Coilgun ilma massiivsete kondensaatoriteta. Lõpetatud: 11 sammu

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:49

Umbes kuus kuud tagasi ehitasin lihtsa haavlipüstoli, mille lauale oli kleebitud leivaplaat (algne projekt). See oli lõbus ja funktsionaalne, kuid tahtsin selle lõpetada. Nii et lõpuks tegin. Seekord kasutan kuue mähist kahe asemel ja olen kujundanud 3D trükitud ümbrise, et anda sellele futuristlik välimus.

Tegin ka video, kui tahad seda tegevuses näha:)

Video

Samm: tööriistad ja materjalid

Alustame tööriistadest.

• 3D printer
• puurida
• Dremel
• käsisaag
• kuum liimipüstol
• M3 kraan
• jootekolb

Materjalid:

• hõõgniit 3D -printerile (kasutasin tavalist PLA -d)
• minu STL -failid siin
• 40 x 10 x 2 mm L -kujuline alumiiniumprofiil
• M3 riistvara
• magnetkettad 8x1.5mm link

elektroonika:

• arduino nano
• 2x 1400mAh 11.1V 3S 65C Lipo akulink
• 1200mAh 1s Lipo aku See sobiks
• 2x kiirendatud muundurid (kasutan XL6009)
• OLED -ekraan.96 "128x64 i2c SSD1306 link
• AA taskulamp (valikuline)
• laserdiood (valikuline)
• mikrolüliti päästiku V-102-1C4 lingi jaoks
• 3x lülituslülitid MTS-102 SPDT
• XT-60 pistikud (5x emane, 3x mees)

Lauad:

• 6x MIC4422YN
• 6x IRF3205 + heassiidid (minu oma on RAD-DY-GF/3)
• 24x 1n4007
• 6x 10k takistid
• 6x 100nF kondensaatorid
• 6x 100uf kondensaatorit

Ma soovitaksin neid rohkem haarata, kuna võite edusammudes mõne katki teha. Eriti MOSFETid. Lõpuks kasutasin neist umbes 20.

Rullide loomiseks vajate ka asju, kuid ma kasutan samu mähiseid nagu eelmises õpetuses, nii et minge sinna ja selleks vajate lihtsalt 0,8 mm emailitud vasktraati, infrapuna -LED -i ja fototransistorit + mõned takistid, mis on kõik selgitatud teises õpetuses.

2. samm: raamimine

Kogu relv on ehitatud alumiiniumraami ümber. Otsustasin kasutada alumiiniumraami, kuna see on kerge, vastupidav, alumiiniumprofiile on lihtne hankida ja need on üsna odavad. Lisaks saate nende kallal töötades kasutada tavalisi käsitööriistu. Minu kasutatav profiil on 40 x 10 x 2 mm ja 1 meetri pikkune. See tuleb lõigata kaheks erinevaks osaks. Üks 320 mm ja teine 110 mm pikk. Nende lõikamiseks olen kasutanud käsisaega.

Pikem tükk mahutab peaaegu kõike ja väiksemal on ainult käepide. Nüüd on aeg puurida palju auke ja teha mõned väljalõiked. Olen lisanud kaks pilti, mis näitavad, mida tuleb lõigata ja kuidas. Mõõtmeteta pildil on punased täpid ja mõned augud. Neid tuleks puurida 4 mm puuriga. Ilma punaste täppideta puurimisavad tuleb puurida 2,5 mm puuriga ja koputada M3 kraaniga.

Lühem tükk on palju lihtsam. Sellest on ka pilt. Tahan lihtsalt selgitada, et piltidel on 40 mm laiem tasapind. 10 mm sein oleks ülal näidatud tasapinna all, nii et seda pole näha. See kehtib kõigi nende kolme diagrammi kohta. Nagu ma ütlesin, pole sellel auke peaaegu sama palju, kuid alumiiniumprofiil on liiga lai. Seega tuleb seda kogu ulatuses kitsendada, nagu diagrammil näidatud.

Põhiraam vajab juhtmestiku jaoks siiski paar auku. Neid saab hiljem lisada, kuid kui soovite, saate neid nüüd puurida, kuid võib olla keeruline teada, kuhu need täpselt panna. Lisateavet juhtmestiku osas.

