Үлкен конденсаторларсыз Coilgun. Аяқталды: 11 қадам

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:26

Шамамен алты ай бұрын мен тақтаға нан тақтасы жабыстырылған қарапайым мылтық жасадым (бастапқы жоба). Бұл қызықты және функционалды болды, бірақ мен оны аяқтағым келді. Осылайша мен ақыры жасадым. Бұл жолы мен екі емес, алты катушканы қолданамын және оған футуристік көрініс беру үшін айналасында 3D басып шығарылған корпус жасадым.

Егер сіз оны іс жүзінде көргіңіз келсе, мен де видео түсірдім:)

Бейне

1 -қадам: құралдар мен материалдар

Құралдардан бастайық.

• 3D принтері
• бұрғылау
• Дремель
• қол ара
• ыстық желім қаруы
• M3 түрту
• дәнекерленген темір

Материалдар:

• 3D принтерге арналған жіп (мен қарапайым PLA қолдандым)
• менің STL файлдарым осында
• 40 x 10 x 2 мм L пішінді алюминий профиль
• M3 аппараттық құралы
• магнит дискілері 8х1,5 мм

электроника:

• arduino нано
• 2x 1400mAh 11.1V 3S 65C Lipo батарея байланысы
• 1200mAh 1s Lipo аккумуляторы
• 2 есе жоғарылататын түрлендіргіштер (мен XL6009 қолданамын)
• OLED экраны.96 '' 128x64 i2c SSD1306 сілтемесі
• AA шамы (міндетті емес)
• лазерлік диод (міндетті емес)
• V-102-1C4 триггері сілтемесінің микросхемасы
• 3x қосқыш MTS-102 SPDT
• XT-60 қосқыштары (5х әйел, 3 есе ер)

Тақталар:

• 6x MIC4422YN
• 6x IRF3205 + радиаторлар (менікі RAD-DY-GF/3)
• 24x 1n4007
• 6х 10 к резисторлар
• 6x 100nF конденсаторлар
• 6x 100uf конденсаторлар

Мен олардың көпшілігін алуды ұсынамын, себебі сіз кейбір прогресті бұза аласыз. Әсіресе MOSFETs. Мен солардың 20 шақтысын қолдандым.

Сізге катушкаларды жасау үшін заттар қажет болады, бірақ мен бұрынғы оқулықтағы катушкаларды қолданамын, сондықтан ол жаққа барыңыз, ол үшін сізге 0,8 мм эмальданған мыс сым, инфрақызыл жарықдиодты және фототранзистор + кейбір резисторлар қажет. басқа оқулықта.

2 -қадам: жақтау

Бүкіл мылтық алюминий рамадан жасалған. Мен алюминий жақтаумен жүруді шештім, себебі ол жеңіл, берік, алюминийден жасалған профильдерді алу оңай және бағасы өте төмен. Оның үстіне, олармен жұмыс кезінде қарапайым қол құралдарын қолдануға болады. Мен қолданатын профиль 40 x 10 x 2 мм және ұзындығы 1 метр. Оны екі түрлі бөлікке кесу керек. Бірінің ұзындығы 320 мм, екіншісі 110 мм. Мен оларды кесу үшін қолмен қолдандым.

Ұзын бөлікте барлығы көп болады, ал кішісінде тек тұтқасы болады. Енді бірнеше тонна тесік бұрғылау және бірнеше кесу жасау уақыты келді. Мен нені және қалай кесу керектігін көрсететін екі суретті қостым. Өлшемдері жоқ суретте қызыл нүктелер бар - кейбір тесіктер. Оларды 4 мм бұрғымен бұрғылау керек. Қызыл нүктелері жоқ орау тесіктерін 2,5 мм бұрғымен бұрғылау керек және М3 шүмегімен бұрап алу керек.

