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

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:33

Γειά σας και καλώς ήρθατε.

Πρόκειται για υποβολή επαγγελματικής κατηγορίας.

Έθεσα δύο σημαντικούς στόχους στην υλοποίηση αυτού του έργου. Οι προτεραιότητές μου προέρχονται από τις τηλεδιασκέψεις με τους επιστήμονες της NASA και άλλους. Οι αποδράσεις μου από αυτές τις συνεδρίες ήταν να σκεφτώ δημιουργικά και να διασκεδάσω!

Η προσπάθεια φαίνεται να αφορά λιγότερη καλλιέργεια φυτών και περισσότερη καλλιέργεια ΚΑΙ ελαχιστοποίηση του βάρους ωφέλιμου φορτίου. Ως εκ τούτου, εξάλειψα οτιδήποτε δεν ήταν απολύτως απαραίτητο για τη φάση της ιδέας. Αυτό κράτησε επίσης τον προϋπολογισμό χαμηλό και την αισθητική πολύ ελάχιστη… πολύ 60s mod. Veryσως πολύ ο Χάρι Λάνγκ. ήταν βασικός σχεδιαστής της NASA ο οποίος συνέχισε να αναπτύσσει τα σχέδια και τα σκηνικά για ταινίες όπως το "2001: A Space Odyssey". Είχα επίσης στόχο να χρησιμοποιήσω όσες περισσότερες από τις μεθόδους και τις μηχανές που θα επιτρέψει ο κατασκευαστικός μου χώρος. Η εστίασή μου φέτος θα είναι στα ηλεκτρονικά και τη ρομποτική.

Το μαρούλι είναι πολύ συγχωρητικό. Τα πάει καλά σε χαμηλό φωτισμό, χρειάζεται λίγα θρεπτικά συστατικά και ευδοκιμεί σε δροσερές θερμοκρασίες. Αναπτύσσεται επίσης γρήγορα και μπορείτε να το απολαύσετε σε μια κοπή και να αναπτυχθεί ξανά ρουτίνα. Τα μαρούλια ανταποκρίνονται σε διαφορετικό φωτισμό δραματικά σε επιγενετικό επίπεδο.

Perhapsσως ο τίτλος να είναι κάπως κρυπτικός: HAL> IBM> JCN Το JCN δεν έχει ακόμα σημαντικό σχεδιάγραμμα.

Η Vector Equilibrium είναι η μετονομασία του Buckminster Fuller στο κυβόκταεδρο. το αγαπημένο του Αρχιμήδειο στερεό.

Και οι προσωπικοί υπολογιστές τροφίμων είναι ένα έργο του Media Lab του MIT και των προσπαθειών τους για την τράπεζα OpenAg. Σκοπεύω να χρησιμοποιήσω το λογισμικό και τα ηλεκτρονικά τους σχέδια και να τους παράσχω τα δεδομένα που έχω συλλέξει. Το έργο είναι ανοιχτού κώδικα και βρίσκεται σε εξέλιξη.

Βήμα 1: Διάφορα διαγράμματα έννοιας

Πριν σκεφτώ το έργο ως μηχανικός ή ίσως κηπουρός, εξέτασα τον όγκο του κύβου με εννοιολογικές αναλυτικές μεθόδους.

Το πρώτο μου ένστικτο ήταν να «μεγαλώσω» το σχέδιο προς τα έξω από το κεντρικό σημείο. Αυτή η ιδέα φαινόταν εφαρμόσιμη και άξια περαιτέρω εξερεύνησης και ανάπτυξης.

Τα διαγράμματα δημιουργούν γραμμές κατασκευής και αντιπροσωπεύουν έννοιες άρδευσης, φωτισμού και εξαερισμού. Και μοιάζουν μάλλον με μινιμαλιστικό 60s, mod και pop art. Το τετράγωνο 500x500mm δημιουργεί και καθιερώνει μια διάσταση κύκλου 175mm.

Βήμα 2: Διαγράμματα τρισδιάστατης έννοιας

Για πολλές εκατοντάδες χρόνια, οι μαθηματικοί διερεύνησαν γεωμετρικά σχήματα και τα αλληλένδετα χαρακτηριστικά τους. Το αγαπημένο μου κλασικό είναι το μοντέλο του Ηλιακού συστήματος του J. Kepler 1597 στο "Mysterium Cosmographicum". Σε αυτήν φωλιάζει προοδευτικά σφαίρες και πλατωνικά στερεά για να καθορίσει τις τροχιές των πλανητών με τον ήλιο στο κέντρο. Quiteταν αρκετά ακριβές, αλλά το εγκατέλειψε επειδή δεν μπορούσε να το επιβεβαιώσει στις παρατηρήσεις του. Από εκεί θα συνέχιζε να γράφει τους νόμους της ουράνιας μηχανικής. Η αποτυχία του ήταν θρίαμβος!

