Συρτάρια Συγκομιδής - Συμμετοχή στο Διαγωνισμό NASA Growing Beyond Earth: 5 Βήματα (με Εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:34

Περίληψη:

Στον διεθνή διαστημικό σταθμό, οι αστροναύτες δεν έχουν πολύ χώρο για καλλιέργεια τροφίμων. Αυτός ο υδροπονικός κήπος έχει σχεδιαστεί για να λειτουργεί αποτελεσματικά χρησιμοποιώντας τον ελάχιστο χώρο για τη συγκομιδή 30 φυτών με εναλλασσόμενο πρόγραμμα σε περιβάλλον μηδενικής βαρύτητας. Αυτή είναι μια καταχώριση για τη συμμετοχή του διαγωνισμού NASA Growing Beyond Earth στην επαγγελματική κατηγορία.

Σχεδιασμός: Αυτός ο σχεδιασμός φιλοξενεί 30 φυτά με διαχωρισμό 13 εκατοστών σε κύκλο ανάπτυξης 3 επιπέδων σε κλειστό κύβο 50 εκατοστών. Ο κύβος περιέχει τρία συρτάρια που αντανακλούν διαφορετικά σημεία ωριμότητας. Το κάτω ράφι είναι νέα φυτά με φύτρα ηλικίας 0-13 ημερών. Το δεύτερο ράφι περιέχει φυτά ωρίμανσης ηλικίας 13-26 ημερών. Το πάνω ράφι περιέχει φυτά που είναι έτοιμα για συγκομιδή φύλλων ή έχουν ωριμάσει πλήρως στις 26-38 ημέρες.

Ενσωματωμένα σε κάθε συρτάρι είναι τα φώτα, τα ηλεκτρονικά, οι εύκαμπτοι σωλήνες και τα στοιχεία ασφαλείας για κάθε σειρά φυτών. Το τροφοδοτικό, η πηγή νερού και οι αντλίες τοποθετούνται στο πίσω μέρος της μονάδας.

Απολέπιση:

Αυτός ο σχεδιασμός θα κλιμακωθεί εξαιρετικά γιατί τα συρτάρια μπορούν να τοποθετηθούν σε οποιοδήποτε ύψος στην πίστα. Κάθε συρτάρι περιέχει τα στοιχεία για να διατηρεί τη σειρά κάτω από τη λειτουργία και θα μπορούσε να στοιβάζεται απεριόριστα.

Προμήθειες

• 12 τεμάχια εξωθημένου αλουμινίου (ή παρόμοιο)
• 3 x σετ υλικού συρταριού
• 40 x εξωθημένοι μεταλλικοί συνδετήρες (κάρτες και παξιμάδια)
• 3x πλαστικοί δίσκοι και βάσεις συρταριών
• 3x φύλλα αφρού υδροπονικής
• 10x κομμάτια κυματοειδούς φύλλου πολυπροπυλενίου (ή παρόμοιο μονωτικό υλικό)
• 1x Spray Adhesive
• 60 πόδια λωρίδες φωτός LED φιλικές προς τα φυτά
• Τροφοδοσία 12 volt 360 watt
• Αυτόματο κιτ ποτίσματος (δείτε
• Σεντόνια Mylar
• Εξοπλισμός συγκόλλησης
• Μαχαίρι ακριβείας ή κουτί κουτιού
• Φερμουάρ
• Τσιμπιδακι ΦΡΥΔΙΩΝ
• Gallon Jug
• Σπόροι
• Υδροπονικά φυτικά θρεπτικά συστατικά

Βήμα 1: Φτιάξτε το κουτί

1. Κόψτε και τρυπήστε τα 12 κομμάτια εξώθησης αλουμινίου:

   1. Τεμάχιο Α: 4x κομμάτια μήκους 2,5cm x 2,5cm x 50cm
   2. Τεμάχιο Β: 4x κομμάτια μήκους 2,5cm x 2,5cm x 47,5cm (με τρύπες στερέωσης στα άκρα)
   3. Τεμάχιο C: 4x κομμάτια μήκους 2,5cm x 5cm x 47,5cm (με τρύπες στερέωσης στα άκρα)

2. Κόψτε κυματοειδή πλαστικά κομμάτια για να ταιριάζουν στις πλευρές του κουτιού.

