Ernteschubladen - NASA Growing Beyond Earth Wettbewerbsbeitrag - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:17

Zusammenfassung:

An Bord der internationalen Raumstation haben Astronauten nicht viel Platz für den Anbau von Nahrungsmitteln. Dieser hydroponische Garten ist so konzipiert, dass er auf minimalem Platz effizient betrieben wird, um 30 Pflanzen nach einem rotierenden Zeitplan in einer Schwerelosigkeitsumgebung zu ernten. Dies ist ein Eintrag für den NASA Growing Beyond Earth Contest Eintrag in der professionellen Kategorie.

Design: Dieses Design bietet Platz für 30 Pflanzen mit einem Abstand von 13 cm in einem 3-stufigen Wachstumszyklus in einem geschlossenen 50-cm-Würfel. Der Kubus enthält drei Schubladen, die unterschiedliche Reifegrade widerspiegeln. Das untere Regal ist neue Pflanzen bis 0-13 Tage alte Sprossen. Das zweite Regal enthält reifende Pflanzen, die 13-26 Tage alt sind. Das oberste Regal enthält Pflanzen, die bereit für die Blatternte oder nach 26-38 Tagen voll ausgereift sind.

In jede Schublade sind Licht, Elektronik, Schläuche und Sicherheitselemente für jede Pflanzenreihe eingebaut. Die Stromversorgung, die Wasserquelle und die Pumpen befinden sich auf der Rückseite des Geräts.

Skalierung:

Dieses Design würde sich hervorragend skalieren, da die Schubladen in jeder Höhe auf der Schiene positioniert werden können. Jede Schublade enthält die Komponenten, um die darunter liegende Reihe funktionsfähig zu halten, und kann endlos gestapelt werden.

Lieferungen

• 12 Stück stranggepresstes Aluminium (oder ähnlich)
• 3 x Schubladen-Hardware-Sets
• 40 x stranggepresste Metallbefestigungen (Karten und Muttern)
• 3x Kunststoffschalen und Schubladenböden
• 3x Hydroponik-Schaumstoffplatten
• 10x Stück gewellte Polypropylenfolie (oder ähnliches Isoliermaterial)
• 1x Sprühkleber
• 60 Fuß pflanzenfreundliche LED-Lichtleisten
• 12 Volt 360 Watt Netzteil
• Automatisches Bewässerungsset (siehe
• Mylar-Platten
• Lötgeräte
• Exacto Messer oder Kastenschneider
• Kabelbinder
• Pinzette
• Gallonenkrug
• Saat
• Hydroponische Pflanzennährstoffe

Schritt 1: Bauen Sie die Box

1. Schneiden und bohren Sie Ihre 12 Aluminium-Strangpressteile:

   1. Stück A: 4x Stücke von 2,5cm x 2,5cm x 50cm Länge
   2. Stück B: 4x Stücke von 2,5cm x 2,5cm x 47,5cm Länge (mit Befestigungslöchern an den Enden)
   3. Stück C: 4x Stücke von 2,5cm x 5cm x 47,5cm Länge (mit Befestigungslöchern an den Enden)

2. Schneiden Sie die gewellten Plastikstücke so zu, dass sie an die Seiten der Schachtel passen.

   1. Stück D: 2x Stücke von 46cm x 46cm
   2. Stück E: 2x Stück 40cm x 46cm* Optional können Sie Mylarfolie mit Sprühkleber auf eine Seite des Kunststoffs kleben. Dies hilft bei der Wärme- und Feuchtigkeitsspeicherung.
3. Erstellen Sie die Basis: Die Aluminiumrahmenbasis ist "A" auf der Vorder- und Rückseite der Basis, mit "B" an den Seiten der Basis mit Befestigungselementen. Setzen Sie 1 gewelltes Plastikstück "D" ein, bevor Sie das letzte Aluminiumstück auf die Basis aufbringen. Bevor Sie die nächste Schicht hinzufügen, fügen Sie 6 zusätzliche Befestigungselemente an der hinteren Aluminiumschiene nach oben hinzu.
4. Befestigen Sie die vertikalen Seiten: Die Seiten des Aluminiumrahmens werden "C" sein, bis zu den nach oben zeigenden Ecken ausgerichtet und mit Befestigungselementen an der Basis befestigt. Bevor Sie die Oberseite hinzufügen, fügen Sie an jeder Ecke, die nach innen zeigt, für die Schubladenbeschläge 4 Befestigungselemente hinzu. Auf jeder Seite 2 gewellte Kunststoffteile "E" einlegen.
5. Bringen Sie die Fronttür an: Bringen Sie mit einem getönten Acrylkunststoff eine Falttür (oder ähnliches) an der Vorderseite des Geräts an. Dies schützt den Hausmeister während des Betriebs vor grellem Licht, ermöglicht es dem Hausmeister aber, die Pflanzen zu beobachten und zu pflegen. *Die Tür sollte unten eine kleine Lüftungsöffnung haben, um den Luftstrom zu ermöglichen.

