JCN: Vector Equilibrium Voedselcomputer Concept - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:15

We openen met de trailer van de aankomende video "JCN and the Astronauts; an Epic Tale of Food and Fun in Outer Space".

Wat ik van de projectvideoconferenties heb meegenomen, is dat we ons moeten concentreren op ruimtelijke concepten en PLEZIER moeten hebben! ik heb een bal…

Ik benader deze inspanning met een nogal niet-mechanistische technische benadering. Ik maak vaak kunstwerken als aanvulling op al mijn projecten en inspanningen. Een andere koers brengt vaak frisse ideeën en inspiratie. Heb geduld met me hier.

Mijn hobby is tuinieren. Ik ben er al een tijdje mee bezig. Ik ben ook bezig met het schrijven van een originele methode van tuinieren, genaamd "fractal farming". Maar als biologische tuinier heb ik veel moeten lezen om erachter te komen wat een ruimtetuin zou kunnen laten groeien. Het is heel anders. Zeker als je kijkt naar epigenetica.

Ik heb twee gestelde doelen. Eerst het gewicht zo laag mogelijk krijgen. Het laadvermogen is alles. Het totale gewicht van het project is A: Light Cage, 1331 gram, B: Root Ball 48 gram, C: Water Column 256 gram en D: Power 1500 gram. Het totale laadvermogen is slechts 3135 gram; bijna de helft daarvan gaat naar de voeding! Anders daag ik mezelf uit om zoveel mogelijk methoden en machines te gebruiken die voor mij beschikbaar zijn in mijn makerruimte.

Dit is een inzending op professioneel niveau.

Benodigdheden:

Materialen

(2) BTF-Lighting WS2811 Adresseerbare LED-strip Ultra Bright 5050 SMD RGB 60 LED/m 20 Pixels/m 5 meter DC12V IP65 Siliconencoating Waterdicht

(1) LightingWill 10-pack V-vorm LED aluminium kanaalsysteem 1 meter geanodiseerde zwarte hoekmontage extrusie. Gezaagd op 24 lengtes van 300 mm.

(2) BTF-Lighting DC12V 6A 72W kunststof voeding

(2) BTF-Lighting WS2811 DC5-12V 14 toetsen draadloze RF-controller

(1) SmartDevil kleine persoonlijke USB-bureauventilator

(1) Zerone USB Donuts Mini Mist Drijvende Luchtbevochtiger

(1) Terrafibre hennep kweekmat 40 pak 5"x5"

(1) Gorilla-verpakkingstape en dubbelzijdige tape.

Stap 1: 2D ruimtelijke concepten

De term "ruimtelijk concept" betekent iets heel specifieks voor een architect. Deze analysemethode begeleidt de hand van een ontwerper bij de ontwikkeling van de conceptuele fase. Vaak blijven deze onzichtbare constructielijnen ongezien en toch zijn ze er om vorm te geven aan wat anders onbegrensd zou zijn. Ook natuurlijke vormen volgen hun eigen krachtlijnen die de complexiteit die we waarnemen logenstraft.

Dergelijke methoden zijn een goed startpunt.

Anders plaatst het basisdiagram de water-/voedingsbron in het middelpunt; vervat in een luchtige "kluit". De slaplanten groeien naar buiten en naar het gereguleerde licht toe.

Stap 2: 3D ruimtelijke concepten

De 3D conceptuele diagrammen zijn eveneens eenvoudig, direct en onderling verbonden. Door de gegeven kubus af te kappen, worden zones van serveer- en serveerruimten vastgesteld. De hoek "bits" reserveren gebieden voor wateropslag, elektronica, robotica en sensoren in toekomstige ontwikkeling.

De afgeknotte kubus wordt een cuboctaëder genoemd. Deze Archimedische vaste stof was om vele redenen de favoriete vorm van Buckminster Fuller. Hij noemde het zelfs het Vector Equilibrium. Het meest waardevol voor deze inspanning is het feit dat de cuboctaëder perfect de meest dicht opeengepakte instantie van sferoïden bevat; 12 bollen zitten het dichtst bij elkaar rond een centrale bol. De grenzen van 500x500x500mm van deze opdracht zorgen voor een standaardeenheid van 150 mm tot 175 mm; wat perfect is voor onze doeleinden.

De centrale bol is een ideaal dat niet eenvoudig op een 3D-printer te printen is. We kunnen echter de denkbeeldige vlakken die raaklijnen tussen elk van de bollen gebruiken om een veelvlak te creëren dat een ruitvormige dodecaëder wordt genoemd, met 12 zijden. Deze vorm is mogelijk om te 3D printen met een enkele wanddikte; vooral als men het oppervlak kantelt.

Ten slotte vormt het afkappen van de ruitvormige dodecaëder een kubus. En we zijn weer bij het begin op een andere schaal.

Stap 3: Irrigatieconcept met lage baan om de aarde

Het is duidelijk dat het midden van de kubus een punt van grote betekenis is. NASA merkt vaak op dat water zich in de ruimte niet als water gedraagt. Ik zou zeggen dat water perfect werkt in de ruimte. Laten we logisch en creatief gebruik maken van dat feit in ons voordeel. Het opblazen of leeg laten lopen van een waterbal in het middelpunt zou gemakkelijk zijn om te doen. Injecteer het indien nodig met voedingsstoffen. Plaats een piëzo ultrasone luchtbevochtiger/verstuiver op ongeveer 1,7 Mhz. Hierdoor wordt het oppervlak van de waterbal verneveld tot microdruppeltjes van ongeveer 3-5 micron, wat ideaal is voor wortelopname. Dit werkt heel goed voor sla, die een lichte feeder is en minder voedingsstoffen nodig heeft. Te veel voedingsstof in oplossing kan ultrasone misters verstoppen.

