JCN: Vector Equilibrium Food Computer Concept: 9 pasos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:40

Abrimos con el avance del próximo video "JCN y los astronautas; una historia épica de comida y diversión en el espacio exterior".

¡Lo que me llevé de las videoconferencias del proyecto es que debemos centrarnos en los conceptos espaciales y divertirnos! Me lo estoy pasando en grande …

Me estoy acercando a este esfuerzo con un enfoque de ingeniería bastante no mecanicista. A menudo hago obras de arte como complemento de todos mis proyectos y esfuerzos. Una táctica diferente a menudo trae nuevas ideas e inspiración. Ten paciencia conmigo aquí.

Mi pasatiempo es la jardinería. Lo he estado haciendo durante algún tiempo. También estoy escribiendo una metodología original de jardinería llamada "agricultura fractal". Pero como jardinero orgánico, he tenido que leer mucho para entender qué podría hacer crecer un jardín espacial. Es muy diferente. Especialmente cuando se considera la epigenética.

Tengo dos objetivos establecidos. Primero para bajar el peso al mínimo posible. El peso de la carga lo es todo. El peso total del proyecto es A: Light Cage, 1331 gramos, B: Root Ball 48 gramos, C: Columna de agua 256 gramos y D: Potencia 1500 gramos. El peso total de la carga útil es de solo 3135 gramos; ¡casi la mitad va a la fuente de alimentación! De lo contrario, me estoy desafiando a mí mismo para usar tantos métodos y máquinas disponibles para mí en mi espacio de creador.

Esta es una entrada de nivel profesional.

Suministros:

Materiales

(2) BTF-Lighting WS2811 Tira de LED direccionable Ultra brillante 5050 SMD RGB 60 LED / m 20 Pixeles / m 5 metros DC12V IP65 Revestimiento de silicona Impermeable

(1) Sistema de canal de aluminio LED en forma de V de 10 unidades LightingWill Extrusión de montaje en esquina negra anodizada de 1 metro. Cortar a 24 longitudes de 300 mm.

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

(2) Controlador RF inalámbrico BTF-Lighting WS2811 DC5-12V de 14 teclas

(1) Ventilador de escritorio USB personal pequeño SmartDevil

(1) Humidificador flotante Zerone USB Donuts Mini Mist

(1) Paquete de 40 tapetes de cultivo de cáñamo Terrafibre 5 "x5"

(1) Cinta de embalaje Gorilla y cinta de doble tamaño.

Paso 1: Conceptos espaciales 2D

El término "concepto espacial" significa algo bastante específico para un arquitecto. Este método de análisis guía la mano de un diseñador en el desarrollo de la fase conceptual. A menudo, estas líneas de construcción invisibles pasan desapercibidas y, sin embargo, están ahí dando forma a lo que de otro modo podría no tener límites. Las formas naturales también siguen sus propias líneas de fuerza que desmienten la complejidad que percibimos.

Estos métodos son un buen punto de partida.

De lo contrario, el diagrama básico coloca la fuente de agua / nutrientes en el mismo centro; contenido en un "cepellón" aireado. Las plantas de lechuga crecen hacia afuera y hacia la luz regulada.

Paso 2: conceptos espaciales 3D

Los diagramas conceptuales 3D son igualmente sencillos, directos e interconectados. Truncar el cubo dado establece zonas de servido y espacios de servicio. Los "bits" de las esquinas reservan áreas para almacenamiento de agua, electrónica, robótica y sensores en el desarrollo futuro.

El cubo truncado se llama cuboctaedro. Este sólido de Arquímedes era la forma favorita de Buckminster Fuller por muchas razones. Incluso lo rebautizó como Equilibrio vectorial. Lo más valioso para este esfuerzo es el hecho de que el cuboctaedro contiene perfectamente la instancia más densamente compacta de esferoides; 12 esferas se empaquetan más apretadamente alrededor de una esfera central. Los límites de 500x500x500 mm de esta asignación permiten una unidad estándar de 150 mm a 175 mm; que es perfecto para nuestros propósitos.

La esfera central es un ideal que no es fácil de imprimir en una impresora 3D. Sin embargo, podemos usar los planos imaginarios que son tangentes entre cada una de las esferas para crear un poliedro llamado dodecaedro rómbico, que tiene 12 lados. Esta forma es posible imprimir en 3D con un solo grosor de pared; particularmente si uno almenara la superficie.

Finalmente, al truncar el dodecaedro rómbico se forma un cubo. Y volvemos al principio a otra escala.

Paso 3: Concepto de riego en órbita terrestre baja

Evidentemente, el centro del cubo es un punto de gran importancia. La NASA suele comentar que el agua no actúa como agua en el espacio. Yo diría que el agua actúa perfectamente en el espacio. Tengamos sentido y usemos ese hecho de manera creativa a nuestro favor. Inflar o desinflar una bola de agua en el punto central sería algo fácil de hacer. Inyectarlo con los nutrientes necesarios. Inserte un dispositivo humidificador / atomizador ultrasónico piezoeléctrico a aproximadamente 1,7 Mhz. Esto atomizará la superficie de la bola de agua en microgotas de aproximadamente 3-5 micrones, lo que es ideal para la absorción de la raíz. Esto funciona muy bien para la lechuga, que se alimenta livianamente y necesita menos nutrientes. Demasiado nutriente en la solución puede obstruir los vaporizadores ultrasónicos.

