- Bahan yang Diperlukan
- Bagaimana Coil Gun berfungsi?
- Rajah Litar
- Menggulung gegelung
- Kerja Mini Coil Gun
Coil Gun, seperti yang difikirkan oleh banyak orang (termasuk saya) bukan hanya mainan yang menyeronokkan dengan tiub dan beberapa gegelung di sekelilingnya yang dapat menembak peluru ke jarak tertentu. Para saintis di Sandia National Laboratories percaya bahawa coilgun dapat direkayasa untuk mempercepat zarah dengan kelajuan yang lebih tinggi yang cukup tinggi untuk melepaskan diri dari graviti bumi. Ya, anda dengar betul! Coil gun mungkin boleh digunakan untuk melancarkan satelit di masa depan. Mungkin ada orang yang mencubanya dan juga yang sedang mengusahakannya. Terlepas dari aplikasi ruang angkasa, tentera juga nampaknya berminat dengan bentuk Coil Gun yang disebut sebagai Rail Gun atau Rail Gun yang dapat menembakkan peluru.
Semua ini membuatkan saya berminat untuk membina Coil Gun versi saya sendiri. Juga, sangat memuaskan untuk bermain dengan dan melihat proyektil logam yang keluar dari gegelung dengan satu klik butang. Sebelum ini, kami mulakan saya ingin menjelaskan bahawa projek ini adalah semata-mata untuk tujuan pendidikan, jadi jika anda ingin membina senjata ini kerana melarikan diri dari pembuli itu di sekolah menengah anda, mungkin anda mesti melawat ahli psikologi. Projek ini juga melibatkan kepingan logam terbang dan voltan tinggi jadi berhati-hati semasa bekerja. Yang dikatakan mari kita mulakan.
Bahan yang Diperlukan
- Kawat tembaga (enamel)
- Sensor IR (Jenis pengukuran kelajuan)
- MOSFET IRFZ44N
- Transistor BC557 PNP
- Perintang 10k dan 1K
- 7805 Pengatur
- 0.1uF
- Tekan butang
- Papan roti
- Sumber kuasa (RPS)
- Bateri 9V
Bagaimana Coil Gun berfungsi?
Prinsip asas di sebalik Coil Gun adalah bahawa konduktor yang membawa arus akan mendorong medan magnet di sekelilingnya, yang dinyatakan oleh Faraday. Untuk meningkatkan kekuatan medan magnet ini, konduktor pembawa arus dililit dalam bentuk gegelung. Sekarang, apabila gegelung ini digerakkan, ia menghasilkan medan magnet di sekelilingnya yang cukup kuat untuk menarik kepingan logam (atau magnet Ferro lain) alias proyektil ke dalamnya.
Susunan seperti itu hanya akan menarik peluru ke dalamnya dari satu hujung dan apabila sampai di ujung yang lain, ia akan kembali tertarik ke dalam gegelung dan dengan demikian peluru akan kekal di dalam gegelung itu sendiri setelah beberapa kali berayun. Ini kerana semasa prosesnya, proyektil menjadi magnet dan bertindak sebagai magnet, selagi medan magnet ada, proyektil (magnet) akan cenderung tinggal di dalam gegelung sahaja. Tetapi pistol gegelung harus melancarkan peluru keluar dari itu, jadi kita harus menggunakan sensor untuk memeriksa apakah peluru telah mencapai hujung gegelung yang lain dan kapan gegelung harus dimatikan, dengan cara ini proyektil akan bergerak dengan kecepatan yang sama dan melarikan diri dari gegelung.
Ini mungkin terdengar sederhana, tetapi kerumitan dapat ditingkatkan dengan menggunakan lebih dari satu gegelung. Dengan menggunakan gegelung berganda, laju proyektil dapat ditingkatkan ketika melewati gegelung. Tugas lain yang mencabar adalah dengan mendapatkan arus yang cukup untuk gegelung. Gegelung boleh menggunakan antara 5A hingga 10A pada suhu 24V berdasarkan jumlah putaran dan ketebalan gegelung. Oleh itu, untuk mencari arus tinggi seperti itu, kebanyakan orang menggunakan kapasitor besar untuk menghadapinya. Tetapi dalam tutorial kami untuk memastikan semuanya mudah, kami akan membina pistol gegelung satu tahap dan mengaktifkannya dengan unit RPS.
Rajah Litar
Gambarajah litar lengkap untuk Single Stage Coil Gun ini ditunjukkan dalam gambar di bawah.
Seperti yang anda lihat, litarnya cukup mudah. Komponen utama dalam litar adalah Coil itu sendiri; kita akan melihat bagaimana kita membinanya dalam tajuk seterusnya. The gegelung adalah bentuk powered membentuk voltan bekalan 24V RPS kami, bekalan yang dikawal (dihidupkan) melalui N-Channel MSFET IRF544Z. Pin Pintu transistor ditarik ke bawah melalui perintang 10k (R1) dan diod D1 digunakan untuk memintas arus terbalik ketika gegelung habis.
