JCN: Vector Equilibrium Food Computer Concept V60.s: 10 vaihetta

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:00

Hei ja tervetuloa.

Tämä on ammattiluokan lähetys.

Asetin kaksi tärkeää tavoitetta tämän projektin toteuttamisessa. Prioriteettini ovat peräisin puhelinkokouksista NASAn tutkijoiden ja muiden kanssa. Näiden istuntojeni ajatuksina oli ajatella luovasti ja pitää hauskaa!

Ponnistelu näyttää olevan vähemmän kasvien kasvattamisesta ja enemmän kasvien kasvattamisesta ja hyötykuorman minimoimisesta. Näin ollen eliminoin kaiken, mikä ei ole täysin välttämätöntä konseptivaiheessa. Tämä piti myös budjetin alhaisena ja esteettisen hyvin vähäisenä … hyvin 60 -luvun mod. Ehkä hyvin Harry Lange; hän oli NASAn pääsuunnittelija, joka jatkoi konseptipiirustusten ja sarjojen kehittämistä elokuville, kuten 2001: A Space Odyssey. Minulla oli myös tavoite käyttää mahdollisimman monia menetelmiä ja koneita, joita valmistajatilamme sallii. Tänä vuonna keskityn elektroniikkaan ja robotiikkaan.

Salaatti on erittäin anteeksiantava. Se toimii hyvin hämärässä, tarvitsee vähän ravintoaineita ja menestyy viileässä. Se kasvaa myös nopeasti ja sitä voidaan nauttia leikkaamalla ja kasvaa uudelleen rutiinilla. Salaatit reagoivat erilaisiin valaistuksiin dramaattisesti epigeneettisellä tasolla.

Ehkä otsikko on hieman salaperäinen: HAL> IBM> JCN JCN: llä ei ole vielä mielekästä anagrammia.

Vektoritasapaino on Buckminster Fullerin nimeämä kuboktaedri; hänen suosikki Archimedian solid.

Henkilökohtaiset elintarviketietokoneet ovat MIT: n Media Labin ja heidän OpenAg -tietopankkihankkeensa projekti. Aion käyttää heidän ohjelmistojaan ja sähköisiä mallejaan ja toimittaa heille kerättyjä tietoja. Projekti on avoimen lähdekoodin ja jatkuu.

Vaihe 1: 2D -konseptikaaviot

Ennen kuin ajattelin projektia insinöörinä tai ehkä puutarhurina, harkitsin kuutiotilavuutta käsitteellisillä analyysimenetelmillä.

Ensimmäinen vaistoni oli "kasvattaa" muotoilua ulospäin keskipisteestä. Tämä ajatus vaikutti toimivalta ja ansaitsi lisätutkimuksia ja kehittämistä.

Kaaviot muodostavat rakennuslinjat ja esittävät kastelun, valaistuksen ja ilmanvaihdon käsitteitä. Ja ne ovat pikemminkin kuin 60 -luvun minimalistinen, modi- ja pop -taide. 500x500 mm: n neliö muodostaa ja muodostaa 175 mm: n ympyrän.

Vaihe 2: 3D -konseptikaaviot

Matemaatikot tutkivat monien satojen vuosien ajan geometrisia muotoja ja niiden toisiinsa liittyviä ominaisuuksia. Lempiklassikkoni on J. Keplerin 1597 -malli aurinkokunnasta "Mysterium Cosmographicum" -lehdessään. Siinä hän pesii asteittain palloja ja platonisia kiintoaineita määrittääkseen planeettojen kiertoradat auringon keskellä. Se oli varsin tarkka, mutta hän hylkäsi sen, koska hän ei voinut vahvistaa sitä havainnoissaan. Sieltä hän jatkoi taivaallisen mekaniikan lakien kirjoittamista. Hänen epäonnistumisensa oli voitto!

Buckminster Fuller kiinnosti myös suuresti geometristen muotojen keskinäistä yhteyttä. Hän käytti käytännön havainnointimenetelmiä. Yritän tehdä enemmän tai vähemmän samaa. Oppiminen pelaamalla.

Annetusta kuutiosta ensimmäinen muunnosjärjestys on kulmien katkaiseminen. Tämä määrittää ensisijaiset ja toissijaiset volyymit. Tuloksena oleva kuboktaedri luo olosuhteet, joista opimme pian olemaan hyödyllisiä ja ihanteellisia!

Fuller osoitti, että kuuboktaedrillä, jonka hän nimesi uudelleen vektoritasapainoksi, on erityisiä ominaisuuksia. Liian monta mennä tänne. Tässä tapauksessa voidaan soveltaa sitä, että VE sisältää täydellisesti pakkausteorian ensimmäisen kertaluvun geometrian. Koska pallo on keskellä, ihanteellinen järjestely ja tiukin pallojen tiivistys sen ympärillä on 12 palloa.

