Calaixos de collita: entrada al concurs NASA Growing Beyond Earth: 5 passos (amb imatges)

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

Resum:

A bord de l’estació espacial internacional, els astronautes no tenen gaire espai per cultivar aliments. Aquest jardí hidropònic està dissenyat per funcionar de manera eficient utilitzant la quantitat mínima d’espai per collir 30 plantes en un horari rotatiu en un entorn de gravetat zero. Aquesta és una entrada per a la participació del concurs NASA Growing Beyond Earth en la categoria professional.

Disseny: aquest disseny allotja 30 plantes amb separació de 13 cm en un cicle de creixement de 3 nivells en un cub tancat de 50 cm. El cub conté tres calaixos que reflecteixen diferents punts de maduresa. El prestatge inferior és de plantes noves amb brots de 0-13 dies. El segon prestatge conté plantes de maduració d'entre 13 i 26 dies. El prestatge superior conté plantes preparades per a la collita de fulles o completament madures als 26-38 dies.

A cada calaix s’incorporen els llums, l’electrònica, les mànegues i els elements de seguretat de cada filera de plantes. La font d'alimentació, la font d'aigua i les bombes es col·loquen a la part posterior de la unitat.

Escala:

Aquest disseny escalaria excepcionalment bé perquè els calaixos es poden col·locar a qualsevol altura de la pista. Cada calaix conté els components per mantenir la fila de sota funcionant i es pot apilar infinitament.

Subministraments

• 12 peces d'alumini extruït (o similar)
• 3 x jocs de maquinari per a calaixos
• Tancaments de metall extrudits de 40 x (targetes i femelles)
• 3x safates de plàstic i bases de calaixos
• 3x fulls d'escuma hidropònica
• 10x peces de làmina de polipropilè ondulat (o material aïllant similar)
• 1x adhesiu en aerosol
• 60 peus de tires de llum LED adaptades a les plantes
• Alimentació de 12 volts de 360 watts
• Kit de reg automàtic (vegeu
• Fulls de Mylar
• Equip de soldadura
• Tallador de ganivets o caixes Exacto
• Corbates amb cremallera
• Pinces
• Càntir de galó
• Llavors
• Nutrients vegetals hidropònics

Pas 1: Creeu la caixa

1. Tallar i foradar les 12 peces d'extrusió d'alumini:

   1. Peça A: 4x peces de 2,5 cm x 2,5 cm x 50 cm de longitud
   2. Peça B: 4x peces de 2,5 cm x 2,5 cm x 47,5 cm de longitud (amb forats de fixació als extrems)
   3. Peça C: 4x peces de 2,5 cm x 5 cm x 47,5 cm de longitud (amb forats de fixació als extrems)

2. Talleu les peces de plàstic ondulat perquè s’adaptin als costats de la caixa.

   1. Peça D: 2x peces de 46cm x 46cm
   2. Peça E: 2x peces de 40cm x 46cm * Opcionalment, podeu adherir el full de mylar a un costat del plàstic amb adhesiu per esprai. Això ajudarà a la retenció de calor i humitat.
3. Creeu la base: la base del marc d'alumini serà "A" a la part davantera i posterior de la base, amb "B" als costats de la base mitjançant elements de fixació. Introduïu 1 peça de plàstic ondulat "D" abans d'aplicar l'última peça d'alumini a la base. Abans d’afegir la següent capa, afegiu 6 elements de fixació addicionals a la pista posterior d’alumini cap amunt.
4. Col·loqueu els costats verticals: els costats del marc d'alumini seran "C", alineats fins a les cantonades apuntant cap amunt i units a la base mitjançant fixacions. Abans d'afegir la part superior, afegiu uns 4 elements de subjecció a cada cantonada cap a l'interior per al maquinari del calaix. Introduïu 2 peces de plàstic ondulat "E" a cada costat.
5. Col·loqueu la porta frontal: mitjançant un plàstic acrílic tintat, poseu una porta doble (o similar) a la part frontal de la unitat. Això protegeix el cuidador de les llums brillants quan la unitat funciona, però permet al conserge observar i mantenir les plantes. * La porta ha de tenir un petit respirador a la part inferior inferior per permetre el flux d’aire.

Pas 2: afegiu els calaixos

Els calaixos suporten la planta en diferents punts de creixement durant un cicle de vida de 30 dies.

1. Col·loqueu les diapositives del calaix Als costats del marc d’alumini, fixeu el maquinari del calaix mitjançant els elements de subjecció que anteriorment s’afegien a la pista. Han de ser esglaonats per permetre diferents etapes del cicle de creixement.

   1. Mínima: 2cm
   2. Mig: 9cm
   3. Màxima: 23cm
2. Connecteu la base del calaix Utilitzeu el maquinari del calaix per fixar una base del calaix. Cal que sigui prou petit per encabir-lo fàcilment al cub, però prou resistent per suportar les plantes, l’aigua, la mànega i l’electrònica. Una base de calaix pot ser de plàstic ondulat o acrílic connectat directament al maquinari del calaix, de manera que hi ha alguna cosa més especialitzat. El calaix ha de ser pla i lliscar cap a dins i cap a fora sense problemes.
3. Afegir les safates de plàstic Col·loqueu una safata de plàstic a la base del calaix, que es pot treure durant el manteniment. Hem utilitzat una safata de plàstic de 5 cm de profunditat unida amb velcro per deixar espai suficient per a l’escuma hidropònica de 4 cm.