3. samm: mähised

Ilma poolideta poleks see kuulipilduja, eks? Minu kasutatavad poolid on käsitsi keritud 3D -trükitud alusele. Need on identsed nendega, mille olen loonud oma esimeses relvas. Soovitan neid juhiseid järgida. Selle leiate siit.

Ainus erinevus on asjaolu, et viimasel mähisel on erinev 3D trükitud alus, kuna sellel on mõlemal küljel infrapunaandurid. Andurid on ka identsed, kuid juhtmestik on pisut korrastatum. Siinkohal saate IR -andurid paika panna, kuid ärge muretsege toite- ja signaalijuhtmete pärast.

Kui olete kõik 6 mähist lõpetanud, tuleb need paigaldada põhiraamile. See on tegelikult lihtsalt nende kruvimine. Samuti on mul hetkel torude kaudu rullid, kuid ma eemaldan selle hiljem, kuna see on lihtsalt veendumaks, et kõik on joondatud. Sõltuvalt teie aukude täpsusest võite soovida kruvida iga mähise jaoks ainult kaks või kolm kruvi, et veenduda, et need on võimalikult sirged.

4. samm: draiveriahelad

Järgmine samm on mähiseid lülitava elektroonika loomine. Praegu on hea aeg see luua, kuna see istub mähistel ja see on nende oluline osa. Kujundus on minu eelmisest üsna erinev, kuna sellel oli mõningaid vigu. Lüliti MOSFET on endiselt IRF3205, kuid seekord juhime väravat MIC4422YN -iga, mis on spetsiaalne värava draiver. Skeemil on ka paar passiivset komponenti.

Pakun ka Eagle'i faile, sealhulgas minu kasutatud tahvlifaili. Loomulikult ei pea te ise PCB -d valmistama. Võite selle saata professionaalsele tootjale või ma soovitaksin selle lihtsalt valmistada eelplaadil. See on tõesti vaid kuus komponenti. Suurim osa on jahutusradiaator, mis oli minu puhul täielik ületöötamine. Olen avastanud, et MOSFET -id ei lähe üldse soojaks. Mul oli mähis paar sekundit tööl ja see oli juba leekides ning MOSFET oli puudutamiseks lihtsalt soe, kuid isegi mitte kuum. Ma soovitaksin tõesti väikest jahutusradiaatorit või saaksite seda tõenäoliselt teha isegi ilma selleta. Ükskõik, millist radiaatorit kasutate, ärge kasutage raami ühena, sest ühendate kõigi MOSFETide äravoolud kokku.

Kui olete draiverid teinud, ühendage need oma mähistega ja lisage tagasipöördedioodid !! Ärge seda unustage, sest võite ka oma mähised põlema panna: D. Tagasidiood kinnitab kõrgepinge, mis tekib väljalülitamisel mähise sisse. Tagasidiood tuleb ühendada mähiste klemmidega vastupidises suunas, st kohas, kus mähis on ühendatud aku positiivse klemmiga, on dioodil katoodi (negatiivne) klemm ühendatud ja vastupidi. Ma kasutan 1N4007, kuid mitte ainult ühte, kuna see ei saaks vooluga hakkama, nii et mul on neli neist paralleelselt ühendatud. Need neli dioodi ühendatakse seejärel mähisega otse mähisjuhtme külge. Selle juhtme jootmiseks peate osa kattekihist kraapima.

Palun pidage meeles, et mõnel fotol võivad puududa takistid, millel on erinevad komponendid jne. Järgige kindlasti värskendatud skeeme. Osa kaadritest tehti prototüüpide koostamise alguses.

Samm: juhtmestik

See on osa, kus relv muutub jamaks. Võite proovida seda korrastada nagu mina, aga see läheb niikuinii sassi: D. Seal on skemaatiline näidis, mis tuleb kuhu ühendada. Coil0 loetakse esimeseks mähiseks, kuhu mürsk siseneb. Sama kehtib andurite kohta.

Ma kasutan lamedat kaablit ja soovitan teil sama teha. Alustasin arduino ühendamisest väravajuhtidega. Arduino on lihtsa programmeerimise eesmärgil paigutatud püstoli esiküljele, USB -port on väljapoole suunatud. Järgmisena oli oluline vaid kõik omavahel ühendada ja iga juhtme jaoks õige pikkusega silma vaadata.

