Kütləvi Kondansatörler Olmayan Coilgun. Bitirdi: 11 addım

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:48

Təxminən altı ay əvvəl, taxtaya çörək taxtası yapışdırılmış sadə orijinal tüfəng qurdum (orijinal layihə). Əyləncəli və işlək idi amma bitirmək istədim. Nəhayət etdim. Bu dəfə iki əvəzinə altı rulon istifadə edirəm və ona futuristik bir görünüş vermək üçün ətrafımda 3D çaplı qutu hazırladım.

Videonu da çəkmişəm ki, onu görmək istəsəniz:)

Video

Addım 1: Alətlər və materiallar

Alətlərdən başlayaq.

• 3D printer
• qazma
• Dremel
• əl mişarı
• isti yapışqan silahı
• M3 vurun
• lehimleme dəmir

Materiallar:

• 3D printer üçün filament (müntəzəm PLA istifadə etdim)
• STL fayllarım burada
• 40 x 10 x 2 mm L formalı alüminium profil
• M3 aparatı
• maqnit disklər 8x1.5mm keçid

elektronika:

• arduino nano
• 2x 1400mAh 11.1V 3S 65C Lipo batareya bağlantısı
• 1200mAh 1s Lipo batareya bunu edərdi
• 2 dəfə artırıcı çeviricilər (XL6009 istifadə edirəm)
• OLED ekran.96 '' 128x64 i2c SSD1306 keçidi
• AA fənəri (isteğe bağlı)
• lazer diod (isteğe bağlı)
• V-102-1C4 tetiği üçün mikro açar
• 3x keçid açarları MTS-102 SPDT
• XT-60 bağlayıcıları (5x dişi, 3x kişi)

Lövhələr:

• 6x MIC4422YN
• 6x IRF3205 + heastsinks (mənimki RAD-DY-GF/3)
• 24x 1n4007
• 6x10k rezistorlar
• 6x 100nF kondansatörler
• 6x 100uf kondansatörler

Davam edərkən bəzilərini qıra biləcəyiniz üçün bunlardan daha çox tutmağı təklif edərdim. Xüsusilə MOSFET -lər. Onlardan təxminən 20 -ni istifadə edərək bitirdim.

Bobinləri yaratmaq üçün də bir şeyə ehtiyacınız olacaq, amma əvvəlki təlimatda olduğu kimi eyni rulonlardan istifadə edirəm, oraya gedin və bunun üçün yalnız 0.8 mm emaye mis tel, infraqırmızı LED və fototransistor + hamısı izah olunan bəzi rezistorlara ehtiyacınız var. digər dərslikdə.

Addım 2: Çərçivə

Silahın hamısı alüminium çərçivə ətrafında qurulub. Alüminium çərçivə ilə getməyə qərar verdim, çünki yüngül, möhkəm, alüminium profilləri əldə etmək asandır və olduqca ucuzdur. Bunun üzərinə işləyərkən ümumi əl alətlərindən istifadə edə bilərsiniz. İstifadə etdiyim profil 40 x 10 x 2 mm və 1 metr uzunluğundadır. İki fərqli parçaya kəsmək lazımdır. Birinin uzunluğu 320 mm, digərinin uzunluğu 110 mm -dir. Onları kəsmək üçün əl maşını istifadə etdim.

Daha uzun parça hər şeyi tutacaq, kiçik hissəsi isə yalnız qolu olacaq. İndi bir ton delik açmaq və bir neçə kəsik etmək vaxtıdır. Hansı və necə kəsilməli olduğunu göstərən iki şəkil əlavə etdim. Ölçüləri olmayan şəkilin qırmızı nöqtələri var. Bunların 4 mm qazma ilə qazılması nəzərdə tutulur. Qırmızı nöqtələr olmayan çalma delikləri 2,5 mm matkapla qazılmalı və M3 kranı ilə vurulmalıdır.

