JCN: Vector Equilibrium Food Computer Concept: 9 Steps

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:35

Abrimos com o trailer do próximo vídeo "JCN and the Astronauts; uma Epic Tale of Food and Fun in Outer Space".

O que eu aprendi com as videoconferências do projeto é que devemos nos concentrar nos conceitos espaciais e nos DIVERTIR! Estou me divertindo …

Estou abordando esse esforço com uma abordagem de engenharia não mecanicista. Costumo fazer obras de arte como complemento de todos os meus projetos e empreendimentos. Uma abordagem diferente geralmente traz novas idéias e inspiração. Tenha paciência comigo aqui.

Meu hobby é jardinagem. Eu estou nisso há algum tempo. Também estou escrevendo uma metodologia original de jardinagem chamada "agricultura fractal". Mas, como jardineiro orgânico, tive que ler muito para entender o que poderia fazer um jardim espacial crescer. É muito diferente. Especialmente quando você considera a epigenética.

Tenho dois objetivos declarados. Primeiro, baixe o peso ao mínimo possível. O peso da carga útil é tudo. O peso total do projeto é A: Light Cage, 1331 gramas, B: Root Ball 48 gramas, C: Coluna de água 256 gramas e D: Power 1500 gramas. O peso total da carga útil é de apenas 3.135 gramas; quase metade vai para a fonte de alimentação! Caso contrário, estou me desafiando a usar tantos métodos e máquinas disponíveis para mim no meu espaço de criador.

Esta é uma entrada de nível profissional.

Suprimentos:

Materiais

(2) BTF-Lighting WS2811 Faixa LED endereçável Ultra Bright 5050 SMD RGB 60 LED / m 20 Pixels / m 5 metros DC12V IP65 Revestimento de Silicone à Prova de Água

(1) Sistema de canais de alumínio em LED em forma de V da LightingWill com 10 unidades Extrusão de montagem de canto preto anodizado de 1 metro. Corte para 24 comprimentos de 300 mm.

(2) Fonte de alimentação de plástico BTF-Lighting DC12V 6A 72W

(2) BTF-Lighting WS2811 DC5-12V 14 teclas sem fio RF Controller

(1) Ventilador de mesa USB pessoal pequeno SmartDevil

(1) Umidificador flutuante Zerone USB Donuts Mini Mist

(1) Tapete de cultivo de cânhamo Terrafibre Pacote de 40 5 "x 5"

(1) Fita de embalagem Gorilla e fita de tamanho duplo.

Etapa 1: Conceitos espaciais 2D

O termo "conceito espacial" significa algo bastante específico para um arquiteto. Este método de análise orienta a mão de um designer no desenvolvimento da fase conceitual. Freqüentemente, essas linhas de construção invisíveis passam despercebidas e, no entanto, estão ali dando forma ao que, de outra forma, poderia ser ilimitado. As formas naturais também seguem suas próprias linhas de força que desmentem a complexidade que percebemos.

Esses métodos são um bom ponto de partida.

Caso contrário, o diagrama básico coloca a fonte de água / nutrientes bem no centro; contido em uma "bola de raiz" arejada. As plantas de alface crescem externamente e em direção à luz regulada.

Etapa 2: Conceitos Espaciais 3D

Os diagramas conceituais 3D são igualmente simples, diretos e interconectados. Truncar o cubo dado estabelece zonas de serviços e espaços de serviço. Os "bits" de canto reservam áreas para armazenamento de água, eletrônica, robótica e sensores em desenvolvimento futuro.

O cubo truncado é chamado de cuboctaedro. Este sólido arquimediano era a forma favorita de Buckminster Fuller por muitos motivos. Ele até o rebatizou de Vector Equilibrium. Mais valioso para esse esforço é o fato de que o cuboctaedro contém perfeitamente a instância mais densamente compactada de esferóides; 12 esferas compactadas mais firmemente em torno de uma esfera central. Os limites de 500x500x500mm desta atribuição permitem uma unidade padrão de 150mm a 175mm; o que é perfeito para nossos propósitos.

A esfera central é um ideal que não é fácil de imprimir em uma impressora 3D. Podemos, no entanto, usar os planos imaginários tangentes entre cada uma das esferas para criar um poliedro denominado dodecaedro rômbico, com 12 lados. Esta forma pode ser impressa em 3D com uma única espessura de parede; particularmente se um crenelates a superfície.

Finalmente, truncar o dodecaedro rômbico forma um cubo. E estamos de volta ao início em outra escala.