   1. Τεμάχιο D: 2x κομμάτια 46cm x 46cm
   2. Τεμάχιο Ε: 2x τεμάχια 40cm x 46cm*Προαιρετικά, μπορείτε να κολλήσετε φύλλο mylar στη μία πλευρά του πλαστικού χρησιμοποιώντας κόλλα ψεκασμού. Αυτό θα βοηθήσει στη διατήρηση της θερμότητας και της υγρασίας.
3. Δημιουργήστε τη βάση: Η βάση πλαισίου αλουμινίου θα είναι "A" στη βάση μπροστά και πίσω, με "B" στις πλευρές της βάσης χρησιμοποιώντας συνδετήρες. Εισάγετε 1 κυματοειδές πλαστικό κομμάτι "D" πριν εφαρμόσετε το τελευταίο κομμάτι αλουμινίου στη βάση. Πριν προσθέσετε το επόμενο στρώμα, προσθέστε 6 επιπλέον συνδετήρες στο πίσω κομμάτι αλουμινίου προς τα πάνω.
4. Συνδέστε τις κάθετες πλευρές: Οι πλευρές πλαισίου αλουμινίου θα είναι "C", ευθυγραμμισμένες μέχρι τις γωνίες προς τα πάνω και προσαρτημένες στη βάση χρησιμοποιώντας συνδετήρες. Πριν προσθέσετε το επάνω μέρος, προσθέστε περίπου 4 συνδετήρες σε κάθε γωνία προς τα μέσα για το υλικό του συρταριού. Εισάγετε 2 κυματοειδή πλαστικά κομμάτια "E" σε κάθε πλευρά.
5. Συνδέστε την μπροστινή πόρτα: Χρησιμοποιώντας ένα φιμέ ακρυλικό πλαστικό, συνδέστε μια διπλή πόρτα (ή παρόμοια) στο μπροστινό μέρος της μονάδας. Αυτό προστατεύει τον επιστάτη από τα έντονα φώτα όταν η μονάδα λειτουργεί, αλλά επιτρέπει στον επιστάτη να παρατηρεί και να συντηρεί τα φυτά. *Η πόρτα πρέπει να έχει ένα μικρό άνοιγμα στο κάτω μέρος για να επιτρέπεται η ροή του αέρα.

Βήμα 2: Προσθέστε τα συρτάρια

Τα συρτάρια υποστηρίζουν το φυτό σε διαφορετικά σημεία ανάπτυξης κατά τη διάρκεια ενός κύκλου ζωής 30 ημερών.

1. Τοποθετήστε τις πλάκες του συρταριού Στα πλάγια του πλαισίου αλουμινίου, στερεώστε το υλικό του συρταριού χρησιμοποιώντας τους συνδετήρες που είχαν προστεθεί στο κομμάτι. Θα πρέπει να κλιμακώνονται ώστε να επιτρέπουν διαφορετικά στάδια του κύκλου ανάπτυξης.

   1. Χαμηλότερο: 2 εκατοστά
   2. Μέση: 9 εκ
   3. Hψος: 23εκ
2. Συνδέστε τη βάση συρταριού Χρησιμοποιώντας το υλικό του συρταριού, συνδέστε μια βάση συρταριού. Αυτό πρέπει να είναι αρκετά μικρό για να χωράει εύκολα στον κύβο, αλλά αρκετά στιβαρό για να στηρίζει τα φυτά, το νερό, τον εύκαμπτο σωλήνα και τα ηλεκτρονικά. Μια βάση συρταριού μπορεί να είναι κυματοειδές πλαστικό ή ακρυλικό συνδεδεμένο απευθείας στο υλικό του συρταριού, οπότε κάτι πιο εξειδικευμένο. Το συρτάρι πρέπει να είναι επίπεδο και να γλιστρά ομαλά μέσα και έξω.
3. Προσθέστε τους πλαστικούς δίσκουςΣυνδέστε έναν πλαστικό δίσκο στη βάση του συρταριού, ο οποίος μπορεί να αφαιρεθεί κατά τη συντήρηση. Χρησιμοποιήσαμε ένα πλαστικό δίσκο βάθους 5 εκατοστών, προσαρτημένο με velcro για να αφήσουμε αρκετό χώρο για τον υδροπονικό αφρό 4 εκατοστών.

Βήμα 3: Συνδέστε τα συρτάρια

Το συρτάρι είναι το θεμέλιο για όλα τα συστήματα στήριξης του εργοστασίου. κάθε συρτάρι στηρίζει το παρακάτω συρτάρι.

