BRPI0901320A2 - led flowering photocontroller plant - Google Patents
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Abstract
Dispositivo Fotocontrolador do Florescimento de Plantas com Emissores LED Com o objetivo de controlar o florescimento de plantas sensíveis ao fotoperiodo, desenvolveu a presente invenção, um dispositivo emissor de luz na faixa do vermelho distante, construído com led de alto rendimento, fonte de alimentação incorporada, tensão de operação para 12V, 24V, 48V, 110V ou 220V, sistema de proteção de descarga elétrica, e montado sobre um bocal com base E27 ou fios em suas extremidades. A presente invenção permite a redução de 98% do consumo de energia elétrica, redução do custo de implantação e de manutenção, além de fácil adaptação para o produtor agrícola.LED Flowering Photocontroller Device In order to control the flowering of photoperiod-sensitive plants, the present invention developed a far red light emitting device, built with high performance led, built-in power supply, operating voltage for 12V, 24V, 48V, 110V or 220V, electric discharge protection system, and mounted on an E27-based nozzle or wires at its ends. The present invention allows for a reduction of 98% of electricity consumption, reduction of implantation and maintenance costs, and easy adaptation for the agricultural producer.
Description
"DISPOSITIVO FOTOCONTROLADOR DO FLORESCIMENTO DEPLANTAS COM EMISSORES LED""PHOTOCONTROLLER DEFLOORING DEPLANTS WITH LEDS"
A presente invenção diz respeito a um dispositivo fotocontrolador doflorescimento de plantas com emissores LED com emissão de ondasespecíficas 615 - 715nm para inibir ou ativar a indução floral em plantasfotossensíveis, dado as estações do ano e o espectro de emissão na faixaexata da sensibilidade da planta, já bem esclarecidos pelos fisiologistas emestudos de crescimento e desenvolvimento de plantas. O dispositivoproporciona, no setor agrícola, principalmente na floricultura, uma economia deenergia elétrica de no mínimo 98% do consumo usual das lavouras conduzidasdurante os períodos desfavoráveis ao seu cultivo, pela substituição de umalâmpada incandescente de 100W por um dispositivo de 2W.The present invention relates to a plant-growth photocontroller device with 615 - 715nm specific wave emission LED emitters to inhibit or activate floral induction in photosensitive plants, given the seasons of the year and the emission spectrum within the exact range of plant sensitivity. well understood by physiologists in studies of plant growth and development. The device provides, in the agricultural sector, especially in the floriculture sector, a saving of electric energy of at least 98% of the usual consumption of the crops conducted during the unfavorable periods for its cultivation, by replacing a 100W incandescent lamp with a 2W device.
Estado da TécnicaState of the Art
Com o crescimento e desenvolvimento da Floricultura no mundo e noBrasil, criou-se uma demanda de flores durante o ano inteiro, mas como váriasespécies são sensíveis às estações do ano, ou seja, algumas só produzemflores no verão e outras só produzem no inverno, a indústria da floricultura temutilizado de técnicas de controle fotoperiódico. Para tanto, até o momento, atecnologia de domínio publico utilizada vem sendo a lâmpada incandescentepara quebrar a noite e permitir que as plantas desenvolvam vegetativamente, eassim obter plantas produtivas de março a setembro no hemisfério sul.With the growth and development of floriculture in the world and in Brazil, a demand for flowers has been created throughout the year, but as several species are sensitive to the seasons, that is, some only produce flowers in summer and others only in winter. The floriculture industry has used photoperiodic control techniques. To this end, so far, the public domain technology used has been the incandescent lamp to break the night and allow plants to develop vegetatively, and thus obtain productive plants from March to September in the southern hemisphere.
Em um hectare necessita de cerca de 1600 lâmpadas de 100 Wattsligadas durante 3-4 horas por dia, e se dividir a área em três talhões em rodíziodurante a noite, cria uma demanda de energia de um transformador de pelomenos 75kw, para um consumo mensal mínimo de 14.400kw/hora/hectare/mês,valor que eleva o custo de produção da flor.On a hectare it needs about 1600 100-watt light bulbs switched on for 3-4 hours a day, and dividing the area into three treadmills at night creates a power demand for a 75kw single-core transformer for minimal monthly consumption. 14,400kw / hour / hectare / month, which increases the cost of flower production.
Vários equívocos de manejo são cometidos tentando controlar ofotoperíodo com lâmpadas fluorescentes, de vapor de sódio. Em primeiro lugar,estas lâmpadas não produzem a quantidade mínima do comprimento de ondanecessária para afetar a planta a nível hormonal, e muitas das vezes sãosistemas ainda mais caros.Several misconceptions are made by trying to control the period with fluorescent sodium vapor lamps. First, these lamps do not produce the minimum amount of wavelength required to affect the plant at the hormonal level, and are often even more expensive systems.
