SISTEMA MULTIFUNCION PROGRAMABLE PARA USO EN AGRICULTURA.

Sistema multifunción programable para uso en agricultura.El sistema permite,

respecto al resto de programadores de riego del mercado, que se puede utilizar un mismo hardware para realizar multitud de configuraciones diferentes con tan solo cambiar el software, todo ello con un bajo coste. Para ello, incorpora una interfaz software/hardware consistente en una tarjeta de adquisición de datos DAQ (1) y una placa de adaptación sobre la que se sitúa un convertidor de potencia asociada a las distintas entradas y salidas digitales del sistema, contando con medios de operación manual, paralelos a los medios de operación automáticos constituidos por un software de programación asociado a un ordenador o PC al que se conecta la citada tarjeta de datos, de manera que éste puede integrarse en dicho equipo o constituir un elemento externo y conectado al mismo, indistintamente

Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P201030144.

Solicitante: UNIVERSIDAD POLITECNICA DE CARTAGENA
UNIVERSIDAD MIGUEL HERNANDEZ DE ELCHE
.

Nacionalidad solicitante: España.

Provincia: MURCIA.

Inventor/es: SOTO VALLES,FULGENCIO, MOLINA MARTINEZ,JOSE MIGUEL, RUIZ CANALES,ANTONIO, PAGAN MORENO,FCO. JAVIER.

Fecha de Solicitud: 3 de Febrero de 2010.

Fecha de Publicación: .

Fecha de Concesión: 21 de Enero de 2011.

Clasificación Internacional de Patentes:

  • A01G25/16 SECCION A — NECESIDADES CORRIENTES DE LA VIDA.A01 AGRICULTURA; SILVICULTURA; CRIA; CAZA; CAPTURA; PESCA.A01G HORTICULTURA; CULTIVO DE LEGUMBRES, FLORES, ARROZ, FRUTOS, VID, LUPULO O ALGAS; SILVICULTURA; RIEGO (recolección de frutas, verduras, lúpulo o productos similares A01D 46/00; reproducción de plantas por técnicas de cultivo de tejidos A01H 4/00; dispositivos para desmochar o pelar las cebollas o bulbos de flor A23N 15/08; crecimiento de algas unicelulares C12N 1/12; cultivo de células vegetales C12N 5/00). › A01G 25/00 Riego de jardines, campos, terrenos de deporte o similares (aparatos y adaptaciones especiales para líquidos fertilizantes A01C 23/00; boquillas o rosetones, aparellajes para pulverización B05B; chorreo por gravedad, sistemas de riego mediante canal abierto E02B 13/00). › Control del riego (mando de los dispositivos de pulverización B05B).
  • G05B15/02 SECCION G — FISICA.G05 CONTROL; REGULACION.G05B SISTEMAS DE CONTROL O DE REGULACION EN GENERAL; ELEMENTOS FUNCIONALES DE TALES SISTEMAS; DISPOSITIVOS DE MONITORIZACION O ENSAYOS DE TALES SISTEMAS O ELEMENTOS (dispositivos de maniobra por presión de fluido o sistemas que funcionan por medio de fluidos en general F15B; dispositivos obturadores en sí F16K; caracterizados por particularidades mecánicas solamente G05G; elementos sensibles, ver las subclases apropiadas, p. ej. G12B, las subclases de G01, H01; elementos de corrección, ver las subclases apropiadas, p. ej. H02K). › G05B 15/00 Sistemas controlados por un computador (G05B 13/00, G05B 19/00 tienen prioridad; controladores automáticos con características particulares G05B 11/00; computadores en sí G06). › eléctricos.
  • G05B19/042 G05B […] › G05B 19/00 Sistemas de control por programa (aplicaciones específicas, ver los lugares apropiados, p. ej. A47L 15/46; relojes que implican medios anejos o incorporados que permiten hacer funcionar un dispositivo cualquiera en un momento elegido de antemano o después de un intervalo de tiempo predeterminado G04C 23/00; marcado o lectura de soportes de registro con una información digital G06K; registro de información G11; interruptores horarios o de programa horario que se paran automáticamente cuando el programa se ha realizado H01H 43/00). › que utilizan procesadores digitales (G05B 19/05 tiene prioridad).

Clasificación PCT:

  • A01G25/16 A01G 25/00 […] › Control del riego (mando de los dispositivos de pulverización B05B).
  • G05B15/02 G05B 15/00 […] › eléctricos.
  • G05B19/042 G05B 19/00 […] › que utilizan procesadores digitales (G05B 19/05 tiene prioridad).
SISTEMA MULTIFUNCION PROGRAMABLE PARA USO EN AGRICULTURA.

Fragmento de la descripción:

Sistema multifunción programable para uso en agricultura.

Objeto de la invención

La presente invención se refiere a un sistema multifunción, especialmente concebido para permitir automatizar y controlar el riego en agricultura, la fertirrigación, grupos de bombeo, etc.

