JCN: Vector Equilibrium Food Computer Concept: 9 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:01

Apriamo con il trailer del prossimo video "JCN and the Astronauts; an Epic Tale of Food and Fun in Outer Space".

Quello che ho tratto dalle videoconferenze del progetto è che dobbiamo concentrarci sui concetti spaziali e divertirci! mi sto divertendo…

Mi sto avvicinando a questo sforzo con un approccio ingegneristico piuttosto non meccanicistico. Realizzo spesso opere d'arte in aggiunta a tutti i miei progetti e sforzi. Un approccio diverso spesso porta nuove idee e ispirazione. Abbi pazienza qui.

Il mio hobby è il giardinaggio. Ci sono stato per un po' di tempo. Sto anche scrivendo una metodologia originale di giardinaggio chiamata "agricoltura frattale". Ma come giardiniere biologico, ho dovuto leggere in lungo e in largo per capire cosa potrebbe far crescere un giardino spaziale. È molto diverso. Soprattutto se si considera l'epigenetica.

Ho due obiettivi dichiarati. Prima di ridurre il peso il più possibile. Il peso del carico è tutto. Il peso totale del progetto è A: Light Cage, 1331 grammi, B: Root Ball 48 grammi, C: Water Column 256 grammi e D: Power 1500 grammi. Il peso totale del carico utile è di soli 3135 grammi; quasi la metà va all'alimentatore! Altrimenti mi sto sfidando a utilizzare tutti i metodi e le macchine a mia disposizione nel mio spazio di creazione.

Questa è una voce di livello professionale.

Forniture:

Materiali

(2) BTF-Lighting WS2811 Striscia LED indirizzabile Ultra Bright 5050 SMD RGB 60 LED/m 20 Pixel/m 5 metri DC12V IP65 Rivestimento in silicone Impermeabile

(1) LightingWill Confezione da 10 LED Sistema di canali in alluminio a forma di V da 1 metro Estruso di montaggio angolare nero anodizzato. Tagliato a 24 lunghezze di 300 mm.

(2) Alimentatore in plastica BTF-Lighting DC12V 6A 72W

(2) Controller RF wireless BTF-Lighting WS2811 DC5-12V 14 tasti

(1) Ventola da tavolo USB personale SmartDevil piccola

(1) Umidificatore galleggiante Zerone USB Donuts Mini Mist

(1) Terrafibre Canapa Grow Mat 40 Pack 5 "x 5"

(1) Nastro da imballaggio Gorilla e nastro bidimensionale.

Passaggio 1: concetti spaziali 2D

Il termine "concetto spaziale" significa qualcosa di molto specifico per un architetto. Questo metodo di analisi guida la mano del progettista nello sviluppo della fase concettuale. Spesso queste linee di costruzione invisibili non si vedono e tuttavia sono lì a dare forma a ciò che altrimenti potrebbe essere sconfinato. Anche le forme naturali seguono le proprie linee di forza che smentiscono la complessità che percepiamo.

Tali metodi sono un buon punto di partenza.

Altrimenti, il diagramma di base pone la fonte di acqua/nutrienti proprio al centro; contenuto in un'ariosa "zolla di radice". Le piante di lattuga crescono verso l'esterno e verso la luce regolata.

Passaggio 2: concetti spaziali 3D

Anche i diagrammi concettuali 3D sono semplici, diretti e interconnessi. Troncando il cubo dato si stabiliscono zone di spazi serviti e di servizio. I "bit" d'angolo riservano aree per lo stoccaggio dell'acqua, l'elettronica, la robotica e i sensori nello sviluppo futuro.

Il cubo troncato si chiama cubottaedro. Questo solido di Archimede era la forma preferita di Buckminster Fuller per molte ragioni. L'ha persino ribattezzato Vector Equilibrium. Il più prezioso per questo sforzo è il fatto che il cubottaedro contiene perfettamente l'istanza più densamente compatta di sferoidi; 12 sfere si raccolgono più strettamente attorno a una sfera centrale. I limiti di 500x500x500 mm di questo incarico consentono un'unità standard da 150 mm a 175 mm; che è perfetto per i nostri scopi.

La sfera centrale è un ideale che non è facile stampare su una stampante 3D. Possiamo tuttavia utilizzare i piani immaginari tangenti tra ciascuna delle sfere per creare un poliedro chiamato dodecaedro rombico, avente 12 lati. Questa forma è possibile stampare in 3D con un singolo spessore della parete; particolarmente se si merla la superficie.

Infine, troncando il dodecaedro rombico si forma un cubo. E siamo tornati all'inizio su un'altra scala.

Passaggio 3: concetto di irrigazione dell'orbita terrestre bassa

Ovviamente il centro del cubo è un punto di grande significato. La NASA commenta spesso che l'acqua non si comporta come l'acqua nello spazio. Direi che l'acqua agisce perfettamente nello spazio. Diamo un senso e usiamo creativamente questo fatto a nostro favore. Gonfiare o sgonfiare una palla d'acqua nel punto centrale sarebbe una cosa facile da fare. Iniettalo con sostanze nutritive secondo necessità. Inserire un dispositivo umidificatore/atomizzatore ad ultrasuoni piezoelettrico a circa 1,7 Mhz. Questo atomizzerà la superficie della palla d'acqua in micro goccioline a circa 3-5 micron, ideali per l'assorbimento delle radici. Funziona molto bene per la lattuga che è un alimentatore leggero e ha bisogno di meno nutrienti. Troppi nutrienti nella soluzione possono ostruire gli ultrasuoni.