Qısa parça daha asandır. Bunun şəkli də var. Şəkillərə aydınlıq gətirmək istəyirəm ki, eni 40 mm olan təyyarə. 10 mm -lik divar yuxarıda göstərilən təyyarənin altında olacaq, buna görə də görünmür. Bu diaqramların hər üçünə aiddir. Dediyim kimi, bunun təxminən çox dəliyi yoxdur, ancaq alüminium profil çox genişdir. Beləliklə, diaqramda göstərildiyi kimi hər tərəfi daraltmaq lazımdır.

Əsas çərçivə hələ də kabel çəkmək üçün bir neçə çuxura ehtiyac duyacaq. Daha sonra əlavə oluna bilər, ancaq istəsən indi qaza bilərsən, ancaq tam olaraq hara qoyacağını bilmək çətin ola bilər. Kablolama bölməsində bu barədə daha çox.

Addım 3: Bobinlər

Bobinlər olmasa, tüfəng olmazdı, elə deyilmi? İstifadə etdiyim bobinlər 3D çaplı bir bazaya əllə sarılır. İlk tüfəngimdə yaratdıqlarımla eynidirlər. Bu təlimatlara əməl etməyi məsləhət görürəm. Burada tapa bilərsiniz.

Yeganə fərq, son bobinin hər iki tərəfində infraqırmızı sensorlar olduğu üçün fərqli 3D çap əsasına sahib olmasıdır. Sensorlar da eynidir, amma bir az səliqəli naqillər var. Bu nöqtədə IR sensorlarını yerinə qoya bilərsiniz, ancaq güc və siqnal tellərindən narahat olmayın.

Bütün 6 bobini bitirdikdən sonra əsas çərçivəyə quraşdırılmalıdır. Əslində onları yerindəcə vidalaşdırmaqdır. Həm də bu anda rulonlarda işləyən bir borum var, ancaq hər şeyin hizalandığından əmin olmaq üçün onu oradan çıxaracağam. Çuxurlarınızın nə qədər dəqiq olduğuna bağlı olaraq, hər bir bobin üçün mümkün qədər düz olduğundan əmin olmaq üçün yalnız iki və ya üç vida ilə vidalamaq istəyə bilərsiniz.

Addım 4: Sürücü dövrələri

Növbəti addım bobinləri dəyişdirən elektronika yaratmaqdır. Bobinlərin üstündə oturacağı üçün və bunun ayrılmaz bir parçası olduğu üçün indi onu yaratmaq üçün yaxşı vaxtdır. Dizaynı əvvəlkindən çox fərqlidir, çünki bəzi qüsurları var idi. Kommutasiya MOSFET hələ də IRF3205 -dir, lakin bu dəfə xüsusi qapı sürücüsü olan MIC4422YN ilə qapını idarə edirik. Sxemdə olan bir neçə passiv komponent də var.

İstifadə etdiyim lövhə faylı da daxil olmaqla Eagle sənədlərini təqdim edirəm. Əlbəttə ki, PCB -ni özünüz etmək məcburiyyətində deyilsiniz. Peşəkar istehsalçıya göndərə bilərsiniz və ya onu əvvəlcədən lövhədə düzəltməyi təklif edərdim. Həqiqətən yalnız altı komponentdən ibarətdir. Ən böyük hissəsi, mənim vəziyyətimdə tamamilə aşan soyuducudur. MOSFET -lərin ümumiyyətlə istiləşmədiyini gördüm. Bir neçə saniyə işləyən bobinim vardı və artıq yanırdı və MOSFET sadəcə toxunmaq üçün isti idi, amma hətta isti olmağa belə yaxın deyildi. Həqiqətən kiçik bir soyuducu təklif edərdim, ya da yəqin ki, onsuz da edə bilərsiniz. İstifadə edəcəyiniz soyuducu nə olursa olsun, çərçivəni bir çərçivə kimi istifadə etməyin, çünki bütün MOSFET -lərin drenajlarını birləşdirəcəksiniz.