Ο Buckminster Fuller έδειξε επίσης σημαντικό ενδιαφέρον για την αλληλεξάρτηση των γεωμετρικών σχημάτων. Χρησιμοποίησε μια πρακτική μεθοδολογία παρατήρησης. Προσπαθώ να κάνω το ίδιο λίγο πολύ. Μαθαίνοντας παίζοντας.

Από τον δεδομένο κύβο, η πρώτη σειρά μετασχηματισμού είναι η περικοπή των γωνιών. Αυτό καθορίζει τον κύριο και τον δευτερεύον τόμο. Το κυβόκταεδρο που προκύπτει θέτει συνθήκες που σύντομα θα μάθουμε να είναι ευεργετικές και ιδανικές!

Ο Fuller απέδειξε ότι το κουβοκτάεδρο, το οποίο μετονόμασε σε Vector Equilibrium, έχει ειδικές ιδιότητες. Πάρα πολλά για να μπω εδώ. Αυτό που ισχύει σε αυτή την περίπτωση είναι ότι το VE περιέχει τέλεια τη γεωμετρία πρώτης τάξης στη θεωρία συσκευασίας. Δεδομένης μιας σφαίρας στο κέντρο, η ιδανική διάταξη και η πιο σφιχτή σφαίρα σφαιρών γύρω από αυτήν είναι 12 σφαίρες.

Επιπλέον, αν λάβει κανείς υπόψη τα εφαπτόμενα επίπεδα μεταξύ κάθε σφαίρας και της μεσαίας σφαίρας, μπορεί να ανακαλύψει ένα νέο σχήμα: το ρομβικό δωδεκάεδρο. Φυσικά έχει 12 πλευρές. Περικοπή του ρομβικού δωδεκάεδρου και επιστρέφετε στον κύβο!

Για τους σκοπούς μου, το ρομβικό δωδεκάεδρο μπορεί να εκτυπωθεί 3D ως κέλυφος ενός στρώματος!

Βήμα 3: Έννοια στήλης χαμηλής γήινης τροχιάς νερού

Η NASA λατρεύει να παίζει με μπάλες νερού στον ISS! Λένε ότι το νερό δεν λειτουργεί σαν νερό στο διάστημα. Γιατί λοιπόν να μην χρησιμοποιήσουμε αυτό το γεγονός ως αφετηρία; Η ιδέα μου για άρδευση είναι να φουσκώσω/ξεφουσκώσω μια μπάλα νερού στο κεντρικό σημείο, περιορισμένη στη θέση της με ένα σύρμα λάσο. Στη συνέχεια, μπορεί να εγχυθεί ανάλογα με τις ανάγκες με θρεπτικά συστατικά ή αντιμυκητοκτόνα ή οτιδήποτε άλλο.

Μια εμφυτευμένη υπερηχητική πιεζοηλεκτρική συσκευή μπορεί να λειτουργήσει σε περίπου 1,7 Mhz και μπορεί να ψεκάζει την επιφάνεια της σφαίρας του νερού σε μικροσκοπικά σταγονίδια μεγέθους περίπου 3-5 μικρών. Αυτό είναι ιδανικό για την πρόσληψη νερού και θρεπτικών συστατικών από τις ρίζες. Πάρα πολύ θρεπτικό διάλυμα και η συσκευή υπερήχων μπορεί να φράξει. Αλλά το μαρούλι χρειάζεται μόνο ένα ελαφρύ θρεπτικό διάλυμα.

Πήρα την ιδέα βλέποντας κάποιον να τρέχει σε κλειστό αυτοκίνητο. Ο ατμός πήγε παντού αμέσως.

Διαφορετικά, η στήλη νερού είναι μια στοίβα τοροειδών μορφών. έναν ανεμιστήρα, έναν κινητήρα χωρίς ψήκτρες, έναν άξονα με ρουλεμάν και έναν ψεκαστήρα.

Βήμα 4: Έννοια στήλης με δεσμευμένο νερό στη Γη

Αυτό που λειτουργεί υπέροχα στο διάστημα δεν λειτουργεί πάντα καλά στη γη. και αντίστροφα.

Έτσι, η ιδέα για ένα χερσαίο σύστημα νερού πρέπει να μιμηθεί το σχέδιο LEO, αλλά απαραίτητα να είναι αρκετά διαφορετική.

Η Στήλη Νερού που συνδέεται με τη γη πρέπει να αντέξει το δικό της βάρος και το βάρος του Root Ball και 12 φυτών. Αυτό απαιτεί να είναι βαρύτερο από αυτό που είναι ιδανικό.

