Coilgun bez masīviem kondensatoriem. Pabeigts: 11 soļi

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:57

Apmēram pirms sešiem mēnešiem es uzbūvēju vienkāršu šauteni, uz kuras dēļa bija uzlīmēts maizes dēlis (oriģināls projekts). Tas bija jautri un funkcionāli, bet es gribēju to pabeigt. Tāpēc es beidzot to izdarīju. Šoreiz es izmantoju sešas spoles, nevis divas, un esmu izveidojis 3D drukātu korpusu, lai tas iegūtu futūristisku izskatu.

Es arī esmu izveidojis video, ja vēlaties to redzēt darbībā:)

Video

1. darbība: instrumenti un materiāli

Sāksim ar instrumentiem.

• 3D printeris
• urbis
• Dremel
• rokas zāģis
• karstās līmes pistole
• M3 pieskarieties
• lodāmurs

Materiāli:

• pavediens 3D printerim (es izmantoju parasto PLA)
• mani STL faili šeit
• 40 x 10 x 2 mm L formas alumīnija profils
• M3 aparatūra
• magnēta diski 8x1.5mm saite

elektronika:

• arduino nano
• 2x 1400mAh 11.1V 3S 65C Lipo akumulatora saite
• 1200mAh 1s Lipo akumulators Šis derētu
• 2x pastiprinātāji (es izmantoju XL6009)
• OLED ekrāns.96 "128x64 i2c SSD1306 saite
• AA lukturītis (pēc izvēles)
• lāzera diode (pēc izvēles)
• mikroslēdzis sprūda V-102-1C4 saitei
• 3x pārslēgšanas slēdži MTS-102 SPDT
• XT-60 savienotāji (5x sievietes, 3x vīrieši)

Dēļi:

• 6x MIC4422YN
• 6x IRF3205 + heastsink (mana ir RAD-DY-GF/3)
• 24x 1n4007
• 6x 10k rezistori
• 6x 100nF kondensatori
• 6x 100uf kondensatori

Es ieteiktu paņemt vairāk šo, jo jūs varētu pārtraukt dažus progresā. Īpaši MOSFET. Es beidzot izmantoju apmēram 20 no tiem.

Jums būs nepieciešamas arī lietas spoļu izveidei, bet es izmantoju tās pašas spoles kā iepriekšējā apmācībā, tāpēc dodieties turp un šim nolūkam jums ir nepieciešams tikai 0,8 mm emaljēts vara stieple, infrasarkanais LED un fototransistors + daži rezistori, kas viss ir izskaidrots citā apmācībā.

2. solis: rāmis

Viss lielgabals ir veidots ap alumīnija rāmi. Es nolēmu izmantot alumīnija rāmi, jo tas ir viegls, izturīgs, alumīnija profilus ir viegli iegūt un tie ir diezgan lēti. Turklāt, strādājot ar tiem, varat izmantot parastos rokas instrumentus. Manis izmantotais profils ir 40 x 10 x 2 mm un 1 metru garš. To nepieciešams sagriezt divos dažādos gabalos. Viens 320 mm garš un otrs 110 mm. To griešanai esmu izmantojis rokas zāģi.

Garākajam gabalam būs gandrīz viss, un mazākajam būs tikai rokturis. Tagad ir pienācis laiks urbt tonnu caurumu un veikt dažus izgriezumus. Esmu iekļāvis divas bildes, kurās redzams, kas un kā jāgriež. Attēlā bez izmēriem ir sarkani punkti, daži caurumi. Tos paredzēts urbt ar 4 mm urbi. Slīpēšanas caurumi bez sarkanajiem punktiem ir jāizurbj ar 2,5 mm urbi un jāpieskaras ar M3 krānu.