A indústria eletrônica vem desenvolvendo dispositivos com espectro deemissão menores, que permite uma seleção de comprimentos de ondas dentrode uma faixa que contempla a necessidade da planta. Dentro deste contexto,encontra-se patentes de lâmpadas de LED em calhas com carreiras de LED 03de altíssimo brilho (MU8501269-6); lâmpadas em blocos rígidos em resinaepoxídica ou poliester com fios nas extremidades, que substitui lâmpadasfluorescentes tubulares em locais de baixa demanda de claridade (PI0601003-2, Pl 0606028-5); dispositivos iluminadores a LED para aquários especialmentedesenvolvido para substituir lâmpadas convencionais (PI 0402970-4); LED corazul para polimerização de resina composta dental (PI 0004850-0); LED comopré-aviso de vida útil de suprimento de potência (PI 0005248-5); LED para sinalde tráfego de veículos (PI 0113923-1); refil de iluminação para transformaçãode semáforos (MU 8401088-6); conjunto de luminária de LED (PI 9707050-5).The electronics industry has been developing devices with smaller emission spectrum that allow a selection of wavelengths within a range that meets the needs of the plant. Within this context, patents are found for LED track lamps with very high brightness LED rails 03 (MU8501269-6); rigid block lamps made of epoxy resin or polyester with wire ends, which replaces tubular fluorescent lamps in places of low brightness (PI0601003-2, Pl 0606028-5); LED lighting devices for aquariums specially designed to replace conventional lamps (PI 0402970-4); Corazul LED for dental composite resin polymerization (PI 0004850-0); LED with Power Supply Life Warning (PI 0005248-5); LED for vehicle traffic signal (PI 0113923-1); traffic light for transforming traffic lights (MU 8401088-6); LED luminaire assembly (PI 9707050-5).
Entretanto, nenhum desses dispositivos tem a função ou efeito de controlefotoperiódico para as plantas. Em busca realizada nos bancos de patentes daEuropa, EUA, CAPES e Japão, nenhum registro de patente foi encontrado,especificamente sobre controle fotoperiódico, somente trabalhos decrescimento relacionado à fotossíntese, utilizando dispositivos comcomprimento de ondas na faixa do azul e vermelho com intensidades luminosasmuito maiores (PAJ 2001-064816, PAJ 2007-323848). Com base nestesdispositivos, montou-se um dispositivo específico quanto ao comprimento deondas para o fotocontrole da floração de plantas sensíveis a noite longa.However, none of these devices have the function or effect of plant control. In a search carried out in the patent banks of Europe, the USA, CAPES and Japan, no patent registration was found, specifically on photoperiodic control, only photosynthesis-related degrowth works using blue and red wave length devices with much higher luminous intensities ( PAJ 2001-064816, PAJ 2007-323848). Based on these devices, a specific length device has been set up for the photocontrol of the flowering of long night sensitive plants.
Determinados comprimentos de onda têm a propriedade de promoverprocessos fisiológicos nas plantas, tais como fotossíntese, fotomorfogênese efototropismo. As respostas fisiológicas então desencadeadas na plantadependem do pigmento envolvido na absorção da luz. Os pigmentos vegetaisassociados à fotoabsorção incluem-se em três grupos principais: clorofilas, B-carotenos e Fitocromos. Esse último está envolvido na arquitetura das plantas ena percepção do comprimento do fotoperíodo. A radiação absorvida pelospigmentos será aproveitada conforme suas características de qualidade,duração e nível de iluminação. De posse desses conhecimentos desenvolveu-se o dispositivo fotocontrolador.Certain wavelengths have the property of promoting physiological processes in plants, such as photosynthesis, photomorphogenesis and phototropism. The physiological responses then triggered in the plant depend on the pigment involved in light absorption. Plant pigments associated with photoabsorption fall into three main groups: chlorophylls, B-carotenes and phytochromes. The latter is involved in plant architecture and perception of photoperiod length. The radiation absorbed by the researchers will be used according to their characteristics of quality, duration and light level. With this knowledge, the photocontroller device was developed.
Sob o ponto de vista hortícola, o controle do florescimento é, talvez, oprincipal efeito do fotoperíodo sobre o desenvolvimento vegetal. Conforme ostipos de reação das plantas ao fotoperíodo, estas são classificadas em: plantasde dia curto (PDC), quando o florescimento é induzido com o fotoperíodoinferior à duração do fotoperíodo crítico, ou seja, a planta floresce quando operíodo de luz solar for menor que 13 horas de luz no dia; exemplos:crisântemo, poinsétia, kalanchoe e aster; plantas de dia longo (PDL): oflorescimento é induzido quando o fotoperíodo for superior à duração dofotoperíodo crítico, ou seja, a planta inicia o processo de floração quando operíodo de luz solar for superior a 13 horas de luz no dia; exemplos:Gypsophila, Fuchsia e Callistephus chinensis; planta de dias longos seguida dedia curto PDL/C: florescem após passar por um período de dias longos seguidode dias curtos; exemplos: Bryophyllum crenatum e kalanchoe moçambicana-,plantas de dia curto seguida de dia longo PDC/L: se comportam de formainversa a anterior, exemplo: gerânio; e, finalmente, as plantas neutras, nãosensíveis ao fotoperíodo.From the horticultural point of view, flowering control is perhaps the main effect of photoperiod on plant development. According to the types of reaction of the plants to the photoperiod, these are classified as: short-day plants (PDC), when flowering is induced with the photoperiod less than the critical photoperiod duration, that is, the plant blooms when sunlight is less than 13 days. hours of light in the day; examples: chrysanthemum, poinsettia, kalanchoe and aster; long day plants (PDL): flowering is induced when the photoperiod exceeds the critical photoperiod duration, ie the plant begins the flowering process when sunlight period exceeds 13 daylight hours; examples: Gypsophila, Fuchsia and Callistephus chinensis; long day plant followed by short day PDL / C: bloom after a long day period followed by short days; examples: Bryophyllum crenatum and kalanchoe mozambicana-, short day plants followed by long day plants PDC / L: behave inversely to the former, example: geranium; and finally, neutral plants, not sensitive to photoperiod.
