JCN: Vector Equilibrium Food Computer Concept: 9 steg

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:38

Vi öppnar med trailern till den kommande videon "JCN and the Astronauts; an Epic Tale of Food and Fun in Outer Space".

Det jag tog bort från projektvideokonferenser är att vi ska fokusera på rumsliga koncept och ha roligt! Jag har en boll …

Jag närmar mig denna insats med ett ganska icke mekanistiskt konstruerat tillvägagångssätt. Jag gör ofta konstverk som tillägg till alla mina projekt och strävanden. En annorlunda takt ger ofta nya idéer och inspiration. Håll med mig här.

Min hobby är trädgårdsarbete. Jag har varit med om det ett tag. Jag skriver också en original metod för trädgårdsarbete som kallas "fraktalodling". Men som ekologisk trädgårdsmästare har jag fått läsa långt för att få huvudet runt vad som kan få en rymdträdgård att växa. Det är väldigt annorlunda. Speciellt när man tänker på epigenetik.

Jag har två uttalade mål. Först för att få ner vikten till lite som möjligt. Nyttolast är allt. Projektets totala vikt är A: Light Cage, 1331 gram, B: Root Ball 48 gram, C: Water Column 256 gram och D: Power 1500 gram. Den totala nyttolastvikten är bara 3135 gram; nästan hälften går till strömförsörjningen! Annars utmanar jag mig själv att använda så många metoder och maskiner som finns tillgängliga för mig i mitt tillverkarutrymme.

Detta är en professionell nivå post.

Tillbehör:

Material

(2) BTF-Lighting WS2811 Adresserbar LED-remsa Ultra Bright 5050 SMD RGB 60 LED/m 20 Pixels/m 5 meter DC12V IP65 Silikonbeläggning Vattentät

(1) LightingWill 10-Pack V-Shape LED Aluminium Channel System 1 meter anodiserad svart hörnmonterad extrudering. Klipp till 24 längder på 300 mm.

(2) BTF-Lighting DC12V 6A 72W plastströmförsörjning

(2) BTF-Lighting WS2811 DC5-12V 14-tangents trådlös RF-kontroller

(1) SmartDevil liten personlig USB -fläkt

(1) Zerone USB Donuts Mini Mist Floating Luftfuktare

(1) Terrafibre Hemp Grow Mat 40 Pack 5 "x5"

(1) Gorilla -förpackningstejp och dubbelstor tejp.

Steg 1: 2D -rumsliga begrepp

Termen "rumsligt koncept" betyder något ganska specifikt för en arkitekt. Denna analysmetod vägleder en designers hand i utvecklingen av den konceptuella fasen. Ofta går dessa osynliga konstruktionslinjer osynliga och ändå är de där och ger form till det som annars skulle kunna vara obegränsat. Naturliga former följer också sina egna kraftlinjer som tror på den komplexitet vi uppfattar.

Sådana metoder är en bra utgångspunkt.

Annars placerar grundschemat vatten-/näringskällan i mitten; finns i en luftig "rotkula". Salladsplantorna växer utåt och mot det reglerade ljuset.

Steg 2: 3D rumsliga begrepp

3D -konceptdiagrammen är också enkla, direkta och sammankopplade. Avkortning av den givna kuben upprättar zoner med serverings- och serveringsutrymmen. Hörnet "bitar" reserverar områden för vattenlagring, elektronik, robotik och sensorer i framtida utveckling.

Den stympade kuben kallas en kuboctahedron. Detta arkimediska fastämne var Buckminster Fullers favoritform av många anledningar. Han döpte till och med om det till Vector Equilibrium. Mest värdefull för denna ansträngning är det faktum att kuboctahedronen perfekt innehåller den mest tätt packade förekomsten av sfäroider; 12 sfärer tätast packade runt en central sfär. 500x500x500mm gränserna för detta uppdrag möjliggör en standardenhet på 150mm till 175mm; vilket är perfekt för våra syften.

Den centrala sfären är ett ideal som inte är lätt att skriva ut på en 3D -skrivare. Vi kan dock använda de imaginära planen som är tangens mellan var och en av sfärerna för att skapa en polyhedron som kallas en rombisk dodekaeder med 12 sidor. Denna form är möjlig att 3D -skriva ut med en enda väggtjocklek; speciellt om man förkrossar ytan.

Slutligen bildar trunkeringen av den rombiska dodekaedronen en kub. Och vi är tillbaka till starten i en annan skala.

