Tekercsfegyver masszív kondenzátorok nélkül. Kész: 11 lépés

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:43

Körülbelül hat hónappal ezelőtt építettem egy egyszerű pisztolyt, amelyre kenyérsütő deszkát ragasztottak egy táblára (eredeti projekt). Szórakoztató és funkcionális volt, de befejezni akartam. Szóval végül megtettem. Ezúttal hat tekercset használok kettő helyett, és 3D nyomtatott tokot terveztem, hogy futurisztikus megjelenést kölcsönözzön.

Csináltam egy videót is, ha látni akarod működés közben:)

Videó

1. lépés: Eszközök és anyagok

Kezdjük az eszközökkel.

• 3d nyomtató
• fúró
• Dremel
• Kézifűrész
• ragasztópisztoly
• M3 csap
• forrasztópáka

Anyagok:

• szál 3D nyomtatóhoz (szokásos PLA -t használtam)
• itt vannak az STL fájljaim
• 40 x 10 x 2 mm L alakú alumínium profil
• M3 hardver
• mágnes tárcsák 8x1.5mm link

elektronika:

• arduino nano
• 2x 1400mAh 11.1V 3S 65C Lipo akkumulátor link
• 1200mAh 1s Lipo akkumulátor Ez megtenné
• 2x fokozatos átalakító (XL6009 -et használok)
• OLED képernyő.96 "128x64 i2c SSD1306 link
• AA elemlámpa (opcionális)
• lézer dióda (opcionális)
• mikrokapcsoló a V-102-1C4 kapcsolóhoz
• 3x váltókapcsolók MTS-102 SPDT
• XT-60 csatlakozók (5x hüvely, 3x dugó)

Táblák:

• 6x MIC4422YN
• 6x IRF3205 + görgő (az enyém a RAD-DY-GF/3)
• 24x 1n4007
• 6x 10k ellenállás
• 6x 100nF kondenzátor
• 6x 100uf kondenzátor

Azt javaslom, hogy vegyél többet ezekből, mert megtörhet néhányat a haladásban. Különösen a MOSFET -ek. Végül körülbelül 20 -at használtam fel.

A tekercsek létrehozásához is szüksége lesz dolgokra, de ugyanazokat a tekercseket használom, mint az előző oktatóanyagban, ezért menjen oda, és ehhez csak a 0,8 mm -es zománcozott rézhuzalra, infravörös LED -re és fototranzisztorra van szüksége, és néhány ellenállás a másik oktatóanyagban.

2. lépés: Keret

Az egész pisztoly alumínium keret köré épül. Úgy döntöttem, hogy alumínium keretet használok, mert könnyű, masszív alumínium profilok könnyen beszerezhetők és meglehetősen olcsók. Ezen felül használhatja a szokásos kéziszerszámokat, amikor dolgozik rajtuk. Az általam használt profil mérete 40 x 10 x 2 mm és 1 méter hosszú. Két különböző darabra kell vágni. Az egyik 320 mm, a másik 110 mm hosszú. Én kézifűrésszel vágtam őket.

A hosszabb darab majdnem mindent el fog tartani, a kisebb pedig csak a fogantyút. Most itt az ideje, hogy rengeteg lyukat fúrjon, és néhány kivágást végezzen. Két képet mellékeltem, amelyeken látható, hogy mit kell vágni és hogyan. A képen méretek nélkül piros pontok vannak, néhány lyuk. Ezeket 4 mm -es fúróval kell fúrni. A döngölő lyukakat a piros pöttyök nélkül 2,5 mm -es fúróval kell fúrni, és M3 csappal meg kell ütni.

A rövidebb darab sokkal könnyebb. Arról is van kép. Csak azt szeretném tisztázni, hogy a képeken a 40 mm legszélesebb sík látható. A 10 mm -es fal a felső oldalon lenne a bemutatott sík alatt, így nem látható. Ez mindhárom diagramra igaz. Mint mondtam, ebben nincs közel annyi lyuk, de az alumínium profil túl széles. Tehát teljesen szűkíteni kell, ahogy az ábra mutatja.

A fő keretnek továbbra is szüksége lesz néhány lyukra a vezetékekhez. Később hozzáadhatók, de ha szeretné, most fúrhatja őket, de nehéz lehet tudni, hogy pontosan hová tegye őket. Erről bővebben a huzalozás részben.

