Spoelwapen sonder massiewe kondensators. Klaar: 11 stappe

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:27

Ongeveer ses maande gelede het ek 'n eenvoudige spoelgeweer gebou waarop 'n broodbord op 'n bord vasgemaak is (oorspronklike projek). Dit was pret en funksioneel, maar ek wou dit voltooi. So het ek uiteindelik gedoen. Hierdie keer gebruik ek ses spoele in plaas van twee, en ek het 'n 3D -gedrukte omhulsel ontwerp om dit 'n futuristiese voorkoms te gee.

Ek het ook 'n video gemaak as jy dit in aksie wil sien:)

Video

Stap 1: gereedskap en materiaal

Kom ons begin met die gereedskap.

• 3D -drukker
• boor
• Dremel
• hand saag
• warm lijmpistool
• M3 kraan
• soldeerbout

Materiaal:

• filament vir 3D -drukker (ek het gewone PLA gebruik)
• my STL lêers hier
• 40 x 10 x 2 mm L -vormige aluminium profiel
• M3 hardeware
• magneetskyfies 8x1,5 mm skakel

elektronika:

• arduino nano
• 2x 1400mAh 11.1V 3S 65C Lipo battery skakel
• 1200mAh 1s Lipo -battery Hierdie een sou doen
• 2x opstapomskakelaars (ek gebruik XL6009)
• OLED -skerm.96 "128x64 i2c SSD1306 -skakel
• AA flitslig (opsioneel)
• laserdiode (opsioneel)
• mikroskakelaar vir sneller V-102-1C4-skakel
• 3x skakelaars MTS-102 SPDT
• XT-60-verbindings (5x vroulik, 3x manlik)

Rade:

• 6x MIC4422YN
• 6x IRF3205 + koeler (myne is RAD-DY-GF/3)
• 24x 1n4007
• 6x 10k weerstande
• 6x 100nF kapasitors
• 6x 100uf kapasitors

Ek sou aanbeveel om meer hiervan te gryp, aangesien u moontlik 'n breuk kan maak. Veral die MOSFET's. Ek het uiteindelik ongeveer 20 daarvan gebruik.

U benodig ook dinge om die spoele te maak, maar ek gebruik dieselfde spoele as in die vorige tutoriaal, so gaan daarheen en daarvoor benodig u net die 0,8 mm geëmailleerde koperdraad, infrarooi LED en fototransistor + 'n paar weerstande, wat alles verduidelik word in die ander tutoriaal.

Stap 2: raam

Die hele geweer is gebou rondom aluminium raam. Ek het besluit om met 'n aluminiumraamwerk te gaan, want dit is maklik om te vind en dit is redelik goedkoop. Boonop kan u gewone handgereedskap gebruik wanneer u daaraan werk. Die profiel wat ek gebruik, is 40 x 10 x 2 mm en 1 meter lank. Dit moet in twee verskillende stukke gesny word. Die een 320 mm lank en die ander 110 mm. Ek het 'n handsaag gebruik om dit te sny.

Die langer stuk bevat omtrent alles en die kleiner een het net die handvatsel. Nou is dit tyd om 'n klomp gate te boor en 'n paar snitte te maak. Ek het twee foto's bevat wat wys wat moet gesny word en hoe. Die prentjie sonder afmetings het rooi kolletjies, 'n paar van die gate. Dit word veronderstel om met 'n boor van 4 mm geboor te word. Die oop gate sonder die rooi kolletjies moet met 'n boor van 2,5 mm geboor word en met 'n M3 -kraan getik word.

Die korter stuk is baie makliker. Daar is ook 'n prentjie van die een. Ek wil net verduidelik dat die foto's die 40 mm breedste vlak toon. Die muur van 10 mm is aan die bokant onder die getoonde vlak, sodat dit nie gesien kan word nie. Dit geld vir al drie die diagramme. Soos ek gesê het, hierdie het nie naastenby soveel gate nie, maar die aluminiumprofiel is te wyd. Dit moet dus heeltemal vernou word soos op die diagram getoon.

Die hoofraam benodig nog 'n paar gate vir bedrading. Hulle kan later bygevoeg word, maar as u wil, kan u dit nou boor, maar dit kan 'n uitdaging wees om te weet waar u dit presies moet plaas. Meer hieroor in die bedradingafdeling.