Η σφαίρα νερού γίνεται υδατόλουτρο. Ωστόσο, είναι μια κομψή αποτελεσματική λύση. Σχεδιάζω να το επανασχεδιάσω για να ενσωματώσω όλα τα χαρακτηριστικά του σε μία εκτυπώσιμη λύση.

Το συνολικό βάρος της στήλης νερού όπως έχει σχεδιαστεί είναι 256 γραμμάρια.

Βήμα 5: Έννοια Root Ball

Το ρομβικό δωδεκάεδρο γίνεται το περίβλημα για τον θάλαμο ανάπτυξης ριζών. Μετράει 175 χιλιοστά πρόσωπο με πρόσωπο και εκτυπώνει για λιγότερο από 50 γραμμάρια.

Το σχεδίασα με μια επάνω επιφάνεια για να βελτιώσω την απόδοση της προσπάθειας τρισδιάστατης εκτύπωσης. Φαίνεται επίσης αρκετά καλό! Και όπως σημειώθηκε το Root Ball υποστηρίζει και προσανατολίζει την ανάπτυξη των 12 φυτών μαρουλιού.

Τα ανοίγματα 50 mm στο κέντρο κάθε όψης είναι εξοπλισμένα με Velcro στο υπόστρωμα ανάπτυξης φυτών. Το υπόστρωμα μπορεί να είναι κοκοφοίνικα, αλλά θα χρησιμοποιώ μαξιλάρια κάνναβης και τριβές 3Μ.

Ένα κούκλα ή τρία AGAR εφαρμόζονται στο κέντρο των μαξιλαριών. Θα ενυδατώσουν, θα ταΐσουν, θα κολλήσουν και θα προσανατολίσουν τους σπόρους. Οι σπόροι εισάγονται στη μυτερή πλευρά του άγαρ "προς τα κάτω". Perhapsσως οι σπόροι να βλαστήσουν με αυτόν τον τρόπο. Ο φωτισμός πρέπει να είναι πιο έντονος, ευρύτερο φάσμα και οι θερμοκρασίες περιβάλλοντος πρέπει να είναι υψηλότερες. Στους περισσότερους κηπουρούς αρέσει να ξεκινούν σπόρους σε μικροσκοπικούς θαλάμους, αλλά εμείς θα προσπαθήσουμε.

Το συνολικό βάρος Root Ball είναι εκπληκτικό 48 γραμμάρια!

Βήμα 6: Έννοια Light Cage

Το Light Cage είναι ένας απλός και κομψός σχεδιασμός, αλλά σίγουρα πρέπει να δουλέψει σκληρά!

Είναι κατασκευασμένο από γωνιακές εξώθησεις LED από αλουμίνιο 24x300mm και 12 γωνιακά τεμάχια σύνδεσης που τα ονομάζω "ταρντιγκράδες". Αυτά είναι τρισδιάστατα τυπωμένα σε ρητίνη.

Τα spars υποστηρίζουν 2 μήκη εξαιρετικά φωτεινών λωρίδων LED που είναι προγραμματιζόμενες και ρυθμιζόμενες. Μπορούν να κοιμίσουν ένα φυτό ή μπορούν να τα κάνουν να χορέψουν!

Σημειώστε ότι το σχήμα κυβόκταεδρο αποτελείται από τέσσερα εξάγωνα. Λάβετε υπόψη αυτό όταν πηγαίνετε να εγκαταστήσετε τις λωρίδες LED. Σκεφτείτε το ως πρόκληση.

Σημειώστε επίσης ότι οι λωρίδες φωτός διασταυρώνονται απευθείας πάνω από τα φυτά μαρουλιού σε κάθε περίπτωση. Είναι μεγάλο πλεονέκτημα να υπάρχει συγκέντρωση φωτός ακριβώς εκεί που χρειάζεται. Μια μικρότερη ποσότητα φωτός παραδίδεται στα φυτά από τις πλευρές.

Και σημειώστε τέλος ότι τα φυτά επιτρέπουν ένα μικρό άνοιγμα στα σημεία κορυφής του Root Ball. Αυτό είναι ιδανικό για να κατευθύνετε τον εξαερισμό προς τα κάτω και μέσω των φυτών εάν μπορούν να τοποθετηθούν μικροί ανεμιστήρες στη μέση των τετραγωνικών πλευρών.

Το συνολικό βάρος Light Cage είναι 1331 γραμμάρια. Οι συσκευές ισχύος ζύγιζαν 1500 γραμμάρια. Σχεδόν όσο όλα τα άλλα μαζί! Το συνολικό βάρος του έργου έφτασε τα 3135 γραμμάρια. Πόσο κοστίζει?

Βήμα 7: Συμβουλές κατασκευής ελαφρών κλωβών

Αν και απλό στο σχεδιασμό, η κατασκευή του Light Cage είναι λίγο δύσκολο.