El objeto de la invención es proporcionar un equipo en funciones de sistema programador de riego de bajo coste, con unas características similares a los programadores comerciales de coste elevado, llegando incluso a mejorar sus prestaciones.

El sistema permite, respecto al resto de programadores de riego del mercado, que se puede utilizar un mismo hardware para realizar multitud de configuraciones diferentes con tan solo cambiar el software. Además, este software puede ser desarrollado por otros usuarios que necesiten darle una utilidad diferente, por ejemplo con carácter docente, obteniéndose así el comentado carácter multifunción.

El dispositivo permite supervisar y realizar el control del riego desde Internet o a través de una red interna utilizando PDAs o SmartPhone.

La invención es igualmente aplicable para el control del clima en invernaderos así como para el control de procesos agrarios.

Antecedentes de la invención

Los programadores de riego son instrumentos que permiten controlar la apertura o cierre de sectores o válvulas de riego según el planning establecido por el gestor del riego. Además, pueden incorporar contadores de agua, medidores de presión, de humedad, de temperatura y oíros parámetros agroclimáticos y almacenar los datos recogidos por éstos.

Los programadores de bajo coste suelen utilizarse principalmente en jardinería. Estos actúan según la variable tiempo o volumen, existiendo diferentes tipos: programador a pilas con válvula incorporada, a pilas con salidas a solenoides "latch", horario con mandos mecánicos, digital por tiempo con o sin registro de caudal, volumétrico multicable o monocable y programadores modulares.

En espacios verdes de áreas residenciales también se utilizan los programadores de bajo coste conocidos como de "grifo", con pilas y fácil instalación, si bien con limitadas prestaciones en lo referente a los elementos del riego a controlar. Como contrapartida en instalaciones más complejas se emplean programadores conectados a la red eléctrica que tienen un coste superior, pero permiten almacenar un mayor número de programas, lo que facilita el control sobre zonas con diferentes emisores y/o plantas.

En base al diseño del sistema de riego que se pretenda automatizar se selecciona el programador adecuado, siendo necesario prever una posible ampliación de la instalación en relación a los parámetros a controlar. Las características principales del programador a tener presentes son: número de sectores; número de programaciones, duración del ciclo de riego, control del bombeo, detección de averías, control de sondas externas y tensión de alimentación. En el mercado nos encontramos con una amplia gama de modelos de programadores que permiten el control desde un único sector hasta una serie ilimitada de ellos, de igual modo en el número de programaciones (independientes o secuenciales) existen multitud de combinaciones.

Cuando se pretende programar el riego de varios sectores utilizando rutinas o algoritmos de control más sofisticados (utilizando variables climáticas) debido a que aumenta la complejidad se requiere la utilización de un ordenador para obtener un control óptimo. Los ordenadores de riego que se instalan en los sistemas de riego controlan la distribución y dosificación del riego. Mediante estas herramientas se pueden monitorizar los riegos, configurar los parámetros de riego de forma sencilla, acumular y mostrar histórico de actividades y consumos de la instalación de riego, realizar gráficas del histórico, almacenar históricos de actividades y eventos de la agenda de riego, etc.

Además, existen sistemas que permiten la conexión en red de los ordenadores que componen la explotación, la creación de una intranet o la conexión con Internet para poder recopilar datos de las estaciones agrometeorológicas de los distintos programas de asesoramiento al regante que existen en las diferentes Comunidades Autónomas.

Sin embargo, todos estos sistemas presentan como denominador común unos elevados costes, merced a una estructura compleja, así como una estructuración relativamente rígida, de manera que no es posible utilizar un mismo hardware para realizar multitud de configuraciones diferentes con tan solo cambiar el software.

Descripción de la invención

El sistema multifunción programable para uso en agricultura que la invención propone resuelve de forma plenamente satisfactoria la problemática anteriormente expuesta en los diferentes aspectos comentados, merced a una estructuración sencilla, destinada a que los agricultores puedan gestionar los recursos hídricos disponibles a nivel de parcela de forma sencilla o óptima.

Para ello, el equipo multifunción está constituido a partir de una placa que incorpora una tarjeta DAQ de bajo coste, junto con el equipamiento necesario para el acondicionamiento de señal y el accionamiento de los actuadores empleados en las instalaciones de riego y fertirriego.

Dicho conjunto está asistido por una fuente de alimentación y un conjunto de sistemas de protección para el equipo y para el usuario.

De acuerdo con una de las características de la invención, se ha previsto que el equipo multifunción puede ser utilizado para la gestión del riego y la fertirrigación de forma manual, mediante interruptores colocados en la carcasa exterior y accionables por el usuario, o de forma automática, a través de un software de control y adquisición de datos (SCADA) incorporado en un PC. Las distintas salidas analógicas o digitales estarán asistidas por testigos luminosos, tales como diodos led, de manera que siempre que se active una salida, dicha activación se hará visible en el equipo mediante un diodo LED iluminado.