Қысқа бөлік әлдеқайда жеңіл. Оның суреті де бар. Мен суреттердің ені 40 мм болатын жазықтығын түсіндіргім келеді. 10 мм қабырға жоғарғы жағында көрсетілген жазықтықтың астында болады, сондықтан оны көруге болмайды. Бұл 3 диаграмманың барлығына қатысты. Мен айтқанымдай, бұл тесік жоқ, бірақ алюминий профилі тым кең. Сондықтан оны диаграммада көрсетілгендей толық қысқарту қажет.

Негізгі рамкаға әлі де сымдар үшін бірнеше тесік қажет болады. Оларды кейінірек қосуға болады, бірақ егер қаласаңыз, оларды қазір бұрғылай аласыз, бірақ оларды қайда қою керектігін білу қиын болуы мүмкін. Бұл туралы толығырақ сымдар бөлімінде.

3 -қадам: катушкалар

Катушкалар болмаса, бұл мылтық болмайды, иә? Мен қолданатын катушкалар 3D басып шығарылған негізге қолмен оралған. Олар менің бірінші қару -жарақпен жасаған қаруларға ұқсас. Мен осы нұсқауларды орындауды ұсынамын. Сіз оны осы жерден таба аласыз.

Жалғыз айырмашылық - соңғы катушкада әр түрлі 3D басып шығарылған негіз бар, себебі оның екі жағында инфрақызыл сенсорлар бар. Сенсорлар да ұқсас, бірақ сәл реттелген сымдар бар. Осы кезде сіз IR сенсорларын орнына қоя аласыз, бірақ қуат пен сигнал сымдары туралы алаңдамаңыз.

Барлық 6 катушкалар аяқталғаннан кейін оларды негізгі жақтауға бекіту керек. Бұл шын мәнінде оларды орнынан тұрғызу. Менде қазір катушкалар арқылы өтетін түтік бар, бірақ мен оны кейінірек алып тастаймын, бәрі реттелгеніне көз жеткізу үшін. Сіздің тесіктеріңіз қаншалықты дәл екеніне байланысты, олардың мүмкіндігінше түзу екеніне көз жеткізу үшін әр катушкаға екі немесе үш бұранданы бұрғыңыз келеді.

4 -қадам: Драйвер тізбектері

Келесі қадам - катушкаларды ауыстыратын электрониканы құру. Оны жасаудың жақсы уақыты, өйткені ол катушкаларда орналасады және бұл олардың маңызды бөлігі. Дизайн бұрынғыға қарағанда мүлдем өзгеше, өйткені онда кемшіліктер болды. MOSFET коммутациясы әлі де IRF3205 болып табылады, бірақ біз бұл жолы қақпаны арнайы MIC4422YN көмегімен жүргіземіз. Схемада бірнеше пассивті компоненттер бар.

Мен Eagle файлдарын, соның ішінде мен қолданған тақта файлын ұсынамын. Әрине, ПХД -ны өзіңіз жасаудың қажеті жоқ. Сіз оны кәсіби өндірушіге жібере аласыз немесе оны алдын ала тақтада жасауды ұсынамын. Бұл нағыз алты компоненттен тұрады. Ең үлкен бөлігі - бұл менің жағдайымда толықтай артық болатын радиатор. Мен MOSFET -тің мүлдем жылымайтынын білдім. Менде катушкалар бірнеше секунд жұмыс істеді, ол қазірдің өзінде жанып тұрды, ал MOSFET қолмен ұстауға өте жылы болды, бірақ тіпті ыстық болмады. Мен шынымен де салқындатқышты ұсынар едім, немесе сіз онсыз да жасай аласыз. Қандай радиаторды қолдансаңыз да, жақтауды біркелкі пайдаланбаңыз, себебі сіз барлық MOSFET дренаждарын қосасыз.