Stap 3: Spoel

Dit sou nie spoelwapen wees sonder spoel nie, reg? Die spoele wat ek gebruik, word met die hand op 'n 3D -gedrukte basis gewikkel. Hulle is identies aan dié wat ek in my eerste spoelgeweer geskep het. Ek stel voor dat u hierdie instruksies volg. U kan dit hier vind.

Die enigste verskil is die feit dat die laaste spoel 'n verskillende 3D -gedrukte basis het, aangesien dit infrarooi sensors aan beide kante het. Die sensors is ook identies, maar daar is 'n bietjie netjieser bedrading. Op hierdie punt kan u die IR -sensors in plek stel, maar u hoef nie bekommerd te wees oor krag- en seindrade nie.

Sodra al die 6 spoele klaar is, moet hulle op die hoofraam gemonteer word. Dit is eintlik net die kwessie daarvan om hulle vas te maak. Ek het ook 'n buis wat op die oomblik deur die spoele loop, maar ek sal dit later verwyder, want dit is net om seker te maak dat alles in lyn is. Afhangende van hoe presies u gate is, wil u slegs twee of drie skroewe vir elke spoel inskroef om seker te maak dat hulle so reguit as moontlik is.

Stap 4: Bestuurderbane

Die volgende stap is om die elektronika te skep wat die spoele omskakel. Dit is 'n goeie tyd om dit nou te skep, want dit sal op die spoel sit en is 'n belangrike deel daarvan. Die ontwerp is baie anders as my vorige, aangesien daar 'n paar foute was. Die skakelende MOSFET is nog steeds IRF3205, maar ons ry die hek hierdie keer met MIC4422YN, 'n toegewyde hekbestuurder. Daar is ook 'n paar passiewe komponente op die skema.

Ek verskaf ook Eagle -lêers, insluitend die bordlêer wat ek gebruik het. U hoef natuurlik nie u eie PCB te maak nie. U kan dit aan 'n professionele vervaardiger stuur, of ek raai u aan om dit op 'n voorafbord te maak. Dit is eintlik net ses komponente. Die grootste deel is die heatsink wat in my geval heeltemal te veel was. Ek het agtergekom dat die MOSFET's glad nie warm word nie. Ek het 'n paar sekondes lank 'n spoel laat loop, en dit was reeds aan die brand en die MOSFET was net warm om aan te raak, maar nie eens naby aan warm nie. Ek raai 'n baie klein koellichaam aan, anders kan u dit selfs sonder een doen. Wat ook al die koellichaam wat u gebruik, moet nie die raam as een gebruik nie, want u verbind alle MOSFET -afvoerpype met mekaar.

Sodra die bestuurders klaar is, koppel hulle aan u spoele en voeg flyback -diodes by !! Moenie dit vergeet nie, want u kan ook u spoele aan die brand steek: D. Flyback -diode verminder hoë spanning wat binne -in 'n spoel bou wanneer dit afgeskakel word. Flyback -diode moet op die terminale van die spoele in die teenoorgestelde rigting gekoppel word, dit wil sê op die punt waar die spoel gekoppel is aan die positiewe terminaal van 'n battery, die diode sal die katode (negatiewe) terminale verbind en omgekeerd. Ek gebruik 1N4007, maar nie net een nie, aangesien dit nie die stroom sou kon hanteer nie, so ek het vier parallel verbind. Hierdie vier diodes word dan direk op die spoeldraad met die spoel verbind. U moet 'n deel van die laag op die draad afskraap om dit te soldeer.

Hou in gedagte dat sommige van die foto's ontbreek. Weerstands bevat verskillende komponente, ens. Sommige van die opnames is in die vroeë prototiperingsfase gemaak.

Stap 5: Bedrading

Dit is die deel waar die geweer gemors word. U kan probeer om dit netjies te maak, net soos ek, maar dit word in elk geval morsig: D. Daar is 'n skematiese uiteensetting van waarheen verbind moet word. Spoel 0 word beskou as die eerste spoel wat 'n projektiel binnedring. Dieselfde geld vir sensors.

Ek gebruik 'n plat kabel, en ek stel voor dat jy dieselfde doen. Ek het begin deur 'n arduino aan die hekbestuurders te koppel. Die arduino is aan die voorkant van die geweer geplaas met 'n USB -poort na buite om maklik te programmeer. Daarna was dit net om alles aanmekaar te koppel en die korrekte lengte vir elke draad te sien.