Schritt 2: Fügen Sie die Schubladen hinzu

Die Schubladen unterstützen Pflanzen an verschiedenen Wachstumspunkten während eines 30-tägigen Lebenszyklus.

1. Anbringen der SchubladenführungenBefestigen Sie die Schubladenbeschläge an den Seiten des Aluminiumrahmens mit den zuvor an der Schiene angebrachten Befestigungselementen. Sie sollten gestaffelt sein, um verschiedene Wachstumsphasen zu ermöglichen.

   1. Niedrigste: 2cm
   2. Mitte: 9cm
   3. Höchste: 23cm
2. Anbringen des Schubladensockels Bringen Sie mithilfe der Schubladen-Hardware einen Schubladensockel an. Dieser muss klein genug sein, um problemlos in den Würfel zu passen, aber robust genug, um die Pflanzen, das Wasser, den Schlauch und die Elektronik zu tragen. Ein Schubladenboden kann aus Wellkunststoff oder Acryl bestehen, der direkt an der Schubladenhardware befestigt wird, also etwas Spezialisierteres. Die Schublade muss flach sein und reibungslos ein- und ausfahren.
3. Fügen Sie die Kunststoffschalen hinzu. Bringen Sie eine Kunststoffschale am Schubladenboden an, die während der Wartung entfernt werden kann. Wir haben eine 5 cm tiefe Kunststoffschale verwendet, die mit Klettverschluss befestigt ist, um genügend Platz für den 4 cm großen Hydroponikschaum zu lassen.

Schritt 3: Verdrahten Sie die Schubladen

Die Schublade ist die Grundlage für alle Trägersysteme der Anlage; jede Schublade unterstützt die darunter liegende Schublade.

1. Bringen Sie die Lichter in der gleichen Richtung an, kleben Sie mehr als 5 LED-Streifen auf die Unterseite jedes gewellten Schubladenbodens und die Oberseite des Würfels. Die Drähte sollten von der Rückseite des Schubladenkastens zugänglich sein. Verwenden Sie Kabelbinder, um die Drähte nach Bedarf am Schubladenboden zu befestigen, und lassen Sie genügend Spielraum, damit die Schublade vollständig in den Würfel hinein und aus ihm herausfahren kann, ohne die oberen und unteren Schubladen zu stören.
2. Verbinden Sie die Drähte von jeder Schublade mit PowerSolder, um eine Verbindung zu einem 12-Volt-360-Watt-Netzteil herzustellen. Schließen Sie das Netzteil an der Rückseite des Geräts an. Sorgen Sie für ausreichende Belüftung des Ventilators.
3. Anschließen des LüftersVerdrahten Sie den Lüfter mit einem kleinen Mikrowellenlüfter (oder ähnlichem) an die Stromversorgung, um die Pflanzen zu belüften. Der Lüfter sollte an der oberen Rückseite des Geräts platziert werden. Die Belüftungsöffnung in der Vordertür unterstützt die Luftzirkulation.
4. Verdrahten Sie das BewässerungssystemBefestigen Sie die Pumpe, die Sensoren und das Arduino des automatischen Bewässerungssystems an die Stromversorgung, indem Sie die Anweisungen aus dem Kit Ihrer Wahl befolgen. Wir verwenden ein Arduino-Kit:
5. Anbringen des SchlauchsAn jedes Ventil des Bewässerungssystems schließen Sie ein Schlauchsegment an. Befestigen Sie in jeder Schublade einen Bewässerungsschlauch mit genügend Spiel, damit die Schublade vollständig in den Cube hinein- und herausgezogen werden kann, ohne die oberen und unteren Schubladen zu stören.
6. Wasser anschließen Füllen Sie den Wassertank mit Wasser. Befestigen Sie den Primärschlauch an einer zentralen Wasserpumpe und befestigen Sie die Pumpe mit einem Schlauchsegment am Wassertank an der Rückseite des Geräts. Der Wassertank wird außerhalb des Würfels angebracht, leicht zugänglich zum Nachfüllen, Nährstoffen und zur Wartung.
7. Sichern Sie die Schläuche und Drähte. Befestigen Sie die Schläuche und Drähte mit einem Kabelträger an der Seite des Geräts und an jeder Schublade, damit sie mit der Schublade ein- und ausfahren können, ohne die darunter liegenden Schichten zu stören.