3. lépés: Tekercsek

Nem tekercs lenne tekercsek nélkül, igaz? Az általam használt tekercseket kézzel feltekerjük egy 3D nyomtatott alapra. Ezek megegyeznek azokkal, amelyeket az első tekercsben készítettem. Azt javaslom, hogy kövesse ezeket az utasításokat. Itt megtalálod.

Az egyetlen különbség az, hogy az utolsó tekercs különböző 3D nyomtatott alappal rendelkezik, mivel mindkét oldalán infravörös érzékelők vannak. Az érzékelők is azonosak, de van egy kicsit rendezettebb kábelezés. Ezen a ponton elhelyezheti az infravörös érzékelőket, de ne aggódjon a táp- és jelvezetékek miatt.

Miután mind a 6 tekercs elkészült, fel kell szerelni a főkeretre. Valójában csak a helyére kell csavarni őket. Jelenleg egy cső is fut a tekercseken, de később eltávolítom, mert ott van, csak hogy megbizonyosodjon arról, hogy minden igaz. Attól függően, hogy a lyukak mennyire pontosak, érdemes csak két vagy három csavart csavarni minden tekercshez, hogy megbizonyosodjon arról, hogy a lehető legegyenesebbek.

4. lépés: Meghajtó áramkörök

A következő lépés az elektronika létrehozása, amely kapcsolja a tekercseket. Itt az ideje, hogy létrehozza, mivel a tekercseken fog ülni, és ez nélkülözhetetlen része. A kialakítás meglehetősen különbözik az előzőtől, mivel voltak hibái. A kapcsoló MOSFET továbbra is IRF3205, de ezúttal az MIC4422YN -vel hajtjuk a kaput, amely dedikált kapumeghajtó. Van néhány passzív komponens is, amelyek a vázlaton láthatók.

Eagle fájlokat is szolgáltatok, beleértve az általam használt táblafájlt. Természetesen nem kell saját PCB -t készíteni. Elküldheti professzionális gyártónak, vagy azt javaslom, hogy csak az előlapon készítse el. Valójában csak hat összetevőből áll. A legnagyobb része a hűtőborda, ami az én esetemben teljesen túlzás volt. Azt tapasztaltam, hogy a MOSFET egyáltalán nem melegszik fel. Pár másodpercig működött a tekercsem, és már lángokban állt, és a MOSFET csak meleg volt, hogy megérintse, de még csak közel sem forró. Én egy nagyon apró hűtőbordát javasolnék, vagy valószínűleg meg tudná csinálni anélkül is. Bármilyen hűtőbordát használjon, ne használja a keretet egyként, mert összekapcsolja az összes MOSFET lefolyóját.

Miután elvégezte az illesztőprogramokat, csatlakoztassa őket a tekercsekhez, és adjon hozzá flyback diódákat !! Ezt ne felejtsd el, mert te is felgyújthatod a tekercseket: D. A Flyback dióda lekapcsolja a magas feszültséget, amely kikapcsoláskor a tekercs belsejében keletkezik. A visszafutó diódát a tekercsek kapcsaira kell csatlakoztatni az ellenkező irányba, vagyis azon a ponton, ahol a tekercs csatlakozik az akkumulátor pozitív kivezetéséhez, a dióda katódos (negatív) kivezetését csatlakoztatja, és fordítva. 1N4007 -et használok, de nem csak egyet, mert nem bírná az áramot, így négyet párhuzamosan csatlakoztatok. Ezt a négy diódát ezután közvetlenül a tekercsvezetéken csatlakoztatják a tekercshez. A bevonat egy részét le kell kaparni, hogy ezen a huzalon forraszthasson.

Kérlek tartsd észben, hogy a fényképek némelyikéről hiányozhatnak az ellenállások, amelyek különböző alkatrészeket tartalmaznak, stb. Ügyeljen arra, hogy kövesse a frissített sémákat. A felvételek egy része a prototípus korai szakaszában készült.

5. lépés: huzalozás

Ez az a rész, ahol a fegyver rendetlenné válik. Megpróbálhatod rendbe tenni, mint én, de így is rendetlen lesz: D. Van egy vázlat, amely bemutatja, hogy hova kell csatlakoztatni. A Coil0 -t tekintik az első tekercsnek, amelybe egy lövedék belép. Ugyanez vonatkozik az érzékelőkre is.

Sík kábelt használok, és azt javaslom, hogy tegye ugyanezt. Azzal kezdtem, hogy egy arduino -t csatlakoztattam a kapu meghajtóihoz. Az arduino a pisztoly elején található, és az USB -port kifelé néz a könnyű programozás érdekében. Ezután már csak az volt a fontos, hogy mindent összekössen, és minden vezetékhez a megfelelő hosszúságot szemezgesse.