Vir die IR -sensors het ek eintlik gate deur die raam geboor waarheen ek die drade sou lei. Ek het begin deur die seindrade aan elke sensor te koppel. Ek het weer 'n plat kabel gebruik en dit het eintlik netjies gelyk. Dit was eers toe ek bergaf was toe ek die kragdrade begin aansluit. Ek het twee soliede kerndrade oor al die openinge geloop. Een vir 5V en die ander vir 0V. Vervolgens het ek 'n verbinding van hierdie drade met elke sensor gemaak. Dit is die punt waar dit regtig raserig begin lyk, veral nadat al die blootgestelde draad met elektriese band vasgemaak is.

Al die verbindings wat ons tot dusver gemaak het, sal lae stroom hanteer, maar nou is dit tyd om die kragdrade vir die spoele en MOSFET's aan te sluit. Ek gebruik 14 AWG silikoon draad wat redelik buigbaar is. Maak ook seker dat u dikker soldeersel kry, aangesien u nogal nodig het. Ons gaan net alle positiewe terminale aan mekaar koppel en dieselfde doen met negatiewe terminale. As u dieselfde PCB as ek gebruik, moet die pads bo -op die spoele blootgestel word. Ek stel voor dat u ook soliede soldeer op die spore van die stroombane plaas wat die hoë stroom sal hanteer.

Stap 6: Kragtoevoer

Gryp jou hupstoot omsetters en laat ons hierdie hondjie aan die gang kry. Ek gebruik XL6009, maar regtig 'n stap -omskakelaar. Ons gaan nie meer as 500mA trek nie, wat die flitslig en laser insluit. Die een omskakelaar moet op 12V en die ander op 5V gestel word. Ek plaas hulle soos op die foto, en laat 'n bietjie ruimte vir die battery tussen die arduino en die omsetters. Die insette van beide omsetters moet aan die battery gekoppel word.

Vervolgens moet ons alle gronde met mekaar verbind. Die twee omsetters het reeds 'n aangeslote aansluiting, maar verbind hulle net met die hoof 6 -selbattery, die dik swart draad wat op die bestuurders -PCB's loop.

Nou moet die 5V van die uitset van een converter gekoppel word aan die 5V wat ons reeds na die arduino, sensors en alles anders het. Die 12V -uitset van die ander omskakelaar moet aan die MOSFET -bestuurders gekoppel word. Ek het dit gekoppel aan die eerste een, en dan het Daisy hulle almal aan mekaar vasgeketting.

As u die enkelselbattery aansluit, moet u arduino begin knip en die geweer moet gereed wees, maar kontroleer al u verbindings voordat u die battery aansluit, want in my geval blaas daar dikwels iets met die eerste probeerslag.

Stap 7: projektiele en tydskrifte

As projektiele het ek 'n meterlange 8 mm staalstaaf gekoop. Maak seker dat dit magneties is voordat u dit koop. Ek het dit dan in stukke van 38 mm gesny. Dit kan reeds as projektiele gebruik word, maar ek wou 'n skerp punt hê.

Die maklikste manier sou wees om draaibank te gebruik en as u een het, moet u dit beslis gebruik. Ek het egter nie toegang tot draaibank nie. In plaas daarvan het ek besluit om 'n draaibank uit 'n motorboor te maak: D. Ek het die boor aan my werkbank vasgeklem en 'n projektiel in die boorhouers gesteek. Toe neem ek 'n dremel -gereedskap met 'n afgesnyde wiel. Deur die projektiel te draai en dit met die dremel te maal, kon ek enige wenk skep wat ek wou hê. Ek het uiteindelik 8 hiervan gemaak, aangesien ek die een na die ander kan skiet.

Vir die tydskrif het ek tydskrif- en magazine_slider STL -lêers gedruk, wat die maklike deel was, aangesien ons ook 'n veer benodig. Ek het geëksperimenteer met 'n 3D -gedrukte vere, maar dit het nie regtig uitgewerk nie. Ek het uiteindelik 0,8 mm veerdraad (musiekkabel) gekry. Ek draai toe die draad om 'n houtstok van 5,5 x 25 mm (enige soortgelyke grootte sal dit doen). Ek het begin deur die een kant met 'n skroef vas te maak en dit om te draai. Dit verg nogal baie krag. Uiteindelik het ek ongeveer 7-8 lusse gemaak. As u eers die druk loslaat, spring dit uit en lyk baie sleg. Neem net 'n tang en buig dit tot sy finale vorm. Die veer kan dan in die tydskrif geplaas word.

