JCN: Khái niệm máy tính thực phẩm cân bằng véc tơ V60.s: 10 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:32

Xin chào và chào mừng.

Đây là một bài dự thi thuộc thể loại chuyên nghiệp.

Tôi đặt ra hai mục tiêu quan trọng khi thực hiện dự án này. Các ưu tiên của tôi bắt nguồn từ các cuộc trao đổi từ xa với các nhà khoa học NASA và những người khác. Kết quả của tôi từ những buổi học này là suy nghĩ một cách sáng tạo và thật VUI VẺ!

Nỗ lực dường như ít hơn về việc trồng cây và nhiều hơn về việc trồng cây VÀ giảm thiểu trọng lượng tải trọng. Vì vậy, tôi đã loại bỏ bất cứ thứ gì không hoàn toàn cần thiết cho giai đoạn khái niệm. Điều này cũng giữ cho ngân sách thấp và tính thẩm mỹ rất tối thiểu… bản mod của những năm 60. Có lẽ rất Harry Lange; ông là nhà thiết kế chính cho NASA, người đã tiếp tục phát triển các bản vẽ ý tưởng và các bộ phim như "2001: A Space Odyssey". Tôi cũng có mục tiêu sử dụng càng nhiều phương pháp và máy móc mà không gian nhà sản xuất của tôi sẽ cho phép. Trọng tâm của tôi trong năm nay sẽ là điện tử và robot.

Rau răm rất dễ tha thứ. Nó hoạt động tốt trong điều kiện ánh sáng yếu, cần ít chất dinh dưỡng và phát triển mạnh ở nhiệt độ mát. Nó cũng phát triển nhanh chóng và có thể được thưởng thức sau khi cắt và mọc lại theo thói quen. Lettuces phản ứng với các ánh sáng khác nhau một cách đáng kể ở cấp độ biểu sinh.

Có lẽ tiêu đề hơi khó hiểu: HAL> IBM> JCN JCN chưa có một phép đảo ngữ có ý nghĩa.

Cân bằng véc tơ là cách đổi tên của khối lập phương của Buckminster Fuller; vật rắn Archimedian yêu thích của mình.

Và máy tính thực phẩm cá nhân là một dự án của Phòng thí nghiệm Truyền thông của MIT và nỗ lực xây dựng ngân hàng dữ liệu OpenAg của họ. Tôi dự định sử dụng phần mềm và thiết kế điện tử của họ và cung cấp cho họ dữ liệu thu thập được của tôi. Dự án là mã nguồn mở và đang tiếp tục.

Bước 1: Sơ đồ khái niệm 2D

Trước khi nghĩ về dự án với tư cách là một kỹ sư hoặc có lẽ là một người làm vườn, tôi đã xem xét thể tích khối lập phương với các phương pháp phân tích khái niệm.

Bản năng đầu tiên của tôi là "phát triển" thiết kế ra bên ngoài từ điểm trung tâm. Ý tưởng này có vẻ khả thi và đáng được tiếp tục khám phá và phát triển.

Các sơ đồ thiết lập các đường xây dựng và thể hiện các khái niệm về tưới tiêu, chiếu sáng và thông gió. Và chúng giống như nghệ thuật tối giản, mod và pop của thập niên 60. Hình vuông 500x500mm thiết lập và thiết lập kích thước hình tròn là 175mm.

Bước 2: Sơ đồ khái niệm 3D

Trong hàng trăm năm, các nhà toán học đã nghiên cứu các hình dạng hình học và các đặc điểm liên quan đến nhau của chúng. Tác phẩm cổ điển yêu thích của tôi là mô hình năm 1597 của J. Kepler về hệ mặt trời trong "Mysterium Cosmographicum" của ông. Trong đó, ông dần dần làm tổ các quả cầu và chất rắn platonic để xác định quỹ đạo của các hành tinh với mặt trời ở trung tâm. Nó khá chính xác nhưng anh ấy đã bỏ nó vì anh ấy không thể xác nhận nó trong các quan sát của mình. Từ đó, ông sẽ viết ra các định luật của cơ học thiên thể. Thất bại của anh ấy là một chiến thắng!

Buckminster Fuller cũng quan tâm đáng kể đến mối tương quan giữa các hình dạng hình học. Ông đã sử dụng một phương pháp quan sát thực hành. Tôi đang cố gắng làm điều tương tự ít nhiều. Học bằng cách chơi.

Từ hình lập phương đã cho, thứ tự biến đổi đầu tiên là cắt bớt các góc. Điều này thiết lập các tập chính và phụ. Khối lập phương thu được thiết lập các điều kiện mà chúng ta sẽ sớm biết được là có lợi và lý tưởng!

Fuller đã chứng minh rằng khối lập phương, mà ông đổi tên là Cân bằng véc tơ, có các tính chất đặc biệt. Quá nhiều để đi vào đây. Điều có thể áp dụng trong trường hợp này là VE chứa hoàn hảo dạng hình học bậc nhất trong lý thuyết đóng gói. Cho một mặt cầu ở tâm, cách sắp xếp lý tưởng và xếp chặt nhất các quả cầu xung quanh nó là 12 quả cầu.