Драйверлерді орнатқаннан кейін оларды катушкаларға қосыңыз және ұшатын диодтарды қосыңыз !! Мұны ұмытпаңыз, өйткені сіз катушкаларды өртеп жіберуіңіз мүмкін: D. Flyback диоды сөндірілген кезде катушка ішінде пайда болатын жоғары кернеуді қысады. Flyback диодын катушкалардың ұштарына қарама -қарсы бағытта қосу керек, яғни катушка аккумулятордың оң терминалына қосылған жерде диодтың катодты (теріс) терминалы қосылады және керісінше болады. Мен 1N4007 -ді қолданамын, бірақ ол токты басқара алмайтындықтан, менде олардың төртеуі параллель қосылған. Содан кейін бұл төрт диод катушкаға тікелей катушка сымына қосылады. Бұл сымға дәнекерлеу үшін жабынның бір бөлігін қырып алу қажет болады.

Кейбір фотосуреттерде әр түрлі компоненттері бар резисторлар болмауы мүмкін екенін есте сақтаңыз. Схемаларды жаңарған сайын орындаңыз. Кейбір кадрлар прототиптің бастапқы кезеңінде түсірілген.

5 -қадам: Сымдарды жалғау

Бұл мылтықтың бүлінетін жері. Сіз оны мен сияқты ұқыпты етіп жасауға тырысуға болады, бірақ бәрібір ол тәртіпсіз болады: D. Нені қай жерде байланыстыру керектігін көрсететін схема бар. Катушка 0 снаряд кіретін бірінші катушка болып саналады. Бұл сенсорларға қатысты.

Мен жалпақ кабельді қолданамын, мен сізге дәл осылай жасауға кеңес берер едім. Мен ардуиноны қақпа драйверлеріне қосудан бастадым. Ардуино мылтықтың алдыңғы жағында USB портымен сыртқа қаратып, оңай бағдарламалауға арналған. Әрі қарай, барлығын бір -бірімен байланыстырып, әр сымның ұзындығына көз жеткізу керек болды.

Инфрақызыл сенсорлар үшін мен сымдарды бағыттайтын жақтау арқылы тесіктер бұрғыладым. Мен әр сенсорға сигнал сымдарын қосудан бастадым. Мен жалпақ кабельді тағы бір рет қолдандым, ол шынымен ұқыпты болып көрінді. Тек төмен қарай бір кезде мен электр желілерін қосуды бастадым. Мен барлық саңылауларда екі қатты сымды өткіздім. Біреуі 5В үшін, екіншісі 0В үшін. Содан кейін мен осы сымдардан әр сенсорға қосылдым. Бұл нүкте, әсіресе ашық сымды электрлік таспамен жапсырғаннан кейін, шынымен серпінді бола бастайды.

Біз жасаған барлық қосылымдар төмен токпен жұмыс жасайды, бірақ енді катушкалар мен MOSFET желілерін қосу керек. Мен өте икемді 14 AWG силикон сымын қолданамын. Сондай -ақ, қалың дәнекерлеуге көз жеткізіңіз, себебі сізге өте қажет. Біз тек барлық оң терминалдарды қосамыз және теріс терминалдармен де солай жасаймыз. Егер сіз мен сияқты ПХД қолдансаңыз, жастықшалар катушкалардың жоғарғы жағында болуы керек. Мен сондай -ақ жоғары токпен жұмыс істейтін тізбек тақталарына көп мөлшерде дәнекерлеуді қоюды ұсынамын.

6 -қадам: қуат көздері

Өзіңіздің күшейткіш түрлендіргіштеріңізді алыңыз, сонда біз күшікті іске қосамыз. Мен XL6009 қолданамын, бірақ кез келген түрлендіргіштер. Біз 500 мА -дан артық тартпаймыз, бұл фонарь мен лазерді қосады. Бір түрлендіргішті 12В -қа, екіншісін 5В -қа орнату қажет. Мен оларды суретте көрсетілгендей орналастырамын, arduino мен түрлендіргіштер арасында батареяға бос орын қалдырамын. Екі түрлендіргіштің де кірісі батареяға қосылуы керек.

Әрі қарай, біз барлық негіздерді біріктіруіміз керек. Екі түрлендіргіште негіздер қосылған, сондықтан оларды драйвер ПХД -ында жұмыс істейтін қалың қара сым болатын негізгі 6 ұялы батареяға қосыңыз.