IR -andurite jaoks olen tegelikult raami kaudu augud puurinud, kuhu juhtmed suunata. Alustasin signaalijuhtmete ühendamisest iga anduriga. Kasutasin veel kord lamedat kaablit ja see tundus tegelikult väga korralik. Alles siis, kui allamäge hakkasin elektriliine ühendama. Ma jooksin kõikidest avaustest läbi kaks tugeva südamikuga juhet. Üks 5V ja teine 0V jaoks. Järgmisena ühendasin need juhtmed iga anduriga. See on koht, kus see hakkab tõeliselt jabur välja nägema, eriti pärast kogu katmata juhtme elektrilindiga lindistamist.

Kõik seni tehtud ühendused saavad hakkama nõrga vooluga, kuid nüüd on aeg ühendada mähiste ja MOSFETide elektriliinid. Ma kasutan 14 AWG silikoontraati, mis on üsna paindlik. Veenduge ka, et saaksite paksemat jootet, kuna vajate seda üsna palju. Me lihtsalt ühendame kõik positiivsed klemmid kokku ja teeme sama ka negatiivsete klemmidega. Kui kasutate sama PCB -d nagu mina, peaksid padjad olema otse mähiste peal. Ma soovitaksin ka suure voolutugevusega trükkplaatide radadele panna suurel hulgal jootet.

6. samm: toiteallikad

Haara oma võimendusmuundurid ja laseme selle kutsika käima. Ma kasutan XL6009, kuid tõesti kõik muundurid. Me ei kavatse tõmmata rohkem kui 500 mA, sealhulgas taskulamp ja laser. Üks muundur tuleb seadistada 12V ja teine 5V. Panen need nii, nagu pildil näidatud, jättes akule ruumi arduino ja muundurite vahele. Mõlema muunduri sisendid tuleb ühendada akuga.

Järgmisena peame kõik alad omavahel ühendama. Kahel muunduril on maandus juba ühendatud, nii et ühendage nende põhiline 6 -elemendiline aku maandus, mis on juhi trükkplaatidel töötav paks must traat.

Nüüd tuleb ühe muunduri väljundist saadud 5V ühendada 5V -ga, mille oleme juba töötanud arduino, andurite ja kõige muuga. Teise muunduri 12 V väljund peab olema ühendatud MOSFET draiveritega. Olen selle esimese külge ühendanud ja siis karikakra aheldanud need kõik kokku.

Nüüd, kui ühendate üheelemendilise aku, peaks teie arduino vilkuma ja relv peaks olema valmis, kuid kontrollige enne aku ühendamist uuesti kõik ühendused, sest minu puhul puhub esimesel korral midagi õhku.

7. samm: mürsud ja ajakiri

Mürsudena olen ostnud meetripikkuse 8 mm terasvarda. Enne ostmist veenduge, et see on magnetiline. Seejärel lõikasin selle 38 mm pikkusteks tükkideks. Neid võis juba mürsudena kasutada, kuid tahtsin teravat otsa.

Lihtsaim viis oleks kasutada treipinki ja kui teil seda on, kasutage seda kindlasti. Kuid mul pole juurdepääsu treipingile. Selle asemel olen otsustanud teha treipingi jõutrellist: D. Ma kinnitasin puuri oma töölaua külge ja sisestasin padrunisse mürsu. Seejärel võtsin ära lõigatud rattaga dremeli tööriista. Mürsku keerutades ja dremeliga jahvatades suutsin luua mis tahes otsiku, mida soovisin. Lõpetasin nende kaheksa tegemise, kuna saan järjest tulistada.

Ajakirja jaoks printisin välja ajakirja ja magazine_slider STL -failid, mis oli lihtne osa, kuna vajame ka vedru. Ma katsetasin 3D -prinditud vedrudega, kuid see ei õnnestunud. Lõpetasin 0,8 mm vedrutraadi (muusikatraadi) saamise. Seejärel kerisin selle traadi ümber puupulga, mis oli 5,5 mm x 25 mm (sobib mis tahes sarnane suurus). Alustuseks kinnitasin ühe otsa kruviga ja keerasin selle ümber. See võtab päris palju jõudu. Lõpuks tegin umbes 7-8 silmust. Kui olete rõhu vabastanud, tuleb see välja ja näeb tõesti halb välja. Võtke lihtsalt tangid ja painutage see lõplikuks. Seejärel saab vedru ajakirja sisestada.