En cuanto a la materialización del citado PC, se ha previsto que el mismo pueda tener un carácter extremo, para lo cual dicho equipo multifunción estará dotado de medios de conexión al mismo PC, en el que reside un software de control y adquisición de datos, mediante el cual se le confiere al equipo su funcionalidad, software fácilmente intercambiable o actualizable, sin necesidad de tener que modificar el hardware asociado al equipo multifunción.

Opcionalmente, el citado PC podrá estar integrado en el dispositivo, es decir embebido en su carcasa, incorporado como un elemento más de dicho equipo, no requiriendo de un equipo externo para su funcionamiento.

La comentada tarjeta incorporará entradas y salidas digitales, contadores de 32 bits, así como entradas analógicas y salidas analógicas. Dependiendo del número de canales necesarios se podrán utilizar diferentes tarjetas.

Los canales digitales se utilizan en función de la misión que le asigne la aplicación SCADA. Dichas funciones puede ser el control de actuadores tales como las electroválvulas asociadas a las unidades de riego, la activación de motores, etc, así como para la entrada o adquisición de señales digitales, como en el caso de los presostatos de los filtros, etc.

Por su parte, las entradas analógicas se emplean para la conexión de diferentes sensores agronómicos a través de sus respectivos interfaces.

Finalmente, las salidas analógicas se utilizan para el control de actuadores por niveles de tensión.

En lo que respecta a las salidas digitales, dada la pequeña señal que proporcionan las tarjetas DAQ, se ha previsto la inclusión a la salida de las mismas de minirelés, para accionar los correspondientes actuadores asociados a las mismas, y para proteger los circuitos electrónicos interiores ante un pico de tensión, se han utilizado diodos de extinción colocados en paralelo con la bobina del minirelé.

Aun en el caso de que el PC sea interno, el dispositivo podrá no obstante conectarse a otro PC, a través de los puertos USB que incorpora la tarjeta correspondiente al PC embebido, o bien, a través de puertos ethernet con conexión a internet. También se le ha dotado al equipo de conectividad inalámbrica wifi.

En lo que se refiere al software de programación, se ha previsto que el mismo esté desarrollado preferentemente mediante LabView®, pudiendo intercambiarse, tal...

 


Reivindicaciones:

1. Sistema multifunción programable para uso en agricultura, que estando especialmente concebido para el control de sistemas de regadío, se caracteriza porque está constituido a partir de una placa de circuito impreso, que incorpora una tarjeta de adquisición de datos de bajo coste (1), asistida por un convertidor de potencia, tarjeta a la que están asociadas una pluralidad de entradas y salidas digitales (7-8), así como una serie de entradas y salidas analógicas (3-6), estableciéndose a la entrada de dichas señales analógicas los correspondientes interfaces de adaptación (15) de las señales provenientes de los sensores (14) agronómicos asociados a la instalación a controlar, habiéndose previsto que a la salida de las salidas digitales se establezcan minirelés (18), para accionar los correspondientes actuadores asociados a electroválvulas (12), bombas (13) o elementos similares a controlar y asociados a las mismas, habiéndose previsto asimismo que dichos circuitos electrónicos estén protegidos eléctricamente mediante diodos de extinción colocados en paralelo con la bobina de cada minirelé (18), con la particularidad de que las señales de salida de las salidas analógicas (3) y digitales (8) puedan ser activadas manualmente a través de respectivos interruptores manuales (4-4') o paralelamente de forma controlada a través de la citada tarjeta de adquisición de datos, la cual está asociada a un ordenador o PC (5), por medio de un software de control y adquisición de datos (SCADA) incorporado a dicho PC (5), de manera que dicho software de programación puede contemplar distintos programas de riego, tanto manual, por tiempo, por volumen, por humedad del suelo, radicación y similares, pudiendo controlar igualmente la fertirrigación con diferentes instalaciones para la misma, siendo dicho software fácilmente sustituible a través del PC (5).

2. Sistema multifunción programable para uso en agricultura, según reivindicación 1ª, caracterizado porque el PC (5) está integrado en el seno de la carcasa del equipo multifunción.

3. Sistema multifunción programable para uso en agricultura, según reivindicación 1ª, caracterizado porque el PC (5) es independiente del equipo multifunción, habiéndose previsto que éste último incorpore medios de conexión entre ambos dispositivos.

4. Sistema multifunción programable para uso en agricultura, según reivindicación 1ª caracterizado porque paralelamente a los interruptores manuales (4-4') se establecen testigos luminosos (9) tales como diodos led o similares, activables paralelamente a la activación de una salida.

5. Sistema multifunción programable para uso en agricultura, según reivindicación 1ª, caracterizado porque la red de sensores, tanto los asociados a las entradas analógicas como a las entradas digitales, presenta indistintamente una estructuración alámbrica o inalámbrica.

6. Sistema multifunción programable para uso en agricultura, según reivindicación 1ª, caracterizado porque el PC (5) incorpora medios de conexión Ethernet (10), USB (11) y/o inalámbricos "wifi", con una agenda electrónica (PDA), un teléfono móvil, o un ordenador externo.


 

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