllati dalla centralina 40 per addizionare acqua con fertilizzanti, ammendanti fitofarmaci per ottenere il liquido d’irrigazione. Detti mezzi di localizzazione, di ricezione di dati e miscelatori, essendo in sé noti, non sono stati illustrati.

I mezzi di localizzazione di tipo GPS sono integrati al mezzo di controllo remoto 45 o alla centralina 40 per trasmettere a quest’ultima i dati operativi di localizzazione geografica, consistenti in latitudine e longitudine del dispositivo 1 e l’altitudine di quest’ultimo in modo automatico senza necessità di intervento di un utilizzatore.

I mezzi di ricezione sono collegati alla centralina 40 per comunicare a quest’ultima dati per la variazione dei periodi temporali d’irrigazioni ad esempio inerenti l’andamento climatico previsto nell’area di installazione del dispositivo 1 stesso. I dati, in formato digitale, possono essere ad esempio trasmessi ai mezzi di ricezione via Internet, tramite radiodiffusione su specifiche frequenze o nelle bande TV in formato televideo.

I mezzi miscelatori sono controllati dalla centralina 40 per addizionare l’acqua delle rete idrica o prelevata localmente con fertilizzanti e/o ammendanti e/o fitofarmaci spillati da rispettivi contenitore per ottenere il liquido d’irrigazione. Nella variante di figura 3 i sensori ambientali 50 sono separati dalla centralina 40 e trasmettono i relativi segnali a quest’ultima tramite i mezzi di comunicazione 43 ed il dispositivo 1 comprende una pluralità di mezzi valvolari 75, a comando diretto con solenoide bistabile, controllati dalla centralina 40 tramite i mezzi di comunicazione 43.

In questa variante, questi ultimi mezzi 43 comprendono linee dati provviste, per ciascuno dei mezzi sensori ambientali 50 e ciascuno dei mezzi valvolari 75, rispettivamente di secondi trasmettitori 55 e di secondi ricevitori 36 collegati e fissati ai rispettivi mezzi.

II mezzo di connessione 71 , collegato alla centralina 40, è di tipo ricetrasmittente per ricevere dati dal mezzo di controllo remoto 45 e dai sensori ambientali 50 e per inviare comandi di apertura e chiusura ai mezzi valvolari 75.

È inoltre previsto che le comunicazioni tra centralina ed il mezzo di controllo remoto 45, i sensori ambientali 50 ed i mezzi valvolari 75 possa anche avvenire tramite cablaggi consistenti, ad esempio, in cavetti elettrici volanti e/o incanalati di tipo resistente alle condizioni ambientali del sito d’installazione del dispositivo 1. I cablaggi possono anche portare l’alimentazione elettrica, a bassa tensione, ai mezzi valvolari 35 e sensori ambientali 50 e garantiscono le comunicazioni anche in presenza di disturbi ed in assenza di propagazione.

Il funzionamento di questa variante differisce da quello precedentemente descritto per il solo fatto che la centralina controlla l'irrigazione anche tramite i mezzi valvolari 75, aprendoli e chiudendoli indipendentemente.

II metodo di irrigazione automatica prevede di:

- inserire in una centralina 40 di tipo digitale per il controllo di una valvola 30, dati operativi comprendenti almeno la data e la collocazione geografica della pluralità d’aspersori;

- aprire tramite la centralina 40 la valvola 30 in corrispondenza di almeno un periodo temporale la cui durata è determinata automaticamente da algoritmi della centralina 40 stessa in base a detti dati operativi.

Il metodo prevede inoltre di inserire nella centralina 40 l’orario locale, la tipologia e l’altitudine di detta pluralità d’aspersori, la tendenza meteorologica, le condizioni ambientali in corrispondenza degli aspersori e determinare, tramite detti algoritmi, l'istante d’inizio, la quantità e la durata unitaria e complessiva dei periodi temporali d’irrigazione.

Il metodo prevede che dette condizioni ambientali comprendano la temperatura, l’umidità, la piovosità, la pressione atmosferica, l’irraggiamento solare e l'intensità eolica e di annullare la durata di detti periodi temporali, ovvero di sospendere l’irrigazione, in corrispondenza di una temperatura inferiore ad un rispettivo predeterminato valore e di un’umidità o di una piovosità superiori a rispettivi predeterminati valori.

Il vantaggio principale della presente invenzione è quello di fornire un dispositivo ed un metodo di irrigazione automatica estremamente preciso in grado di impostare automaticamente i parametri ottimali di irrigazione, in funzione dell’ubicazione geografica dell’impianto e che quindi non richieda un utilizzatore esperto o qualificato.

