JCN: Компютърна концепция за хранително равновесие на вектор: 9 стъпки

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:50

Отваряме с трейлъра към предстоящото видео „JCN и астронавтите; Епична приказка за храна и забавление в космоса“.

Това, което отнех от видеоконференциите по проекта, е, че трябва да се съсредоточим върху пространствените концепции и да се забавляваме! Имам топка …

Подхождам към това усилие с доста немеханистичен инженерен подход. Често правя произведения на изкуството като допълнение към всички мои проекти и начинания. Различен подход често носи свежи идеи и вдъхновение. Потърпете с мен тук.

Моето хоби е градинарството. Занимавам се с това от известно време. Пиша и оригинална методология на градинарството, наречена "фрактално земеделие". Но като биологичен градинар, трябваше да чета далеч и широко, за да се замисля какво може да накара космическата градина да расте. Много е различно. Особено като се има предвид епигенетиката.

Имам две заявени цели. Първо, за да намалите теглото възможно най -малко. Теглото на полезния товар е всичко. Общото тегло на проекта е A: Light Cage, 1331 грама, B: Кореново топче 48 грама, C: Водна колона 256 грама и D: Мощност 1500 грама. Общото тегло на полезния товар е само 3135 грама; почти половината от него отива за захранването! В противен случай се предизвиквам да използвам колкото се може повече методи и машини, които са ми достъпни в моето пространство за създаване.

Това е влизане на професионално ниво.

Консумативи:

Материали

(2) BTF-Lighting WS2811 Адресируема LED лента Ultra Bright 5050 SMD RGB 60 LED/m 20 пиксела/m 5 метра DC12V IP65 Силиконово покритие Водоустойчиво

(1) Осветление Ще бъде 10-пакетна LED алуминиева канална система с V-образна форма 1 метър анодиран черен ъглов монтаж. Нарежете на 24 дължини по 300 мм.

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

(2) BTF-Lighting WS2811 DC5-12V 14-клавишен безжичен RF контролер

(1) Малък личен USB настолен вентилатор SmartDevil

(1) Zerone USB Donuts Mini Mist Плаващ овлажнител

(1) Подложка за отглеждане на коноп от терафибър 40 опаковка 5 "x5"

(1) Горила опаковъчна лента и лента с двоен размер.

Стъпка 1: 2D пространствени концепции

Терминът "пространствена концепция" означава нещо доста специфично за архитекта. Този метод на анализ ръководи ръката на дизайнер в развитието на концептуалната фаза. Често тези невидими строителни линии остават невидими и въпреки това те са там, придавайки форма на това, което иначе би могло да остане неограничено. Естествените форми също следват своите собствени силови линии, които вярват в сложността, която възприемаме.

Такива методи са добра отправна точка.

В противен случай основната диаграма поставя източника на вода/хранителни вещества в самия център; съдържащи се в ефирна "коренова топка". Растенията от маруля растат навън и към регулираната светлина.

Стъпка 2: 3D пространствени концепции

3D концептуалните диаграми също са прости, директни и взаимосвързани. Съкращаването на дадения куб установява зони на обслужвани и обслужващи пространства. Ъгловият "бит" резервни зони за съхранение на вода, електроника, роботика и сензори в бъдещото развитие.

Пресеченият куб се нарича кубооктаедър. Това Архимедово твърдо тяло беше любимата форма на Бъкминстър Фулър по много причини. Той дори го преименува на Vector Equilibrium. Най -ценното за това усилие е фактът, че кубоктаедърът перфектно съдържа най -плътно опакования екземпляр от сфероиди; 12 сфери са най -плътно опаковани около централна сфера. Границите 500x500x500 мм на това задание позволяват стандартна единица от 150 мм до 175 мм; което е идеално за нашите цели.

Централната сфера е идеал, който не е лесен за отпечатване на 3D принтер. Можем обаче да използваме въображаемите равнини, които са допирателни между всяка от сферите, за да създадем многогранник, наречен ромбичен додекаедър, с 12 страни. Тази форма е възможна за 3D печат с една дебелина на стената; особено ако човек кренира повърхността.

И накрая, отрязването на ромбичния додекаедър образува куб. И се връщаме към началото в друг мащаб.

Стъпка 3: Концепция за напояване с ниска земна орбита

Очевидно центърът на куба е точка от голямо значение. НАСА често коментира, че водата не действа като вода в космоса. Бих казал, че водата действа перфектно в космоса. Нека да имаме смисъл и да използваме творчески този факт в наша полза. Надуването или издухването на водна топка в централната точка би било лесно да се направи. Инжектирайте го с хранителни вещества, ако е необходимо. Поставете пиезо ултразвуков овлажнител/пулверизатор на около 1,7 Mhz. Това ще разпръсне повърхността на водната топка на микрокапчици на около 3-5 микрона, което е идеално за поглъщане на корена. Това работи много добре за маруля, която е лека хранилка и се нуждае от по -малко хранителни вещества. Твърде много хранителни вещества в разтвора могат да запушат ултразвуковите господари.