Kui see on tehtud, võtke magnet, mida ma materjalides mainisin, ja liimige see ajakirjale. Selle jaoks on spetsiaalne koht. Kui ajakirjahoidja on välja trükitud, leiate sobiva koha teise magneti jaoks. Saate selle ka liimida, veenduge, et polaarsus oleks vastav. Kaks magnetit peaksid liimimisel üksteist ligi tõmbama.

8. samm: sisekülgede kokkupanek

Enne relva proovimist peate omama päästikut ja laadimismehhanismi. Nii et ehitame selle üles. Peate välja printima mõned osad. Kõik need on kirjas esimesel pildil. Sel hetkel peaksite saama need lihtsalt oma kohale keerata. Päästikut tuleb hoida 2 mm vardaga, et see saaks vabalt keerutada. Vahetades kasutan V-102-1C4 mikrolülitit. Selle juhtmestikku mainitakse tegelikult juhtmestikus ja lüliti sobib lülitihoidikusse. Haardekinnituse printimisel kasutage vähemalt viit perimeetrit, kuna need osad peavad kandma üsna palju kaalu.

Kui kõik on ühendatud, kontrollige, kas ajakiri sobib. Võimalik, et peate mõnda auku reguleerima. Ma kasutasin tegelikult ainult kahte kruvi, kuna mõned augud olid lahti. Samuti kontrollige, kas päästik vajutab mikrolülitit ja vajadusel reguleerige seda.

Teine ebavajalik samm oleks tünni lisamine. Ma ütlen, et mittevajalik, sest relv töötab ilma selleta hästi. Otsustasin ühe siiski kasutada. On olemas 3D -mudel, mida nimetatakse tünniks. See tuleb trükkida vaasirežiimiga ja kuna see on lihtsalt väga kõrge toru, võib kvaliteet kõrgemaks trükkimisel halveneda, nii et lõpuks printisin kaks neist poole pealt. Ma isegi ei puurinud anduritele auke, kuna sain teada, et need töötavad niikuinii, kuna see on vaid 0,4 mm paksune, hoolimata sellest, et see oli trükitud musta värvi.

9. samm: tarkvara ja kalibreerimine

Minge edasi ja laadige alla.ino -failid. Ma kasutan arduino IDE 1.0.5, kuid ka uuemaga ei tohiks probleeme tekkida. Teil on vaja ka paari raamatukogu, kuid need on vajalikud ainult OLED -ekraani jaoks. Raamatukogud on Adafruit_SSD1306 ja Adafruit_GFX.

Kõigi teekidega peaksite saama visandi koostada ja üles laadida. Enne kalibreerimisprotsessi alustamist selgitan, kuidas kood täpselt töötab. Meil on 6 mähist, päästikule vajutades lülitub esimene mähis sisse, kuni selle andur näeb mürsku. Kui see võtab rohkem kui 100 ms, eeldab süsteem, et mürsku pole, ja lõpetab ekraanile teate jätmise. Neid 100 ms saab muuta, muutes SafeTime muutujat (kasutab meid ms asemel) shoot () funktsioonis. Tegelikult kasutatakse ainult esimese mähise andurit (olen proovinud palju erinevaid iteratsioone ja mõned neist kasutavad kõiki, kuid see töötab kõige paremini). Kõik järgmised mähised on määranud aja, kui kaua nad üksteise peal on.