Az infravörös érzékelőkhöz valójában lyukakat fúrtam a keretben, ahová a vezetékeket elvezetném. Azzal kezdtem, hogy a jelvezetékeket minden érzékelőhöz csatlakoztatom. Ismét lapos kábelt használtam, és tényleg nagyon jól nézett ki. Csak lefelé, amikor elkezdtem csatlakoztatni az elektromos vezetékeket. Az összes nyíláson átfutottam két tömör vezetéket. Az egyik 5V -ra, a másik 0V -ra. Ezután ezekből a vezetékekből csatlakoztattam minden egyes érzékelőhöz. Ez az a pont, ahol nagyon nyűgösnek tűnik, különösen azután, hogy az összes szabad huzalt elektromos szalaggal leragasztja.

Az összes eddig elvégzett csatlakozás gyenge áramot kezel, de most itt az ideje, hogy csatlakoztassa a tekercsek és a MOSFET tápvezetékeit. 14 AWG szilikon huzalt használok, ami elég rugalmas. Ügyeljen arra is, hogy vastagabb forrasztást kapjon, mivel elég sokra lesz szüksége. Csak összekapcsoljuk az összes pozitív csatlakozót, és ugyanezt a negatív terminálokkal is. Ha ugyanazt a PCB -t használja, mint én, akkor a párnákat közvetlenül a tekercsek tetején kell feltenni. Azt is javaslom, hogy tegyen nagy mennyiségű forrasztást az áramköri lapok pályáira, amelyek kezelni fogják a nagy áramot.

6. lépés: Tápegységek

Fogd meg a boost konvertereidet, és indítsuk el ezt a kiskutyát. XL6009 -et használok, de valójában bármilyen fokozatos átalakítót. Nem fogunk 500 mA -nél többet húzni, beleértve a zseblámpát és a lézert. Az egyik átalakítót 12V -ra, a másikat 5V -ra kell állítani. A képen látható módon helyezem el őket, hagyva egy kis helyet az akkumulátornak az arduino és az átalakítók között. Mindkét átalakító bemenetét az akkumulátorhoz kell csatlakoztatni.

Ezután össze kell kapcsolnunk az összes területet. A két átalakító földelése már csatlakoztatva van, ezért csatlakoztassa az övékét a fő 6 cellás akkumulátor földeléséhez, amely a vezető PCB -ken futó vastag fekete vezeték.

Most az egyik átalakító kimenetéből származó 5 V -ot kell csatlakoztatni az 5 V -hoz, amelyet már futunk az arduino -hoz, az érzékelőkhöz és minden máshoz. A másik átalakító 12 V -os kimenetét a MOSFET illesztőprogramokhoz kell csatlakoztatni. Összekötöttem az elsővel, majd százszorszép láncolta őket össze.

Most, amikor az egycellás akkumulátort csatlakoztatja, az arduino -nak villognia kell, és a pisztolynak készen kell állnia, de ellenőrizze az összes csatlakozást, mielőtt csatlakoztatja az akkumulátort, mert esetemben gyakrabban felrobban valami az első próbálkozáskor.

7. lépés: lövedékek és magazin

Lőszerként méter hosszú, 8 mm -es acélrudat vásároltam. Vásárlás előtt győződjön meg róla, hogy mágneses. Ezután 38 mm hosszú darabokra vágtam. Ezeket már lőszerként is lehetett használni, de éles hegyet akartam.

A legegyszerűbb módja az eszterga használata, és ha van, akkor feltétlenül használja. Az esztergához azonban nincs hozzáférésem. Ehelyett úgy döntöttem, hogy esztergát készítek egy fúrógépből: D. Rögzítettem a fúrót a munkapadhoz, és egy lövedéket helyeztem a tokmányba. Aztán vettem a dremel szerszámot levágott kerékkel. A lövedéket megforgatva és a dremellel csiszolva létre tudtam hozni tetszőleges hegyet. Befejeztem 8 ilyen elkészítését, mivel lőni tudom egymás után.

A folyóirathoz magazin és magazin_szlider STL fájlokat nyomtattam ki, ami könnyű volt, mivel rugóra is szükségünk van. Kísérleteztem egy 3D nyomtatott rugóval, de nem igazán sikerült. Végeztem a 0,8 mm -es rugóhuzal (zenehuzal) beszerzésével. Ezt a huzalt 5,5 x 25 mm méretű fapálcika köré tekertem (bármilyen hasonló méret megteszi). Kezdtem azzal, hogy az egyik végét egy csavarral rögzítettem, és körbe tekertem. Elég sok erőt igényel. Végül 7-8 hurkot készítettem. Amint elengedi a nyomást, kiugrik, és nagyon rosszul néz ki. Fogja meg a fogót, és hajlítsa végleges formájára. A rugót ezután be lehet helyezni a tárba.