Hơn nữa, nếu xem xét các mặt phẳng tiếp tuyến giữa mỗi mặt cầu và mặt cầu ở giữa, người ta có thể phát hiện ra một hình dạng mới: khối đa diện hình thoi. Tất nhiên nó có 12 mặt. Cắt bỏ khối đa diện hình thoi và bạn trở lại khối lập phương!

Đối với mục đích của tôi, khối đa diện hình thoi có thể được in 3D như một lớp vỏ duy nhất!

Bước 3: Khái niệm cột nước quỹ đạo trái đất thấp

NASA thích chơi với bóng nước trên ISS! Họ nói rằng nước không hoạt động giống như nước trong không gian. Vì vậy, tại sao không sử dụng thực tế này như một điểm khởi đầu? Khái niệm tưới của tôi là làm phồng / xẹp một quả cầu nước tại điểm trung tâm, được cố định tại chỗ bằng một sợi dây. Sau đó, nó có thể được tiêm các chất dinh dưỡng hoặc thuốc diệt nấm khi cần thiết.

Một thiết bị áp điện siêu âm được cấy ghép có thể hoạt động ở khoảng 1,7 Mhz và có thể nguyên tử hóa bề mặt của quả bóng nước thành những giọt nhỏ có kích thước khoảng 3-5 micron. Điều này là lý tưởng cho sự hấp thụ nước và chất dinh dưỡng của rễ. Quá nhiều dung dịch dinh dưỡng và thiết bị siêu âm có thể bị tắc nghẽn. Nhưng xà lách chỉ cần một dung dịch dinh dưỡng nhẹ.

Tôi có ý tưởng từ việc xem ai đó vape trong một chiếc ô tô kín. Hơi nước bay đi khắp nơi ngay lập tức.

Nếu không thì cột nước là một chồng các dạng hình xuyến; một quạt, một động cơ không chổi than, một trục ổ bi và một bộ phun.

Bước 4: Khái niệm cột nước ranh giới trái đất

Những gì hoạt động tốt trong không gian không phải lúc nào cũng hoạt động tốt trên trái đất; và ngược lại.

Vì vậy, khái niệm về sơ đồ nước trên cạn cần phải bắt chước thiết kế LEO nhưng nhất thiết phải hoàn toàn khác.

Cột nước liên kết đất cần hỗ trợ trọng lượng của chính nó và trọng lượng của Bóng rễ và 12 cây. Điều đó đòi hỏi nó phải nặng hơn những gì lý tưởng.

Quả cầu nước trở thành một bể nước. Nó vẫn là một giải pháp hiệu quả thanh lịch. Tôi dự định thiết kế lại nó để kết hợp tất cả các tính năng của nó vào một giải pháp có thể in được.

Tổng trọng lượng Cột nước theo thiết kế là 256 gram.

Bước 5: Khái niệm Root Ball

Khối tứ diện hình thoi trở thành vỏ bọc cho buồng phát triển của rễ. Nó có kích thước 175mm mặt đối mặt và in với trọng lượng dưới 50 gram.

Tôi đã thiết kế nó với một bề mặt có nếp gấp để cải thiện hiệu suất của nỗ lực in 3D. Nó trông cũng khá tốt! Và như đã nói, Root Ball hỗ trợ và định hướng sự phát triển của 12 cây rau diếp.

Các khe hở 50mm ở trung tâm của mỗi mặt được gắn bằng Velcro vào giá thể trồng cây. Chất nền có thể là xơ dừa nhưng tôi sẽ sử dụng miếng lót gai và miếng chà 3M.

Một hoặc ba con búp bê AGAR được áp dụng vào giữa các miếng đệm. Chúng sẽ ngậm nước, ăn, bám và định hướng hạt. Hạt được cắm vào thạch có mặt nhọn "hướng xuống". Có lẽ hạt giống sẽ nảy mầm theo cách này. Ánh sáng cần cường độ cao hơn, quang phổ rộng hơn và nhiệt độ môi trường xung quanh cần cao hơn. Hầu hết những người làm vườn thích bắt đầu gieo hạt trong những buồng nhỏ nhưng chúng tôi sẽ thử.

Tổng trọng lượng của Root Ball là một con số khổng lồ 48 gram!

Bước 6: Khái niệm lồng đèn

Light Cage là một thiết kế đơn giản và thanh lịch nhưng nó chắc chắn phải làm việc chăm chỉ!

Nó được xây dựng từ các đùn LED góc nhôm 24x300mm và 12 miếng kết nối góc mà tôi gọi là "tardigrades". Chúng được in 3D bằng nhựa thông.

Các thanh này hỗ trợ 2 chiều dài của dải đèn LED siêu sáng có thể lập trình và điều chỉnh độ sáng. Họ có thể đặt một cái cây để ngủ hoặc có thể làm cho chúng 'nhảy múa'!