Neem 'n magneet wat ek in die materiaal genoem het, en plak dit op die tydskrif. Daar is 'n spesiale plek daarvoor. As u die tydskrifhouer laat druk, vind u 'n bypassende plek vir 'n ander magneet. U kan dit ook plak, maar maak seker dat u die ooreenstemmende polariteit het. Die twee magnete moet mekaar aantrek as hulle ingeplak word.

Stap 8: Monteer die binnekant

Voordat u die geweer kan probeer, moet u 'n sneller en laaimeganisme hê. So laat ons dit bou. U moet 'n paar dele laat druk. Hulle is almal op die eerste foto. Op hierdie punt moet u hulle net kan vasskroef. Die sneller moet met 'n 2 mm -staaf vasgehou word sodat dit vrylik kan draai. Terwyl ek skakel, gebruik ek die V-102-1C4 mikrogolfoond. Die bedrading daarvoor word eintlik by die bedradingstap genoem, en die skakelaar pas reg in die skakelaarhouer. Gebruik ten minste vyf omtrek as u die greephouer druk, aangesien hierdie dele baie gewig sal moet dra.

As u alles verbind het, kyk of die tydskrif reg pas. Miskien moet u 'n paar gate aanpas. Ek het eintlik net twee skroewe gebruik, aangesien sommige gate af was. Kyk ook of die sneller die mikroskakelaar druk en pas dit indien nodig aan.

Nog 'n onnodige stap sou wees om vat by te voeg. Ek sê onnodig, want die geweer sal goed werk sonder dit. Ek het in elk geval besluit om een te gebruik. Daar is 'n 3D -model genaamd vat. Dit moet in die vaasmodus gedruk word, en omdat dit 'n baie hoë buis is, kan die kwaliteit erger word namate u hoër druk, sodat ek eintlik twee daarvan halfpad gedruk het. Ek het nie eers gate vir die sensors geboor nie, want ek het uitgevind dat dit in elk geval werk, want dit is net 0,4 mm dik, ondanks die feit dat dit in swart kleur gedruk is.

Stap 9: Sagteware en kalibrasie

Laai die.ino -lêers af. Ek gebruik arduino IDE 1.0.5, maar daar behoort ook nie 'n probleem te wees met die nuwer nie. U benodig ook 'n paar biblioteke, maar dit is slegs nodig vir die OLED -skerm. Die biblioteke is Adafruit_SSD1306 en Adafruit_GFX.

Met al die biblioteke moet u die skets kan saamstel en oplaai. Voordat ek met die kalibrasieproses begin, laat ek net verduidelik hoe die kode presies werk. Ons het 6 spoele, as u aan die sneller trek, sal die eerste spoel aanskakel totdat die sensor die projektiel sien. As dit meer as 100 ms neem, neem die stelsel aan dat daar geen projektiel is nie en sal dit ophou om 'n boodskap op die skerm te laat. Hierdie 100 ms kan verander word deur die veranderlike van safeTime (gebruik ons in plaas van ms) in die shoot () -funksie te verander. Slegs die sensor op die eerste spoel word eintlik gebruik (ek het baie verskillende herhalings probeer, en sommige gebruik alles, maar dit werk die beste). Die volgende spoele het almal vasgestel hoe lank dit een na die ander is.

Die tye vir die spoele word bepaal met die skikking wat BaseTime [6] genoem word. Die eerste waarde is altyd nul, aangesien die eerste spoel anders werk en slegs die res gekalibreer moet word. Soos u kan sien, is die laaste twee spoele in my geval ook 0 en dit is omdat ek dit nie gebruik nie, aangesien dit nie werk nie en ek nie die moeite kon doen om dit reg te stel nie: D. U wil almal begin, behalwe die tweede een (soos hierdie: long baseTime [6] = {0, 1000, 0, 0, 0, 0};). U kan dit dan oplaai en probeer vuur. Die laaste twee sensors sal die tyd wat dit geneem het voordat die projektiel geneem het, bereken, daarom kan u die snelheid bereken. Ek stel voor dat u die waarde in die sigblad saam met die baseTime -waarde stoor. Herhaal dit ten minste 5 keer en maak dit gemiddeld vir meer akkurate resultate. U kan dan 500 us byvoeg en weer probeer totdat u die beste spoed kry. As u tevrede is met die een spoel, laat die beste tyd, gaan na die volgende spoel en herhaal die hele proses. Gebruik die coilgun2_calibration.ino -kode wanneer u dit kalibreer, en sodra dit klaar is, moet die waardes na coilgun2.ino gekopieer en opgelaai word.