Енді бір түрлендіргіштен шығатын 5В 5В -ға қосылуы керек, ол қазірдің өзінде ардуиноға, сенсорларға және басқаларына қосылады. Басқа түрлендіргіштің 12В шығысы MOSFET драйверлеріне қосылуы керек. Мен оны біріншісіне қостым, содан кейін Дейзи олардың барлығын шынжырмен байлады.

Енді сіз бір ұялы батареяны қосқан кезде сіздің ардуино жыпылықтай бастайды, ал мылтық дайын болуы керек, бірақ батареяны қоспас бұрын барлық қосылымдарыңызды екі рет тексеріңіз, себебі менің жағдайда бірінші әрекетте жиі жарылып кетеді.

7 -қадам: снарядтар мен журнал

Мен снарядтар ретінде ұзындығы 8 мм болат штанга сатып алдым. Сатып алудан бұрын оның магнитті екеніне көз жеткізіңіз. Мен оны 38 мм ұзындыққа кесіп тастадым. Оларды снаряд ретінде қолдануға болады, бірақ мен өткір ұшты алғым келді.

Ең оңай жолы - токарлық станокты пайдалану, егер бар болса оны міндетті түрде қолданыңыз. Менде токарлық станок жоқ. Мен оның орнына бұрғылау станогынан токарлық станок жасауды шештім: D. Мен бұрғылауды жұмыс үстеліме бекітіп, патрондарға патронды салдым. Содан кейін мен дөңгелегі кесілген дремель құралын алдым. Снарядты айналдырып, оны дремельмен ұнтақтау арқылы мен қалаған ұшымды жасай алдым. Мен бірінен соң бірін түсіре алатындықтан, оның 8 -ін жасадым.

Журнал үшін мен журнал мен журнал_слайдер STL файлдарын басып шығардым, бұл бізге көктем қажет болғандықтан. Мен 3D басып шығарылған серіппелермен тәжірибе жасадым, бірақ бұл нәтиже бермеді. Мен 0,8 мм серіппелі сымды (музыкалық сым) алуды аяқтадым. Содан кейін мен бұл сымды 5,5 мм х 25 мм ағаш таяқшаның айналасына орадым (кез келген ұқсас өлшемде болады). Мен бір ұшын бұрандамен бекітіп, айналасына орап бастадым. Ол үшін көп күш қажет. Мен шамамен 7-8 ілмек құруды аяқтадым. Егер сіз қысымды босатсаңыз, ол сыртқа шығады және өте нашар көрінеді. Тек қысқыштарды алып, оны соңғы пішініне бүгіңіз. Содан кейін серіппені журналға салуға болады.

Осыдан кейін мен материалдарда айтылған магнитті алып, оны журналға жабыстырыңыз. Ол үшін арнайы орын бар. Егер сізде журнал ұстағышын басып шығарсаңыз, сіз басқа магнитке сәйкес орынды таба аласыз. Сіз оны желімдей аласыз, сонымен қатар сізде сәйкес полярлық бар екеніне көз жеткізіңіз. Екі магнит жабыстырылған кезде бір -бірін тартуы керек.

8 -қадам: Ішкі бөліктерді жинау

Мылтықты сынап көрмес бұрын, сізде триггер мен жүктеу механизмі болуы керек. Ендеше, оны құрастырайық. Сізге бірнеше бөлікті басып шығару қажет. Олардың барлығы бірінші суретте көрсетілген. Бұл жағдайда сіз оларды орнында бұрап алуыңыз керек. Триггер еркін айнала алатындай етіп 2 мм штангамен ұсталуы керек. Мен ауысқан кезде мен V-102-1C4 микротолқынын қолданамын. Ол үшін сымдар сымның сатысында айтылады және коммутатор ұстағышқа дәл сәйкес келеді. Тұтқаны басып шығарған кезде кемінде бес периметрді қолданыңыз, себебі бұл бөлшектер үлкен салмаққа ие болуы керек.

