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

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:38

أهلا ومرحبا.

هذا هو تقديم فئة مهنية.

لقد حددت هدفين مهمين في تنفيذ هذا المشروع. أولوياتي مستمدة من المؤتمرات عن بعد مع علماء ناسا وآخرين. كان ما استخلصته من هذه الجلسات هو التفكير بشكل إبداعي والاستمتاع!

يبدو أن الجهد أقل حول زراعة النباتات والمزيد حول زراعة النباتات وتقليل وزن الحمولة. على هذا النحو ، ألغيت أي شيء ليس ضروريًا تمامًا لمرحلة المفهوم. وقد أدى هذا أيضًا إلى إبقاء الميزانية منخفضة والجمالية في حدها الأدنى … تعديل الستينيات للغاية. ربما جدا هاري لانج. كان المصمم الرئيسي لوكالة ناسا الذي عمل على تطوير الرسومات المفاهيمية ومجموعات لأفلام مثل "2001: A Space Odyssey". كان لدي أيضًا هدف استخدام أكبر عدد ممكن من الأساليب والآلات التي ستسمح بها مساحة الصانع الخاصة بي. سيكون تركيزي هذا العام على الإلكترونيات والروبوتات.

الخس متسامح جدا. إنه يعمل جيدًا في الإضاءة المنخفضة ، ويحتاج إلى القليل من العناصر الغذائية ، ويزدهر في درجات الحرارة الباردة. كما أنها تنمو بسرعة ويمكن الاستمتاع بها على القطع وتنمو مرة أخرى بشكل روتيني. يستجيب الخس للإضاءة المختلفة بشكل كبير على المستوى اللاجيني.

ربما يكون العنوان مشفرًا بعض الشيء: HAL> IBM> JCN JCN ليس لديه جناس ناجم عن معنى حتى الآن.

إن Vector Equilibrium هو إعادة تسمية Buckminster Fuller لـ cuboctahedron ؛ صلبة أرخميدس المفضلة لديه.

وحواسيب الطعام الشخصية هي أحد مشاريع مختبر الوسائط التابع لمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا وجهود بنك بيانات OpenAg الخاصة بهم. أخطط لتوظيف برامجهم وتصميماتهم الإلكترونية وتزويدهم ببياناتي التي تم جمعها. المشروع مفتوح المصدر ومستمر.

الخطوة 1: مخططات المفاهيم ثنائية الأبعاد

قبل التفكير في المشروع كمهندس أو ربما بستاني ، فكرت في حجم المكعب بأساليب تحليلية مفاهيمية.

كانت غريزتي الأولى هي "تنمية" التصميم للخارج من نقطة المركز. بدت هذه الفكرة قابلة للتطبيق وتستحق المزيد من الاستكشاف والتطوير.

تحدد الرسوم البيانية خطوط البناء وتمثل مفاهيم الري والإضاءة والتهوية. وهم إلى حد ما مثل 60s الحد الأدنى ، والفن الحديث والبوب. مربع 500 × 500 مم يتم إعداده ويؤسس بعد دائرة يبلغ 175 مم.

الخطوة 2: مخططات المفاهيم ثلاثية الأبعاد

لعدة مئات من السنين ، درس علماء الرياضيات الأشكال الهندسية وخصائصها المترابطة. الكلاسيكية المفضلة لدي هي نموذج J. Kepler 1597 للنظام الشمسي في "Mysterium Cosmographicum". وفيها يعشش بشكل تدريجي الكرات والأجسام الصلبة الأفلاطونية لتحديد مدارات الكواكب والشمس في المركز. كانت دقيقة للغاية لكنه تخلى عنها لأنه لم يستطع تأكيدها في ملاحظاته. ومن هناك استمر في كتابة قوانين الميكانيكا السماوية. كان فشله انتصارا!

أبدى بكمنستر فولر أيضًا اهتمامًا كبيرًا بالترابط بين الأشكال الهندسية. لقد استخدم منهجية مراقبة عملية. أحاول أن أفعل نفس الشيء أكثر أو أقل. التعلم من خلال اللعب.

من المكعب المحدد ، يكون الترتيب الأول للتحويل هو قطع الزوايا. هذا يحدد المجلدات الأولية والثانوية. مكعبة الوجوه الناتجة تهيئ الظروف التي سنتعلم قريبًا أن تكون مفيدة ومثالية!

أوضح فولر أن المكعب المجسم ، الذي أعاد تسميته بـ Vector Equilibrium ، له خصائص خاصة. الكثير للذهاب إلى هنا. ما ينطبق في هذه الحالة هو أن VE يحتوي بشكل مثالي على هندسة من الدرجة الأولى في نظرية التعبئة. بالنظر إلى كرة في المركز ، يكون الترتيب المثالي والأكثر إحكامًا للكرات حولها هو 12 كرة.