Sürücüləri tamamladıqdan sonra onları rulonlara bağlayın və flyback diodları əlavə edin! Bunu da unutmayın, çünki rulonlarınızı da yandıra bilərsiniz: D. Flyback diod, söndürüldükdə bir bobinin içərisində yaranan yüksək gərginliyi sıxır. Flyback diodunun bobinlərin terminallarına əks istiqamətdə bağlanması lazımdır, yəni bobinin batareyanın müsbət terminalına bağlandığı nöqtədə, diodun katot (mənfi) terminali bağlanacaq və əksinə. Mən 1N4007 istifadə edirəm, amma cərəyanı idarə edə bilməyəcəyi üçün bir deyil, buna görə onlardan dördünə paralel olaraq bağlanmışam. Bu dörd diod daha sonra birbaşa bobin telində bobinə bağlanır. Bu teldə lehimləmək üçün bəzi örtükləri cızmaq lazımdır.

Zəhmət olmasa bəzi fotoşəkillərin fərqli komponentlərə sahib ola bilməyəcəyini unutmayın. Yeniləndikcə sxemlərə əməl etməyinizə əmin olun. Çəkilişlərin bir qismi prototipin erkən mərhələsində çəkilib.

Addım 5: Kabel çəkmə

Silahın qarışıq hala gəldiyi yer budur. Mənim kimi səliqəli hala gətirməyə cəhd edə bilərsiniz, amma hər halda qarışıq olacaq: D. Nəyin harada bağlanması lazım olduğunu göstərən bir sxem var. Bobin0, mərminin daxil olduğu ilk bobin hesab olunur. Eyni şey sensorlar üçün də keçərlidir.

Düz bir kabel istifadə edirəm və eyni şeyi etməyinizi təklif edərdim. Arduino -nu qapı sürücülərinə bağlayaraq başladım. Arduino, asan proqramlaşdırma üçün USB portu xaricə baxan silahın ən ön tərəfində yerləşir. Daha sonra hər şeyi bir -birinə bağlamaq və hər tel üçün düzgün uzunluğu gözdən keçirmək vacib idi.

IR sensorlar üçün, telləri yönləndirəcəyim çərçivədə, həqiqətən dəlik açmışam. Siqnal tellərini hər sensora bağlayaraq başladım. Düz kabel istifadə etdim və həqiqətən də səliqəli görünürdü. Yalnız aşağı enəndə elektrik xətlərini bağlamağa başladım. Bütün açılışlarda iki möhkəm nüvəli tel çəkdim. Biri 5V, digəri 0V üçün. Sonra bu tellərdən hər bir sensora əlaqə qurdum. Xüsusilə açıq telin hamısını elektrik lenti ilə yapışdırdıqdan sonra əsəbi görünməyə başladığı yer budur.

İndiyə qədər etdiyimiz bütün əlaqələr aşağı cərəyanı idarə edəcək, ancaq indi bobinlər və MOSFET -lər üçün elektrik xətlərini birləşdirmə vaxtıdır. Olduqca elastik olan 14 AWG silikon teldən istifadə edirəm. Həm də qalın bir lehim aldığınızdan əmin olun, çünki ona çox ehtiyacınız olacaq. Yalnız bütün müsbət terminalları bir -birinə bağlayacağıq və mənfi terminallarla da eyni şeyi edəcəyik. Mənim etdiyim kimi eyni PCB istifadə edirsinizsə, yastiqciqlar rulonların üstünə qoyulmalıdır. Yüksək cərəyanı idarə edəcək dövrə lövhələrinin izlərinə çoxlu lehim qoymağı da təklif edərdim.

Addım 6: Güc Supllies

Güc çeviricilərinizi götürün və gəlin bu bala qaçsın. XL6009 istifadə edirəm, amma həqiqətən hər hansı bir addım çevirici. Fənər və lazer də daxil olmaqla 500mA -dan çox çəkməyəcəyik. Bir çeviricinin 12V -ə, digərinin isə 5V -ə təyin edilməsi lazımdır. Arduino və çeviricilər arasında batareya üçün bir az boşluq qoyaraq onları şəkildə göstərildiyi kimi yerləşdirirəm. Hər iki çeviricinin girişləri batareyaya qoşulmalıdır.

