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

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:25

Hallo en welkom.

Dit is 'n professionele indiening van kategorieë.

Ek het twee belangrike doelwitte gestel om hierdie projek aan te pak. My prioriteite is afgelei van die telekonferensies met die NASA -wetenskaplikes en ander. My wegneemetes van hierdie sessies was om kreatief te dink en om pret te hê!

Die poging blyk minder te wees oor die groei van plante en meer oor die groei van plante EN die vermindering van die gewig. As sodanig het ek alles uitgeskakel wat nie heeltemal nodig was vir die konsepfase nie. Dit het ook die begroting laag gehou en die estetiese baie minimaal … baie modelle uit die 60's. Miskien baie Harry Lange; hy was 'n hoofontwerper vir NASA wat die konseptekeninge en stel vir films soos "2001: A Space Odyssey" ontwikkel het. Ek het ook die doel gehad om soveel moontlik metodes en masjiene te gebruik wat my ruimte vir die vervaardiger toelaat. My fokus hierdie jaar is op elektronika en robotika.

Slaai is baie vergewensgesind. Dit doen goed in swak lig, benodig min voedingstowwe en floreer by koel temperature. Dit groei ook vinnig en kan geniet word op 'n snit en groei weer. Slaaie reageer dramaties op verskillende beligtings op epigenetiese vlak.

Miskien is die titel 'n bietjie kripties: HAL> IBM> JCN JCN het nog nie 'n betekenisvolle anagram nie.

Die Vector Equilibrium is die hernoeming van Buckminster Fuller tot die kuboktaheder; sy gunsteling Archimedian solid.

En persoonlike voedselrekenaars is 'n projek van MIT's Media Lab en hul OpenAg -databankpogings. Ek is van plan om hul sagteware en elektroniese ontwerpe te gebruik en my versamelde data te voorsien. Die projek is open source en is aan die gang.

Stap 1: 2D -konsepdiagramme

Voordat ek aan die projek dink as 'n ingenieur of miskien 'n tuinier, het ek die kubusvolume met konseptuele analitiese metodes oorweeg.

My eerste instink was om die ontwerp uit die middelpunt na buite te laat groei. Hierdie idee was werkbaar en verdien verdere ondersoek en ontwikkeling.

Die diagramme stel konstruksielyne voor en verteenwoordig konsepte van besproeiing, beligting en ventilasie. En hulle is eerder soos die minimalistiese, mod- en popkuns uit die 60's. Die vierkant van 500 x 500 mm stel 'n sirkelafmeting van 175 mm op en vorm 'n sirkel.

Stap 2: 3D -konsepdiagramme

Vir baie honderde jare het wiskundiges geometriese vorms en hul onderling verwante eienskappe ondersoek. My gunsteling klassieke is J. Kepler se 1597 model van die sonnestelsel in sy "Mysterium Cosmographicum". Daarin maak hy geleidelik bolle en platoniese vaste stowwe om die wentelbane van die planete te bepaal met die son in die middel. Dit was redelik akkuraat, maar hy het dit laat vaar omdat hy dit nie in sy waarnemings kon bevestig nie. Van daar af sou hy die wette van hemelse meganika skryf. Sy mislukking was 'n triomf!

Buckminster Fuller het ook baie belang gestel in die onderlinge verband van meetkundige vorms. Hy gebruik 'n praktiese waarnemingsmetodiek. Ek probeer min of meer dieselfde doen. Leer deur te speel.

Vanuit die gegewe kubus is die eerste volgorde van transformasie om die hoeke af te sny. Dit bepaal die primêre en sekondêre volumes. Die gevolglike kuboktaëder stel voorwaardes op wat ons binnekort sal leer om voordelig en ideaal te wees!

Fuller het getoon dat die kuboctahedron, wat hy die Vector Equilibrium herdoop het, spesiale eienskappe het. Te veel om hier in te gaan. Wat in hierdie geval van toepassing is, is dat die VE die eerste orde meetkunde in die verpakkingsteorie perfek bevat. Gegewe 'n bol in die middel, is die ideale rangskikking en die strengste sfeer rondom dit 12 sfere.