Altro vantaggio è quello di fornire un dispositivo ed un metodo in grado di regolare e modificare, automaticamente, le impostazioni di base in funzione dei mutamenti climatici e metereologici cui può essere soggetto l'impianto. Ulteriore vantaggio è quello di fornire un dispositivo preciso, robusto ed affidabile, in grado di essere installato ovunque e di funzionare in qualsiasi condizione climatica ed in qualsiasi località geografica.

Altro vantaggio è quello di fornire un dispositivo in grado di essere azionato e regolato remotamente.

Si intende che quanto sopra è stato descritto a titolo esemplificativo e non limitativo, per cui eventuali varianti costruttive si intendono rientranti nell’ambito protettivo della presente soluzione tecnica, come sopra descritta e nel seguito rivendicata.

Claims

RIVENDICAZIONI 1 ) Dispositivo d’irrigazione automatica comprendente almeno una valvola (30) azionata elettricamente, dotata di un corpo (11 ) e di mezzi di raccordo (10) per condotti (62) di un liquido d’irrigazione erogato da aspersori e comprendente almeno una centralina di controllo (40) dell'almeno una valvola (30); detto dispositivo (1) essendo caratterizzato dal fatto di comprendere: - un mezzo di comando remoto (45); - mezzi sensori ambientali (50) - mezzi di comunicazione (43) almeno per trasmettere dati dal mezzo di comando remoto (45) e dai mezzi sensori ambientali (50) alla centralina (40); detto il mezzo di comando remoto (45) essendo in grado di comunicare a detta centralina (40) comandi di attivazione e disattivazione del dispositivo (1) e dati operativi inerenti almeno uno tra l’orario e la data locali, l’ubicazione geografica, l’altitudine, la tipologia degli aspersori; detti mezzi sensori ambientali (50) essendo destinati a fornire alla centralina (40) dati operativi inerenti almeno le condizioni ambientali locali; quest’ultima essendo destinata ad azionare l’almeno una valvola (30) in periodi temporali determinati da algoritmi della centralina (40) stessa in base a detti dati operativi.
2) Dispositivo secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto di essere alimentato elettricamente a bassa tensione fornita da almeno uno tra pile, batterie ricaricabili e celle fotovoltaiche del dispositivo (1 ) stesso.
3) Dispositivo secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che detta centralina di controllo (40) è a tenuta stagna ed è fissata al corpo (11) dell’almeno una valvola (30).
4) Dispositivo secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che la centralina (40) comprende inoltre: - un primo visualizzatore grafico (41) almeno per la visualizzazione di dati operativi; - una prima tastiera alfanumerica (42) per l'introduzione almeno di dati operativi; - primi mezzi di memorizzazione (44) per la registrazione e conservazione dei dati operativi e di algoritmi di calcolo dei periodi temporali d’irrigazione in base ai dati operativi; - mezzi di elaborazione (60) per l’esecuzione di detti algoritmi.
5) Dispositivo secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che il mezzo di comando remoto (45) comprende: - un secondo visualizzatore grafico (65) almeno per la visualizzazione di dati operativi; - una seconda tastiera alfanumerica (66) per l’introduzione almeno di dati operativi.
6) Dispositivo secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che i mezzi sensori ambientali (50) comprendono almeno uno tra sensore di temperatura (46), sensore igrometrico (48), sensore pluviometrico (47), sensore barometrico, (49), sensore anemometrico (51) e sensore di irradiazione solare (52).
7) Dispositivo secondo la rivendicazione 6 caratterizzato dal fatto che almeno uno dei mezzi sensori ambientali (50) è integrato nella centralina (40).
8) Dispositivo secondo la rivendicazione 6 caratterizzato dal fatto che almeno uno dei mezzi sensori ambientali (50) trasmette il relativo segnale alla centralina (40) tramite i mezzi di comunicazione (43).
9) Dispositivo secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto di comprendere una pluralità di mezzi valvolari (75), ciascuno dei quali è controllato dall’almeno una centralina (40) tramite i mezzi di comunicazione (43).
10) Dispositivo secondo la rivendicazione 9 caratterizzato dal fatto che ciascun mezzo valvolare (75) è a comando diretto con solenoide bistabile.
11 ) Dispositivo secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che i mezzi di comunicazione (43) comprendono almeno uno tra cablaggio per dati e linea dati con propagazione libera di radiazione ottica, infrarossa o in radiofrequenza.