Sonra bütün əsasları bir -birinə bağlamalıyıq. İki çeviricinin artıq əlaqəli əsasları var, buna görə də onları sürücü PCB -lərində işləyən qalın qara tel olan əsas 6 hüceyrəli batareya ilə birləşdirin.

İndi bir çeviricinin çıxışından gələn 5V, artıq çalışdığımız 5V ilə arduino, sensorlar və digər hər şeyə qoşulmalıdır. Digər çeviricinin 12V çıxışı MOSFET sürücülərinə qoşulmalıdır. Birincisinə bağladım və sonra papatya hamısını bir -birinə bağladı.

İndi tək hüceyrəli bir batareya bağladığınızda arduino yanıb -sönməyə başlamalı və silah hazır olmalıdır, ancaq batareyanı bağlamadan əvvəl bütün əlaqələrinizi iki dəfə yoxlayın, çünki mənim vəziyyətimdə ilk cəhddə bir şey partlayır.

Addım 7: Mərmilər və Jurnal

Mərmilər olaraq uzunluğu 8 mm olan polad çubuq almışam. Satın almadan əvvəl maqnit olduğundan əmin olun. Sonra 38 mm uzunluğunda parçalara kəsdim. Bunlar artıq mərmi kimi istifadə edilə bilərdi, amma kəskin bir ipucu istədim.

Torna istifadə etmək ən asan yoldur və əgər varsa mütləq istifadə edin. Lakin mənim torna üçün çıxışım yoxdur. Bunun əvəzinə bir elektrikli matkapdan torna düzəltmək qərarına gəldim: D. Mənzili tezgahıma bağladım və mandatlara bir mərmi qoydum. Sonra kəsilmiş təkərli dremel aləti götürdüm. Mərmi fırladaraq dremel ilə üyüdərək istədiyim hər hansı bir ucu yarada bildim. Bir -birinin ardınca çəkə biləcəyim üçün bunlardan 8 -ini bitirdim.

Jurnal üçün jurnala və jurnal_slider STL fayllarını çap etdim ki, bu da bizə lazım olan bir yaydır. 3D çaplı yaylarla təcrübə aparırdım, amma nəticə vermədi. 0.8 mm yay telini (musiqi teli) almağı bitirdim. Daha sonra bu teli 5.5mm x 25mm olan taxta çubuqla sardım (hər hansı bir bənzər ölçüdə olacaq). Bir ucunu vida ilə bağlayaraq ətrafına sarımaqla başladım. Olduqca çox güc tələb edir. Təxminən 7-8 döngə düzəltdim. Təzyiqi sərbəst buraxdıqdan sonra çıxacaq və çox pis görünəcək. Kəlbətin götürün və son halına gətirin. Sonra yay jurnala daxil edilə bilər.

Bunu etdikdən sonra materiallarda qeyd etdiyim bir maqnit götürün və jurnalın üstünə yapışdırın. Bunun üçün xüsusi bir yer var. Jurnal sahibi varsa, başqa bir maqnit üçün uyğun bir yer tapa bilərsiniz. Bunu yapışdıra bilərsiniz, eyni zamanda uyğun polariteye malik olduğunuzdan əmin olun. İki maqnit yapışdırıldıqda bir -birini cəlb etməlidir.

Addım 8: Daxili hissələrin yığılması

Silahı sınamadan əvvəl bir tətik və yükləmə mexanizminə sahib olmalısınız. Gəlin bunu quraq. Bir neçə hissəni çap etməlisiniz. Hamısı birinci şəkildə göstərilmişdir. Bu nöqtədə onları yerində vida etməyi bacarmalısınız. Tətik sərbəst dönə bilməsi üçün 2 mm çubuqla tutulmalıdır. Mən keçərkən V-102-1C4 mikrodalğasından istifadə edirəm. Bunun üçün naqillərin çəkilməsi əslində məftil mərhələsində qeyd olunur və keçid açar tutucusuna tam oturacaq. Dəstəyi çap edərkən ən azı beş perimetrdən istifadə edin, çünki bu hissələr kifayət qədər ağırlıq saxlamalıdır.