Verder, as 'n mens die raakvlakke tussen elke sfeer en die middelsfeer in ag neem, kan 'n mens 'n nuwe vorm ontdek: die rombiese dodecahedron. Dit het natuurlik 12 kante. Sny die rombiese dodecahedron af en u is terug na die kubus!

Vir my doeleindes kan die rombiese dodecahedron 3D gedruk word as 'n enkellaag -dop!

Stap 3: Waterkolomkonsep met lae aarde

NASA speel graag met waterballetjies op die ISS! Hulle sê dat water nie soos water in die ruimte optree nie. Waarom sou u hierdie feit nie as 'n beginpunt gebruik nie? My besproeiingskonsep is om 'n bal water by die middelpunt op te blaas/af te laai, vasgemaak met 'n draadlasso. Dit kan dan indien nodig ingespuit word met voedingstowwe of swamdoders of wat ook al.

'N Inplantte ultrasoniese piëzo-elektriese toestel kan teen ongeveer 1,7 Mhz bedryf word en kan die oppervlak van die waterbal in klein druppeltjies van ongeveer 3-5 mikron groot maak. Dit is ideaal vir wortelopname van water en voedingstowwe. Te veel voedingsoplossing en die ultrasoniese toestel kan verstop word. Maar blaarslaai benodig slegs 'n ligte voedingsoplossing.

Ek het die idee gekry deur te kyk hoe iemand in 'n geslote motor vape. Die damp het onmiddellik oral gegaan.

Andersins is die waterkolom 'n stapel toroidale vorms; 'n waaier, 'n kwaslose motor, 'n kogellager -draai en 'n verstuiver.

Stap 4: Konsep van die aarde gebonde waterkolom

Wat in die ruimte goed werk, werk nie altyd goed op aarde nie; en omgekeerd.

Die konsep vir 'n aardwaterskema moet dus die LEO -ontwerp naboots, maar dit moet noodwendig heel anders wees.

Die aardbande waterkolom moet sy eie gewig en die gewig van die wortelbal en 12 plante ondersteun. Dit vereis dat dit swaarder is as wat ideaal is.

Die waterbal word 'n waterbad. Tog is dit 'n elegante, doeltreffende oplossing. Ek is van plan om dit te herontwerp om al die funksies daarvan in een drukbare oplossing op te neem.

Die totale waterkolomgewig soos ontwerp is 256 gram.

Stap 5: Wortelkonsep

Die rombiese dodecahedron word die omhulsel vir die wortelgroeikamer. Dit meet 175 mm van aangesig tot aangesig en druk vir minder as 50 gram.

Ek het dit ontwerp met 'n gekrenkte oppervlak om die prestasie van die 3D -drukwerk te verbeter. Dit lyk ook redelik goed! En soos opgemerk, ondersteun en oriënteer die wortelbal die groei van die 12 blaarplante.

50 mm -openinge in die middel van elke oppervlak is toegerus met klittenband aan die substraat van die plant. Die substraat kan klapper kokos wees, maar ek sal hennepblokkies en 3M skropblokkies gebruik.

'N Lepeltjie of drie AGAR word op die middel van die pads aangebring. Hulle sal die sade hidreer, voed, vashou en oriënteer. Saad word in die agar -kant na onder geplaas. Miskien sal die sade op hierdie manier ontkiem. Die beligting moet meer intens wees, 'n breër spektrum en die omgewingstemperatuur moet hoër wees. Die meeste tuiniers hou daarvan om sade in klein kamers te begin, maar ons sal probeer.

Die totale gewig van die wortelbal is maar liefst 48 gram!

Stap 6: Light Cage -konsep

Die Light Cage is 'n eenvoudige en elegante ontwerp, maar dit moet beslis hard werk!

Dit is opgebou uit 24 x 300 mm aluminium hoek -LED -ekstrusies en 12 hoekverbindingsstukke wat ek die 'tardigrades' noem. Dit is 3D gedruk in hars.

Die spars ondersteun 2 lengtes ultra-helder LED's wat programmeerbaar en dimbaar is. Hulle kan 'n plant aan die slaap maak, of hulle kan laat dans!

Let daarop dat die kuboktahedronvorm uit vier seshoeke bestaan. Hou dit in gedagte wanneer u die LED -stroke installeer. Beskou dit as 'n uitdaging.