Steg 3: Low Earth Orbit Irrigation Concept

Uppenbarligen är kubens mitt en punkt av stor betydelse. NASA kommenterar ofta att vatten inte fungerar som vatten i rymden. Jag skulle hävda att vatten fungerar perfekt i rymden. Låt oss göra mening och kreativt använda det faktum till vår fördel. Att blåsa upp eller tömma en vattenboll vid mittpunkten skulle vara lätt att göra. Injicera den med näringsämnen efter behov. Sätt i en piezo ultraljudsfuktare/atomizer enhet på cirka 1,7 Mhz. Detta kommer att atomisera vattenkulans yta till mikrodroppar på cirka 3-5 mikron vilket är idealiskt för rotupptagning. Detta fungerar mycket bra för sallad som är en lättmatare och behöver mindre näringsämnen. För mycket näringsämnen i lösningen kan täppa till ultraljudsmister.

Jag fick idén att utforska detta när jag tittade på en person som vaprar i en bil framför mig. Ångan fyllde bilkabinen helt; varje vrå och vrå.

Jag ser vattenspelaren som en bunt med toroidformar. En fläkt av Dyson -typ, en borstlös motor, ett kullager och en ultraljudsmister.

Steg 4: Terrestrisk bevattningskoncept

Det markbundna konceptet för bevattning är i stort sett detsamma som för rymden; förutom att det måste beakta gravitationen förstås. Som sådan måste vattenkulan innehållas. Och rotkulans kombinerade vikt, 12 växter och tornstrukturen måste utformas för.

Steg 5: Root Ball Concept

Rotklumpen, som är 3D -tryckt i enväggs PLA (vasläge), är extremt lätt! Man måste vara försiktig när man öppnar hålen med en Dremmel eftersom den komposterbara plasten är ganska spröd. Växtunderlaget kan tillverkas av olika material. Jag kommer att prova hampmattor och 3M skrubbdynor av märket. Jag kommer att applicera 3 eller 4 klickar agar och sätta in salladsfröna, peka nedåt, i det klara näringsämnet. Agarn matar det tidiga fröet, limmar det på dynan och håller det på plats oavsett orientering. Jag hoppas det fungerar!

Rötterna kommer att växa in i dynan och vidare in i rotkammaren. Rötterna kommer att främjas först men snart nog kommer jag att använda belysningsprotokoll för att uppmuntra lövutveckling.

Steg 6: Light Cage Concept

Ljusburen är en ganska vettig enhet. Den har 12 3D -harts tryckta kontakter. Jag kallar dem tardigrader. Det finns också 24 identiska aluminiumhörrkanaler på 300 mm som spars. Dessa spars verkar strukturellt på jorden men de ger också en värdefull kylfläns för lysdioderna.

Lägg märke till att kuboctahedronen kan ses som sammansatt av 4 hexagoner. Använd detta faktum när du funderar på hur du bäst installerar dina lysdioder. Se det som en utmaning. Jag använde två 5 meter långa körningar av ultrabrite, dimbara, programmerbara LED -remsor vid 12V. Jag kan få dem att göra nästan vad som helst.

Observera att där spars "korsas" är direkt över var och en av växterna. Den mest ljuskällan är overhead. Mindre ljus ger ljus in från sidorna.

Observera också att rotkulans spetspunkter är de mest öppna platserna mellan växterna. Detta skulle vara den perfekta platsen att hitta framtida mikrofläktar efter behov.

Steg 7: Light Cage Construction

Det borde vara ganska uppenbart hur man monterar ljusburen. 24 spars och 12 hörnkontakter. Två av kontakterna är tryckta med öppningar för att styra strömförsörjningen på ett snyggt sätt.

Jag rekommenderar också att bygga ett resefodral för att fungera som en guide, stöd och beskyddare. Fodralet har inre dimensioner på 500x500x500mm och anses vara utanför projektets omfattning. Det är valfritt men jag tycker att det är en bra idé.

När designen är klar kommer jag att limma ihop allt. I det ögonblick som anslutningar ska hålla. Men för närvarande hålls spars och kontakter ihop av Gorilla packtejp. Sticktejpen på baksidan av lysdioderna är värdelös. Ta bort den. Jag använder klossar med Gorilla -dubbeltejp för att hålla ljusremsorna på plats.

Steg 8: Stödelement

Här är bilder på min fläkt- och luftfuktarteststation och min arbetsyta.

Steg 9: Slutsatser

Jag är ganska redo att börja odla växter.

Jag kommer aldrig bli glad eller färdig med att designa odlingslådan. Det är avsiktligt utformat för att få delar att ta bort, byta ut och modifiera.

Det finns fortfarande gott om plats för förbättringar. Och för tillägg av elektronik, sensorer, automatisering och robotik. AI också.

Min egen forskning parallellt med detta projekt. Den här månaden lanserar jag ett FoU -företag med fokus på arkitektonisk teknik, AG -teknik, laserkartläggning och projektion och djupa rymdstrukturer. Jag har koncept för en Venus-höghöjdssond och en autonom "växthus" -struktur som ska parkeras vid jord-mån Lagrange-punkt L5.

NASA tillåter rättvis användning av deras material så länge köttbollslogotypen inte används.