Hər şeyi bağladıqdan sonra jurnalın uyğun olub olmadığını yoxlayın. Bəzi delikləri düzəltmək lazım ola bilər. Bəzi deşiklər bağlandığı üçün əslində yalnız iki vida istifadə edərək sona çatdım. Həm də tətikin mikro açarı itələdiyini yoxlayın və lazım olduqda tənzimləyin.

Başqa bir lazımsız addım barel əlavə etməkdir. Lazımsız deyirəm, çünki silah onsuz da yaxşı işləyəcək. Hər halda birini istifadə etməyə qərar verdim. Barrel adlı 3D model var. Vazo rejimi ilə çap olunmalıdır və həqiqətən yüksək bir boru olduğundan, daha yüksək çap etdikcə keyfiyyət daha da pisləşə bilər, buna görə də ikisini yarıya qədər çap etdim. Qara rəngdə çap olunmasına baxmayaraq yalnız 0.4 mm qalınlığında olduğu üçün hər halda işlədiklərini bildiyim üçün sensorlar üçün heç bir delik açmadım.

Addım 9: Proqram təminatı və kalibrləmə

Davam edin və.ino fayllarını yükləyin. Arduino IDE 1.0.5 istifadə edirəm, amma yenisi ilə də problem olmamalıdır. Bir neçə kitabxanaya da ehtiyacınız olacaq, ancaq bunlar yalnız OLED ekranı üçün lazımdır. Kitabxanalar Adafruit_SSD1306 və Adafruit_GFX -dir.

Bütün kitabxanalarla birlikdə eskizi tərtib edib yükləməyi bacarmalısınız. Kalibrləmə prosesinə girməzdən əvvəl kodun tam olaraq necə işlədiyini izah etməyimə icazə verin. 6 bobinimiz var, tətiyi çəkdiyiniz zaman sensoru mərmi görənə qədər ilk bobin açılacaq. 100 ms -dən çox sürərsə, sistem heç bir mərmi olmadığını düşünür və ekranda bir mesaj buraxmağı dayandıracaq. Bu 100 ms, shoot () funksiyasında safeTime dəyişənini (ms yerinə bizi istifadə edir) dəyişdirilərək dəyişdirilə bilər. Əslində yalnız ilk bobindəki sensor istifadə olunur (bir çox fərqli təkrarlamalar sınamışam və bəziləri hamısını istifadə edir, amma bu ən yaxşı işləyir). Aşağıdakı bobinlərin hamısı bir -birinin ardınca nə qədər vaxt keçdiklərini təyin etdilər.

Bobinlərin vaxtları baseTime [6] adlı bir sıra ilə təyin olunur. İlk bobin fərqli işlədiyi üçün ilk dəyər həmişə sıfırdır və yalnız qalan hissənin kalibrlənməsi lazımdır. Gördüyünüz kimi, mənim vəziyyətimdəki son iki bobin də 0 -dır və buna görə də işləmir və istifadə etmədiyim üçün onları düzəltməkdən narahat ola bilmirəm: D. İkincisi istisna olmaqla hamısını sıfırlamaqla başlamaq istəyirsən (məsələn: long baseTime [6] = {0, 1000, 0, 0, 0, 0};). Sonra yükləyə və atəş açmağa cəhd edə bilərsiniz. Son iki sensör, mərminin hərəkət etmə müddətini hesablayacaq, buna görə də sürəti hesablaya bilərsiniz. Dəyəri elektron tabloda baseTime dəyəri ilə birlikdə saxlamağı təklif edərdim. Ən azı 5 dəfə təkrarlayın və daha dəqiq nəticələr əldə etmək üçün orta hesablayın. Daha sonra 500us əlavə edə və mümkün olan ən yaxşı sürəti əldə edənə qədər yenidən cəhd edə bilərsiniz. Bir bobindən razı qaldıqdan sonra ən yaxşı vaxt təyin edin və növbəti bobinə keçin və bütün prosesi təkrarlayın. Kalibr edərkən coilgun2_calibration.ino kodunu istifadə edin və bir dəfə etdikdən sonra dəyərlərin coilgun2.ino'ya kopyalanması və yüklənməsi lazımdır.