Stap 10: 3D -drukwerk

Daar is baie lêers wat 3D moet druk, en sommige daarvan is redelik groot. Ek het alles op 'n CR-10 3D-drukker gedruk met 'n groot bouvolume, so as u 'n kleiner drukker het, moet sommige dele moontlik verdeel word. Ek gebruik gewone PLA vir alle onderdele en die drukinstellings moet vir elke onderdeel geoptimaliseer word, so ek het 'n lys saamgestel of 'n onderdeel ondersteuning of ander spesiale instellings benodig. Ek gebruik standaard 3 omtrek, 3 onderste lae en 4 boonste lae by 205 ° C met verhitte bed teen 60 ° C.

Afgesien van die dele binne, het ek ook alles klaargemaak en geverf. Ek wil nie te diep hierop ingaan nie, aangesien daar reeds genoeg tutoriale hieroor is. Ek sou hierdie een voorstel. In 'n neutedop het ek alle oppervlaktes wat met 'n onderlaag toegedien is, geskuur en weer geskuur. Ek het dit 2-3 keer herhaal en dit met verf gesteril en afgewerk met 'n duidelike laag.

Stap 11: Finale vergadering

Voordat alles bymekaargemaak word, is daar min dinge wat ontbreek. Die skakelaars, flitslig, laser, bedrading vir die hoofbattery en LED's wat die binnekant van die geweer verlig. Kom ons begin met die aan/uit -skakelaar wat in serie gekoppel moet word tussen die klein 1 -selbattery en boost -omsetters. Ek is eintlik besig om die penkop op die skakelaar te soldeer, en ek het 'n kabel met 'n gekromde penkop uit die battery, sodat ek dit kan ontkoppel om dit maklik te monteer. Ek sal dieselfde doen vir elke skakelaar.

Ek het ook 'n flitslig aan die voorkant van die geweer, maar u het dit miskien nie, want dit is bedoel vir slegs 'n flitslig wat ek laat lê het. Vir die skematiese het ek pas 'n weerstand vir die LED bygevoeg en dit met 'n ander skakelaar in serie gekoppel. Ek het dieselfde vir die laserdiode herhaal. Dit was eintlik 'n laserwyser wat op 4.5V werk, sodat ek dit op die 5V -lyn met 'n skakelaar in serie verbind het.

Vir die dekoratiewe ligte het ek dit direk aan die 5V -aansluiting gekoppel om die geweer uitmekaar te haal. Twee blou 5 mm -LED's het 'n monteerplek in trigger_cover STL -lêers. Ek het 'n 12k -weerstand vir elkeen gebruik om hulle baie dof te laat gloei. Op die spoelbedekking het ek 6 blou 3 mm LED's bygevoeg om die spoele te verlig. Ek het die in parallel en 22R weerstand gekoppel voordat ek dit aan die 5V -lyn gekoppel het.

Nou het ons nog steeds geen permanente manier om die hoofbatterye aan te sluit nie. Aangesien die een battery in die voorraad is, is die ander in die voorste handvatsel en moet hulle aan die snelvryskakelaar gekoppel word, wat ons nodig het om verskeie verbindings te maak. Ek het 'n diagram verskaf wat presies verduidelik hoe dit gekoppel moet word in plaas daarvan om dit te verduidelik. Gebruik ten minste 14 AWG -draad. Maak ook seker dat u eers die draad deur die handvatsel en voorraad druk voordat dit soldeer, aangesien dit nie later moontlik is nie.

Met alles wat gedoen is, moet die geweer ten volle funksioneer en dit is tyd om dit mooi te laat lyk. Ek gaan nie die samestelling stap vir stap verduidelik nie, soos dit in die video getoon word, of u kan na die 3D -model kyk.