1. Συνδέστε τα LightsOriented με την ίδια κατεύθυνση, κολλήστε 5+ λωρίδες led στο κάτω μέρος κάθε κυματοειδούς βάσης συρταριού και στην κορυφή του κύβου. Τα καλώδια πρέπει να είναι προσβάσιμα από το πίσω μέρος του κουτιού συρταριών. Χρησιμοποιήστε φερμουάρ για να στερεώσετε τα καλώδια στη βάση του συρταριού, όπως απαιτείται, επιτρέποντας αρκετή χαλάρωση, ώστε το συρτάρι να μπορεί να εκτείνεται πλήρως μέσα και έξω από τον κύβο χωρίς να διαταράσσεται το πάνω και το κάτω συρτάρι.
2. Συνδέστε το PowerSolder τα καλώδια από κάθε συρτάρι για σύνδεση σε τροφοδοτικό 12 βολτ 360 watt. Συνδέστε το τροφοδοτικό στο πίσω μέρος της μονάδας. Βεβαιωθείτε ότι ο ανεμιστήρας διαθέτει επαρκή εξαερισμό.
3. Συνδέστε τον ανεμιστήρα Χρησιμοποιώντας έναν μικρό ανεμιστήρα μικροκυμάτων (ή παρόμοιο), συνδέστε τον ανεμιστήρα στην παροχή ρεύματος για να παρέχετε εξαερισμό στις εγκαταστάσεις. Ο ανεμιστήρας πρέπει να τοποθετηθεί στο πάνω πίσω μέρος της μονάδας. Ο εξαερισμός στην μπροστινή πόρτα βοηθά στην κυκλοφορία του αέρα.
4. Συνδέστε την αυτόματη αντλία συστήματος ποτίσματος, αισθητήρες και arduino στο τροφοδοτικό, χρησιμοποιώντας τις οδηγίες από το κιτ της επιλογής σας. Χρησιμοποιούμε κιτ arduino:
5. Εφαρμόστε τον εύκαμπτο σωλήνα Σε κάθε βαλβίδα στο σύστημα ποτίσματος συνδέστε ένα τμήμα σωλήνα. Σε κάθε συρτάρι, ασφαλίστε έναν εύκαμπτο σωλήνα ποτίσματος με αρκετή χαλάρωση, ώστε το συρτάρι να μπορεί να εκτείνεται πλήρως μέσα και έξω από τον κύβο χωρίς να διαταράσσεται το πάνω και το κάτω συρτάρι.
6. Συνδέστε το νερό Γεμίστε τη δεξαμενή νερού με νερό. Συνδέστε τον κύριο σωλήνα σε μια κεντρική αντλία νερού και συνδέστε την αντλία στο δοχείο νερού στο πίσω μέρος της μονάδας χρησιμοποιώντας ένα τμήμα εύκαμπτου σωλήνα. Η δεξαμενή νερού θα τοποθετηθεί έξω από τον κύβο, εύκολα προσβάσιμη για αναπλήρωση, θρεπτικά συστατικά και συντήρηση.
7. Ασφαλίστε τους εύκαμπτους σωλήνες και το σύρμα Χρησιμοποιώντας έναν φορέα καλωδίων, στερεώστε τους εύκαμπτους σωλήνες και τα καλώδια στο πλάι της μονάδας και σε κάθε συρτάρι, ώστε να μπορούν να κινούνται μέσα και έξω με το συρτάρι χωρίς να διαταράσσουν τα στρώματα παρακάτω.

Βήμα 4: Προσθέστε τα φυτά σας

Μόλις δημιουργηθούν τα συστήματα στήριξης, μπορείτε να προσθέσετε τον υδροπονικό αφρό και να αρχίσετε να καλλιεργείτε τα φυτά σας.