علاوة على ذلك ، إذا نظر المرء إلى المستويات العرضية بين كل كرة والكرة الوسطى ، يمكن للمرء أن يكتشف شكلًا جديدًا: ثنائي الوجوه المعيني. بالطبع لها 12 جانبًا. اقتطع شكل ثنائي الوجوه المعيني وستعود إلى المكعب!

من أجل أغراضي ، يمكن طباعة ثنائي الوجوه المعيني ثلاثي الأبعاد كغلاف طبقة واحدة!

الخطوة 3: مفهوم عمود الماء في مدار أرضي منخفض

ناسا تحب اللعب بالكرات المائية على محطة الفضاء الدولية! يقولون أن الماء لا يتصرف مثل الماء في الفضاء. فلماذا لا نستخدم هذه الحقيقة كنقطة انطلاق؟ مفهومي للري هو تضخيم / تفريغ كرة من الماء عند النقطة المركزية ، مقيدة في مكانها باستخدام سلك لاسو. يمكن بعد ذلك حقنها بالمواد المغذية أو مبيدات الفطريات أو أي شيء آخر حسب الضرورة.

يمكن تشغيل جهاز كهرضغطية بالموجات فوق الصوتية مزروع عند حوالي 1.7 ميجا هرتز ويمكن أن يرتب سطح كرة الماء إلى قطرات صغيرة بحجم 3-5 ميكرون. هذا مثالي لامتصاص الجذر للماء والمواد المغذية. الكثير من محلول المغذيات ويمكن أن يسد جهاز الموجات فوق الصوتية. لكن الخس يحتاج فقط إلى محلول مغذي خفيف.

خطرت لي الفكرة من مشاهدة شخص ما فيب في سيارة مغلقة. ذهب البخار في كل مكان على الفور.

وإلا فإن عمود الماء عبارة عن كومة من الأشكال الحلقية ؛ مروحة ومحرك بدون فرش ومحور كروي ورذاذ.

الخطوة 4: مفهوم عمود المياه منضم إلى الأرض

ما يعمل بشكل رائع في الفضاء لا يعمل دائمًا بشكل جيد على الأرض ؛ والعكس صحيح.

لذا فإن مفهوم مخطط المياه الأرضية يحتاج إلى محاكاة تصميم المدار الأرضي المنخفض ولكن بالضرورة أن يكون مختلفًا تمامًا.

يحتاج عمود الماء المرتبط بالأرض إلى دعم وزنه ووزن كرة الجذر و 12 نباتًا. هذا يتطلب أن تكون أثقل مما هو مثالي.

تصبح كرة الماء حمامًا مائيًا. لا يزال حلًا فعالًا وأنيقًا. أخطط لإعادة تصميمه لدمج جميع ميزاته في حل واحد قابل للطباعة.

الوزن الإجمالي لعمود الماء كما هو مُصمم هو 256 جرام.

الخطوة 5: مفهوم كرة الجذر

يصبح ثنائي الوجوه المعيني الضميمة لحجرة نمو الجذر. يقيس 175 ملم وجها لوجه ويطبع أقل من 50 جرام.

لقد صممته بسطح مرن لتحسين أداء جهود الطباعة ثلاثية الأبعاد. تبدو جيدة جدا أيضا! وكما لوحظ ، فإن كرة الجذر تدعم وتوجه نمو نباتات الخس الاثني عشر.

فتحات 50 مم في وسط كل وجه مزودة بشريط فيلكرو إلى الركيزة المتنامية للنبات. يمكن أن تكون الركيزة من ألياف جوز الهند ولكنني سأستخدم وسادات من القنب ومنصات فرك 3M.

يتم وضع كمية أو ثلاثة من أجار على وسط الحشوات. سيقومون بترطيب البذور وإطعامها ولصقها وتوجيهها. يتم إدخال البذور في الجانب المدبب أجار "لأسفل". ربما تنبت البذور بهذه الطريقة. يجب أن تكون الإضاءة أكثر كثافة ، ويجب أن يكون الطيف الأوسع ودرجات الحرارة المحيطة أعلى. يحب معظم البستانيين أن نبدأ البذور في غرف صغيرة لكننا سنحاول.

إجمالي وزن كرة الجذر يبلغ 48 جرامًا!

الخطوة 6: مفهوم القفص الخفيف

The Light Cage هو تصميم بسيط وأنيق ولكن من المؤكد أنه يجب أن يعمل بجد!

وهي مصنوعة من الألمنيوم 24x300mm بثق الزاوية LED و 12 قطعة موصل الزاوية التي أسميها "بطيئات المشية". هذه مطبوعة ثلاثية الأبعاد في الراتنج.

تدعم الساريات طولين من شرائط LED فائقة السطوع القابلة للبرمجة والقابلة للتعتيم. يمكنهم وضع نبات للنوم أو جعلهم يرقصون!

لاحظ أن الشكل المكعب يتكون من أربعة أشكال سداسية. ضع ذلك في الاعتبار عندما تذهب لتثبيت شرائط LED. فكر في الأمر على أنه تحد.