Schritt 4: Fügen Sie Ihre Pflanzen hinzu

Sobald die Stützsysteme angebracht sind, können Sie den Hydroponikschaum hinzufügen und mit dem Anbau Ihrer Pflanzen beginnen.

1. Schneiden Sie den Schaumstoff zu. Schneiden Sie den Schaumstoff mit einer Schablone auf die Größe der herausnehmbaren Wachstumsschale aus Kunststoff zu. Es sollte bequem im Tablett sitzen und einen Spalt zwischen den Seiten des Tabletts und dem Schaumstoff vermeiden.
2. Markieren Sie die PflanzenstandorteMarkieren Sie mit einem Lineal oder einem Messgerät, wo sich die Pflanzen auf dem Schaum in Reihen von 3, 2, 3, 2 -10 Pflanzen insgesamt auf jedem Tablett befinden werden. Die Pflanzen erscheinen versetzt. Messen Sie diagonal mit 13-15 cm zwischen den Pflanzen, um den Abstand zu bestätigen.
3. Schneiden Sie ein "X" an jedem Pflanzenstandort ein 1 cm großes "X" (zwei Schlitze) in den Schaum mit einem Exacto-Messer oder Cutter in einer Tiefe von 5 mm (oder was auch immer die empfohlene Saattiefe ist).
4. Platzieren Sie die Samen Mit einer Pinzette legen Sie vorsichtig zwei Samen in jeden Schlitz knapp unter der Oberfläche des Schaums. Die Samen werden schwer zu sehen sein, aber seien Sie sorgfältig, um sie in der richtigen Tiefe zu platzieren.
5. Bringen Sie das herausnehmbare Tablett an Nachdem die Samen an Ort und Stelle sind, befestigen Sie Ihr Tablett an der untersten Schubladenbasis.
6. Anbringen der Schläuche und SensorenSchneiden Sie einen Schlitz in das Pflanzenwachstumsmaterial (Schaum), der groß genug ist, damit ein Sensor hineingleiten kann. Stecken Sie den Schlauch auf der dem Sensor gegenüberliegenden Seite der Schublade ein. Diese Schublade ist bereit für die automatische Bewässerung. Schalten Sie das Gerät ein und stellen Sie sicher, dass die Schublade mit Wasser gesättigt ist. Die Samen müssen vollständig mit Wasser gesättigt sein, um zu keimen.

Schritt 5: Sehen Sie zu, wie sie wachsen

Die Pflege des Gartens erfordert einige Aufgaben:

1. Anschließen Stellen Sie sicher, dass der Cube immer über ausreichend Strom und Wasser verfügt.
2. Bewässerung der PflanzenUm die Pflanzen zu gießen, verwenden Sie destilliertes Wasser in Kombination mit hydroponischem Nährstoffkonzentrat. Wenn die Samen zum ersten Mal platziert werden, sollte der Schaum vollständig in nährstoffreichem Wasser gesättigt sein. Danach sollte der Schaum immer feucht sein, aber nicht ertrinken. Ein Feuchtigkeitssensor sollte Pflanzen nach Bedarf automatisch bewässern, aber manuelles Gießen ist ein Fallback.
3. UmpflanzenDas Ziel ist es, an jeder Position eine Pflanze zu haben. Manchmal kommt ein Spross nicht auf. Glücklicherweise wurden an jedem Standort 2 Samen platziert, um Redundanz zu schaffen. Wenn keine der Pflanzen an einem bestimmten Standort sprießt, verpflanzen Sie einen verdoppelten Sprossen von einem anderen Standort, um eine volle 10-Pflanzenschale zu vervollständigen.

4. Drehen Sie die SchalenPlatzieren Sie die neue Schale an der unteren Stelle, bis die Pflanzen 12 Tage (oder die Hälfte der Reife) erreicht haben.

   1. Verschieben Sie nach 13 Tagen das unterste Tablett auf die nächste Ebene und pflanzen Sie ein neues Tablett mit 10 Pflanzen.
   2. Bewegen Sie nach 26 Tagen alle Schalen nach oben, um das Wachstum fortzusetzen, und die obere Schale ist bereit für die Ernte.
   3. Wählen Sie die reifsten Pflanzen aus, die Sie zuerst ernten möchten, und fahren Sie mit der Ernte aller 10 Pflanzen in den folgenden 12 Tagen fort. Wenn der reife Salat die oberste Reihe erreicht, genießen Sie Ihre Ernte!

Erster Preis beim Growing Beyond Earth Maker Contest