1. Κόψτε τον αφρό Χρησιμοποιώντας ένα πρότυπο, κόψτε τον αφρό στο μέγεθος του αφαιρούμενου πλαστικού δίσκου ανάπτυξης. Θα πρέπει να κάθεται άνετα στο δίσκο, αποφεύγοντας ένα κενό μεταξύ των πλευρών του δίσκου και του αφρώδους υλικού.
2. Σημειώστε τις θέσεις των φυτών Χρησιμοποιώντας έναν χάρακα ή μια συσκευή μέτρησης, σημειώστε πού θα βρίσκονται τα φυτά στον αφρό σε σειρές 3, 2, 3, 2 -10 φυτών συνολικά σε κάθε δίσκο. Τα φυτά θα εμφανιστούν κλιμακωτά. Μετρήστε διαγώνια με 13-15cm μεταξύ των φυτών για επιβεβαίωση της απόστασης.
3. Κόψτε ένα "Χ" Σε κάθε θέση του φυτού, κόψτε 1 εκατοστό "Χ" (δύο σχισμές) στον αφρό χρησιμοποιώντας ένα ακριβές μαχαίρι ή κόπτη κουτιού σε βάθος 5 χιλιοστών (ή όποιο και αν είναι το βάθος που πρότεινε ο σπόρος).
4. Τοποθετήστε τους σπόρουςΜε ένα τσιμπιδάκι, τοποθετήστε προσεκτικά δύο σπόρους σε κάθε σχισμή ακριβώς κάτω από την επιφάνεια του αφρού. Οι σπόροι θα είναι δύσκολο να δουν, αλλά επιμελώς να τους τοποθετήσετε στο σωστό βάθος.
5. Τοποθετήστε τον αφαιρούμενο δίσκο Τώρα που οι σπόροι είναι στη θέση τους, τοποθετήστε το δίσκο σας στη χαμηλότερη βάση συρταριού.
6. Συνδέστε τους εύκαμπτους σωλήνες και τους αισθητήρες Κόψτε μια σχισμή στο υλικό ανάπτυξης φυτών (αφρό) αρκετά μεγάλη για να γλιστρήσει ένας αισθητήρας. Στο πλάι του συρταριού απέναντι από τον αισθητήρα, τοποθετήστε τον εύκαμπτο σωλήνα. Αυτό το συρτάρι είναι έτοιμο για αυτόματο πότισμα. Ενεργοποιήστε τη μονάδα και βεβαιωθείτε ότι το συρτάρι είναι κορεσμένο με νερό. Οι σπόροι πρέπει να είναι πλήρως κορεσμένοι με νερό για να βλαστήσουν.

Βήμα 5: Παρακολουθήστε τους να μεγαλώνουν

Η συντήρηση του κήπου απαιτεί μερικές εργασίες:

1. Συνδέστε το Βεβαιωθείτε ότι ο κύβος έχει πάντα επαρκή ισχύ και νερό.
2. Για να ποτίσετε τα φυτά, χρησιμοποιήστε απεσταγμένο νερό σε συνδυασμό με υδροπονικό θρεπτικό συμπύκνωμα. Κατά την πρώτη τοποθέτηση των σπόρων, ο αφρός πρέπει να συμπληρωθεί κορεσμένος σε νερό πλούσιο σε θρεπτικά συστατικά. Μετά από αυτό, ο αφρός πρέπει να είναι πάντα υγρός, αλλά όχι πνιγμένος. Ένας αισθητήρας υγρασίας πρέπει να ποτίζει αυτόματα τα φυτά όπως απαιτείται, αλλά το χειροκίνητο πότισμα είναι εφεδρικό.
3. Στόχος είναι να έχουμε ένα φυτό σε κάθε θέση. Μερικές φορές, δεν βγαίνει βλαστάρι. Ευτυχώς, τοποθετήθηκαν 2 σπόροι σε κάθε θέση για να δημιουργηθεί πλεονασμός. Εάν κανένα από τα φυτά δεν βλαστήσει σε μια συγκεκριμένη τοποθεσία, μεταμοσχεύστε ένα διπλό βλαστάρι από άλλη τοποθεσία για να ολοκληρώσετε έναν πλήρη δίσκο 10 φυτών.

4. Περιστρέψτε τους δίσκους Τοποθετήστε το νέο δίσκο στην κάτω θέση έως ότου τα φυτά φτάσουν τις 12 ημέρες (ή στα μισά της ωρίμανσης).

   1. Στις 13 ημέρες, μετακινήστε τον χαμηλότερο δίσκο στο επόμενο επίπεδο και τοποθετήστε έναν νέο δίσκο με 10 φυτά.
   2. Στις 26 ημέρες, μετακινήστε όλους τους δίσκους προς τα πάνω για να συνεχίσετε την ανάπτυξη και ο επάνω δίσκος είναι έτοιμος για συγκομιδή.
   3. Επιλέξτε πρώτα τα πιο ώριμα φυτά για συγκομιδή και προχωρήστε στη συγκομιδή και των 10 φυτών τις επόμενες 12 ημέρες. Όταν το ώριμο μαρούλι φτάσει στην πρώτη σειρά, απολαύστε τη συγκομιδή σας!

Πρώτο Βραβείο στον Διαγωνισμό Growing Beyond Earth Maker