Visando a produção de flores, fora da época natural, através do manejodo comprimento do período luminoso, desenvolveu a presente invenção, objetode pedido de patente, que refere-se a um dispositivo composto por LED, quereduz o consumo de energia em 98% pela substituição das lâmpadasincandescentes de 100W, atualmente em uso, por um dispositivo emissor de luzna faixa do vermelho de 1W, com capacidade de emissão mínima, para atuarconforme a sensibilidade da planta no controle da floração e com espectro deemissão de luz na faixa do vermelho distante.Aiming at the out-of-season flower production through the management of the length of the luminous period, he developed the present invention, object of patent application, which refers to an LED device, which reduces energy consumption by 98% by replacement. of the 100W incandescent lamps currently in use by a 1W red band light emitting device with minimum emission capacity to act upon the sensitivity of the plant to flowering control and with the light emission spectrum in the far red band.
Descrição da invençãoDescription of the invention
A presente invenção, objeto de pedido de patente, refere-se a umdispositivo emissor de luz na faixa do vermelho, com espectro de emissão deluz na faixa do vermelho distante, ou seja, de 615 - 715nm, com capacidade deemissão mínima, 20 lux, com potência de 1W para atuar conforme asensibilidade da planta, construído com LED de alto rendimento, mais de 90%de seu comprimento de onda aproveitável, com ângulo de abertura de emissãode 130°, fonte de alimentação incorporada, tensão de operação para 12V, 24V,48V, 110V ou 220V, com sistema de proteção de descarga elétrica, e montadosobre um bocal com base E27 ou fios em suas extremidades, desenvolvidopara substituir com vantagens, as lâmpadas convencionais de 100w. A presenteinvenção permite: a) redução de 98% do consumo de energia elétrica, pelasubstituição de uma lâmpada de 100W por um dispositivo de 1W; b) redução docusto de implantação por utilizar fiações de menor espessura e dispensar o usode transformadores de alta potência, uma vez que tensão elétrica consumidaserá muito menor; c) redução do custo de manutenção pela elevada vida útil dodispositivo em relação à lâmpada incandescente; d) fácil adaptação para oprodutor agrícola, por utilizar o mesmo bocal da lâmpada incandescente. Napresente invenção, todos os atuais produtores de plantas fotossensíveis, assimcomo, as novas áreas a serem implantadas, poderão utilizá-lo de imediato, semalterações em seu sistema de condução. A presente invenção tornou-sepossível após a realização de diversos experimentos científicos, que serãopublicados após o deposito da patente.The present invention, which is the subject of a patent application, relates to a light emitting device in the red band with a light emission spectrum in the far red band, ie 615 - 715 nm with a minimum emission capacity of 20 lux, 1W wattage to meet plant sensitivity, built with high performance LED, over 90% of usable wavelength, 130 ° emission aperture angle, built-in power supply, operating voltage to 12V, 24V , 48V, 110V or 220V, with electric discharge protection system, and mounted on an E27-based nozzle or wire at its ends, designed to replace with advantage the conventional 100w lamps. The present invention permits: (a) a reduction of 98% in electricity consumption by replacing a 100W lamp with a 1W device; b) reduction of implantation cost by using thinner wiring and eliminating the use of high power transformers, since the consumed voltage will be much smaller; c) reduction of maintenance cost due to the long service life of the device compared to the incandescent lamp; d) Easy adaptation for the farmer by using the same nozzle as the incandescent lamp. In the present invention, all current producers of photosensitive plants, as well as the new areas to be implanted, will be able to use it immediately, if changes in their conduction system. The present invention became possible after several scientific experiments, which will be published after the patent application.
Este dispositivo tem como função apenas o controle da floração, uma vezque ele é acionado apenas no período noturno, portanto a taxa fotossintética oude crescimento não é afetada, porque o comprimento de onda que atua nafotossíntese é o azul, devendo ser fornecido à planta em altas intensidades nafaixa de 20.000-120.000 lux, normalmente fornecido pelo sol em abundancianos paises tropicais, muito diferente do objetivo pretendido com este dispositivoque é o controle hormonal da floração.This device is only for flowering control, since it is only activated at night, so the photosynthetic rate or growth rate is not affected, because the wavelength that acts on photosynthesis is blue, and must be supplied to the plant at high intensities in the range of 20,000-120,000 lux, usually provided by the sun in abundant tropical countries, very different from the intended purpose of this device which is hormonal control of flowering.
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