Ezzel készítsen egy mágnest, amelyet az anyagokban említettem, és ragassza fel a magazinra. Van erre külön hely. Ha kinyomtatta a magazintartót, talál egy megfelelő helyet egy másik mágneshez. Ezt is ragaszthatja, csak győződjön meg a megfelelő polaritásról. A két mágnes ragasztáskor vonzza egymást.

8. lépés: A belső részek összeszerelése

Mielőtt kipróbálná a fegyvert, rendelkeznie kell egy ravaszzal és betöltő mechanizmussal. Építsük hát fel. Szüksége lesz néhány rész kinyomtatására. Mind az első képen szerepel. Ezen a ponton képesnek kell lennie a helyére csavarni őket. A ravaszt 2 mm -es rúddal kell tartani, hogy szabadon foroghasson. Váltáskor V-102-1C4 mikrokapcsolót használok. A kábelezést valójában megemlítik a bekötési lépésnél, és a kapcsoló pontosan illeszkedik a kapcsolótartóba. A markolattartó nyomtatásakor használjon legalább öt kerületet, mivel ezeknek az alkatrészeknek elég nagy súlyt kell viselniük.

Ha minden csatlakoztatva van, ellenőrizze, hogy a magazin megfelelő -e. Lehet, hogy be kell állítania néhány lyukat. Valójában csak két csavart használtam, mivel néhány lyuk ki volt zárva. Ellenőrizze azt is, hogy a trigger megnyomja -e a mikrokapcsolót, és szükség esetén állítsa be.

Egy másik szükségtelen lépés a hordó hozzáadása lenne. Mondom felesleges, mert a pisztoly jól fog működni nélküle. Úgy döntöttem, hogy mégis használok egyet. Van egy 3D -s modell, amelyet hordónak hívnak. Váza móddal kell nyomtatni, és mivel csak nagyon magas cső, a minőség rosszabbodhat, ha magasabbra nyomtat, így végül kettőt nyomtattam félig. Még csak nem is fúrtam lyukakat az érzékelőkhöz, mivel rájöttem, hogy mindenképpen működnek, mivel mindössze 0,4 mm vastag, annak ellenére, hogy fekete színű volt nyomtatva.

9. lépés: Szoftver és kalibrálás

Töltse le az.ino fájlokat. Arduino IDE 1.0.5 -öt használok, de az újabbal sem lehet gond. Szüksége lesz néhány könyvtárra is, de ezek csak az OLED képernyőhöz szükségesek. A könyvtárak az Adafruit_SSD1306 és az Adafruit_GFX.

Az összes könyvtárral képesnek kell lennie a vázlat összeállítására és feltöltésére. Mielőtt belekezdenék a kalibrálási folyamatba, hadd magyarázzam el, hogyan működik pontosan a kód. 6 tekercsünk van, amikor megnyomja a ravaszt, az első tekercs bekapcsol, amíg az érzékelő meg nem látja a lövedéket. Ha több mint 100 ms -ot vesz igénybe, a rendszer feltételezi, hogy nincs lövedék, és nem hagy üzenetet a képernyőn. Ez a 100 ms megváltoztatható a safeTime változó megváltoztatásával (ms helyett minket használ) a shoot () függvényben. Valójában csak az első tekercs érzékelőjét használják (sok különböző iterációt kipróbáltam, és néhányan mindegyiket használják, de ez a legjobban működik). A következő tekercsek mindegyike beállította, hogy mennyi ideig vannak egymás után.

A tekercsek idejét a baseTime [6] nevű tömb határozza meg. Az első érték mindig nulla, mivel az első tekercs másképp működik, és csak a többit kell kalibrálni. Amint látja, az utolsó két tekercs az én esetemben is 0, és ez azért van, mert nem használom őket, mivel nem működnek, és nem tudtam zavarni a javításukat: D. Először a második kivételével mindegyiket nullázni szeretné (például: long baseTime [6] = {0, 1000, 0, 0, 0, 0};). Ezután feltöltheti és megpróbálhatja aktiválni. Az utolsó két érzékelő kiszámítja a lövedék áthaladási idejét, így Ön kiszámíthatja a sebességet. Azt javaslom, hogy mentse az értéket a táblázatba a baseTime értékkel együtt. Ismételje meg legalább ötször, és adja átlagban a pontosabb eredményt. Ezután hozzáadhat 500us -ot, és próbálja újra, amíg a lehető legjobb sebességet nem éri el. Ha elégedett egy tekerccsel, hagyja el a beállított legjobb időt, és lépjen a következő tekercsre, és ismételje meg az egész folyamatot. Kalibráláskor használja a coilgun2_calibration.ino kódot, és miután elkészült, az értékeket át kell másolni a coilgun2.ino mappába, és fel kell tölteni.