Tuve la idea de explorar esto viendo a una persona vapeando en un automóvil delante de mí. El vapor llenó completamente la cabina del automóvil; cada rincón y grieta.

Veo la columna de agua como una pila de formas toroidales. Un ventilador tipo Dyson, un motor sin escobillas, un pivote con rodamiento de bolas y un atomizador ultrasónico.

Paso 4: Concepto de riego terrestre

El concepto terrestre de riego es prácticamente el mismo que el de espacio; excepto que tiene que considerar la gravedad, por supuesto. Como tal, la bola de agua debe estar contenida. Y el peso combinado del cepellón, 12 plantas y la estructura de la torre deben diseñarse para.

Paso 5: Concepto Root Ball

El cepellón, al estar impreso en 3D en PLA de pared simple (modo jarrón), es extremadamente liviano. Hay que tener cuidado al abrir los orificios con una Dremmel, ya que el plástico compostable es bastante quebradizo. El sustrato vegetal puede estar hecho de varios materiales. Probaré tapetes de cáñamo y estropajos de la marca 3M. Aplicaré 3 o 4 cucharadas de agar e insertaré las semillas de lechuga, apuntando hacia abajo, en el nutriente transparente. El agar alimenta la semilla temprana, la pega a la almohadilla y la mantiene en su lugar independientemente de la orientación. ¡Espero que funcione!

Las raíces crecerán en la almohadilla y luego en la cámara de la raíz. Las raíces se promoverán al principio, pero pronto usaré protocolos de iluminación para fomentar el desarrollo de las hojas.

Paso 6: Concepto de jaula de luz

La jaula de luz es un dispositivo bastante sensible. Tiene 12 conectores impresos en resina 3D. Los llamo tardígrados. También hay 24 canales de esquina LED de aluminio de 300 mm idénticos como largueros. Estos largueros actúan estructuralmente en la Tierra, pero también proporcionan un valioso disipador de calor para los LED.

Observe que el cuboctaedro puede verse como compuesto por 4 hexágonos. Utilice este hecho cuando considere cómo instalar mejor sus LED. Piense en ello como un desafío. Usé dos tiradas de 5 metros de tiras LED programables ultrabrite regulables a 12V. Puedo hacer que hagan casi cualquier cosa.

Tenga en cuenta que donde los palos se "cruzan" es directamente sobre cada una de las plantas. La mayor fuente de luz está sobre la cabeza. La luz menor proporciona luz desde los lados.

También tenga en cuenta que los puntos del ápice del cepellón son los puntos más abiertos entre las plantas. Este sería el lugar ideal para ubicar futuros micro ventiladores según sea necesario.

Paso 7: Construcción de jaula de luz

Debería ser bastante obvio cómo ensamblar la jaula de luz. 24 largueros y 12 conectores de esquina. Dos de los conectores están impresos con aberturas para dirigir la fuente de alimentación de una manera visual.

También recomiendo construir un estuche de viaje para que actúe como guía, soporte y protector. La caja tiene unas dimensiones internas de 500x500x500 mm y se considera fuera del alcance del proyecto. Es opcional, pero creo que es una buena idea.

Cuando el diseño esté finalizado, lo pegaré todo junto. El momento en que las conexiones deben mantenerse. Pero por ahora, los largueros y los conectores se mantienen unidos con cinta de embalaje Gorilla. La cinta adhesiva en la parte posterior de los LED es inútil. Quítelo. Estoy usando toques de cinta adhesiva doble Gorilla para mantener las tiras de luz en su lugar.

Paso 8: Elementos de soporte

Aquí hay fotos de mi estación de prueba de ventiladores y humidificadores y mi espacio de trabajo.

Paso 9: Conclusiones

Estoy bastante listo para empezar a cultivar plantas.

Nunca estaré feliz ni terminaré de diseñar la caja de cultivo. Está diseñado intencionalmente para que se retiren, reemplacen y modifiquen piezas.

Todavía hay mucho espacio para mejoras. Y para la incorporación de electrónica, sensores, automatización y robótica. AI también.

Mi propia investigación se asemeja muy bien a este proyecto. Este mes estoy lanzando una empresa de I + D centrada en tecnologías arquitectónicas, tecnología AG, proyección y mapeo láser y estructuras del espacio profundo. Tengo conceptos para una sonda de gran altitud de Venus y una estructura autónoma de "invernadero" que se estacionará en el punto L5 de Lagrange Tierra-Luna.

La NASA permite el uso justo de sus materiales siempre que no se utilice el logotipo de la albóndiga.