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

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:12

Hola i benvingut.

Es tracta d’una proposta de categoria professional.

Em vaig plantejar dos objectius importants per assumir aquest projecte. Les meves prioritats es deriven de les teleconferències amb científics de la NASA i altres. La meva decisió d’aconseguir aquestes sessions era pensar creativament i divertir-me.

Sembla que l’esforç és menor pel que fa al cultiu de plantes i més pel que fa al cultiu de plantes I la minimització del pes de la càrrega útil. Com a tal, vaig eliminar tot el que no fos del tot necessari per a la fase de concepte. Això també va mantenir el pressupost baix i l'estètica molt mínima … molt anys 60 mod. Potser molt Harry Lange; va ser el principal dissenyador de la NASA que va desenvolupar el concepte de dibuixos i escenografies per a pel·lícules com "2001: una odissea de l'espai". També tenia l’objectiu d’utilitzar tants mètodes i màquines que permetria l’espai del meu fabricant. Aquest any em centraré en l’electrònica i la robòtica.

L’enciam és molt perdonador. Ho fa bé amb poca llum, necessita pocs nutrients i es desenvolupa a temperatures fresques. També creix ràpidament i es pot gaudir de la rutina de tall i creixement. Els enciams responen a diferents llums a nivell epigenètic.

Potser el títol és una mica críptic: HAL> IBM> JCN JCN encara no té un anagrama significatiu.

L'equilibri vectorial és el canvi de nom del cuboctaedre per part de Buckminster Fuller; el seu sòlid arquimedià favorit.

I els ordinadors de menjar personal és un projecte del Media Lab del MIT i els seus esforços en la base de dades OpenAg. Tinc previst emprar el seu programari i dissenys electrònics i proporcionar-los les meves dades recopilades. El projecte és de codi obert i continua.

Pas 1: diagrames conceptuals 2D

Abans de pensar en el projecte com a enginyer o potser jardiner, vaig considerar el volum del cub amb mètodes analítics conceptuals.

El meu primer instint va ser "fer créixer" el disseny des del punt central. Aquesta idea semblava factible i digna d'una exploració i desenvolupament posteriors.

Els diagrames estableixen línies constructives i representen conceptes de reg, il·luminació i ventilació. I són més aviat com l'art minimalista, mod i pop dels anys 60. El quadrat de 500 x 500 mm configura i estableix una dimensió de cercle de 175 mm.

Pas 2: diagrames conceptuals 3D

Durant molts centenars d'anys, els matemàtics van investigar les formes geomètriques i les seves característiques interrelacionades. El meu clàssic preferit és el model del sistema solar de J. Kepler el 1597 al seu "Mysterium Cosmographicum". En ell hi anida progressivament esferes i sòlids platònics per determinar les òrbites dels planetes amb el sol al centre. Era bastant precís, però l’abandonà perquè no ho podia confirmar en les seves observacions. A partir d’aquí passaria a escriure les lleis de la mecànica celeste. El seu fracàs va ser un triomf!

Buckminster Fuller també es va interessar considerablement per la interrelació de les formes geomètriques. Va emprar una metodologia d'observació pràctica. Intento fer el mateix més o menys. Aprendre jugant.

A partir del cub donat, el primer ordre de transformació és truncar les cantonades. Això estableix els volums primari i secundari. El cuboctaedre resultant estableix condicions que aviat aprendrem a ser beneficioses i ideals.

Fuller va demostrar que el cuboctaedre, que va rebatejar com a Equilibri vectorial, té propietats especials. Massa per entrar aquí. El que és aplicable en aquest cas és que el VE conté perfectament la geometria de primer ordre en la teoria de l’embalatge. Donada una esfera al centre, la disposició ideal i l'empaquetament més ajustat de les esferes al seu voltant són 12 esferes.

A més, si es tenen en compte els plans tangencials entre cada esfera i l’esfera mitjana, es pot descobrir una nova forma: el dodecaedre ròmbic. Per descomptat, té 12 cares. Trunqueu el dodecaedre ròmbic i torneu al cub!