Let ook daarop dat die ligte stroke in elke geval direk bo -oor die blaarslaai kruis. Dit is 'n groot voordeel om 'n ligkonsentrasie te hê presies waar dit nodig is. 'N Kleiner hoeveelheid lig word van die kante af aan die plante gelewer.

En let uiteindelik op dat die plante 'n bietjie opening moontlik maak by die toppunte van die wortelbal. Dit is ideaal om ventilasie af en deur die plante te lei as klein waaiers in die middel van die vierkantige kante gemonteer kan word.

Die totale Light Cage -gewig is 1331 gram. Die kragtoestelle weeg 1500 gram. Byna net soveel as al die ander goed saam! Die totale gewig van die projek was 3135 gram. Hoeveel kos dit?

Stap 7: Wenke vir die bou van ligte hokke

Alhoewel dit eenvoudig is in ontwerp, is die bou van die Light Cage 'n bietjie lastig.

Ek beveel aan dat u 'n reistas bou as 'n ondersteuning en gids. U kan dit uit enigiets bou, maar die afmetings binne moet 500x500x500mm wees. Ek het myne van melamien gemaak en dit op die CNC -masjien gesny.

Die aluminium extrusies moet tot 'n eenvormige lengte van 300 mm gesny word. Gaan stadig met die metaal kruissaag.

Die tardigrades word 3D gedruk op 'n FormLab2 -laserharsdrukker. Hulle is almal identies, behalwe vir twee met gate om die krag in te dra.

Terwyl u gaan, gebruik Gorilla -band om die stukkies bymekaar te hou. Uiteindelik sal ek dit aanmekaar plak met momentverbindings, maar ek wil hê dat die opsie verander kan word namate die ontwerp vorder … nog 'n rede om die reiskas te bou; dit keer dat die Light Cage sak.

Dit werk ook om 'n afwisselende oor/onder -metode te gebruik om die LED -stroke te installeer. Dit betaal om vooruit te beplan.

En let op dat die stroke effens uitbrei as dit verhit word.

Ek het 'n ekstrudering van 'n beter kwaliteit gehad wat swaarder is, maar beter dien as 'n koellichaam vir die LED's. Ek mag al dan nie die ryp plastieklense gebruik.

Stap 8: Newe -pogings

Eerstens is die konstruksie van 'n opsionele reistas. Dit kan uit enigiets bestaan, maar dit is handig wanneer u die Light Cage monteer en hou die projek veilig en draagbaar. Die bedoeling is egter dat dit buite die omvang van hierdie inskrywing val.

Hou u werkruimtes georden en georganiseer. Selfs by eenvoudige projekte kan dinge buite beheer raak.

Selfs as u weet dat iets sal werk, probeer om 'n ander manier te vind. Verkenning hou dit vars en jy weet nooit!

Probeer om die gekste ding te doen waaraan u kan dink. Ek doen dit heeltyd. Dit hou my gelukkig en ek geniet die WOW's!

Stap 9: Voorrade en druk lêers

Waterkolom:

SmartDevil klein persoonlike USB -waaier

Zerone USB mini drywende lugbevochtiger

Waterkolom -elemente word 3D gedruk met White Ultimaker PLA -filament

Wortelbal:

Terrafibre hennep 5 "x5" kweekmatte; pakkie van 40

Root Ball is 3D gedruk met Silver Ultimaker PLA Filament

Ligte hok:

Beligting Sal 10-V-vormige LED-aluminiumkanaalstelsel hê; 1 meter geanodiseerde swart

(2) BTF-Lighting WS2811 Adresbare LED Strip UltraBright 5050 SMD RGB 5 meter DC12V IP65 Waterproofing

(2) BTF-beligting DC12V 6A 72W plastiese kragtoevoer

(2) BTF-Lighting WS2811 14 sleutels LED RGB-beheerder

Gorilla verpakkingstape en gorilla dubbelzijdige band

Light Cage -verbindings word op die FormLab2 3D -drukker in swart hars gedruk

Alle voorrade is beskikbaar op Amazon.com

Stap 10: EUREKA

Kom ons laat dit groei!

Eerste prys in die Growing Beyond Earth Maker -wedstryd