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

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:29

Cześć i witaj.

To jest zgłoszenie kategorii zawodowej.

W realizacji tego projektu postawiłem sobie dwa ważne cele. Moje priorytety wywodzą się z telekonferencji z naukowcami NASA i innymi. Z tych sesji wyciągałem wnioski, aby myśleć kreatywnie i dobrze się bawić!

Wydaje się, że wysiłek polega mniej na uprawie roślin, a więcej na uprawie roślin ORAZ minimalizowaniu ciężaru ładunku. W związku z tym wyeliminowałem wszystko, co nie było konieczne w fazie koncepcyjnej. Dzięki temu budżet był niski, a estetyka bardzo minimalna… mod z lat 60. Być może bardzo Harry Lange; był głównym projektantem NASA, który następnie opracował rysunki koncepcyjne i scenografię do filmów takich jak „2001: Odyseja kosmiczna”. Postawiłem sobie również za cel wykorzystanie jak największej liczby metod i maszyn, na jakie pozwala moja przestrzeń produkcyjna. W tym roku skupię się na elektronice i robotyce.

Sałata jest bardzo wyrozumiała. Dobrze radzi sobie w słabym świetle, potrzebuje mało składników odżywczych i rozwija się w chłodnych temperaturach. Rośnie również szybko i można się nią cieszyć podczas cięcia i odrastania. Sałaty reagują dramatycznie na różne oświetlenie na poziomie epigenetycznym.

Być może tytuł jest nieco zagadkowy: HAL>IBM>JCN JCN nie ma jeszcze sensownego anagramu.

Równowaga wektorowa to przemianowanie sześcianu przez Buckminstera Fullera; jego ulubiona bryła Archimediana.

A komputery osobiste do żywności to projekt Media Lab z MIT i ich wysiłków na rzecz banku danych OpenAg. Zamierzam wykorzystać ich oprogramowanie i projekty elektroniczne oraz przekazać im zebrane przeze mnie dane. Projekt jest open source i trwa.

Krok 1: Diagramy koncepcyjne 2D

Zanim pomyślałem o projekcie jako inżynier, a może ogrodnik, rozważałem objętość sześcianu za pomocą koncepcyjnych metod analitycznych.

Moim pierwszym instynktem było „rozwijanie” projektu na zewnątrz od punktu środkowego. Ten pomysł wydawał się wykonalny i wart dalszych badań i rozwoju.

Diagramy wyznaczają linie konstrukcyjne i przedstawiają koncepcje nawadniania, oświetlenia i wentylacji. I są raczej jak minimalizm z lat 60., mod i pop-art. Kwadrat o wymiarach 500x500mm ustawia i ustala wymiar koła 175mm.

Krok 2: Diagramy koncepcyjne 3D

Przez wiele setek lat matematycy badali kształty geometryczne i ich powiązane cechy. Moim ulubionym klasykiem jest model Układu Słonecznego J. Keplera z 1597 roku w jego „Mysterium Cosmographicum”. W nim stopniowo zagnieżdża kule i bryły platoniczne, aby określić orbity planet ze słońcem w centrum. Było to dość dokładne, ale porzucił je, ponieważ nie mógł tego potwierdzić w swoich obserwacjach. Stamtąd zaczął pisać prawa mechaniki nieba. Jego porażka była triumfem!

Buckminster Fuller interesował się również wzajemnym powiązaniem kształtów geometrycznych. Zastosował praktyczną metodologię obserwacyjną. Próbuję zrobić mniej więcej to samo. Nauka przez zabawę.

Z podanego sześcianu pierwsza kolejność przekształcenia polega na obcięciu rogów. W ten sposób ustalane są woluminy podstawowe i drugorzędne. Powstały sześcian tworzy warunki, które wkrótce nauczymy się być korzystne i idealne!

Fuller wykazał, że sześcian sześcienny, który przemianował na Równowagę Wektorową, ma specjalne właściwości. Zbyt wielu, żeby tu wejść. W tym przypadku ma zastosowanie to, że VE zawiera idealnie geometrię pierwszego rzędu w teorii pakowania. Biorąc pod uwagę sferę w środku, idealny układ i najciaśniejsze upakowanie sfer wokół niej to 12 sfer.

Co więcej, jeśli weźmie się pod uwagę płaszczyzny styczne pomiędzy każdą sferą a środkową sferą, można odkryć nowy kształt: dwunastościan rombowy. Ma oczywiście 12 stron. Przytnij dwunastościan rombowy i wrócisz do sześcianu!

