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

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:51

Здравей и добре дошъл.

Това е подаване на професионална категория.

Поставих две важни цели при реализирането на този проект. Моите приоритети произтичат от телеконференциите с учени от НАСА и други. Моите изводи от тези сесии бяха да мисля творчески и да се забавлявам!

Усилията изглежда са по -малко за отглеждане на растения и повече за отглеждане на растения И минимизиране на теглото на полезния товар. Като такъв елиминирах всичко, което не е напълно необходимо за фазата на концепцията. Това също поддържа бюджета нисък, а естетиката много минимална … много 60 -те години. Може би много Хари Ланге; той беше главен дизайнер на НАСА, който продължи да разработва концептуални рисунки и декори за филми като "2001: Космическа одисея". Имах и целта да използвам колкото се може повече от методите и машините, които моето пространство за създаване ще позволи. Моят акцент тази година ще бъде върху електрониката и роботиката.

Салатата е много опрощаваща. Той се справя добре при слаба светлина, има нужда от малко хранителни вещества и процъфтява при ниски температури. Той също расте бързо и може да се ползва на разфасовка и да расте отново рутинно. Марулите реагират драстично на различно осветление на епигенетично ниво.

Може би заглавието е малко загадъчно: HAL> IBM> JCN JCN все още няма смислена анаграма.

Векторното равновесие е преименуването на кубоктаедра на Бъкминстър Фулър; любимото му Архимедово твърдо тяло.

А персоналните компютри за храна са проект на Media Lab на MIT и техните усилия за OpenAg банка данни. Планирам да използвам техния софтуер и електронен дизайн и да им предоставя моите събрани данни. Проектът е с отворен код и продължава.

Стъпка 1: 2D концептуални диаграми

Преди да помисля за проекта като инженер или може би градинар, обмислих обема на куба с концептуални аналитични методи.

Първият ми инстинкт беше да „разрасна“дизайна навън от централната точка. Тази идея изглеждаше работеща и достойна за по -нататъшно проучване и развитие.

Диаграмите установяват строителни линии и представят концепции за напояване, осветление и вентилация. И те са по -скоро като минималистичен, моден и поп арт от 60 -те. Квадратът 500x500 мм настройва и установява размер на кръг от 175 мм.

Стъпка 2: 3D концептуални диаграми

В продължение на много стотици години математиците изследват геометричните форми и техните взаимосвързани характеристики. Любимата ми класика е моделът на Слънчевата система от 1597 г. на J. Kepler в неговия „Mysterium Cosmographicum“. В него той постепенно влага сфери и платонични тела, за да определи орбитите на планетите със Слънцето в центъра. Беше доста точен, но той го изостави, защото не можеше да го потвърди в наблюденията си. Оттам той ще продължи да пише законите на небесната механика. Неуспехът му беше триумф!

Бъкминстър Фулър също проявява значителен интерес към взаимосвързаността на геометричните форми. Той използва практическа методология за наблюдение. Опитвам се да направя същото повече или по -малко. Учене чрез игра.

От дадения куб първият ред на трансформация е отрязването на ъглите. Това установява първичния и вторичния обем. Полученият кубоктаедър създава условия, които скоро ще се научим да бъдат полезни и идеални!

Фулър демонстрира, че кубоктаедърът, който той преименува на векторното равновесие, има специални свойства. Твърде много, за да влезем тук. Приложимото в този случай е, че VE съдържа перфектно геометрия от първи ред в теорията на опаковките. Като се има предвид сфера в центъра, идеалното подреждане и най -плътното опаковане на сфери около нея са 12 сфери.

Освен това, ако се вземат предвид тангенциалните равнини между всяка сфера и средната сфера, може да се открие нова форма: ромбичният додекаедър. Разбира се, той има 12 страни. Нарежете ромбичния додекаедър и се връщате към куба!

За моите цели ромбичният додекаедър може да бъде 3D отпечатан като еднослойна обвивка!

Стъпка 3: Концепция за водна колона с ниска земна орбита

НАСА обича да играе с водни топки на МКС! Казват, че водата не действа като вода в космоса. Така че защо да не използваме този факт като отправна точка? Моята концепция за напояване е да надувам/издухвам топка вода в централната точка, ограничена на място с телено ласо. След това може да се инжектира при необходимост с хранителни вещества или анти фунгициди или каквото и да е.

Имплантирано ултразвуково пиезоелектрическо устройство може да работи при около 1,7 Mhz и може да разпръсне повърхността на водната топка на малки капчици с размер около 3-5 микрона. Това е идеално за поглъщане на вода и хранителни вещества от корените. Твърде много хранителен разтвор и ултразвуковото устройство може да се запуши. Но марулята се нуждае само от лек хранителен разтвор.

Идеята ми хрумна, като гледах как някой излиза в затворена кола. Парите преминаха навсякъде мигновено.

В противен случай водният стълб представлява купчина тороидални форми; вентилатор, безчеткови двигател, шарнирен лагер и пулверизатор.

Стъпка 4: Концепция за водна колона, свързана със Земята

Това, което работи чудесно в космоса, не винаги работи добре на земята; и обратно.

Така че концепцията за схема за наземни води трябва да имитира дизайна на LEO, но задължително да е доста различна.

Водната колона, свързана със земята, трябва да издържа собственото си тегло и теглото на кореновата топка и 12 растения. Това изисква тя да бъде по -тежка от идеалната.

Водната топка се превръща във водна баня. И все пак това е елегантно ефективно решение. Планирам да го преработя, за да включа всичките му функции в едно решение за печат.

Проектираното общо тегло на колоната с вода е 256 грама.

