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

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:20

Ahoj a vítejte.

Toto je příspěvek profesionální kategorie.

Při plnění tohoto projektu jsem si stanovil dva důležité cíle. Moje priority jsou odvozeny z telekonferencí s vědci NASA a dalšími. Z těchto zasedání jsem si odnesl kreativní myšlení a ZÁBAVU!

Zdá se, že toto úsilí je méně o pěstování rostlin a více o pěstování rostlin A minimalizaci hmotnosti užitečného zatížení. Jako takový jsem odstranil vše, co nebylo pro fázi konceptu zcela nutné. To také udrželo rozpočet nízký a estetický velmi minimální … velmi 60. mod. Možná velmi Harry Lange; byl hlavním designérem NASA, který pokračoval ve vývoji koncepčních kreseb a sad pro filmy jako „2001: Vesmírná odysea“. Také jsem měl za cíl použít co nejvíce metod a strojů, které můj tvůrčí prostor dovolí. Letos se zaměřím na elektroniku a robotiku.

Hlávkový salát je velmi shovívavý. Má se dobře při slabém osvětlení, potřebuje málo živin a daří se mu při chladných teplotách. Roste také rychle a můžete si ji užít v rutině. Saláty reagují na různé osvětlení dramaticky na epigenetické úrovni.

Možná je název trochu záhadný: HAL> IBM> JCN JCN zatím nemá smysluplnou anagramu.

Vector Equilibrium je Buckminster Fullerovo přejmenování na cuboctahedron; jeho oblíbená pevná látka Archimedian.

A osobní potravinové počítače jsou projektem MIT's Media Lab a jejich úsilí o práci databanky OpenAg. Plánuji využít jejich software a elektronické návrhy a poskytnout jim svá shromážděná data. Projekt je open source a pokračuje.

Krok 1: 2D koncepční diagramy

Než jsem o projektu přemýšlel jako inženýr nebo snad jako zahradník, zvažoval jsem objem krychle pomocí koncepčních analytických metod.

Můj první instinkt byl „růst“designu směrem ven od středového bodu. Tato myšlenka se zdála funkční a hodná dalšího zkoumání a vývoje.

Diagramy vytvářejí konstrukční linie a představují koncepty zavlažování, osvětlení a větrání. A jsou spíše jako minimalismus 60. let, mod a pop art. Čtverec o rozměrech 500 x 500 mm nastaví a vytvoří kruhový rozměr 175 mm.

Krok 2: 3D koncepční diagramy

Po mnoho stovek let matematici zkoumali geometrické tvary a jejich vzájemně související vlastnosti. Moje oblíbená klasika je model sluneční soustavy J. Keplera z roku 1597 v jeho „Mysterium Cosmographicum“. V něm postupně hnízdí koule a platonické pevné látky, aby určil oběžné dráhy planet se sluncem uprostřed. Bylo to docela přesné, ale opustil to, protože to nemohl potvrdit ve svých pozorováních. Odtud pokračoval ve psaní zákonů nebeské mechaniky. Jeho selhání bylo triumfem!

Buckminster Fuller se také velmi zajímal o vzájemnou souvislost geometrických tvarů. Použil praktickou pozorovací metodiku. Snažím se dělat to samé víceméně. Učení hrou.

Z dané krychle je prvním řádem transformace zkrácení rohů. Tím se vytvoří primární a sekundární svazky. Výsledný cuboctahedron nastavuje podmínky, které se brzy naučíme být prospěšné a ideální!

Fuller předvedl, že kuboctahedron, který přejmenoval na Vector Equilibrium, má speciální vlastnosti. Příliš mnoho na to, aby sem chodili. V tomto případě platí, že VE dokonale obsahuje geometrii prvního řádu v teorii balení. Vzhledem ke kouli ve středu je ideálním uspořádáním a nejtěsnějším uspořádáním koulí kolem ní 12 koulí.

Dále, pokud vezmeme v úvahu tangenciální roviny mezi každou sférou a střední koulí, můžeme objevit nový tvar: kosočtverečný dvanáctistěn. Samozřejmě má 12 stran. Zkraťte kosočtverečný dvanáctistěn a jste zpět na kostce!