Per als meus propòsits, el dodecaedre ròmbic es pot imprimir en 3D com una capa única.

Pas 3: Concepte de columna d’aigua amb òrbita terrestre baixa

A la NASA li encanta jugar amb boles d’aigua a l’ISS! Diuen que l’aigua no actua com l’aigua a l’espai. Llavors, per què no utilitzar aquest fet com a punt de partida? El meu concepte de reg és inflar / desinflar una bola d’aigua al punt central, restringida al seu lloc amb un llaç de filferro. Després es pot injectar, si cal, amb nutrients o anti fungicides o qualsevol altra cosa.

Un dispositiu piezoelèctric d’ultrasons implantat pot funcionar a 1,7 Mhz i pot atomitzar la superfície de la bola d’aigua en petites gotes d’uns 3-5 micres de mida. És ideal per a la captació d’arrels d’aigua i nutrients. Hi ha massa solució de nutrients i el dispositiu ultrasònic pot obstruir-se. Però l’enciam només necessita una solució nutritiva lleugera.

La idea la vaig veure veient com algú es vaporitzava en un cotxe tancat. El vapor va anar a tot arreu a l’instant.

En cas contrari, la columna d’aigua és una pila de formes toroïdals; un ventilador, un motor sense escombretes, un pivot de rodament de boles i un atomitzador.

Pas 4: concepte de columna d’aigua lligada a la terra

Allò que funciona molt bé a l’espai no sempre funciona bé a la terra; i viceversa.

Per tant, el concepte d’un esquema d’aigua terrestre ha d’imitar el disseny LEO, però necessàriament ha de ser molt diferent.

La columna d’aigua lligada a la terra necessita suportar el seu propi pes i el pes de la bola d’arrel i de 12 plantes. Això requereix que sigui més pesat del que és ideal.

La bola d’aigua es converteix en un bany d’aigua. Tot i això, és una solució eficient i elegant. Tinc previst redissenyar-lo per incorporar totes les seves funcions a una solució imprimible.

El pes total de la columna d'aigua segons el disseny és de 256 grams.

Pas 5: concepte de pilota arrel

El dodecaedre ròmbic es converteix en el recinte de la cambra de cultiu d’arrels. Mesura 175 mm cara a cara i imprimeix menys de 50 grams.

El vaig dissenyar amb una superfície emmerletada per millorar el rendiment de la impressió 3D. També es veu força bé! I com es va assenyalar, Root Ball dóna suport i orienta el creixement de les 12 plantes d’enciam.

Les obertures de 50 mm al centre de cada cara estan equipades amb velcro al substrat de cultiu de la planta. El substrat pot ser de coco de coco, però faré servir coixinets de cànem i coixinets exfoliants 3M.

Al centre de les coixinetes s’aplica un paquet o tres de AGAR. Hidrataran, alimentaran, enganxaran i orientaran les llavors. Les llavors s’insereixen a l’agar amb el costat apuntat “cap avall”. Potser les llavors germinaran d’aquesta manera. La il·luminació ha de ser més intensa, un espectre més ampli i els temps ambientals han de ser més alts. A la majoria de jardiners els agrada començar les llavors en petites cambres, però ho intentarem.

El pes total de la bola d’arrel és de 48 grams.

Pas 6: concepte de gàbia lleugera

Light Cage és un disseny senzill i elegant, però segur que ha de treballar molt.

Està construït amb extrusions de cantonada d'alumini de 24x300mm d'alumini i 12 connectors de cantonada que anomeno "tardígrads". Es tracta d’impressions 3D en resina.

Els espars suporten 2 longituds de tires de LED ultra brillants que són programables i regulables. Poden adormir una planta o els poden fer ballar!

Tingueu en compte que la forma de cuboctaedre es compon de quatre hexàgons. Tingueu-ho en compte quan aneu a instal·lar les tires LED. Penseu-ho com un repte.