Ik kreeg het idee om dit te onderzoeken terwijl ik een persoon zag dampen in een auto voor me. De damp vulde de autocabine volledig; elk hoekje en gaatje.

Ik zie de waterkolom als een stapel ringkernvormen. Een Dyson-type ventilator, een borstelloze motor, een kogellagerspil en een ultrasone mister.

Stap 4: Terrestrisch irrigatieconcept

Het terrestrische concept voor irrigatie is vrijwel hetzelfde als voor de ruimte; behalve dat het natuurlijk rekening moet houden met de zwaartekracht. Als zodanig moet de waterbal worden ingesloten. En het gecombineerde gewicht van de kluit, 12 planten en de torenstructuur moet worden ontworpen.

Stap 5: Wortelbalconcept

De kluit, die 3D wordt geprint in enkelwandige PLA (vaasmodus), is extreem licht van gewicht! Je moet wel voorzichtig zijn bij het openen van de gaten met een Dremmel, omdat het composteerbare plastic nogal broos is. Het plantensubstraat kan van verschillende materialen zijn gemaakt. Ik ga hennepmatten en 3M-schrobpads proberen. Ik zal 3 of 4 klodders agar aanbrengen en de slazaden, met de punt naar beneden, in de heldere voedingsstof steken. De agar voedt het vroege zaad, lijmt het op de pad en houdt het op zijn plaats, ongeacht de oriëntatie. Ik hoop dat het werkt!

De wortels groeien in de pad en verder in de wortelkamer. De wortels zullen eerst worden gepromoot, maar al snel zal ik verlichtingsprotocollen gebruiken om de bladontwikkeling te stimuleren.

Stap 6: Lichtkooiconcept

De lichtkooi is een nogal verstandig apparaat. Het heeft 12 3D-hars gedrukte connectoren. Ik noem ze tardigrades. Er zijn ook 24 identieke aluminium 300 mm LED-hoekkanalen als rondhouten. Deze rondhouten werken structureel op aarde, maar ze bieden ook een waardevol koellichaam voor de LED's.

Merk op dat de cuboctaëder kan worden gezien als zijnde samengesteld uit 4 zeshoeken. Gebruik dit feit bij het overwegen hoe u uw LED's het beste kunt installeren. Zie het als een uitdaging. Ik gebruikte twee 5 meter lange ultrabrite dimbare programmeerbare LED-strips op 12V. Ik kan ze bijna alles laten doen.

Merk op dat waar de rondhouten "kruisen" zich direct boven elk van de planten bevindt. De meeste lichtbron is overhead. Minder licht zorgt voor licht van de zijkanten.

Merk ook op dat de toppunten van de kluit de meest open plekken tussen de planten zijn. Dit zou de ideale plek zijn om toekomstige microventilatoren te lokaliseren als dat nodig is.

Stap 7: Lichte kooiconstructie

Het zou vrij duidelijk moeten zijn hoe de lichtkooi moet worden gemonteerd. 24 rondhouten en 12 hoekverbinders. Twee van de connectoren zijn bedrukt met openingen om de voeding op een mooie manier te leiden.

Ik raad ook aan om een reiskoffer te bouwen om als gids, ondersteuning en beschermer te dienen. De behuizing heeft interne afmetingen van 500x500x500mm en valt buiten het bestek van het project. Het is optioneel, maar ik denk dat het een goed idee is.

Als het ontwerp klaar is, zal ik alles aan elkaar lijmen. Het moment waarop verbindingen moeten standhouden. Maar voor nu worden de rondhouten en connectoren bij elkaar gehouden door Gorilla-verpakkingstape. De plakband op de achterkant van de LED's is nutteloos. Strip het af. Ik gebruik klodders Gorilla double-stick tape om de lichtstrips op hun plaats te houden.

Stap 8: Ondersteunende elementen

Hier zijn foto's van mijn teststation voor ventilator en luchtbevochtiger en mijn werkruimte.

Stap 9: Conclusies

Ik ben zo goed als klaar om te beginnen met het kweken van planten.

Ik zal nooit blij of klaar zijn met het ontwerpen van de kweekkast. Het is met opzet ontworpen om onderdelen te laten verwijderen, vervangen en aanpassen.

Er is nog genoeg ruimte voor verbeteringen. En voor de toevoeging van elektronica, sensoren, automatisering en robotica. AI ook.

Mijn eigen onderzoek loopt mooi parallel met dit project. Deze maand lanceer ik een R&D-bedrijf dat zich richt op architecturale technologieën, AG-technologie, lasermapping en -projectie, en deep space-structuren. Ik heb concepten voor een Venus-sonde op grote hoogte en een autonome "kas"-structuur die moet worden geparkeerd op het Lagrange-punt L5 van de aarde en de maan.

NASA staat eerlijk gebruik van hun materialen toe zolang het gehaktballogo niet wordt gebruikt.