MOSFET adalah saluran N dan oleh itu ia tetap dimatikan sehingga voltan ambang pintu dalam kes ini 5V dibekalkan ke pin pintu. Ini dilakukan dengan menekan butang walaupun transistor PNP (BC557), apabila butang ditekan 5V dibekalkan ke pin Pintu MOSFET dan gegelung dihidupkan. Ini akan menarik peluru dan mendorongnya ke hujung yang lain. Sebaik sahaja peluru mencapai ujung yang lain, sensor IRakan merasakannya dan menghantar isyarat 5V ke pin asas transistor PNP melalui perintang penghad arus 1K. Ini akan membuka transistor dan dengan itu 5V ke MOSFET akan terputus dan Coil juga akan dimatikan. Oleh itu, peluru akan melarikan diri dari gegelung dan akan dilancarkan. 5V untuk menghidupkan sensor IR dan memicu transistor dan MOSFET diatur oleh IC pengatur voltan 7805 dari bateri 9V.
Menggulung gegelung
Seperti yang diberitahu sebelumnya, komponen terpenting dalam litar ini adalah gegelung. Sebelum anda memulakan penggulungan gegelung, anda harus memutuskan ukuran projektil anda, dalam kes saya, saya menggunakan bit pemacu skru sebagai projektil. Tetapi anda boleh memilih apa sahaja yang mempunyai sifat magnet Ferro. Setelah memilih projektil, kita harus memilih paip seperti struktur yang cukup untuk meluncurkan projektil walaupun tanpa banyak geseran. Saya mencuba menggunakan pena isi semula yang kosong dan ia sangat sesuai untuk saya. Anda boleh memilih satu berdasarkan ukuran peluru anda. Maka panjang pangkal silinder boleh mencapai 5cm. Akhirnya juga beli dawai tembaga yang dilapisi ketebalan sederhana, tambang setebal 0.8mm.
Setelah mengumpulkan semua bahan yang diperlukan, mainkan senarai main kegemaran anda dan mulailah menggulung gegelung di atas pangkalan silinder anda. Pastikan penggulungan tidak berpusing satu sama lain dan tidak melonggarkan dengan mudah. Setelah mengikat lapisan penggulungan pertama, anda boleh menggunakan pita penebat (pita elektrik) untuk menahannya di tempat dan kemudian mula mengayun lapisan kedua di atasnya dengan cara yang sama. Perhatikan bahawa anda harus selalu menggulung gegelung hanya dalam satu arah, jika anda sudah mulai dari kiri ke kanan setelah mencapai akhir untuk lapisan pertama mulailah lagi dari kiri untuk menggulung lapisan kedua. Anda boleh mengulangi langkah ini sehingga anda mencapai 5-7 lapisan. Saya membuat sekitar 6 lapisan dengan setiap lapisan mempunyai kira-kira 60 giliran. Susunan gegelung saya kelihatan seperti ini ditunjukkan dalam gambar di bawah.Saya telah menggunakan dua cakera cetak 3D (warna putih) hanya untuk mengamankan gegelung di tempat mereka menjadi pilihan.
Bekerja dengan gegelung selalu mencabar dan seseorang mesti menggulungnya dengan betul agar dapat berfungsi dengan baik, seperti dalam Projek Tesla Coil, banyak orang tidak akan mendapat output yang betul kerana penggulungan gegelung yang tidak betul.
Kerja Mini Coil Gun
Setelah membina gegelung, anda boleh meneruskan penyambungannya ke litar pistol gegelung yang lain. Perlu diingat bahawa gegelung mungkin menggunakan setinggi 5A dan oleh itu bahagian gegelung tidak boleh dibina di atas papan roti kerana papan roti biasanya dinilai hanya 500mA. Oleh itu, anda boleh membina litar lengkap pada papan perf dengan menyolder komponen atau mengikuti cara mentol pematerian talian kuasa tinggi secara langsung melalui papan roti seperti yang saya lakukan seperti yang ditunjukkan dalam gambar di bawah.
Seperti yang anda lihat, Coil diberi tenaga oleh klip Bekalan Kuasa Teratur (klip buaya) melalui mosfet yang pinnya disolder terus ke wayar. Pin pintu mosfet hanya memerlukan 5V dan oleh itu ia dibawa ke papan roti di mana litar yang tinggal termasuk pengatur voltan, transistor dan suis dibina. The papan tempat memotong roti kuasa dari bateri 9V yang walaupun klip bateri.
Untuk menguji projek coil gun cukup masukkan kepingan logam di dalam gegelung dan tekan butang di papan roti. Ini mesti melancarkan peluru di luar gegelung. Juga pastikan untuk tidak menekan butang secara berterusan kerana itu akan menghidupkan gegelung lagi setelah proyektil dilancarkan dan mungkin merosakkan gegelung secara kekal. Penyelesaian projek yang lengkap boleh didapati dalam video.
Harap anda membina projek dan berjaya. Sekiranya anda mempunyai pertanyaan, anda boleh meninggalkannya di bahagian komen di bawah atau menghantarnya di forum kami untuk pertanyaan teknikal yang lain.