Mähiste ajad määratakse massiiviga nimega baseTime [6]. Esimene väärtus on alati null, kuna esimene mähis töötab erinevalt ja ainult ülejäänud tuleb kalibreerida. Nagu näete, on minu puhul kaks viimast mähist ka 0 ja seda seetõttu, et ma ei kasuta neid, kuna need ei tööta ja ma ei saanud nende parandamisega vaeva näha: D. Soovite alustada kõigi nende nullimisega, välja arvatud teine (näiteks: long baseTime [6] = {0, 1000, 0, 0, 0, 0};). Seejärel saate selle üles laadida ja käivitada. Kaks viimast andurit arvutavad mürsu läbimiseks kulunud aja, seega saate kiiruse arvutada. Soovitan väärtuse salvestada arvutustabelisse koos baseTime väärtusega. Täpsemate tulemuste saamiseks korrake seda vähemalt 5 korda ja keskmistage. Seejärel saate lisada 500us ja proovida uuesti, kuni saavutate parima võimaliku kiiruse. Kui olete ühe mähisega rahul, jätke parim aeg ja liikuge järgmise mähise juurde ning korrake kogu protsessi. Kalibreerimisel kasutage koodi coilgun2_calibration.ino ja kui see on tehtud, tuleb väärtused kopeerida saidile coilgun2.ino ja üles laadida.

Samm: 3D -printimine

3D -printimiseks on vaja palju faile ja mõned neist on üsna suured. Trükkisin kõike CR-10 3D-printeriga, millel on tohutu ehitusmaht, nii et kui teil on väiksem printer, tuleb mõned osad jagada. Ma kasutasin kõigi osade jaoks tavalist PLA -d ja prindiseaded tuleb iga osa jaoks optimeerida, nii et olen koostanud loendi, kas osa vajab tuge või muid eriseadeid. Vaikimisi kasutasin temperatuuril 205 ° C 3 perimeetrit, 3 alumist kihti ja 4 ülemist kihti kuumutatud voodiga 60 ° C juures.

Peale sisemiste osade olen ka kõik viimistlenud ja värvinud. Ma ei taha sellesse väga süveneda, kuna selle kohta on juba piisavalt õpetusi. Mina soovitaksin seda. Ühesõnaga lihvisin kõik pinnad kruntvärviga ja lihvisin uuesti. Kordasin seda 2-3 korda ja steriliseerisin värviga ning lõpetasin läbipaistva kattega.

11. samm: lõplik kokkupanek

Enne kõikide asjade kokkupanekut on puudu mõned asjad. Lülitid, taskulamp, laser, juhtmed põhiaku jaoks ja LED -id, mis süttivad relva sisemuses. Alustame sisse/välja lülitist, mis tuleb ühendada järjestikku väikese 1 -akulise aku ja võimendusmuundurite vahel. Ma tegelikult jootan nööpnõela päise lülitil ja jooksen kaablit krimpsutatud tihvtiga akust, et saaksin selle hõlpsaks kokkupanekuks lahti ühendada. Teen iga lüliti puhul sama.

Mul on ka taskulamp relva esiküljel, kuid teil ei pruugi seda olla, kuna see oli mõeldud ainult mõne taskulambi jaoks, mis mul oli. Skeemi jaoks lisasin äsja LED -ile takisti ja ühendasin selle akuga järjestikku teise lülitiga. Kordasin sama laserdioodi puhul. See oli tegelikult laserpointer, mis töötas 4,5 V peal, nii et ühendasin selle otse 5V liinile lülitiga järjestikku.

Dekoratiivvalgustite jaoks olen need ühendanud otse 5V liini lisapistikuga, et relva saaks lahti võtta. Kahel sinisel 5 mm LED -il on paigalduskoht käivituskatte STL -failides. Olen kasutanud igaüks 12k takistit, et muuta need väga hämaraks. Mähise kattele olen mähiste valgustamiseks lisanud 6 sinist 3 mm LED -i. Olen ühendanud paralleelselt ja lisanud 22R takisti enne nende ühendamist 5V liiniga.

Nüüd pole meil endiselt ühtegi püsivat võimalust põhipatareide ühendamiseks. Kuna üks aku on laos, teine on eesmises käepidemes ja need tuleb ühendada kiirlülitiga, peame tegema mitu ühendust. Esitasin skeemi, mis selgitab täpselt, kuidas seda ühendada tuleb, selle asemel, et seda selgitada. Kasutage vähemalt 14 AWG traati ja veenduge, et enne jootmist lükake traat kõigepealt käepidemest ja materjalist läbi, sest pärast seda pole see võimalik.

Selle kõigega peaks relv olema täielikult töökorras ja on aeg see kena välja näha. Ma ei selgita kokkupanekut samm -sammult, nagu see on videos näidatud, või võite vaadata 3D -mudelit.