Стъпка 5: Концепция Root Ball

Ромбичният додекаедър се превръща в заграждение за камерата за отглеждане на корени. Той измерва 175 мм лице в лице и отпечатва за по -малко от 50 грама.

Проектирах го с набраздена повърхност, за да подобря представянето на усилията за 3D печат. Изглежда също доста добре! Както бе отбелязано, кореновата топка поддържа и ориентира отглеждането на 12 -те растения маруля.

50 мм отвори в центъра на всяка страна са снабдени с велкро към субстрата за отглеждане на растения. Субстратът може да бъде кокосов кокос, но ще използвам конопени подложки и 3M скраб подложки.

В центъра на подложките се нанася купчина или три от AGAR. Те ще хидратират, хранят, залепват и ориентират семената. Семената се вкарват в агаровата страна със "надолу". Може би семената ще покълнат по този начин. Осветлението трябва да бъде по -интензивно, по -широк спектър и температурите на околната среда трябва да бъдат по -високи. Повечето градинари обичат да започват семена в малки камери, но ние ще се опитаме.

Общото тегло на кореновата топка е колосалните 48 грама!

Стъпка 6: Концепция за светлинна клетка

Light Cage е прост и елегантен дизайн, но със сигурност трябва да работи усилено!

Той е изработен от 24x300 мм алуминиеви ъглови LED екструзии и 12 ъглови съединителни части, които наричам "tardigrades". Те са 3D отпечатани в смола.

Лентите поддържат 2 дължини ултра ярки LED ленти, които са програмируеми и димируеми. Те могат да приспит растение или да ги накарат да „танцуват“!

Обърнете внимание, че формата на кубооктаедър се състои от четири шестоъгълника. Имайте това предвид, когато отивате да инсталирате LED лентите. Мислете за това като за предизвикателство.

Имайте предвид също, че светлинните ленти във всеки случай преминават директно над растенията на марулята. Голямо предимство е да имаш концентрация на светлина точно там, където е необходима. По -малко количество светлина се доставя към растенията отстрани.

И отбележете накрая, че растенията позволяват малко отвор в върховете на кореновата топка. Това е идеално за насочване на вентилацията надолу и през растенията, ако малки вентилатори могат да бъдат монтирани в средата на квадратните страни.

Общото тегло на Light Cage е 1331 грама. Захранващите устройства тежаха 1500 грама. Почти толкова, колкото всички други неща, взети заедно! Общото тегло на проекта достигна 3135 грама. Колко струва това?

Стъпка 7: Съвети за изграждане на леки клетки

Въпреки че е прост в дизайна, изграждането на Light Cage е малко сложно.

Препоръчвам да изградите калъф за пътуване, който да служи като опора и ръководство. Можете да го изградите от всичко, но вътрешните му размери трябва да бъдат 500x500x500mm. Направих моя от меламин и го нарязах на CNC машината.

Алуминиевите екструзии трябва да бъдат нарязани на еднаква дължина от 300 мм. Вървете бавно с металния напречен трион.

Тардиградите са 3D отпечатани на лазерен принтер FormLab2. Всички те са идентични, с изключение на две, които имат отвори за захранване на конеца.

Докато вървите, използвайте опаковъчната лента Gorilla, за да държите парчетата заедно. В крайна сметка ще го залепя заедно с моментни връзки, но искам опцията да прави промени с напредването на дизайна … още една причина за изграждането на пътната кутия; предпазва Светлинната клетка от провисване.

Също така работи, за да се използва алтернативен метод над/под за инсталиране на LED лентите. Струва си да планирате предварително.

И имайте предвид, че лентите изглежда се разширяват малко, когато се нагреят.

Отидох с по -качествено екструдиране, което е по -тежко, но действа по -добре като радиатор за светодиодите. Мога, а може и да не завърша с матираните пластмасови лещи.

Стъпка 8: Странични усилия

Първо има изграждане на опционален пътнически калъф. Тя може да бъде направена от всичко, но е полезна при сглобяването на Light Cage и поддържа проекта безопасен и преносим. Предвидено е обаче да излезе извън обхвата на тази статия.

Поддържайте работното си пространство подредено и организирано. Дори при прости проекти нещата могат да излязат извън контрол.

Дори да знаете, че нещо ще работи, опитайте се да измислите друг начин. Изследването го поддържа свежо и никога не се знае!

Опитайте се да направите най -лудото нещо, за което се сетите. Аз го правя през цялото време. Това ме държи щастлив и се наслаждавам на WOWs!

Стъпка 9: Консумативи и файлове за печат

Водна колона:

SmartDevil Малък личен USB настолен вентилатор

Zerone USB мини плаващ овлажнител

Елементите на водната колона са 3D отпечатани с бяла нишка Ultimaker PLA

Коренна топка:

Подложки за растеж от коноп от терафибър 5 "x5"; пакет от 40

Root Ball е 3D отпечатан със сребърна Ultimaker PLA нишка

Светлинна клетка:

LightingWill 10-пакетна V-образна LED алуминиева канална система; 1 метър анодирано черно

(2) BTF-осветление WS2811 Адресируема LED лента UltraBright 5050 SMD RGB 5 метра DC12V IP65 Хидроизолация

(2) BTF-осветление DC12V 6A 72W пластмасово захранване

(2) BTF-Lighting WS2811 LED RGB контролер с 14 клавиша

Опаковъчна лента Gorilla и двустранна лента Gorilla

Съединителите за светлинни клетки са отпечатани на 3D принтер FormLab2 в черна смола

Всички консумативи са достъпни на Amazon.com

Стъпка 10: EUREKA

Нека да отгледаме това!

Първа награда в конкурса Growing Beyond Earth Maker