Бәрі қосылғаннан кейін журналдың сәйкес келетінін тексеріңіз. Кейбір тесіктерді реттеу қажет болуы мүмкін. Мен шынымен екі бұранданы қолдандым, себебі кейбір тесіктер сөніп қалды. Сондай -ақ, триггер микроқосуды итеріп тұрғанын тексеріңіз және қажет болған жағдайда оны реттеңіз.

Тағы бір қажет емес қадам - бөшкені қосу. Мен қажет емес деп айтамын, өйткені мылтық онсыз жақсы жұмыс істейді. Мен бәрібір біреуін қолдануды шештім. 3D моделі баррель деп аталады. Оны вазалық режимде басып шығару керек, және бұл өте жоғары түтік болғандықтан, сіз жоғары басып шығарған сайын сапасы нашарлауы мүмкін, сондықтан мен олардың екеуін жартылай басып шығаруды аяқтадым. Мен сенсорларға тесік бұрғылай алмадым, олар бәрібір жұмыс істейтінін білдім, себебі ол қара түсті боялғанына қарамастан қалыңдығы 0,4 мм.

9 -қадам: Бағдарламалық қамтамасыз ету және калибрлеу

Жалғастырыңыз.ino файлдарын жүктеңіз. Мен arduino IDE 1.0.5 қолданамын, бірақ жаңасымен де проблема болмауы керек. Сізге бірнеше кітапхана қажет, бірақ олар тек OLED экраны үшін қажет. Кітапханалар - Adafruit_SSD1306 және Adafruit_GFX.

Барлық кітапханалардың көмегімен сіз эскизді құрастырып, оны жүктей аласыз. Мен калибрлеу процесіне кіріспес бұрын, кодтың дәл қалай жұмыс істейтінін түсіндіруге рұқсат етіңіз. Бізде 6 катушка бар, егер сіз триггерді тартсаңыз, бірінші катушка сенсор снарядты көрмейінше қосылады. Егер 100 мс -тен көп уақыт кетсе, жүйе снаряд жоқ деп есептейді және экранда хабарлама қалдыруды тоқтатады. Бұл 100 мс сценарий () функциясында safeTime айнымалы мәнін өзгерту арқылы (бізді мс орнына қолданады) өзгертуге болады. Тек бірінші катушкадағы сенсор ғана қолданылады (мен көптеген қайталануларды қолдандым, олардың кейбіреулері барлығын пайдаланады, бірақ бұл жақсы жұмыс істейді). Келесі катушкалар бір -бірінің бойында қанша уақыт болатынын анықтады.

Катушкалар үшін уақыт baseTime [6] деп аталатын массивпен орнатылады. Бірінші мән әрқашан нөлге тең, себебі бірінші катушка басқаша жұмыс істейді, ал қалғандарын калибрлеу қажет. Көріп отырғаныңыздай, менің жағдайымдағы соңғы екі катушка да 0 -ге тең, себебі мен оларды қолданбаймын, себебі олар жұмыс істемейді және оларды түзетуге кедергі болмады: D. Сіз екіншісінен басқа бәрін нөлден бастағыңыз келеді (мысалы: long baseTime [6] = {0, 1000, 0, 0, 0, 0};). Содан кейін сіз оны жүктей аласыз және өртеуге тырысасыз. Соңғы екі сенсор снарядтың ұшу уақытын есептейді, сондықтан сіз жылдамдықты есептей аласыз. Мен кестеде мәнді baseTime мәнімен бірге сақтауды ұсынар едім. Мұны кем дегенде 5 рет қайталаңыз және дәлірек нәтиже алу үшін орташа мәнге келтіріңіз. Содан кейін сіз 500us қосып, максималды жылдамдыққа жеткенше қайталап көріңіз. Егер сіз бір катушкаға қанағаттансаңыз, ең жақсы уақытты қалдырыңыз және келесі катушкаға өтіңіз және бүкіл процесті қайталаңыз. Калибрлеу кезінде coilgun2_calibration.ino кодын қолданыңыз, содан кейін мәндерді coilgun2.ino -ға көшіріп, жүктеу қажет.