Pas 3: connecteu els calaixos

El calaix és la base de tots els sistemes de suport de la planta; cada calaix admet el calaix inferior.

1. Col·loqueu els llums Orientats en la mateixa direcció, adheriu 5 tires de leds a la part inferior de cada base del calaix ondulat i a la part superior del cub. Els cables haurien de ser accessibles des de la part posterior de la caixa del calaix. Utilitzeu tirants amb cremallera per fixar els cables a la base del calaix segons calgui, permetent una flexibilitat suficient perquè el calaix es pugui estendre completament dins i fora del cub sense interrompre els calaixos superior i inferior.
2. Connecteu PowerSolder als cables de cada calaix per connectar-lo a una font d’alimentació de 12 volts de 360 watts. Connecteu la font d'alimentació a la part posterior de la unitat. Assegureu-vos que el ventilador tingui una ventilació adequada.
3. Connecteu el ventilador Utilitzant un petit ventilador de microones (o similar), connecteu el ventilador a la font d'alimentació per proporcionar ventilació a les plantes. El ventilador s’ha de col·locar a la part posterior posterior de la unitat. La sortida de la porta d’entrada facilita la circulació del flux d’aire.
4. Connecteu la bomba del sistema de reg automatitzat, els sensors i l’arduino a la font d’alimentació, seguint les instruccions del kit que trieu. Estem utilitzant un kit arduino:
5. Connecteu un segment de mànega a cada vàlvula del sistema de reg. A cada calaix, assegureu una mànega de reg amb prou fluix perquè el calaix es pugui estendre completament dins i fora del cub sense interrompre els calaixos superior i inferior.
6. Connecteu l'aigua Ompliu el dipòsit d'aigua amb aigua. Connecteu la mànega principal a una bomba d’aigua central i poseu-la al dipòsit d’aigua a la part posterior de la unitat mitjançant un segment de mànega. El dipòsit d’aigua s’adjuntarà fora del cub, de fàcil accés per a la seva recàrrega, nutrients i manteniment.
7. Assegureu les mànegues i el cable Utilitzant un porta-cables, fixeu les mànegues i els cables al costat de la unitat i a cada calaix perquè puguin entrar i sortir amb el calaix sense molestar les capes de sota.

Pas 4: afegiu les vostres plantes

Un cop instal·lats els sistemes de suport, podeu afegir escuma hidropònica i començar a fer créixer les plantes.

1. Utilitzeu una plantilla per tallar l’escuma a la mida de la safata de creixement de plàstic extraïble. S'ha d'asseure còmodament a la safata, evitant un buit entre els costats de la safata i el material d'escuma.
2. Marqueu les ubicacions de la planta Mitjançant un regle o dispositiu de mesura, marqueu on es situaran les plantes a l’escuma en files de 3, 2, 3, 2-10 plantes en total a cada safata. Les plantes apareixeran esglaonades. Mesureu en diagonal amb 13-15cm entre plantes per confirmar l’espai.
3. Tallar una "X" a cada ubicació de la planta, tallar una "X" d'1cm (dues escletxes) a l'escuma amb un ganivet exacto o un tallador de caixa a una profunditat de 5 mm (o sigui la profunditat suggerida de la llavor).
4. Col·loqueu les llavors Amb unes pinces, col·loqueu amb cura dues llavors a cada escletxa just a sota de la superfície de l’escuma. Les llavors seran difícils de veure, però sigueu diligents per col·locar-les a la profunditat adequada.
5. Connecteu la safata extraïble Ara que les llavors estan al seu lloc, poseu-la a la base més baixa del calaix.
6. Col·loqueu les mànegues i els sensors: talleu una escletxa al material de creixement de la planta (escuma) prou gran perquè hi pugui col·locar un sensor. Al lateral del calaix oposat al sensor, introduïu la mànega. Aquest calaix està preparat per al reg automàtic. Enceneu la unitat i assegureu-vos que el calaix estigui saturat d’aigua. Les llavors han d’estar completament saturades d’aigua per tal que brotin.

Pas 5: mireu-los com creixen

El manteniment del jardí requereix algunes tasques:

1. Enganxeu-lo Assegureu-vos que el cub sempre tingui potència i aigua adequats.
2. Per regar les plantes, utilitzeu aigua destil·lada combinada amb concentrat de nutrients hidropònics. Quan es col·loquen les llavors per primer cop, l’escuma s’ha de completar saturada en aigua rica en nutrients. Després d’això, l’escuma sempre ha d’estar humida, però no ofegada. Un sensor d'humitat hauria de regar automàticament les plantes segons sigui necessari, però el reg manual és una alternativa.
3. L’objectiu és tenir una planta a cada posició. De vegades, no surt un brot. Per sort, es van col·locar 2 llavors a cada lloc per crear redundància. Si cap de les plantes no brolla en un lloc específic, trasplantar un brot duplicat d'un altre lloc per completar una safata completa de 10 plantes.

4. Gireu les safates Col·loqueu la safata nova a la part inferior fins que les plantes arribin als 12 dies (o a la meitat de la maduresa).

   1. Als 13 dies, moveu la safata més baixa al següent nivell i planteu una safata nova amb 10 plantes.
   2. Als 26 dies, moveu totes les safates cap amunt per continuar creixent i la safata superior estarà llesta per collir-la.
   3. Seleccioneu les plantes més madures per collir primer i procediu a collir les 10 plantes durant els següents 12 dies. Quan els enciams madurs arribin a la primera fila, gaudiu de la vostra collita.

Primer premi del concurs de fabricants Growing Beyond Earth