Īsāks gabals ir daudz vieglāk. Ir arī šī attēla attēls. Es tikai vēlos precizēt attēlus, kuros redzama 40 mm platākā plakne. 10 mm siena atrodas augšējā pusē zem parādītās plaknes, tāpēc to nevar redzēt. Tas attiecas uz visām trim diagrammām. Kā jau teicu, šim nav gandrīz tik daudz caurumu, bet alumīnija profils ir pārāk plats. Tāpēc tas ir jāsamazina līdz galam, kā parādīts diagrammā.

Galvenajam rāmim joprojām būs nepieciešami pāris caurumi elektroinstalācijai. Tos var pievienot vēlāk, bet, ja vēlaties, varat tos urbt tagad, tomēr var būt grūti zināt, kur tieši tos ievietot. Vairāk par to vadu sadaļā.

3. solis: spoles

Tas nebūtu spole bez spolēm, vai ne? Manis izmantotās spoles ar rokām tiek uzvilktas uz 3D drukātas pamatnes. Tie ir identiski tiem, kurus esmu izveidojis savā pirmajā šautenē. Es ieteiktu ievērot šos norādījumus. Jūs to varat atrast šeit.

Vienīgā atšķirība ir fakts, ka pēdējai spolei ir atšķirīga 3D drukātā bāze, jo tai ir infrasarkanie sensori abās pusēs. Arī sensori ir identiski, taču ir nedaudz sakārtotāka elektroinstalācija. Šajā brīdī jūs varat ievietot IR sensorus, bet neuztraucieties par strāvas un signāla vadiem.

Kad visas 6 spoles ir pabeigtas, tās jāuzstāda uz galvenā rāmja. Patiesībā ir tikai jāskrūvē tās vietā. Arī man šobrīd ir caurule, kas tek caur spolēm, bet es to vēlāk noņemšu, lai pārliecinātos, ka viss ir saskaņots. Atkarībā no jūsu caurumu precizitātes, iespējams, vēlēsities ieskrūvēt tikai divas vai trīs skrūves katrai spolei, lai pārliecinātos, ka tās ir pēc iespējas taisnas.

4. solis: vadītāja ķēdes

Nākamais solis ir izveidot elektroniku, kas pārslēdz spoles. Ir pienācis laiks to izveidot tagad, jo tas sēdēs uz spoles, un tā ir būtiska to sastāvdaļa. Dizains ir diezgan atšķirīgs no mana iepriekšējā, jo tajā bija daži trūkumi. Pārslēdzošais MOSFET joprojām ir IRF3205, bet šoreiz mēs vadām vārtus ar MIC4422YN, kas ir īpašs vārtu draiveris. Shēmā ir arī daži pasīvi komponenti.

Es arī nodrošinu Eagle failus, ieskaitot izmantoto tāfeles failu. Protams, jums nav jāveido sava PCB. Jūs varat to nosūtīt profesionālam ražotājam, vai arī es ieteiktu to vienkārši izgatavot uz priekšplates. Tas tiešām ir tikai seši komponenti. Lielākā daļa ir radiators, kas manā gadījumā bija pilnīgs pārspīlējums. Es atklāju, ka MOSFET nemaz nesasilst. Man spole darbojās dažas sekundes, un tā jau dega, un MOSFET bija tikai silts pieskarties, bet pat ne tuvu tam, lai būtu karsts. Es ieteiktu patiešām mazu radiatoru, vai arī jūs to varētu izdarīt pat bez tā. Neatkarīgi no izmantotā radiatora neizmantojiet rāmi kā vienu, jo jūs savienosit visu MOSFET kanalizāciju kopā.

Kad esat pabeidzis draiverus, savienojiet tos ar spolēm un pievienojiet atgriezuma diodes! Neaizmirstiet to, jo jūs varat arī aizdedzināt spoles: D. Atpakaļgaitas diode saspiež augstu spriegumu, kas izslēdzoties veidojas spoles iekšpusē. Atpakaļgaitas diode ir jāpievieno spoļu spailēm pretējā virzienā, tas ir, vietā, kur spole ir savienota ar akumulatora pozitīvo spaili, diodei būs pievienots katoda (negatīvais) spailis un otrādi. Es izmantoju 1N4007, bet ne tikai vienu, jo tas netiktu galā ar strāvu, tāpēc četri no tiem ir savienoti paralēli. Pēc tam šīs četras diodes ir savienotas ar spoli tieši uz spoles stieples. Jums vajadzēs nokasīt daļu pārklājuma, lai pielodētu šo vadu.