Pro mé účely lze kosočtvercový dvanáctistěn vytisknout jako jednovrstvý obal!

Krok 3: Koncept vodního sloupce na nízké oběžné dráze Země

NASA si na ISS ráda hraje s vodními koulemi! Říká se, že voda se ve vesmíru nechová jako voda. Proč tedy nevyužít tuto skutečnost jako výchozí bod? Můj koncept zavlažování je nafouknout/vyfouknout kouli vody ve středovém bodě, uchycenou na místě drátěným lasem. Potom může být podle potřeby injektován živinami nebo antifungicidy nebo čímkoli jiným.

Implantovaný ultrazvukový piezoelektrický přístroj lze provozovat s frekvencí přibližně 1,7 MHz a může atomizovat povrch vodní koule na malé kapičky o velikosti přibližně 3–5 mikronů. To je ideální pro příjem vody a živin kořeny. Příliš mnoho živného roztoku a ultrazvukové zařízení se může ucpat. Hlávkový salát však potřebuje pouze lehký živný roztok.

Napadlo mě to, když jsem sledoval někoho vapovat v uzavřeném autě. Pára se okamžitě dostala všude.

Jinak je vodní sloupec hromádkou toroidních forem; ventilátor, bezkartáčový motor, čep s kuličkovými ložisky a atomizér.

Krok 4: Koncept vodního sloupce vázaného na Zemi

To, co funguje skvěle ve vesmíru, nemusí vždy fungovat dobře na Zemi; a naopak.

Koncept pro pozemní vodní schéma tedy musí napodobovat design LEO, ale musí být zcela odlišný.

Vodní sloupec vázaný na Zemi musí podporovat svou vlastní hmotnost a hmotnost kořenového balónu a 12 rostlin. To vyžaduje, aby byl těžší než to, co je ideální.

Z vodní koule se stává vodní lázeň. Přesto je to elegantní efektivní řešení. Mám v plánu jej přepracovat tak, aby zahrnoval všechny jeho funkce do jednoho řešení pro tisk.

Celková hmotnost vodního sloupce podle návrhu je 256 gramů.

Krok 5: Koncept Root Ball

Kosočtverečný dvanáctistěn se stává ohradou pro kořenovou pěstební komoru. Měří 175 mm tváří v tvář a tiskne za méně než 50 gramů.

Navrhl jsem jej s povrchem s drážkovaným povrchem, aby se zlepšil výkon úsilí 3D tisku. Vypadá to také docela dobře! A jak bylo uvedeno, Root Ball podporuje a orientuje pěstování 12 rostlin salátu.

50 mm otvory ve středu každého obličeje jsou opatřeny suchým zipem na substrát pro pěstování rostlin. Substrát může být kokosový kokos, ale já budu používat konopné polštářky a 3M drhnoucí podložky.

Do středu padů je aplikován dollop nebo tři z AGAR. Budou hydratovat, krmit, lepit a orientovat semena. Semena se vkládají do agarové špičaté strany „dolů“. Možná semínka takto vyklíčí. Osvětlení musí být intenzivnější, širší spektrum a okolní teploty musí být vyšší. Většina zahradníků ráda začíná semena v malých komnatách, ale my to zkusíme.

Celková hmotnost Root Ball je neuvěřitelných 48 gramů!

Krok 6: Koncept Light Cage

Light Cage je jednoduchý a elegantní design, ale určitě musí tvrdě pracovat!

Je vyroben z hliníkových rohových LED výlisků 24 x 300 mm a 12 kusů rohových konektorů, kterým říkám „tardigrades“. Ty jsou 3D vytištěny v pryskyřici.

Nosníky podporují 2 délky ultra-jasných LED pásků, které jsou programovatelné a stmívatelné. Mohou uspat rostlinu nebo je mohou roztančit!

Všimněte si, že tvar kvádru se skládá ze čtyř šestiúhelníků. Pamatujte na to při instalaci LED pásků. Berte to jako výzvu.