Tingueu en compte també que les tires de llum creuen directament a sobre de les plantes d'enciam en cada cas. És un gran avantatge tenir una concentració de llum exactament allà on es necessita. Una quantitat menor de llum es lliura a les plantes des dels costats.

I tingueu en compte, finalment, que les plantes permeten una mica d’obertura als punts vèrtexs de la bola d’arrel. Això és ideal per dirigir la ventilació cap avall i a través de les plantes si es poden muntar petits ventiladors al centre dels laterals quadrats.

El pes total de la gàbia lleugera és de 1331 grams. Els dispositius de potència pesaven 1500 grams. Gairebé tant com totes les altres coses combinades. El pes total del projecte va arribar als 3135 grams. Quan costa això?

Pas 7: consells de construcció de gàbies lleugeres

Tot i que és senzill de dissenyar, construir la Light Cage és una mica complicat.

Recomano construir un estoig de viatge per fer de guia i suport. Podeu construir-lo a partir de qualsevol cosa, però les seves dimensions interiors haurien de ser de 500x500x500mm. Vaig fer la meva de melamina i la vaig tallar a la màquina CNC.

Les extrusions d'alumini s'han de tallar a una longitud uniforme de 300 mm. Aneu lentament amb la serra transversal metàl·lica.

Els tardigrades s’imprimeixen en 3D en una impressora de resina làser FormLab2. Tots són idèntics, excepte dos que tenen forats per enfilar la potència.

A mesura que aneu, utilitzeu cinta d’embalatge Gorilla per unir els trossos. Finalment, l’enganxaré junt amb connexions de moment, però vull que l’opció faci canvis a mesura que el disseny progressi … un altre motiu per construir la funda de viatge; impedeix que la gàbia lleugera caigui.

També funciona per emprar un mètode altern de sobre / baix per instal·lar les tires LED. Val la pena planificar amb antelació.

I tingueu en compte que les tires semblen expandir-se una mica quan s’escalfen.

Vaig anar amb una extrusió de millor qualitat, que és més pesada, però actua millor com a dissipador de calor dels LED. Puc acabar utilitzant o no les lents de plàstic esmerilat.

Pas 8: esforços secundaris

En primer lloc, hi ha la construcció d’un estoig de viatge opcional. Es pot fer de qualsevol cosa, però és molt útil quan es munta la Light Cage i manté el projecte segur i portàtil. Tanmateix, es pretén que estigui fora de l’abast d’aquesta entrada.

Mantingueu ordenats i organitzats els vostres espais de treball. Fins i tot en projectes senzills, les coses poden sortir de control.

Fins i tot si sabeu que alguna cosa funcionarà, intenteu trobar una altra manera. L’exploració el manté fresc i mai se sap.

Intenta fer el més boig que se t'acudeixi. Ho faig tot el temps. Em fa feliç i gaudeixo dels WOW!

Pas 9: subministraments i fitxers d'impressió

Columna d'aigua:

Ventilador d'escriptori USB personal SmartDevil petit

Humidificador flotant mini Zerone USB

Els elements de la columna d’aigua s’imprimeixen en 3D amb filament PLA blanc Ultimaker

Bola d'arrel:

Terrafibre Hemp 5 "x5" Grow Mats; paquet de 40

Root Ball està imprès en 3D amb filament PLA Silver Ultimaker

Gàbia lleugera:

Il·luminació: sistema de canals d'alumini LED en forma de V de 10 paquets; 1 metre negre anoditzat

(2) BTF-Lighting WS2811 Tira LED dirigible UltraBright 5050 SMD RGB 5 metres DC12V IP65 Impermeabilització

(2) BTF-Lighting DC12V 6A 72W Font d'alimentació de plàstic

(2) Controlador RGB LED de 14 tecles BTS-Lighting WS2811

Cinta d’embalatge Gorilla i cinta de doble cara Gorilla

Els connectors Light Cage s’imprimeixen a la impressora 3D FormLab2 en resina negra

Tots els subministraments estan disponibles a Amazon.com

Pas 10: EUREKA

Fem créixer això!

Primer premi del concurs de fabricants Growing Beyond Earth