Lūdzu, paturiet prātā, ka dažiem fotoattēliem, iespējams, trūkst rezistoru, ir dažādi komponenti utt. Noteikti ievērojiet atjauninātās shēmas. Daži kadri tika veikti agrīnā prototipēšanas stadijā.

5. solis: elektroinstalācija

Šī ir daļa, kurā lielgabals kļūst par haosu. Jūs varat mēģināt to sakārtot tāpat kā es, bet vienalga tas kļūs nekārtīgs: D. Ir shēma, kas parāda, kas kur jāsavieno. Spole0 tiek uzskatīta par pirmo spoli, kurā ienāk šāviņš. Tas pats attiecas uz sensoriem.

Es izmantoju plakanu kabeli, un es ieteiktu jums rīkoties tāpat. Es sāku, savienojot arduino ar vārtu draiveriem. Arduino atrodas ieroča priekšpusē ar USB portu uz āru, lai atvieglotu programmēšanu. Tālāk bija svarīgi tikai savienot visu kopā un noteikt katra stieples garumu.

Attiecībā uz IR sensoriem es faktiski esmu izurbis caurumus caur rāmi, kur es novirzīšu vadus. Es sāku, savienojot signāla vadus ar katru sensoru. Es vēlreiz izmantoju plakanu kabeli, un tas patiesībā izskatījās patiešām glīti. Tikai tad, kad nobraucu, es sāku pieslēgt elektropārvades līnijas. Visās atverēs es vadīju divus cietos vadus. Viens 5V un otrs 0V. Tālāk es izveidoju savienojumu no šiem vadiem ar katru sensoru. Šī ir vieta, kur tas sāk izskatīties patiešām dumjš, it īpaši pēc visa atklātā stieples piestiprināšanas ar elektrisko lenti.

Visi līdz šim veiktie savienojumi darbosies ar zemu strāvu, bet tagad ir pienācis laiks savienot spoles un MOSFET barošanas līnijas. Es izmantoju 14 AWG silikona stiepli, kas ir diezgan elastīga. Pārliecinieties arī, ka iegūstat biezāku lodmetālu, jo jums to vajadzēs diezgan daudz. Mēs vienkārši savienosim visus pozitīvos termināļus un darīsim to pašu ar negatīvajiem spailēm. Ja jūs izmantojat to pašu PCB, ko es, spilventiņi ir jāatklāj tieši spoļu augšpusē. Es ieteiktu arī ievietot lielu daudzumu lodēšanas uz shēmas plates sliedēm, kas apstrādās lielo strāvu.

6. darbība: barošanas avoti

Paņemiet savus pastiprinātājus un sāksim šo kucēnu darboties. Es izmantoju XL6009, bet patiešām jebkurus pastiprinātājus. Mēs neizvilksim vairāk par 500 mA, un tas ietver lukturīti un lāzeru. Vienam pārveidotājam jābūt iestatītam uz 12V, bet otram - uz 5V. Es ievietoju tos, kā parādīts attēlā, atstājot vietu akumulatoram starp arduino un pārveidotājiem. Abu pārveidotāju ieejas ir jāpievieno akumulatoram.

Tālāk mums ir jāsavieno visi laukumi kopā. Abiem pārveidotājiem jau ir pieslēgti pamati, tāpēc vienkārši savienojiet to ar galveno 6 šūnu akumulatora zemējumu, kas ir bieza melna stieple, kas darbojas uz vadītāja PCB.

