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

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:41

Hola y bienvenido.

Esta es una presentación de categoría profesional.

Me puse dos metas importantes al emprender este proyecto. Mis prioridades se derivan de las teleconferencias con los científicos de la NASA y otros. ¡Lo que aprendí de estas sesiones fue pensar de manera creativa y divertirme!

El esfuerzo parece centrarse menos en cultivar plantas y más en cultivar plantas Y minimizar el peso de la carga útil. Como tal, eliminé todo lo que no fuera del todo necesario para la fase de concepto. Esto también mantuvo el presupuesto bajo y la estética muy mínima … muy mod de los 60. Quizás muy Harry Lange; fue un diseñador principal de la NASA que pasó a desarrollar los dibujos conceptuales y los decorados para películas como "2001: A Space Odyssey". También tenía el objetivo de utilizar tantos métodos y máquinas como me permitiera mi espacio de creadores. Mi enfoque este año estará en la electrónica y la robótica.

La lechuga es muy indulgente. Le va bien con poca luz, necesita pocos nutrientes y prospera en temperaturas frías. También crece rápido y se puede disfrutar en un corte y volver a crecer de forma rutinaria. Las lechugas responden a una iluminación diferente de manera espectacular a nivel epigenético.

Quizás el título sea un poco críptico: HAL> IBM> JCN JCN aún no tiene un anagrama significativo.

El equilibrio vectorial es el cambio de nombre del cuboctaedro por parte de Buckminster Fuller; su sólido archimediano favorito.

Y las computadoras personales para alimentos es un proyecto del Media Lab del MIT y sus esfuerzos en el banco de datos OpenAg. Planeo emplear su software y diseños electrónicos y proporcionarles mis datos recopilados. El proyecto es de código abierto y está en curso.

Paso 1: Diagramas de conceptos 2D

Antes de pensar en el proyecto como ingeniero o quizás como jardinero, consideré el volumen del cubo con métodos analíticos conceptuales.

Mi primer instinto fue "hacer crecer" el diseño hacia afuera desde el punto central. Esta idea parecía viable y digna de mayor exploración y desarrollo.

Los diagramas establecen líneas de construcción y representan conceptos de riego, iluminación y ventilación. Y son más bien como el arte pop, moderno y minimalista de los sesenta. El cuadrado de 500x500 mm configura y establece una dimensión circular de 175 mm.

Paso 2: Diagramas de conceptos 3D

Durante muchos cientos de años, los matemáticos investigaron las formas geométricas y sus características interrelacionadas. Mi clásico favorito es el modelo del sistema solar de 1597 de J. Kepler en su "Mysterium Cosmographicum". En él anida progresivamente esferas y sólidos platónicos para determinar las órbitas de los planetas con el sol en el centro. Era bastante acertado pero lo abandonó porque no pudo confirmarlo en sus observaciones. A partir de ahí, pasaría a escribir las leyes de la mecánica celeste. ¡Su fracaso fue un triunfo!

Buckminster Fuller también se interesó considerablemente por la interrelación de las formas geométricas. Empleó una metodología de observación práctica. Estoy intentando hacer lo mismo más o menos. Aprender jugando.

A partir del cubo dado, el primer orden de transformación es truncar las esquinas. Esto establece los volúmenes primario y secundario. ¡El cuboctaedro resultante crea condiciones que pronto aprenderemos a ser beneficiosas e ideales!

Fuller demostró que el cuboctaedro, al que rebautizó como Equilibrio vectorial, tiene propiedades especiales. Demasiados para entrar aquí. Lo que es aplicable en este caso es que el VE contiene perfectamente la geometría de primer orden en la teoría de empaquetamiento. Dada una esfera en el centro, la disposición ideal y el empaque más apretado de esferas a su alrededor son 12 esferas.

Además, si se consideran los planos tangenciales entre cada esfera y la esfera media, se puede descubrir una nueva forma: el dodecaedro rómbico. Por supuesto, tiene 12 lados. ¡Truncar el dodecaedro rómbico y volverá al cubo!