Všimněte si také, že světelné pásy v každém případě přecházejí přímo nad rostliny salátu. Je velkou výhodou mít koncentraci světla přesně tam, kde je potřeba. Ze stran je rostlinám dodáváno menší množství světla.

A konečně si všimněte, že rostliny umožňují trochu otevření ve vrcholových bodech kořenového míče. To je ideální pro směrování větrání dolů a skrz rostliny, pokud lze uprostřed čtvercových stran namontovat malé ventilátory.

Celková hmotnost Light Cage je 1331 gramů. Energetická zařízení vážila 1 500 gramů. Téměř tolik jako všechny ostatní věci dohromady! Celková hmotnost projektu dosáhla 3135 gramů. Kolik to stojí?

Krok 7: Tipy pro konstrukci lehké klece

Přestože je konstrukce světelné klece jednoduchá, je trochu složitá.

Doporučuji postavit cestovní pouzdro, které bude sloužit jako podpora a průvodce. Můžete jej postavit z čehokoli, ale jeho vnitřní rozměry by měly být 500 x 500 x 500 mm. Ten svůj jsem vyrobil z melaminu a nastříhal na CNC stroji.

Hliníkové výlisky je třeba řezat na jednotnou délku 300 mm. Jděte pomalu s křížovou pilou na kov.

Tardigrady jsou 3D vytištěny na laserové pryskyřičné tiskárně FormLab2. Všechny jsou totožné, kromě dvou, které mají otvory pro napájení závitu.

Jak jdete, držte balící pásku Gorilla a držte kousky pohromadě. Nakonec to slepím dohromady s momentovými spojeními, ale chci, aby tato možnost prováděla změny v průběhu návrhu … další důvod pro stavbu cestovního kufříku; chrání světelnou klec před prověšením.

Funguje také použití střídavé metody pře/pod pro instalaci LED pásků. Plánovat dopředu se vyplatí.

A všimněte si, že se pásy po zahřátí trochu roztahují.

Šel jsem s kvalitnějším vytlačováním, které je těžší, ale funguje lépe jako chladič pro LED diody. Mohu, ale nemusím skončit s použitím čoček z matného plastu.

Krok 8: Boční úsilí

Nejprve je zde konstrukce volitelného cestovního kufru. Může být vyroben z čehokoli, ale při montáži Light Cage se hodí a udržuje projekt bezpečný a přenosný. Je však zamýšleno, aby bylo nad rámec tohoto záznamu.

Udržujte své pracovní prostory uspořádané a uspořádané. I na jednoduchých projektech se věci mohou vymknout kontrole.

I když víte, že něco bude fungovat, zkuste vymyslet jiný způsob. Průzkum ho udržuje čerstvý a nikdy nevíte!

Pokuste se udělat tu nejšílenější věc, která vás napadne. Dělám to pořád. Dělá mi to radost a užívám si WOWs!

Krok 9: Spotřební materiál a tiskové soubory

Vodní sloup:

SmartDevil Malý osobní stolní ventilátor USB

Mini plovoucí zvlhčovač Zerone USB

Prvky vodního sloupce jsou 3D vytištěny pomocí vlákna White Ultimaker PLA

Kořenový míč:

Pěstovací podložky z konopí Terrafibre 5 "x5"; balíček 40

Root Ball je 3D vytištěn s vláknem Silver Ultimaker PLA

Světelná klec:

LightingWill 10-Pack LED Al-Aluminium Channel System; 1 metr eloxovaná černá

(2) BTF-Lighting WS2811 adresovatelný LED pásek UltraBright 5050 SMD RGB 5 metrů DC12V IP65 Vodotěsnost

(2) BTF-Lighting DC12V 6A 72W plastový napájecí zdroj

(2) BTF-Lighting WS2811 14 klíčů LED RGB ovladač

Balící páska Gorilla a oboustranná páska Gorilla

Konektory Light Cage jsou vytištěny na 3D tiskárně FormLab2 v černé pryskyřici

Veškerý spotřební materiál je k dispozici na Amazon.com

Krok 10: EUREKA

Pojďme to pěstovat!

První cena v soutěži Growing Beyond Earth Maker