Tagad 5V no viena pārveidotāja izejas ir jāpievieno 5V, ko mēs jau darbinām ar arino, sensoriem un visu pārējo. Otra pārveidotāja 12 V izejai jābūt savienotai ar MOSFET draiveriem. Esmu to savienojis ar pirmo un pēc tam margrietiņa saķēdējis tos visus kopā.

Tagad, kad pievienojat vienšūnu akumulatoru, jūsu arduino vajadzētu sākt mirgot un pistolei jābūt gatavai, taču pirms akumulatora pievienošanas vēlreiz pārbaudiet visus savienojumus, jo manā gadījumā pirmajā mēģinājumā kaut kas uzspridzinās.

7. solis: šāviņi un žurnāls

Kā lādiņus esmu iegādājies metru garu 8 mm tērauda stieni. Pirms pirkšanas pārliecinieties, vai tas ir magnētisks. Pēc tam es to sagriezu 38 mm garos gabalos. Tos jau varēja izmantot kā lādiņus, bet es gribēju asu galu.

Vienkāršākais veids būtu izmantot virpu, un, ja jums tāda ir, noteikti izmantojiet to. Tomēr man nav pieejas virpai. Tā vietā es esmu nolēmis izgatavot virpu no spēka urbja: D. Es esmu piestiprinājis urbi pie sava darbagalda un ievietojis šāviņu patronās. Tad es paņēmu dremel instrumentu ar nogrieztu riteni. Vērpjot šāviņu un sasmalcinot to ar dremel, es varēju izveidot jebkuru galu, kādu vēlējos. Beidzu taisīt 8 no šiem, jo varu šaut vienu pēc otra.

Žurnālam es izdrukāju žurnālu un magazine_slider STL failus, kas bija vieglākā daļa, jo mums ir nepieciešama arī atspere. Es eksperimentēju ar 3D iespiestām atsperēm, bet tas īsti neizdevās. Es beidzu saņemt 0,8 mm atsperes vadu (mūzikas vadu). Pēc tam es uztinu šo vadu ap koka nūju, kas bija 5,5 mm x 25 mm (derēs jebkurš līdzīgs izmērs). Es sāku, vienu galu nostiprinot ar skrūvi un to apvijot. Tas prasa diezgan lielu spēku. Es galu galā izveidoju apmēram 7-8 cilpas. Atbrīvojot spiedienu, tas izplūdīs un izskatīsies ļoti slikti. Vienkārši paņemiet knaibles un salieciet to līdz galīgajai formai. Pēc tam atsperi var ievietot žurnālā.

Kad tas ir izdarīts, paņemiet magnētu, ko es minēju materiālos, un superlīmējiet to uz žurnāla. Tam ir īpaša vieta. Ja žurnāla turētājs ir izdrukāts, jūs atradīsit atbilstošu vietu citam magnētam. Jūs to varat arī pielīmēt, vienkārši pārliecinieties, vai jums ir atbilstoša polaritāte. Abiem magnētiem jāpiesaista viens otru, kad tie ir pielīmēti.

8. solis: iekšpuses salikšana

Pirms izmēģināt pistoli, jums ir jābūt sprūda un uzlādes mehānismam. Tāpēc veidosim to. Jums būs jāizdrukā dažas daļas. Tie visi ir uzskaitīti pirmajā attēlā. Šajā brīdī jums vajadzētu būt iespējai tos vienkārši pieskrūvēt vietā. Sprūda jāuztur ar 2 mm stieni, lai tas varētu brīvi griezties. Pārslēdzoties, es izmantoju mikro slēdzi V-102-1C4. Elektroinstalācija tam faktiski ir minēta elektroinstalācijas posmā, un slēdzis iederēsies tieši slēdža turētājā. Drukājot satvēriena stiprinājumu, izmantojiet vismaz piecus perimetrus, jo šīm detaļām būs jāuztur diezgan liels svars.

Kad viss ir savienots, pārbaudiet, vai žurnāls ir piemērots. Jums, iespējams, būs jāpielāgo daži caurumi. Es faktiski izmantoju tikai divas skrūves, jo daži caurumi bija izslēgti. Pārbaudiet arī, vai sprūda nospiež mikroslēdzi, un, ja nepieciešams, noregulējiet to.