Dla moich celów rombowy dwunastościan można wydrukować w 3D jako powłokę jednowarstwową!

Krok 3: Koncepcja słupa wody o niskiej orbicie okołoziemskiej

NASA uwielbia bawić się kulami wodnymi na ISS! Mówią, że woda nie zachowuje się jak woda w kosmosie. Dlaczego więc nie wykorzystać tego faktu jako punktu wyjścia? Moja koncepcja nawadniania polega na napompowaniu/opróżnieniu kuli wody w punkcie środkowym, przywiązanej drucianym lassem. Może być następnie wstrzykiwany w razie potrzeby z odżywkami, środkami przeciwgrzybiczymi lub czymkolwiek.

Wszczepione ultradźwiękowe urządzenie piezoelektryczne może pracować z częstotliwością około 1,7 MHz i może rozpylać powierzchnię kuli wodnej na maleńkie kropelki o wielkości około 3-5 mikronów. Jest to idealne rozwiązanie do pobierania wody i składników odżywczych przez korzenie. Za dużo pożywki i urządzenie ultradźwiękowe może się zatkać. Ale sałata potrzebuje tylko lekkiego roztworu odżywczego.

Wpadłem na pomysł, obserwując, jak ktoś waporyzuje w zamkniętym samochodzie. Para natychmiast rozeszła się wszędzie.

W przeciwnym razie słup wody jest stosem form toroidalnych; wentylator, silnik bezszczotkowy, łożysko kulkowe i atomizer.

Krok 4: Koncepcja kolumny wody związanej z ziemią

To, co świetnie sprawdza się w kosmosie, nie zawsze działa dobrze na ziemi; i wzajemnie.

Tak więc koncepcja systemu wody naziemnej musi naśladować projekt LEO, ale musi być zupełnie inna.

Kolumna wodna związana z ziemią musi utrzymać swój ciężar oraz ciężar kuli korzeniowej i 12 roślin. To wymaga, aby był cięższy niż to, co jest idealne.

Kula wodna staje się kąpielą wodną. Mimo to jest to eleganckie, wydajne rozwiązanie. Planuję przeprojektować go, aby włączyć wszystkie jego funkcje w jedno rozwiązanie do druku.

Całkowita waga kolumny wody zgodnie z projektem wynosi 256 gramów.

Krok 5: Koncepcja kuli korzeniowej

Dwunastościan rombowy staje się obudową dla komory wzrostu korzeni. Mierzy 175 mm twarzą w twarz i drukuje mniej niż 50 gramów.

Zaprojektowałem go z karbowaną powierzchnią, aby poprawić wydajność drukowania 3D. Wygląda też całkiem nieźle! Jak zauważono, kula korzeniowa wspiera i ukierunkowuje uprawę 12 roślin sałaty.

Otwory o średnicy 50 mm na środku każdej powierzchni są przymocowane rzepem do podłoża do uprawy roślin. Podłożem może być kokos, ale będę używał płatków konopnych i płatków szorujących 3M.

Jedna lub trzy krople AGARu nakłada się na środek podpasek. Nawadniają, karmią, przyklejają i ukierunkowują nasiona. Nasiona wkłada się do agaru zaostrzoną stroną „do dołu”. Być może nasiona w ten sposób wykiełkują. Oświetlenie musi być intensywniejsze, szersze spektrum, a temperatura otoczenia wyższa. Większość ogrodników lubi zakładać nasiona w maleńkich komorach, ale spróbujemy.

Całkowita waga Root Ball to aż 48 gramów!

Krok 6: Koncepcja klatki świetlnej

Light Cage to prosta i elegancka konstrukcja, ale z pewnością musi ciężko pracować!

Jest zbudowany z aluminiowych narożnych profili LED o wymiarach 24x300mm i 12 narożnych łączników, które nazywam „niesporczakami”. Są to wydruki 3D w żywicy.

Dźwigary obsługują 2 długości bardzo jasnych taśm LED, które można programować i ściemniać. Mogą uśpić roślinę lub sprawić, by "tańczyły"!

Zauważ, że kształt sześcianu składa się z czterech sześciokątów. Pamiętaj o tym, gdy idziesz do instalacji taśm LED. Potraktuj to jako wyzwanie.