Идеята ми е да проуча това, като гледам човек, който се качи в кола пред мен. Парите напълно запълниха кабината на автомобила; всяко кътче.

Виждам водния стълб като купчина тороидални форми. Вентилатор тип Dyson, безчеткови двигател, шарнирен лагер и ултразвуков апарат.

Стъпка 4: Концепция за сухоземно напояване

Наземната концепция за напояване е почти същата като за космоса; с изключение на това, че трябва да вземе предвид гравитацията, разбира се. По този начин водната топка трябва да се съдържа. Комбинираното тегло на кореновата топка, 12 растения и конструкцията на кулата трябва да бъдат проектирани за.

Стъпка 5: Концепция Root Ball

Кореновата топка, която е 3D отпечатана в единична стена PLA (режим на ваза), е изключително лека! Човек трябва да внимава, когато отваря дупките с Dremmel, тъй като компостируемата пластмаса е доста крехка. Растителният субстрат може да бъде направен от различни материали. Ще опитам конопени рогозки и подложки за почистване с марка 3M. Ще нанеса 3 или 4 капки агар и ще вмъкна семената от маруля, насочени надолу, към прозрачното хранително вещество. Агарът захранва ранното семе, залепва го за подложката и го държи на място, независимо от ориентацията. Надявам се да работи!

Корените ще растат в подложката и в кореновата камера. Първоначално корените ще бъдат популяризирани, но скоро ще използвам протоколи за осветление, за да насърча развитието на листата.

Стъпка 6: Концепция за светлинна клетка

Светлинната клетка е доста разумно устройство. Той има 12 конектора за 3D печат със смола. Наричам ги tardigrades. Има и 24 идентични алуминиеви 300 мм LED ъглови канала като лостове. Тези лонжери действат структурно на Земята, но също така осигуряват ценен радиатор за светодиодите.

Забележете, че кубооктаедърът може да се разглежда като съставен от 4 шестоъгълника. Използвайте този факт, когато обмисляте как най -добре да инсталирате светодиодите си. Мислете за това като за предизвикателство. Използвах две 5 -метрови серии от ултрабритови димируеми програмируеми LED ленти при 12V. Мога да ги накарам да направят почти всичко.

Обърнете внимание, че там където лостчетата "се кръстосват" са директно над всяко от растенията. Най -светлинният източник е отгоре. По -малката светлина осигурява светлина от страните.

Обърнете внимание също, че върховите точки на кореновата топка са най -отворените петна между растенията. Това би било идеалното място за намиране на бъдещи микро вентилатори според нуждите.

Стъпка 7: Конструкция на лека клетка

Трябва да е доста очевидно как се сглобява светлинната клетка. 24 лоста и 12 ъглови съединителя. Два от конекторите са отпечатани с отвори за насочване на захранването по зрителен начин.

Също така препоръчвам да създадете пътна кутия, която да действа като водач, опора и защитник. Калъфът има вътрешни размери 500x500x500mm и се счита за извън обхвата на проекта. Не е задължително, но мисля, че е добра идея.

Когато дизайнът бъде финализиран, ще залепя всичко заедно. Моментът, в който връзките трябва да се задържат. Но засега лагерите и съединителите се държат заедно от опаковъчната лента Gorilla. Лепящата лента на гърба на светодиодите е безполезна. Съблечете го. Използвам парчета горивна лента с двойно залепване, за да задържа светлинните ленти на място.

Стъпка 8: Поддържащи елементи

Ето снимки на моята станция за тестване на вентилатор и овлажнител и моето работно пространство.

Стъпка 9: Заключения

Почти съм готов да започна да отглеждам растения.

Никога няма да бъда щастлив или завършен с проектирането на кутията за отглеждане. Той е умишлено проектиран да има отстранени, заменени и модифицирани части.

Все още има много място за подобрения. И за добавяне на електроника, сензори, автоматизация и роботика. AI също.

Моето собствено изследване е успоредно на този проект. Този месец стартирам фирма за научноизследователска и развойна дейност, фокусирана върху архитектурните технологии, AG технологиите, лазерното картографиране и проектиране, както и структурите на дълбокия космос. Имам концепции за сонда на голяма надморска височина на Венера и автономна структура „парник“, която да бъде паркирана в точка Лагранж Земя-Луна L5.

НАСА разрешава честно използване на техните материали, стига логото на кюфтето да не се използва.