Vēl viens nevajadzīgs solis būtu mucas pievienošana. Es saku nevajadzīgi, jo lielgabals bez tā darbosies lieliski. Es tomēr nolēmu vienu izmantot. Ir 3D modelis, ko sauc par mucu. Tas ir jāizdrukā ar vāzes režīmu, un, tā kā tā ir tikai ļoti augsta caurule, kvalitāte var pasliktināties, drukājot augstāk, tāpēc es faktiski beidzot izdrukāju divus no tiem. Es pat neurbju caurumus sensoriem, jo es uzzināju, ka tie darbojas jebkurā gadījumā, jo tas ir tikai 0,4 mm biezs, neskatoties uz to, ka tas bija uzdrukāts melnā krāsā.

9. solis: programmatūra un kalibrēšana

Iet uz priekšu un lejupielādējiet.ino failus. Es izmantoju arduino IDE 1.0.5, bet arī ar jaunāko nevajadzētu būt problēmām. Jums būs nepieciešamas arī dažas bibliotēkas, taču tās ir nepieciešamas tikai OLED ekrānam. Bibliotēkas ir Adafruit_SSD1306 un Adafruit_GFX.

Izmantojot visas bibliotēkas, jums vajadzētu būt iespējai apkopot skici un augšupielādēt to. Pirms došanās uz kalibrēšanas procesu, ļaujiet man paskaidrot, kā tieši darbojas kods. Mums ir 6 spoles, un, nospiežot sprūdu, pirmā spole ieslēgsies, līdz tās sensors ieraudzīs šāviņu. Ja tas aizņem vairāk nekā 100 ms, sistēma pieņem, ka nav šāviņa, un pārtrauks atstāt ziņojumu ekrānā. Šos 100 ms var mainīt, mainot safeTime mainīgo (izmanto mūs nevis MS) funkcijā shoot (). Faktiski tiek izmantots tikai pirmās spoles sensors (esmu izmēģinājis daudzas dažādas iterācijas, un dažas no tām izmanto visas, bet tas darbojas vislabāk). Tālāk norādītās spoles ir noteikušas laiku, cik ilgi tās atrodas viena pēc otras.

Spoļu laiki tiek iestatīti, izmantojot masīvu baseTime [6]. Pirmā vērtība vienmēr ir nulle, jo pirmā spole darbojas citādi, un tikai pārējais ir jākalibrē. Kā redzat, manā gadījumā pēdējās divas spoles ir arī 0, un tas ir tāpēc, ka es tās neizmantoju, jo tās nedarbojas, un es nevarēju apgrūtināt to labošanu: D. Jūs vēlaties sākt ar nulli visiem, izņemot otro (piemēram: long baseTime [6] = {0, 1000, 0, 0, 0, 0};). Pēc tam varat to augšupielādēt un mēģināt aktivizēt. Pēdējie divi sensori aprēķinās laiku, kas vajadzīgs šāviņa pārvietošanai pa tiem, tāpēc jūs varat aprēķināt ātrumu. Es ieteiktu saglabāt vērtību izklājlapā kopā ar vērtību baseTime. Lai iegūtu precīzākus rezultātus, atkārtojiet to vismaz 5 reizes un aprēķiniet vidēji. Pēc tam varat pievienot 500us un mēģināt vēlreiz, līdz iegūstat vislabāko iespējamo ātrumu. Kad esat apmierināts ar vienu spoli, atstājiet labāko iestatīto laiku un pārejiet uz nākamo spoli un atkārtojiet visu procesu. Kalibrējot, izmantojiet kodu coilgun2_calibration.ino un, kad tas ir izdarīts, vērtības ir jākopē uz vietni coilgun2.ino un jāaugšupielādē.