لاحظ أيضًا أن الشرائط الضوئية تعبر مباشرة فوق نباتات الخس في كل حالة. إنها ميزة كبيرة أن يكون لديك تركيز الضوء بالضبط حيث تكون هناك حاجة إليه. يتم تسليم كمية أقل من الضوء إلى النباتات من الجانبين.

ولاحظ أخيرًا أن النباتات تسمح بفتحة صغيرة عند نقاط قمة كرة الجذر. هذا مثالي لتوجيه التهوية لأسفل وعبر النباتات إذا كان من الممكن تركيب مراوح صغيرة في منتصف الجوانب المربعة.

الوزن الإجمالي للقفص الخفيف 1331 جرام. تزن أجهزة الطاقة 1500 جرام. تقريبا مثل كل الأشياء الأخرى مجتمعة! بلغ الوزن الإجمالي للمشروع 3135 جرام. كم يكلف هذا؟

الخطوة 7: نصائح لبناء قفص خفيف

على الرغم من بساطة التصميم ، إلا أن بناء Light Cage صعب بعض الشيء.

أوصي ببناء حالة سفر لتكون بمثابة دعم ودليل. يمكنك بناؤه من أي شيء ولكن يجب أن تكون أبعاده الداخلية 500x500x500mm. لقد صنعت منجم من الميلامين وقطعته على آلة CNC.

يجب قطع الألمنيوم المبثوق بطول موحد 300 مم. تحرك ببطء مع المنشار المعدني المتقاطع.

تتم طباعة بطيئات المشية ثلاثية الأبعاد على طابعة راتنج ليزر FormLab2. جميعها متطابقة باستثناء اثنتين بها فتحات لتوصيل الطاقة.

أثناء تقدمك ، استخدم شريط تعبئة Gorilla لتثبيت القطع والقطع معًا. في النهاية سأقوم بلصقه مع التوصيلات اللحظية ولكني أريد أن يقوم الخيار بإجراء تغييرات مع تقدم التصميم … سبب آخر لبناء حقيبة السفر ؛ يمنع القفص الخفيف من الترهل.

كما أنه يعمل على استخدام طريقة over / under بالتناوب لتثبيت شرائط LED. من المفيد التخطيط للمستقبل.

ولاحظ أن الشرائط تبدو وكأنها تتمدد قليلاً عند تسخينها.

ذهبت مع قذف بجودة أفضل وهو أثقل ولكنه يعمل بشكل أفضل كمشتت للحرارة لمصابيح LED. قد ينتهي بي الأمر أو لا أستخدم العدسات البلاستيكية المصنّفة.

الخطوة 8: المجهودات الجانبية

أولاً ، هناك بناء حقيبة سفر اختيارية. يمكن صنعه من أي شيء ولكنه يكون مفيدًا عند تجميع Light Cage ويحافظ على المشروع آمنًا ومحمولًا. من المفترض ، مع ذلك ، أن يكون خارج نطاق هذا الإدخال.

حافظ على أماكن عملك مرتبة ومنظمة. حتى في المشاريع البسيطة ، يمكن أن تخرج الأشياء عن السيطرة.

حتى لو كنت تعلم أن شيئًا ما سينجح ، فحاول التوصل إلى طريقة أخرى. الاستكشاف يبقيه جديدًا وأنت لا تعرف أبدًا!

حاول أن تفعل أكثر الأشياء جنونًا التي يمكن أن تخطر ببالك. أفعل ذلك طوال الوقت. إنه يبقيني سعيدًا وأنا أستمتع بـ WOWs!

الخطوة 9: المستلزمات وطباعة الملفات

عمود الماء:

SmartDevil مروحة مكتب USB شخصية صغيرة

جهاز ترطيب الهواء Zerone USB mini Floating Humidifier

تتم طباعة عناصر عمود الماء ثلاثية الأبعاد باستخدام White Ultimaker PLA Filament

الكرة الجذرية:

Terrafibre Hemp 5 "x5" ينمو الحصير ؛ الحزمة 40

كرة الجذر مطبوعة ثلاثية الأبعاد باستخدام خيوط PLA الفضية

قفص خفيف:

LightingWill نظام قناة ألومنيوم LED على شكل V مكون من 10 عبوات ؛ 1 متر بأكسيد أسود

(2) BTF-Lighting WS2811 شريط LED قابل للعنونة UltraBright 5050 SMD RGB 5 متر DC12V IP65 مقاومة للماء

(2) مصدر طاقة بلاستيكي BTF-Lighting DC12V 6A 72W

(2) BTF-Lighting WS2811 14 مفتاح تحكم RGB LED

شريط تعبئة الغوريلا وشريط غوريلا مزدوج الجوانب

تتم طباعة موصلات Light Cage على طابعة FormLab2 ثلاثية الأبعاد باللون الأسود الراتنج

جميع المستلزمات متوفرة على Amazon.com

الخطوة 10: EUREKA

دعونا ننمو هذا!

الجائزة الأولى في مسابقة Growing Beyond Earth Maker