Σας συνιστώ να φτιάξετε μια θήκη ταξιδιού για να λειτουργήσει ως υποστήριξη και οδηγός. Μπορείτε να το χτίσετε από οτιδήποτε, αλλά οι εσωτερικές του διαστάσεις πρέπει να είναι 500x500x500mm. Έφτιαξα το δικό μου από μελαμίνη και το έκοψα στο μηχάνημα CNC.

Οι εξωθήσεις αλουμινίου πρέπει να κοπούν σε ομοιόμορφο μήκος 300mm. Προχωρήστε αργά με το μεταλλικό σταυρόπριονο.

Τα tardigrades εκτυπώνονται 3D σε εκτυπωτή ρητίνης λέιζερ FormLab2. Είναι όλες πανομοιότυπες εκτός από δύο που έχουν τρύπες στην ισχύ σπειρώματος.

Καθώς προχωράτε, χρησιμοποιήστε ταινία συσκευασίας Gorilla για να συγκρατήσετε τα κομμάτια και τα κομμάτια μαζί. Τελικά θα το κολλήσω μαζί με στιγμιαίες συνδέσεις, αλλά θέλω η επιλογή να κάνει αλλαγές καθώς ο σχεδιασμός εξελίσσεται … άλλος λόγος για την κατασκευή της θήκης ταξιδιού. κρατάει το Light Cage από το να χαλαρώσει.

Επίσης, λειτουργεί για να χρησιμοποιήσετε μια εναλλασσόμενη μέθοδο over/under για την εγκατάσταση των λωρίδων LED. Αξίζει να προγραμματίσετε εκ των προτέρων.

Και σημειώστε ότι οι λωρίδες φαίνεται να επεκτείνονται λίγο όταν θερμαίνονται.

Πήγα με μια καλύτερη ποιότητα εξώθησης που είναι βαρύτερη αλλά λειτουργεί καλύτερα ως ψύκτρα για τα LED. Μπορεί ή όχι να καταλήξω στη χρήση πλαστικών φακών.

Βήμα 8: Παράπλευρες προσπάθειες

Αρχικά υπάρχει η κατασκευή μιας προαιρετικής θήκης ταξιδιού. Μπορεί να κατασκευαστεί από οτιδήποτε, αλλά είναι χρήσιμο όταν συναρμολογείτε το Light Cage και διατηρεί το έργο ασφαλές και φορητό. Ωστόσο, σκοπεύει να είναι πέρα από το πεδίο εφαρμογής αυτής της καταχώρισης.

Διατηρήστε τους χώρους εργασίας σας οργανωμένους και οργανωμένους. Ακόμα και σε απλά έργα, τα πράγματα μπορούν να ξεφύγουν από τον έλεγχο.

Ακόμα κι αν γνωρίζετε ότι κάτι θα λειτουργήσει, προσπαθήστε να βρείτε έναν άλλο τρόπο. Η εξερεύνηση το διατηρεί φρέσκο και ποτέ δεν το γνωρίζετε!

Προσπαθήστε να κάνετε το πιο τρελό πράγμα που μπορείτε να σκεφτείτε. Το κάνω όλη την ώρα. Με κρατάει χαρούμενο και απολαμβάνω τα WOWs!

Βήμα 9: Προμήθειες και αρχεία εκτύπωσης

Στήλη νερού:

SmartDevil Small Personal USB Desk Fan

Zerone USB mini Floating Humidifier

Τα στοιχεία της στήλης νερού εκτυπώνονται 3D χρησιμοποιώντας το White Ultimaker PLA Filament

Root Ball:

Terrafibre Hemp 5 "x5" Grow Mats? συσκευασία των 40

Το Root Ball είναι 3D εκτυπωμένο με Silver Ultimaker PLA Filament

Ελαφρύ κλουβί:

ΦωτισμόςWill 10-Pack V-σχήμα LED σύστημα αλουμινίου καναλιών? 1 μέτρο ανοδιωμένο μαύρο

(2) BTF-Lighting WS2811 Addressed LED Strip UltraBright 5050 SMD RGB 5 μέτρα DC12V IP65 Στεγανοποίηση

(2) BTF-Lighting DC12V 6A 72W Πλαστικό τροφοδοτικό

(2) BTF-Lighting WS2811 14 πλήκτρα LED RGB Controller

Ταινία συσκευασίας Gorilla και ταινία διπλής όψης Gorilla

Οι σύνδεσμοι Light Cage εκτυπώνονται σε 3D εκτυπωτή FormLab2 σε μαύρη ρητίνη

Όλες οι προμήθειες είναι διαθέσιμες στο Amazon.com

Βήμα 10: EUREKA

Ας το μεγαλώσουμε αυτό!

Πρώτο Βραβείο στον Διαγωνισμό Growing Beyond Earth Maker