12) Dispositivo secondo la rivendicazione 11 caratterizzato dal fatto che detta linea dati comprende almeno un primo trasmettitore (70) collegato al mezzo di comando remoto (45), almeno un secondo trasmettitore (55) collegato ai mezzi sensori ambientali (50) ed un mezzo di connessione (71) collegato alla centralina (40) almeno per ricevere i dati trasmessi dai trasmettitori (70, 55).
13) Dispositivo secondo le rivendicazioni 9 e 12 caratterizzato dal fatto che detta linea dati comprende inoltre almeno un ricevitore (36) connesso alla pluralità di mezzi valvolari (75) e destinato a ricevere comandi trasmessi dal mezzo di connessione (71) di tipo ricetrasmittente.
14) Dispositivo secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto di comprendere inoltre mezzi di localizzazione di tipo GPS in comunicazione di dati almeno con la centralina (40) per trasmettere a quest’ultima dati relativi almeno al posizionamento geografico ed alla altitudine locale del dispositivo (1) stesso.
15) Dispositivo secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che la centralina (40) è in comunicazione di dati con mezzi di ricezione di dati inerenti almeno l’andamento climatico previsto nell’area di installazione del dispositivo (1) stesso.
16) Dispositivo secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto di comprendere inoltre mezzi miscelatori controllati dalla centralina (40) per addizionare acqua con almeno uno tra fertilizzanti, ammendanti e fitofarmaci per ottenere il liquido d’irrigazione.
17) Dispositivo secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che i mezzi di raccordo (10) ed il corpo (11) della valvola (30) sono in plastica o in lega di rame o di metallo dotato di uno strato di protezione di colore dorato od argentato.
18) Dispositivo secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che i mezzi di raccordo (10) comprendono: - uno spallamento (14) ricavato in corrispondenza dei una estremità del raccordo (10); - almeno una ghiera (17) tubolare internamente dotata ad una sua estremità di una filettatura (12) ed alla rimanente di un riscontro (13); - almeno un anello elastico (15) interposto tra lo spallamento (14) ed il riscontro (13); - almeno un mezzo di tenuta (16) interposto tra il raccordo (10) e il condotto (62) del liquido d’irrigazione.
19) Metodo di irrigazione automatica per un dispositivo (1) comprendente almeno una valvola (30) controllata da almeno una centralina di controllo (40) per alimentare con liquido d’irrigazione una pluralità di aspersori; detto metodo essendo caratterizzato dal fatto di: - inserire in detta centralina (40) dati operativi comprendenti almeno la data e la collocazione geografica della pluralità d’aspersori; - aprire tramite la centralina (40) l’almeno una valvola (30) in corrispondenza di almeno un periodo temporale la cui durata è determinata automaticamente da algoritmi della centralina (40) stessa in base a detti dati operativi.
20) Metodo secondo la rivendicazione 19 caratterizzato dal fatto di inserire nella centralina (40) l’orario locale e determinare tramite detti algoritmi l'istante d’inizio di detto almeno un periodo temporale in base aN’orario locale costantemente aggiornato.
21) Metodo secondo la rivendicazione 19 caratterizzato dal fatto di inserire nella centralina (40) la tipologia di detta pluralità di aspersori e variare tramite detti algoritmi almeno uno tra durata e quantità di detto almeno un periodo temporale in base a detta tipologia.
22) Metodo secondo la rivendicazione 19 caratterizzato dal fatto di inserire nella centralina (40) l’altitudine di detta pluralità di aspersori e variare tramite detti algoritmi la durata complessiva di detto almeno un periodo temporale in base a detta altitudine.
23) Metodo secondo la rivendicazione 19 caratterizzato dal fatto di inserire nella centralina (40) la tendenza meteorologica e variare tramite detti algoritmi la durata complessiva di detto almeno un periodo temporale in base a detta tendenza.
24) Metodo secondo la rivendicazione 19 caratterizzato dal fatto di inserire in detta centralina le condizioni ambientali in corrispondenza degli aspersori e variare tramite detti algoritmi la durata complessiva di detto almeno un periodo temporale in base a dette condizioni ambientali.
25) Metodo secondo la rivendicazione 24 caratterizzato dal fatto che dette condizioni ambientali comprendono almeno uno tra temperatura, umidità, piovosità, pressione atmosferica, irraggiamento solare ed intensità eolica.
26) Metodo secondo la rivendicazione 25 caratterizzato dal fatto di annullare la durata di detti periodi temporali in corrispondenza di una temperatura inferiore ad un rispettivo predeterminato valore e di un’umidità o di piovosità superiori a rispettivi predeterminati valori.