10. lépés: 3D nyomtatás

Sok fájlt kell 3D -ben kinyomtatni, és néhányuk elég nagy. Mindent CR-10 3D nyomtatón nyomtattam, amely hatalmas építési térfogattal rendelkezik, így ha kisebb nyomtatóval rendelkezik, előfordulhat, hogy egyes alkatrészeket fel kell osztani. Rendszeres PLA -t használtam minden alkatrészre, és a nyomtatási beállításokat minden részre optimalizálni kell, ezért összeállítottam egy listát arról, hogy egy alkatrésznek szüksége van -e támogatásra vagy bármilyen más speciális beállításra. Alapértelmezés szerint 3 kerületet, 3 alsó réteget és 4 felső réteget használtam 205 ° C -on, 60 ° C -os fűtött ágyban.

A belső részeken kívül mindent befejeztem és festettem. Nem akarok ebbe túl mélyen belemenni, mivel már van elég oktatóanyag erről. Én ezt javasolnám. Dióhéjban minden felületet alapozással felcsiszoltam, majd újra csiszoltam. Ezt 2-3 alkalommal megismételtem, festékkel ivartalanítottam és átlátszó bevonattal fejeztem be.

11. lépés: Végső összeszerelés

Mielőtt mindent összerakna, kevés dolog hiányzik. A kapcsolók, zseblámpa, lézer, a fő akkumulátor vezetékei és a pisztoly belsejében világító LED -ek. Kezdjük a ki/be kapcsolóval, amelyet sorba kell kötni a kis 1 cellás akkumulátor és a boost konverterek között. Valójában forrasztom a kapcsolón a csapszeget, és a kábelt a préselt csapszeggel az akkumulátorból, hogy leválaszthassam az egyszerű összeszerelés érdekében. Ugyanezt fogom tenni minden kapcsolónál.

Nekem is van zseblámpám a pisztoly elején, de lehet, hogy nem, mivel csak néhány zseblámpához tervezték, amiket lefektettem. A sematikához most adtam hozzá ellenállást a LED -hez, és egy másik kapcsolóval sorba kötöttem az akkumulátorral. Ugyanezt megismételtem a lézerdiódánál is. Valójában lézermutató volt, amely 4,5 V -on futott, így közvetlenül az 5 V -os vonalhoz kötöttem, soros kapcsolóval.

A dekoratív lámpákhoz ezeket közvetlenül az 5V -os csatlakozóhoz csatlakoztattam, hogy szétszerelhető legyen a pisztoly. Két kék, 5 mm -es LED rendelkezik rögzítési ponttal a trigger_cover STL fájlokban. Mindegyikhez 12k ellenállást használtam, hogy nagyon halványan világítsanak. A tekercs fedelén 6 kék 3 mm -es LED -et adtam hozzá, hogy megvilágítsák a tekercseket. Csatlakoztattam a párhuzamosan, és hozzáadtam 22R ellenállást, mielőtt 5V -os vonalhoz csatlakoztatom.

Most még mindig nincs állandó módunk a fő akkumulátorok csatlakoztatására. Mivel az egyik akkumulátor a készletben van, a másik az elülső fogantyúban van, és csatlakoztatni kell őket a gyorskioldóhoz, több csatlakozást kell végrehajtanunk. Mutattam egy diagramot, amely pontosan elmagyarázza, hogyan kell csatlakoztatni, ahelyett, hogy elmagyarázná. Használjon legalább 14 AWG huzalt, és győződjön meg arról, hogy először a drótot a fogantyún és az alaplapon keresztül nyomja a forrasztás előtt, mivel ez később nem lesz lehetséges.

Mindezek után a fegyvernek teljesen működőképesnek kell lennie, és itt az ideje, hogy szépnek tűnjön. Nem fogom elmagyarázni az összeszerelést lépésről lépésre, ahogy az a videóban látható, vagy megnézheti a 3D modellt.