Lisäksi, jos tarkastellaan tangenssitasoja kunkin pallon ja keskipallon välillä, voidaan löytää uusi muoto: rombinen dodekaedri. Siinä on tietysti 12 puolta. Katkaise rombinen dodekaedri ja olet takaisin kuutioon!

Minun tarkoituksiini rombinen dodekaedri voidaan tulostaa 3D -yksikerroksisena kuorina!

Vaihe 3: Matalan kiertoradan vesipylväskonsepti

NASA rakastaa leikkiä vesipalloilla ISS: llä! Sanotaan, että vesi ei toimi kuin vesi avaruudessa. Joten miksi et käytä tätä tosiasiaa lähtökohtana? Kastelujärjestelmäni on puhaltaa/tyhjentää vesipallo keskipisteessä rajoitetusti paikalleen lankalasolla. Sen jälkeen se voidaan ruiskuttaa tarpeen mukaan ravinteilla tai sienitautien torjunta -aineilla tai millä tahansa.

Implantoitua ultraääni-pietsosähköistä laitetta voidaan käyttää noin 1,7 Mhz: n taajuudella ja se voi sumuttaa vesipallon pinnan pieniksi noin 3-5 mikronin kokoisiksi pisaroiksi. Tämä on ihanteellinen veden ja ravinteiden imeytymiseen juuriin. Liian paljon ravintoaineliuosta ja ultraäänilaite voivat tukkeutua. Mutta salaatti tarvitsee vain kevyen ravinneliuoksen.

Sain idean katsomalla jonkun höyryttävän suljetussa autossa. Höyry lähti hetkessä kaikkialle.

Muuten vesipatsas on pino toroidisia muotoja; tuuletin, harjaton moottori, kuulalaakeroitu kääntö ja sumutin.

Vaihe 4: Maan sitoutuneen vesipatsaan konsepti

Mikä toimii hyvin avaruudessa, ei aina toimi hyvin maan päällä; ja päinvastoin.

Maanpäällisen vesijärjestelmän käsitteen täytyy siis jäljitellä LEO -suunnittelua, mutta sen on välttämättä oltava aivan erilainen.

Maan sitovan vesipatsaan on kestettävä oma paino ja juuripallon ja 12 kasvin paino. Se vaatii sen olevan raskaampaa kuin mikä on ihanteellinen.

Vesipallosta tulee vesihaude. Silti se on tyylikäs tehokas ratkaisu. Aion suunnitella sen uudelleen sisällyttämään kaikki sen ominaisuudet yhteen tulostettavaan ratkaisuun.

Vesipatsaan kokonaispaino suunnitellusti on 256 grammaa.

Vaihe 5: Root Ball -konsepti

Rombisesta dodekaedrista tulee juurikasvukammion kotelo. Se mittaa 175 mm kasvotusten ja tulostaa alle 50 grammaa.

Suunnittelin sen krenelatulla pinnalla parantaakseni 3D -tulostuksen suorituskykyä. Näyttää myös aika hyvältä! Ja kuten on todettu, Root Ball tukee ja suuntaa 12 salaattikasvin kasvua.

50 mm: n aukot jokaisen pinnan keskellä on tarranauhalla kiinnitetty kasvien kasvualustaan. Substraatti voi olla kookospähkinä, mutta käytän hampputyynyjä ja 3M kuorintatyynyjä.

Tyynyjen keskelle levitetään yksi tai kolme AGAR -nukkaa. Ne hydratoivat, ruokkivat, tarttuvat ja suuntaavat siemeniä. Siemenet asetetaan agar -teräväpuoleiselle puolelle "alas". Ehkä siemenet itävät tällä tavalla. Valaistuksen on oltava voimakkaampaa, laajempaa spektriä ja ympäristön lämpötilojen on oltava korkeampia. Useimmat puutarhurit haluavat aloittaa siementen pienissä kammioissa, mutta yritämme.

Juuripallon kokonaispaino on mahtava 48 grammaa!

Vaihe 6: Light Cage -konsepti

Light Cage on yksinkertainen ja tyylikäs muotoilu, mutta sen on varmasti työskenneltävä kovasti!

Se on valmistettu 24x300 mm: n alumiinisesta kulma -LED -suulakepuristuksesta ja 12 kulmaliitinkappaleesta, joita kutsun "tardigradiksi". Nämä on 3D -painettu hartsiin.

Välikkeet tukevat 2 pituutta erittäin kirkkaita LED-nauhoja, jotka ovat ohjelmoitavia ja himmennettäviä. He voivat nukuttaa kasvin tai saada heidät tanssimaan!