Para mis propósitos, el dodecaedro rómbico se puede imprimir en 3D como una capa de una sola capa.

Paso 3: Concepto de columna de agua de órbita terrestre baja

¡A la NASA le encanta jugar con bolas de agua en la ISS! Dicen que el agua no actúa como agua en el espacio. Entonces, ¿por qué no utilizar este hecho como punto de partida? Mi concepto de riego es inflar / desinflar una bola de agua en el punto central, restringida en su lugar con un lazo de alambre. Luego se puede inyectar según sea necesario con nutrientes o antifungicidas o lo que sea.

Un dispositivo piezoeléctrico ultrasónico implantado puede funcionar a aproximadamente 1,7 Mhz y puede atomizar la superficie de la bola de agua en pequeñas gotas de aproximadamente 3-5 micrones de tamaño. Esto es ideal para la absorción de agua y nutrientes por las raíces. Demasiada solución nutritiva y el dispositivo ultrasónico puede obstruirse. Pero la lechuga solo necesita una solución ligera de nutrientes.

Tuve la idea de ver a alguien vapear en un automóvil cerrado. El vapor se fue a todas partes al instante.

De lo contrario, la columna de agua es una pila de formas toroidales; un ventilador, un motor sin escobillas, un pivote de rodamiento de bolas y un atomizador.

Paso 4: Concepto de columna de agua unida a la Tierra

Lo que funciona bien en el espacio no siempre funciona bien en la Tierra; y viceversa.

Por lo tanto, el concepto de un esquema de agua terrestre debe imitar el diseño LEO, pero necesariamente debe ser bastante diferente.

La columna de agua ligada a la tierra necesita soportar su propio peso y el peso de la bola de raíz y 12 plantas. Eso requiere que sea más pesado de lo ideal.

La bola de agua se convierte en un baño de agua. Aún así, es una solución elegante y eficiente. Planeo rediseñarlo para incorporar todas sus características en una solución imprimible.

El peso total de la columna de agua tal como se diseñó es de 256 gramos.

Paso 5: Concepto Root Ball

El dodecaedro rómbico se convierte en el recinto de la cámara de crecimiento de las raíces. Mide 175 mm cara a cara y se imprime por menos de 50 gramos.

Lo diseñé con una superficie almenada para mejorar el rendimiento del esfuerzo de impresión 3D. ¡Se ve bastante bien también! Y como se señaló, Root Ball apoya y orienta el crecimiento de las 12 plantas de lechuga.

Las aberturas de 50 mm en el centro de cada cara se ajustan con velcro al sustrato de cultivo de la planta. El sustrato puede ser fibra de coco, pero usaré almohadillas de cáñamo y almohadillas para fregar 3M.

Se aplica una cucharada o tres de AGAR en el centro de las almohadillas. Hidratarán, alimentarán, pegarán y orientarán las semillas. Las semillas se insertan en el agar con el lado puntiagudo "hacia abajo". Quizás las semillas germinen de esta manera. La iluminación debe ser más intensa, un espectro más amplio y las temperaturas ambientales deben ser más altas. A la mayoría de los jardineros les gusta sembrar semillas en cámaras diminutas, pero lo intentaremos.

¡El peso total de Root Ball es la friolera de 48 gramos!

Paso 6: Concepto de jaula de luz

Light Cage es un diseño simple y elegante, ¡pero seguro que tiene que trabajar duro!

Está construido con extrusiones de LED de esquina de aluminio de 24x300 mm y 12 piezas de conector de esquina que yo llamo los "tardígrados". Estos están impresos en 3D en resina.

Los largueros soportan 2 longitudes de tiras de LED ultrabrillantes que son programables y regulables. ¡Pueden poner una planta a dormir o pueden hacerlos bailar!

Tenga en cuenta que la forma cuboctaedro se compone de cuatro hexágonos. Tenga esto en cuenta cuando vaya a instalar las tiras de LED. Piense en ello como un desafío.

