Kaip pagaminti elektromagnetinį ritės pistoletą

„Coil Gun“, kaip mano daugelis žmonių (įskaitant mane), yra ne tik įdomus žaislas su vamzdeliu ir keletu ritinių aplink jį, kuris gali iššauti sviedinius iki tam tikro atstumo. Sandijos nacionalinių laboratorijų mokslininkai mano, kad koilguną galima sukonstruoti, kad pagreitintų daleles didesniu greičiu, kuris yra pakankamai didelis, kad išvengtų žemės gravitacijos. Taip, jūs teisingai girdėjote! Ateityje galbūt būtų galima paleisti palydovinius ritinius. Galbūt yra žmonių, kurie tai išbandė ir šiuo metu dirba. Panašu, kad be kosmoso programų kariuomenė taip pat domisi kita ritės pistoleto forma, vadinama geležinkelio pistoletu arba geležinkelio pistoletu, galinčiu iššauti sviedinius.

Visa tai privertė mane susikurti savo versiją „ Coil Gun“. Be to, labai malonu žaisti ir žiūrėti, kaip metaliniai sviediniai vienu mygtuko paspaudimu išlenda iš ritės. Prieš tai mes norėčiau aiškiai pasakyti, kad šis projektas yra skirtas tik švietimo tikslams, taigi, jei jūs norite pastatyti šį ginklą, kad išvengtumėte tos patyčios savo vidurinėje mokykloje, tikriausiai turėtumėte aplankyti psichologą. Projektas taip pat apima metalinius gabalus ir aukštą įtampą, todėl būkite atsargūs dirbdami. Tai sakant, pradėkime.

Reikalingos medžiagos

• Varinė viela (emaliuota)
• IR jutiklis (greičio matavimo tipas)
• IRFZ44N MOSFET
• BC557 PNP tranzistorius
• 10k ir 1K rezistorius
• 7805 reguliatorius
• 0,1 uF
• Paspauskite mygtuką
• Bandomoji Lenta
• Maitinimo šaltinis (RPS)
• 9 V akumuliatorius

Kaip veikia ritės pistoletas?

Pagrindinis ritės pistoleto principas yra tas, kad srovė nešantis laidininkas sukels aplink jį magnetinį lauką, kurį nurodė Faradėjus. Siekiant pagerinti šio magnetinio lauko stiprumą, srovės laidininkas suvyniojamas ritės pavidalu. Dabar, kai šis ritė maitina ji gamina magnetinį lauką aplink jį, kuris yra pakankamai stiprūs, kad pritraukti metalą (ar kitų Ferro magnetinių) vienetų aka sviedinių į jį.

Toks išdėstymas pritraukia sviedinį į jį tik iš vieno galo, o kai jis pasiekia kitą galą, jis vėl bus pritrauktas ritės viduje, taigi sviedinys po kelių virpesių liks pačios ritės viduje. Taip yra todėl, kad proceso metu sviedinys įmagnetėja ir veikia kaip magnetas, todėl tol, kol yra magnetinis laukas, sviedinys (magnetas) linkęs likti tik ritėje. Bet ritės ginklas turėtų paleisti sviedinį iš jo, todėl turėtume naudoti jutiklį, kad patikrintume, ar sviedinys pasiekė kitą ritės galą ir kada ritę reikia išjungti, tokiu būdu sviedinys judės tokiu pačiu greičiu ir pabėgti iš ritės.

Tai gali skambėti paprastai, tačiau sudėtingumą galima padidinti naudojant daugiau nei vieną ritę. Naudojant kelias rites, sviedinio greitį galima padidinti, kai jis praeina per ritę. Kita sudėtinga užduotis yra tiekti pakankamai ritės ritės. Ritė gali sunaudoti nuo 5A iki 10A esant 24V, atsižvelgiant į ritės apsisukimų skaičių ir storį. Taigi, norėdami gauti tokią didelę srovę, dauguma žmonių naudojasi dideliu kondensatoriumi. Tačiau mūsų pamokoje, kad viskas būtų paprasta , pastatysime vieno pakopos ritės pistoletą ir jį maitinsime RPS įrenginiu.

Grandinės schema

Visa šio vieno etapo ritės pistoleto schema parodyta žemiau esančiame paveikslėlyje.

Kaip matote, grandinė yra gana paprasta. Pagrindinis grandinės komponentas yra pati ritė; pamatysime, kaip jį sukursime kitoje antraštėje. Ritė yra varomas sudaro 24V maitinimo įtampa forma mūsų RPS, tiekimo yra kontroliuojama (įjungtas) per n-kanalo MSFET IRF544Z. Tranzistoriaus vartų kaištis traukiamas žemyn per 10k rezistorių (R1) ir diodas D1 naudojamas apeiti atvirkštinę srovę, kai ritė išsikrauna.