Etapa 3: Conceito de irrigação de baixa órbita terrestre

Obviamente, o centro do cubo é um ponto de grande significado. A NASA frequentemente comenta que a água não age como a água no espaço. Eu diria que a água age perfeitamente no espaço. Vamos fazer sentido e usar criativamente esse fato a nosso favor. Inflar ou esvaziar uma bola d'água no ponto central seria uma coisa fácil de fazer. Injete-o com nutrientes conforme necessário. Insira um dispositivo umidificador / atomizador piezo ultrassônico em cerca de 1,7 Mhz. Isso vai atomizar a superfície da bola de água em microgotas de cerca de 3-5 mícrons, o que é ideal para a absorção pela raiz. Isso funciona muito bem para a alface, que é um alimento leve e precisa de menos nutrientes. Muitos nutrientes na solução podem entupir os misters ultrassônicos.

Tive a ideia de explorar isso vendo uma pessoa voando em um carro à minha frente. O vapor encheu completamente a cabine do carro; cada canto e fissura.

Eu vejo a coluna d'água como uma pilha de formas toroidais. Um ventilador tipo Dyson, um motor sem escova, um pivô de rolamento de esferas e um vaporizador de ultrassom.

Etapa 4: Conceito de irrigação terrestre

O conceito terrestre para irrigação é praticamente o mesmo que para o espaço; exceto que tem que considerar a gravidade, é claro. Como tal, a bola de água deve ser contida. E o peso combinado da raiz, 12 plantas e a estrutura da torre devem ser projetados.

Etapa 5: Conceito Root Ball

A bola de raiz, sendo impressa em 3D em PLA (modo de vaso) de parede única, é extremamente leve! É preciso ter cuidado ao abrir os orifícios com um Dremmel, pois o plástico compostável é bastante quebradiço. O substrato da planta pode ser feito de vários materiais. Vou experimentar esteiras de cânhamo e almofadas de limpeza da marca 3M. Vou aplicar 3 ou 4 colheres de ágar e inserir as sementes de alface, com a ponta para baixo, no nutriente claro. O ágar alimenta a semente inicial, cola-a na almofada e a mantém no lugar, independentemente da orientação. Eu espero que dê certo!

As raízes crescerão na almofada e na câmara da raiz. As raízes serão promovidas no início, mas em breve usarei protocolos de iluminação para estimular o desenvolvimento das folhas.

Etapa 6: Conceito Light Cage

A gaiola de luz é um dispositivo bastante sensato. Possui 12 conectores impressos em resina 3D. Eu os chamo de tardígrados. Existem também 24 canais de canto de LED de 300 mm de alumínio idênticos como longarinas. Essas longarinas atuam estruturalmente na Terra, mas também fornecem um valioso dissipador de calor para os LEDs.

Observe que o cuboctaedro pode ser visto como sendo composto de 4 hexágonos. Use este fato ao considerar a melhor forma de instalar seus LEDs. Pense nisso como um desafio. Usei duas séries de 5 metros de tiras de LED programáveis e reguláveis em ultrabrite a 12V. Posso obrigá-los a fazer quase tudo.

Observe que onde as longarinas "se cruzam" é diretamente sobre cada uma das plantas. A maior parte da fonte de luz está acima. Menos luz fornece luz pelas laterais.

Observe também que os pontos de vértice da raiz são os pontos mais abertos entre as plantas. Este seria o lugar ideal para localizar futuros micro ventiladores, conforme necessário.

Etapa 7: construção de gaiola leve

Deve ser bastante óbvio como montar a gaiola de luz. 24 longarinas e 12 conectores de canto. Dois dos conectores são impressos com aberturas para direcionar a fonte de alimentação de uma maneira simples.

Também recomendo construir uma mala de viagem para servir de guia, apoio e proteção. A caixa tem dimensões internas de 500x500x500mm e é considerada fora do escopo do projeto. É opcional, mas acho que é uma boa ideia.

Quando o design estiver finalizado, vou colar tudo junto. O momento em que as conexões devem se manter. Mas, por enquanto, as longarinas e os conectores são mantidos juntos por fita adesiva Gorilla. A fita adesiva na parte de trás dos LEDs é inútil. Tire isso. Estou usando um pouco de fita adesiva dupla Gorilla para segurar as tiras de luz no lugar.

Etapa 8: Elementos de suporte

Aqui estão as fotos do meu ventilador e da estação de teste do umidificador e do meu espaço de trabalho.

Etapa 9: Conclusões

Estou quase pronto para começar a cultivar plantas.

Eu nunca estarei feliz ou acabarei com o design da caixa de cultivo. É intencionalmente projetado para que as peças sejam removidas, substituídas e modificadas.

Ainda há muito espaço para melhorias. E para a adição de eletrônicos, sensores, automação e robótica. AI também.

Minha própria pesquisa se assemelha a este projeto muito bem. Este mês estou lançando uma empresa de P&D com foco em tecnologias arquitetônicas, tecnologia AG, mapeamento e projeção a laser e estruturas espaciais profundas. Tenho conceitos para uma sonda Vênus de grande altitude e uma estrutura de "estufa" autônoma a ser estacionada no ponto Lagrange Terra-Lua L5.

A NASA permite o uso justo de seus materiais, desde que o logotipo da almôndega não seja usado.