Addım 10: 3D çap

3D çap edilməli olan bir çox fayl var və bəziləri olduqca böyükdür. Hər şeyi çox böyük həcmdə olan CR-10 3D printerdə çap edirdim, buna görə də kiçik bir printeriniz varsa bəzi hissələri bölmək lazım ola bilər. Bütün hissələr üçün müntəzəm PLA istifadə edirdim və çap parametrləri hər bir hissə üçün optimallaşdırılmalıdır, buna görə bir hissənin dəstəyə ehtiyacı olub olmadığını və ya başqa xüsusi parametrlərə ehtiyac duyduğumun siyahısını tərtib etdim. Varsayılan olaraq, 205 ° C -də 3 perimetr, 3 alt qat və 4 üst təbəqə 60 ° C -də qızdırılan yataq istifadə edirdim.

İçindəki hissələrdən başqa hər şeyi bitirdim və boyadım. Bu mövzuda çox dərinə getmək istəmirəm, çünki bununla bağlı kifayət qədər dərslər var. Mən bunu təklif edərdim. Bir sözlə, bütün səthləri astarla yenidən zımparaladım. Bunu 2-3 dəfə təkrarladım və boya ilə sürtdüm və şəffaf bir palto ilə bitirdim.

Addım 11: Son Quraşdırma

Hər şeyi bir araya gətirməzdən əvvəl çox az şey var. Açar, fənər, lazer, əsas batareyanın naqilləri və silahın içini işıqlandıran LED -lər. Kiçik 1 hüceyrəli batareya və gücləndirici çeviricilər arasında ardıcıl olaraq bağlanması lazım olan açma/söndürmə açarından başlayaq. Əslində açarda pin başlığını və batareyadan bükülmüş pin başlığı ilə işləyən kabeli lehimləyirəm, buna görə asanlıqla montaj etmək üçün ayıra bilərəm. Hər keçid üçün eyni şeyi edəcəyəm.

Silahın ön tərəfində fənərim də var, amma ətrafımda düzəltdiyim bəzi fənərlər üçün nəzərdə tutulduğu kimi ola bilməz. Sxematik olaraq, LED üçün rezistor əlavə etdim və başqa bir açarla ardıcıl olaraq batareyaya bağladım. Eyni şeyi lazer diodu üçün də təkrar etdim. Əslində, 4.5V -da işləyən lazer göstəricisi idi, buna görə də onu 5V xəttinə seriyalı keçidlə bağladım.

Silahın sökülə bilməsi üçün dekorativ işıqlar üçün bunları birbaşa 5V xəttinə birləşdirən bağlayıcıya bağladım. İki mavi 5 mm LED -in trigger_cover STL fayllarında montaj nöqtəsi var. Onları çox qaralmaq üçün hər biri üçün 12k rezistor istifadə etdim. Bobin qapağına, bobinləri işıqlandırmaq üçün 6 ədəd mavi 3mm LED əlavə etdim. 5V xəttinə bağlamadan əvvəl paralel olaraq bağladım və 22R müqavimətini əlavə etdim.

İndi əsas batareyaları bağlamaq üçün hələ də daimi bir yolumuz yoxdur. Bir batareya anbarda yerləşdiyindən, digəri ön tutacaqdadır və bir neçə əlaqə qurmağımız lazım olan sürətli açar düyməsinə qoşulmalıdır. Bunu izah etmək əvəzinə necə bağlanması lazım olduğunu izah edən bir diaqram təqdim etdim. Ən azı 14 AWG teli istifadə edin, bundan sonra mümkün olmayacaq, çünki lehimdən əvvəl əvvəlcə telin sapı və hissəsini itələdiyinizə əmin olun.

Bütün bunları etdikdən sonra silah tam işlək vəziyyətdə olmalıdır və onu gözəl göstərməyin vaxtıdır. Videoda göstərildiyi kimi montajı addım -addım izah etməyəcəyəm və ya 3D modelinə baxa bilərsiniz.