Ho avuto l'idea di esplorare questo guardando una persona che svapava in un'auto davanti a me. Il vapore riempì completamente l'abitacolo dell'auto; ogni angolo e fessura.

Vedo la colonna d'acqua come una pila di forme toroidali. Una ventola di tipo Dyson, un motore brushless, un perno con cuscinetti a sfera e un nebulizzatore a ultrasuoni.

Passaggio 4: concetto di irrigazione terrestre

Il concetto terrestre per l'irrigazione è più o meno lo stesso che per lo spazio; tranne che deve considerare la gravità, naturalmente. Come tale la palla d'acqua deve essere contenuta. E il peso combinato della zolla, 12 piante e la struttura della torre devono essere progettati per.

Passaggio 5: concetto di Root Ball

La zolla, essendo stampata in 3D in PLA a parete singola (modalità vaso), è estremamente leggera! Bisogna fare attenzione quando si aprono i fori con un Dremmel poiché la plastica compostabile è piuttosto fragile. Il substrato vegetale può essere realizzato con vari materiali. Proverò stuoie di canapa e panni abrasivi di marca 3M. Applicherò 3 o 4 cucchiai di agar e inserirò i semi di lattuga, puntati verso il basso, nel nutriente chiaro. L'agar nutre il seme precoce, lo incolla al tampone e lo tiene in posizione indipendentemente dall'orientamento. Spero che funzioni!

Le radici cresceranno nel cuscinetto e poi nella camera della radice. Le radici saranno inizialmente promosse, ma presto utilizzerò protocolli di illuminazione per incoraggiare lo sviluppo delle foglie.

Passaggio 6: concetto di gabbia leggera

La gabbia leggera è un dispositivo piuttosto sensato. Dispone di 12 connettori stampati in resina 3D. Li chiamo tardigradi. Ci sono anche 24 canali angolari LED identici in alluminio da 300 mm come longheroni. Questi longheroni agiscono strutturalmente sulla Terra ma forniscono anche un prezioso dissipatore di calore per i LED.

Si noti che il cubottaedro può essere visto come composto da 4 esagoni. Usa questo fatto quando consideri come installare al meglio i tuoi LED. Pensala come una sfida. Ho usato due strisce di 5 metri di strisce LED programmabili dimmerabili ultrabrite a 12V. Posso fargli fare quasi tutto.

Nota che il punto in cui i longheroni "si incrociano" è direttamente su ciascuna delle piante. La maggior parte della fonte di luce è in alto. La luce minore fornisce luce dai lati.

Si noti inoltre che i punti dell'apice della zolla sono i punti più aperti tra le piante. Questo sarebbe il luogo ideale per individuare i futuri micro fan come richiesto.

Passaggio 7: costruzione leggera della gabbia

Dovrebbe essere abbastanza ovvio come assemblare la gabbia leggera. 24 longheroni e 12 connettori angolari. Due dei connettori sono stampati con aperture per dirigere l'alimentazione in modo visivo.

Inoltre consiglio di costruire una custodia da viaggio che funga da guida, supporto e protezione. Il case ha dimensioni interne di 500x500x500mm ed è considerato oltre lo scopo del progetto. È facoltativo ma penso che sia una buona idea.

Quando il disegno sarà finalizzato, lo incollerò tutto insieme. Il momento in cui le connessioni dovrebbero reggere. Ma per ora i longheroni e i connettori sono tenuti insieme dal nastro adesivo Gorilla. Il nastro adesivo sul retro dei LED è inutile. Toglilo. Sto usando tocchi di nastro biadesivo Gorilla per tenere in posizione le strisce luminose.

Passaggio 8: elementi di supporto

Ecco le foto della mia stazione di test di ventilatori e umidificatori e del mio spazio di lavoro.

Fase 9: Conclusioni

Sono praticamente pronto per iniziare a coltivare piante.

Non sarò mai felice o finito con la progettazione della grow box. È stato progettato intenzionalmente per rimuovere, sostituire e modificare le parti.

C'è ancora molto spazio per miglioramenti. E per l'aggiunta di elettronica, sensori, automazione e robotica. Anche IA.

La mia ricerca è parallela a questo progetto. Questo mese sto lanciando un'azienda di ricerca e sviluppo che si concentra su tecnologie architettoniche, tecnologia AG, mappatura e proiezione laser e strutture dello spazio profondo. Ho i concetti per una sonda Venere ad alta quota e una struttura "serra" autonoma da parcheggiare al punto L5 di Lagrange Terra-Luna.

La NASA consente un uso equo dei loro materiali fintanto che non viene utilizzato il logo della polpetta.