Zwróć też uwagę, że w każdym przypadku jasne paski przecinają się bezpośrednio nad roślinami sałaty. Dużą zaletą jest koncentracja światła dokładnie tam, gdzie jest to potrzebne. Mniejsza ilość światła dociera do roślin z boków.

I na koniec zauważ, że rośliny pozwalają na mały otwór w wierzchołkach kuli korzeniowej. Jest to idealne rozwiązanie do kierowania wentylacji w dół i przez rośliny, jeśli małe wentylatory można zamontować pośrodku kwadratowych boków.

Całkowita waga Light Cage to 1331 gramów. Urządzenia zasilające ważyły 1500 gramów. Prawie tak samo jak wszystkie inne rzeczy razem wzięte! Całkowita waga projektu wyniosła 3135 gramów. Ile to kosztuje?

Krok 7: Wskazówki dotyczące budowy lekkiej klatki

Chociaż konstrukcja jest prosta, budowanie Light Cage jest trochę trudne.

Polecam zbudowanie walizki podróżnej, która będzie wsparciem i przewodnikiem. Można go zbudować z czegokolwiek, ale jego wymiary wewnętrzne powinny wynosić 500x500x500mm. Ja zrobiłem mój z melaminy i wyciąłem na maszynie CNC.

Profile aluminiowe należy przyciąć na jednakową długość 300mm. Idź powoli z metalową piłą krzyżową.

Niesporczaki są drukowane 3D na drukarce laserowej żywicy FormLab2. Wszystkie są identyczne, z wyjątkiem dwóch, które mają otwory do gwintowania.

Po drodze użyj taśmy do pakowania Gorilla, aby połączyć kawałki i kawałki. W końcu skleję go razem z połączeniami momentowymi, ale chcę, aby opcja wprowadzała zmiany w miarę postępu projektu… kolejny powód do zbudowania walizki podróżnej; utrzymuje Klatkę Światła przed ugięciem.

Działa również naprzemienna metoda montażu taśm LED nad/pod. Opłaca się planować z wyprzedzeniem.

I zauważ, że paski wydają się nieco rozszerzać, gdy się nagrzewają.

Poszedłem z lepszą jakością wytłaczania, które jest cięższe, ale działa lepiej jako radiator dla diod LED. Mogę skończyć z matowymi plastikowymi soczewkami lub nie.

Krok 8: Wysiłki poboczne

Najpierw jest konstrukcja opcjonalnej walizki podróżnej. Może być wykonany ze wszystkiego, ale przydaje się podczas montażu Light Cage i zapewnia bezpieczeństwo i przenośność projektu. Ma jednak wykraczać poza zakres tego wpisu.

Utrzymuj porządek i porządek w swoich miejscach pracy. Nawet w przypadku prostych projektów sprawy mogą wymknąć się spod kontroli.

Nawet jeśli wiesz, że coś zadziała, spróbuj wymyślić inny sposób. Eksploracja utrzymuje świeżość i nigdy nie wiadomo!

Spróbuj zrobić najbardziej szaloną rzecz, jaką możesz wymyślić. Ciągle to robię. To sprawia, że jestem szczęśliwy i cieszę się z WOW!

Krok 9: Materiały eksploatacyjne i pliki do drukowania

Kolumna wodna:

SmartDevil Mały osobisty wentylator biurkowy USB

Nawilżacz pływający Zerone USB mini

Elementy kolumny wodnej są drukowane w 3D przy użyciu białego filamentu Ultimaker PLA

Kula korzeniowa:

Maty do uprawy konopi Terrafibre 5 "x 5"; pakiet 40

Root Ball jest drukowany w 3D za pomocą srebrnego włókna Ultimaker PLA

Lekka klatka:

LightingWill 10-pak aluminiowy system kanałów LED w kształcie litery V; 1 metr anodowany czarny

(2) BTF-Lighting WS2811 Adresowalna taśma LED UltraBright 5050 SMD RGB 5 metrów DC12V IP65 Wodoodporność

(2) Zasilacz z tworzywa sztucznego BTF-Lighting DC12V 6A 72W

(2) BTF-Oświetlenie WS2811 14 klawiszy kontroler LED RGB

Taśma pakowa Gorilla i taśma dwustronna Gorilla

Złącza Light Cage są drukowane na drukarce 3D FormLab2 z czarnej żywicy

Wszystkie materiały eksploatacyjne są dostępne na Amazon.com

Krok 10: EUREKA

Wyhodujmy to!

Pierwsza nagroda w konkursie Growing Beyond Earth Maker