Lưu ý rằng hình khối lập phương bao gồm bốn hình lục giác. Hãy ghi nhớ điều này khi bạn đi lắp đặt các dải đèn LED. Hãy coi đó là một thử thách.

Cũng lưu ý rằng các dải ánh sáng chiếu thẳng qua phía trên của cây rau diếp trong mọi trường hợp. Đó là một lợi thế lớn để tập trung ánh sáng chính xác ở nơi cần thiết. Một lượng ánh sáng nhỏ hơn được truyền đến cây từ các phía.

Và cuối cùng lưu ý rằng cây cho phép mở một chút ở các điểm đỉnh của Root Ball. Điều này là lý tưởng để hướng thông gió xuống và xuyên qua cây nếu có thể gắn các quạt nhỏ ở giữa các cạnh hình vuông.

Tổng trọng lượng Light Cage là 1331 gram. Các thiết bị điện nặng 1500 gram. Gần như nhiều như tất cả những thứ khác cộng lại! Tổng trọng lượng của dự án là 3135 gram. Cái đó giá bao nhiêu?

Bước 7: Mẹo xây dựng lồng nhẹ

Mặc dù thiết kế đơn giản, nhưng việc xây dựng Lồng đèn hơi khó một chút.

Tôi khuyên bạn nên xây dựng một trường hợp du lịch để hoạt động như một hỗ trợ và hướng dẫn. Bạn có thể xây dựng nó từ bất cứ thứ gì nhưng kích thước bên trong của nó phải là 500x500x500mm. Tôi làm từ melamine và cắt trên máy CNC.

Các đùn nhôm cần được cắt theo chiều dài đồng nhất là 300mm. Đi chậm với cái cưa kim loại.

Các tardigrades được in 3D trên máy in nhựa laser FormLab2. Tất cả chúng đều giống nhau ngoại trừ hai cái có lỗ để luồn dây điện.

Khi bạn tiếp tục, hãy sử dụng băng đóng gói Gorilla để giữ các mảnh và mảnh lại với nhau. Cuối cùng, tôi sẽ gắn nó với nhau bằng các kết nối thời điểm nhưng tôi muốn tùy chọn thực hiện thay đổi khi thiết kế tiến triển… một lý do khác để xây dựng trường hợp du lịch; nó giữ cho Light Cage không bị chùng xuống.

Ngoài ra, nó hoạt động để sử dụng phương pháp trên / dưới xen kẽ để cài đặt các dải LED. Nó trả tiền để lập kế hoạch trước.

Và lưu ý rằng các dải dường như nở ra một chút khi chúng nóng lên.

Tôi đã đi với chất lượng tốt hơn đùn nặng hơn nhưng hoạt động tốt hơn như một bộ tản nhiệt cho đèn LED. Tôi có thể hoặc có thể không sử dụng thấu kính nhựa mờ.

Bước 8: Nỗ lực phụ

Đầu tiên là việc xây dựng một Trường hợp Du lịch tùy chọn. Nó có thể được làm bằng bất cứ thứ gì nhưng nó rất hữu ích khi lắp ráp Lồng đèn và giữ cho dự án an toàn và di động. Tuy nhiên, nó có ý định nằm ngoài phạm vi của mục này.

Giữ cho không gian làm việc của bạn được sắp xếp và ngăn nắp. Ngay cả trong những dự án đơn giản, mọi thứ có thể vượt khỏi tầm kiểm soát.

Ngay cả khi bạn biết điều gì đó sẽ hiệu quả, hãy thử nghĩ ra một cách khác. Khám phá giúp nó luôn mới mẻ và bạn không bao giờ biết được!

Cố gắng làm điều điên rồ nhất mà bạn có thể nghĩ ra. Tôi làm nó suốt. Nó giữ cho tôi hạnh phúc và tôi thích WOWs!

Bước 9: Nguồn cung cấp và in tệp

Cột nước:

Quạt bàn USB cá nhân nhỏ SmartDevil

Máy tạo ẩm nổi mini Zerone USB

Các phần tử của Cột nước được in 3D bằng cách sử dụng Dây tóc PLA White Ultimaker

Bóng gốc:

Thảm mọc Terrafibre Hemp 5 "x5"; gói 40

Root Ball được in 3D bằng Silver Ultimaker PLA Filament

Lồng ánh sáng:

Hệ thống kênh nhôm hình chữ V LightingWill 10 gói; 1 mét đen Anodized

(2) BTF-Lighting WS2811 Dải LED địa chỉ UltraBright 5050 SMD RGB 5 mét DC12V IP65 Chống thấm

(2) Bộ nguồn nhựa BTF-Lighting DC12V 6A 72W

(2) Bộ điều khiển LED RGB 14 phím BTF-Lighting WS2811

Băng đóng gói Gorilla và Băng keo hai mặt Gorilla

Kết nối lồng đèn được in trên máy in 3D FormLab2 bằng nhựa đen

Tất cả các nguồn cung cấp đều có sẵn trên Amazon.com

Bước 10: EUREKA

Hãy phát triển cái này!

Giải nhất trong Cuộc thi Người tạo ra Trái đất ngày càng phát triển