MOSFET yra N kanalo, todėl jis lieka išjungtas tol, kol į vartų kaištį bus tiekiama vartų slenksčio įtampa, šiuo atveju 5 V. Tai daroma paspaudus mygtuką, nors PNP tranzistorius (BC557), kai paspaudžiamas mygtukas, 5 V tiekiamas į MOSFET vartų kaištį ir ritė įjungiama. Tai pritrauks sviedinį ir išstums jį per kitą galą. Vos tik sviedinys pasiekia kitą galą - IR jutiklįpajus tai ir per 1K srovės ribojimo rezistorių išsiųs 5 V signalą į PNP tranzistoriaus pagrindinį kaištį. Tai atidarys tranzistorių, todėl 5 V į MOSFET bus atjungtas, o ritė taip pat bus išjungta. Taigi sviedinys išbėgs iš ritės ir bus paleistas. 5 V įtampą IR jutikliui įjungti ir tranzistoriui bei MOSFET įjungti reguliuoja 7805 įtampos reguliatoriaus IC iš 9 V akumuliatoriaus.

Apvyniokite ritę

Kaip minėta anksčiau, svarbiausias šios grandinės komponentas yra ritė. Prieš pradėdami vynioti ritę, turėtumėte nuspręsti, koks bus jūsų sviedinio dydis, mano atveju aš kaip sviedinius naudoju atsuktuvus. Bet galite pasirinkti viską, kas turi feromagnetinių savybių. Pasirinkę sviedinį, turime pasirinkti skylę turinčią vamzdžio struktūrą, kurios pakanka slysti sviediniui, nors ir be didesnės trinties. Aš bandžiau naudoti tuščią pildymo švirkštimo priemonę, ir ji man puikiai pasiteisino. Galite pasirinkti vieną pagal savo sviedinio dydį. Tada cilindrinio pagrindo ilgis gali būti iki 5 cm. Galiausiai taip pat įsigykite vidutinio storio emaliuotą varinę vielą, mano yra 0,8 mm storio.

Surinkę visas reikalingas medžiagas, paleiskite mėgstamą grojaraštį ir pradėkite vynioti ritę ant cilindrinio pagrindo. Įsitikinkite, kad apvija nesisuka viena ant kitos ir lengvai neatlaisvina. Užmušę pirmąjį apvijos sluoksnį, galite naudoti izoliacinę juostą (elektrinę juostelę), kad ją pritvirtintumėte, ir tada panašiai pradėkite sparnuoti antrąjį sluoksnį. Atkreipkite dėmesį, kad jūs visada turėtumėte vynioti ritę tik viena kryptimi, jei pradėjote iš kairės į dešinę, kai pasiekėte pabaigą, vėl pradėkite iš kairės, kad vyniotumėte antrąjį sluoksnį. Galite pakartoti šį veiksmą, kol pasieksite 5-7 sluoksnius. Aš padariau maždaug 6 sluoksnius, kurių kiekvienas turėjo maždaug 60 posūkių. Mano ritės išdėstymas atrodo maždaug taip, kaip parodyta paveikslėlyje žemiau.Aš panaudojau du 3D spausdintus diskus (baltos spalvos), kad ritė būtų pritvirtinta vietoje.

Darbas su ritėmis visada yra sudėtingas ir reikia tinkamai jį suvynioti, kad veiktų tinkamai, kaip, pavyzdžiui, „Tesla Coil Project“, daugelis žmonių dėl netinkamos ritės vyniojimo įprasčia teisingą išvestį.

Mini ritės pistoleto darbas

Sukūrę ritę, galite ją prijungti prie likusios ritės pistoleto grandinės. Turėkite omenyje, kad ritė gali sunaudoti 5A aukštį, todėl ritės dalies negalima statyti ant duonos lentos, nes paprastai lentos vertinamos tik 500mA. Taigi galite sukonstruoti visą grandinę ant perf lentos, lituodami komponentus, arba laikykitės neapdoroto didelio elektros energijos tiekimo linijų litavimo tiesiai per duoną, kaip aš padariau, kaip parodyta žemiau esančiame paveikslėlyje.

Kaip matote, ritė įjungiama reguliuojamo maitinimo šaltinio spaustukais (aligatoriaus spaustukais) per mosfetą, kurio kaiščiai yra tiesiogiai sulituoti prie laidų. „Mosfet“ vartų kaiščiui reikia tik 5 V, taigi jis nunešamas į skydą, kuriame pastatyta likusi grandinė, įskaitant įtampos reguliatorių, tranzistorių ir jungiklį. Breadboard yra powered by 9V baterija, nors baterija klipus.

Norėdami išbandyti ritės pistoleto projektą, tiesiog įdėkite metalinį gabalą į ritės vidų ir paspauskite mygtuką ant duonos lentos. Tai turėtų paleisti sviedinį už ritės. Taip pat nepamirškite nuolat spausti mygtuko, nes tai paleidus sviedinį vėl įjungs ritę ir gali visam laikui sugadinti ritę. Visą projekto darbą galite rasti vaizdo įraše.

Tikiuosi, kad sukursite projektą ir jį įgyvendinsite. Jei turite kokių nors klausimų, galite juos palikti komentarų skiltyje žemiau arba paskelbti mūsų forumuose dėl kitų techninių klausimų.