10 -қадам: 3D басып шығару

3D басып шығаруды қажет ететін көптеген файлдар бар және олардың кейбіреулері өте үлкен. Мен бәрін үлкен көлемді CR-10 3D принтерінде басып шығардым, сондықтан егер сізде кішірек принтер болса, кейбір бөліктерді бөлу қажет болуы мүмкін. Мен барлық бөліктер үшін тұрақты PLA қолдандым және басып шығару параметрлері әр бөлік үшін оңтайландырылуы керек, сондықтан мен бөлікке қолдау қажет пе немесе басқа арнайы параметрлер қажет пе деген тізім жасадым. Әдепкі бойынша мен 205 ° C температурада 3 периметрді, 3 төменгі қабатты және 4 жоғарғы қабатты қолдандым, төсек 60 ° C.

Ішкі бөліктерден басқа мен бәрін бітіріп, боядым. Мен бұл туралы тереңірек айтқым келмейді, өйткені бұл туралы оқулықтар жеткілікті. Мен бұны ұсынар едім. Қысқаша айтқанда, мен барлық беттерді праймермен сүртіп, қайтадан тегістедім. Мен мұны 2-3 рет қайталап, бояумен боядым және мөлдір жабынмен аяқтадым.

11 -қадам: Қорытынды жиналыс

Барлығын жинамас бұрын, жетіспейтін нәрсе аз. Қосқыштар, фонарь, лазер, негізгі батареяның сымдары және мылтықтың ішкі жағын жарықтандыратын жарықдиодты шамдар. Кішкене 1 ұялы батарея мен күшейткіш түрлендіргіштер арасында тізбектей жалғануы керек қосу/өшіру қосқышынан бастайық. Мен шын мәнінде коммутаторға түйреуіш пен аккумулятордан қысылған түйреуіші бар кабельді дәнекерлеймін, сондықтан оны оңай жинау үшін ажыратуға болады. Мен әр коммутатор үшін дәл осылай жасаймын.

Менде мылтықтың алдыңғы жағында фонарь бар, бірақ ол менде орнатылған шамға арналған емес. Схема үшін мен жарық диодты резисторды қостым және оны батареяға басқа қосқышпен қостым. Мен лазерлік диод үшін қайталадым. Бұл шын мәнінде 4.5В -да жұмыс істейтін лазерлік көрсеткіш болды, сондықтан мен оны 5В желісінде қосқышпен тізбектей жалғадым.

Сәндік шамдар үшін мен мылтықты бөлшектеу үшін оларды 5В желісінің қосқышына тікелей қостым. 5 мм көк түсті екі жарықдиодты STL файлдарында бекіту орны бар, мен олардың әрқайсысы үшін 12к резисторды қолдандым, оларды өте күңгірт етіп жарқыратты. Катушканың қақпағына мен катушкаларды жарықтандыру үшін 3мм көк түсті 6 жарық диодты қостым. Мен 5В желісіне қосар алдында параллель қосылып, 22R резисторды қостым.

Енді бізде негізгі батареяларды қосудың тұрақты әдісі жоқ. Бір аккумулятор қоймада болғандықтан, екіншісі алдыңғы тұтқада және оларды тез босату қосқышына қосу керек, біз бірнеше қосылым жасауымыз керек. Мен оны түсіндірудің орнына қалай қосылу керектігін түсіндіретін диаграмма ұсындым. Кем дегенде 14 AWG сымын қолданыңыз, сонымен қатар сымдарды дәнекерлеу алдында алдымен тұтқасы мен қорабынан итергеніңізге көз жеткізіңіз, себебі бұл мүмкін болмайды.

Мұның бәрі мылтық толық жұмыс істеуі керек және оны әдемі етіп көрсететін уақыт келді. Мен монтаждауды видеода көрсетілгендей біртіндеп түсіндірмеймін немесе 3D моделін қарай аласыз.