Huomaa, että kuuboktaedrin muoto koostuu neljästä kuusikulmiosta. Muista tämä, kun asennat LED -nauhat. Ajattele sitä haasteena.

Huomaa myös, että valonauhat kulkevat joka tapauksessa suoraan salaattikasvien yläpuolelle. On suuri etu, että valon pitoisuus on juuri siellä, missä sitä tarvitaan. Pienempi määrä valoa toimitetaan kasveille sivuilta.

Ja huomaa lopuksi, että kasvit mahdollistavat hieman aukon juuripallon kärkipisteissä. Tämä on ihanteellinen ilmanvaihdon ohjaamiseen alas ja kasvien läpi, jos pieniä tuulettimia voidaan asentaa neliön sivujen keskelle.

Light Cagen kokonaispaino on 1331 grammaa. Laitteet painoivat 1500 grammaa. Lähes yhtä paljon kuin kaikki muut tavarat yhteensä! Hankkeen kokonaispaino oli 3135 grammaa. Paljonko se maksaa?

Vaihe 7: Vinkkejä kevyiden häkkien rakentamiseen

Vaikka Light Cage on rakenteeltaan yksinkertainen, sen rakentaminen on hieman hankalaa.

Suosittelen rakentamaan matkalaukun toimimaan tukena ja oppaana. Voit rakentaa sen mistä tahansa, mutta sen sisämittojen tulee olla 500x500x500mm. Tein omani melamiinista ja leikkasin sen CNC -koneella.

Alumiinipuristimet on leikattava tasaisiksi 300 mm: n pituisiksi. Mene hitaasti metallisen ristisahan kanssa.

Tardigrades on 3D -painettu FormLab2 -laserhartsitulostimella. Ne ovat kaikki identtisiä, lukuun ottamatta kahta, joissa on reikiä kierteen kiertämiseen.

Pidä palaset yhdessä Gorillan pakkausnauhalla. Lopulta liimaan sen yhteen momenttiyhteyksien kanssa, mutta haluan, että vaihtoehto tekee muutoksia suunnittelun edetessä… toinen syy rakentaa matkalaukku; se pitää valohäkin roikkumasta.

Lisäksi LED -nauhojen asentamiseen käytetään vuorottelevaa yli/alle -menetelmää. Kannattaa suunnitella etukäteen.

Ja huomaa, että nauhat näyttävät laajenevan hieman, kun ne kuumenevat.

Käytin laadukkaampaa suulakepuristusta, joka on raskaampaa, mutta toimii paremmin LEDien jäähdytyselementtinä. Käytän tai en saa käyttää huurrettuja muovilinssejä.

Vaihe 8: Sivutoimet

Ensimmäinen on valinnaisen matkalaukun rakentaminen. Se voidaan valmistaa mistä tahansa, mutta se on kätevä valokotelon kokoamisessa ja pitää projektin turvallisena ja kannettavana. Sen on kuitenkin tarkoitus jäädä tämän kohdan soveltamisalan ulkopuolelle.

Pidä työtilat järjestyksessä ja järjestyksessä. Jopa yksinkertaisissa projekteissa asiat voivat päästä käsistä.

Vaikka tiedät, että jokin toimii, yritä keksiä toinen tapa. Tutkimus pitää sen tuoreena, eikä sitä koskaan tiedä!

Yritä tehdä hulluinta mitä voit ajatella. Teen sitä koko ajan. Se pitää minut onnellisena ja nautin WOW: ista!

Vaihe 9: Tarvikkeet ja tulostustiedostot

Vesipylväs:

SmartDevil Pieni henkilökohtainen USB -pöytätuuletin

Zerone USB mini kelluva ilmankostutin

Vesipylväselementit on 3D -tulostettu valkoisella Ultimaker PLA -langalla

Juuripallo:

Terrafibre Hamppu 5 "x5" Kasvumatot; paketti 40

Root Ball on 3D -painettu Silver Ultimaker PLA -langalla

Kevyt häkki:

Valaistus: 10-pakkaus V-muotoinen LED-alumiinikanavajärjestelmä; 1 metri eloksoitu musta

(2) BTF-Lighting WS2811 Osoitettava LED-nauha UltraBright 5050 SMD RGB 5 metriä DC12V IP65 Vedeneristys

(2) BTF-valaistus DC12V 6A 72W muovinen virtalähde

(2) BTF-Lighting WS2811 14 näppäimen LED-RGB-ohjain

Gorilla -pakkausnauha ja kaksipuolinen Gorilla -teippi

Light Cage -liittimet tulostetaan FormLab2 3D -tulostimella mustalla hartsilla

Kaikki tarvikkeet ovat saatavilla Amazon.com -sivustolla

Vaihe 10: EUREKA

Kasvatetaan tätä!

Ensimmäinen palkinto Growing Beyond Earth Maker -kilpailussa