10. darbība: 3D drukāšana

Ir daudz failu, kas jāizdrukā 3D formātā, un daži no tiem ir diezgan lieli. Es drukāju visu ar CR-10 3D printeri, kuram ir milzīgs uzbūves apjoms, tādēļ, ja jums ir mazāks printeris, dažas daļas var būt nepieciešams sadalīt. Es izmantoju parasto PLA visām detaļām, un drukas iestatījumi ir jāoptimizē katrai daļai, tāpēc esmu apkopojis sarakstu, vai daļai ir nepieciešams atbalsts vai kādi citi īpaši iestatījumi. Pēc noklusējuma es izmantoju 3 perimetrus, 3 apakšējos slāņus un 4 augšējos slāņus 205 ° C temperatūrā ar apsildāmu gultu 60 ° C temperatūrā.

Papildus iekšējām detaļām es arī visu esmu pabeidzis un nokrāsojis. Es nevēlos iedziļināties šajā jautājumā, jo par to jau ir pietiekami daudz pamācību. Es ieteiktu šo. Īsumā es noslīpēju visas virsmas ar gruntējumu un vēlreiz noslīpē. Es to atkārtoju 2-3 reizes, pārklāju ar krāsu un pabeidzu ar caurspīdīgu kārtu.

11. solis: galīgā montāža

Pirms visu salikt kopā, trūkst dažu lietu. Slēdži, lukturītis, lāzers, galvenās baterijas vadi un gaismas diodes, kas iedegas pistoles iekšpusē. Sāksim ar ieslēgšanas/izslēgšanas slēdzi, kas sērijveidā jāpievieno starp mazo 1 šūnu akumulatoru un pastiprinātāja pārveidotājiem. Es faktiski lodēju tapas galviņu uz slēdža un vadu kabeli ar gofrētu tapas galviņu no akumulatora, lai es varētu to atvienot ērtai montāžai. Es darīšu to pašu ar katru slēdzi.

Man ir arī lukturītis pistoles priekšpusē, bet jums, iespējams, nav, jo tas bija paredzēts tikai kādam lukturītim, kas man bija bijis. Shēmas dēļ es tikko pievienoju LED rezistoru un sērijveidā pievienoju to akumulatoram ar citu slēdzi. Es to pašu atkārtoju lāzera diodei. Patiesībā tas bija lāzera rādītājs, kas darbojās ar 4,5 V spriegumu, tāpēc es to pievienoju tieši pie 5 V līnijas ar sērijveida slēdzi.

Dekoratīvajām gaismām es tās esmu pievienojis tieši 5V līnijas pievienošanas savienotājam, lai ieroci varētu izjaukt. Divām zilām 5 mm gaismas diodēm ir uzstādīšanas vieta trigger_cover STL failos. Katram no tiem esmu izmantojis 12k rezistoru, lai tie spīdētu ļoti vāji. Uz spoles vāka esmu pievienojis 6 zilas 3 mm gaismas diodes, lai spoles iedegtos. Esmu pievienojis paralēli un pievienojis 22R rezistoru pirms to pievienošanas 5V līnijai.

Tagad mums joprojām nav pastāvīga veida, kā savienot galvenās baterijas. Tā kā viens akumulators ir noliktavā, otrs atrodas priekšējā rokturī, un tiem jābūt savienotiem ar ātrās atbrīvošanas slēdzi, mums būs jāveic vairāki savienojumi. Es esmu sniedzis diagrammu, kas precīzi izskaidro, kā tas ir jāsavieno, nevis jāskaidro. Izmantojiet vismaz 14 AWG vadus, un pirms lodēšanas pārliecinieties, ka vispirms stumjat stiepli caur rokturi un krājumu, jo pēc tam tas nebūs iespējams.

Ar visu paveikto pistolei jābūt pilnībā darboties spējīgai, un ir pienācis laiks padarīt to jauku. Es neskaidrošu montāžu soli pa solim, kā tas ir parādīts videoklipā, vai arī jūs varat apskatīt 3D modeli.