Tenga en cuenta también que las franjas de luz se cruzan directamente por encima de las plantas de lechuga en todos los casos. Es una gran ventaja tener una concentración de luz exactamente donde se necesita. Se envía una menor cantidad de luz a las plantas desde los lados.

Y, finalmente, tenga en cuenta que las plantas permiten una pequeña abertura en los puntos del ápice de la bola de raíz. Esto es ideal para dirigir la ventilación hacia abajo y a través de las plantas si se pueden montar pequeños ventiladores en el medio de los lados cuadrados.

El peso total de la jaula ligera es de 1331 gramos. Los dispositivos de potencia pesaban 1500 gramos. ¡Casi tanto como todas las demás cosas combinadas! El peso total del proyecto llegó a 3135 gramos. ¿Cuánto cuesta eso?

Paso 7: Consejos para la construcción de la jaula de luz

Aunque de diseño simple, construir el Light Cage es un poco complicado.

Recomiendo construir un estuche de viaje para que sirva de apoyo y guía. Puede construirlo con cualquier cosa, pero sus dimensiones internas deben ser de 500x500x500 mm. Hice el mío con melamina y lo corté en la máquina CNC.

Las extrusiones de aluminio deben cortarse a una longitud uniforme de 300 mm. Vaya lento con la sierra transversal para metal.

Los tardígrados se imprimen en 3D en una impresora de resina láser FormLab2. Todos son idénticos excepto dos que tienen orificios para enhebrar el poder.

A medida que avanza, use cinta de embalaje Gorilla para unir los trozos y piezas. Eventualmente lo pegaré junto con conexiones de momento, pero quiero que la opción haga cambios a medida que avanza el diseño … otra razón para construir el estuche de viaje; evita que el Light Cage se hunda.

También funciona para emplear un método alternativo por encima / por debajo para instalar las tiras de LED. Vale la pena planificar el futuro.

Y tenga en cuenta que las tiras parecen expandirse un poco cuando se calientan.

Opté por una extrusión de mejor calidad que es más pesada pero actúa mejor como disipador de calor para los LED. Puedo o no terminar usando las lentes de plástico esmerilado.

Paso 8: Esfuerzos secundarios

Primero está la construcción de un estuche de viaje opcional. Puede estar hecho de cualquier cosa, pero es útil al ensamblar el Light Cage y mantiene el proyecto seguro y portátil. Sin embargo, se pretende que esté más allá del alcance de esta entrada.

Mantenga sus espacios de trabajo ordenados y organizados. Incluso en proyectos simples, las cosas pueden salirse de control.

Incluso si sabe que algo funcionará, intente encontrar otra forma. ¡La exploración lo mantiene fresco y nunca se sabe!

Intenta hacer la cosa más loca que puedas imaginar. Lo hago todo el tiempo. ¡Me mantiene feliz y disfruto de los WOW!

Paso 9: Suministros y archivos de impresión

Columna de agua:

Ventilador de escritorio USB personal pequeño SmartDevil

Mini humidificador flotante USB Zerone

Los elementos de la columna de agua se imprimen en 3D con el filamento PLA White Ultimaker

Cepellón:

Tapetes de cultivo Terrafibre Hemp de 5 "x 5"; paquete de 40

Root Ball está impreso en 3D con filamento PLA Silver Ultimaker

Jaula de luz:

LightingWill Sistema de canales de aluminio LED en forma de V, paquete de 10; 1 metro negro anodizado

(2) BTF-Lighting WS2811 Tira de LED direccionable UltraBright 5050 SMD RGB 5 metros DC12V IP65 Impermeabilización

(2) Fuente de alimentación plástica BTF-Lighting DC12V 6A 72W

(2) BTF-Lighting WS2811 Controlador RGB LED de 14 teclas

Cinta de embalaje Gorilla y cinta de doble cara Gorilla

Los conectores Light Cage están impresos en la impresora 3D FormLab2 en resina negra

Todos los suministros están disponibles en Amazon.com

Paso 10: ¡EUREKA

¡Hagamos crecer esto!

Primer premio en el concurso Growing Beyond Earth Maker