- Mga Materyal na Kinakailangan
- Paano gumagana ang isang Coil Gun?
- Diagram ng Circuit
- Paikot-ikot na Coil
- Paggawa ng Mini Coil Gun
Coil Gun, tulad ng iniisip ng maraming tao (kasama ako) ay hindi lamang isang kasiya-siyang laruan na may tubo at ilang mga coil sa paligid nito na maaaring mag-shoot ng mga projectile sa isang tiyak na distansya. Ang mga siyentista sa Sandia National Laboratories ay naniniwala na ang isang coilgun ay maaaring mabuo para mapabilis ang mga maliit na butil sa isang mas mataas na bilis na sapat na mataas upang makatakas sa gravity ng lupa. Oo, narinig mong tama iyon! Ang coil gun ay maaaring magamit upang maglunsad ng mga satellite sa hinaharap. Marahil ay may mga tao na sumubok nito at mayroon ding kasalukuyang nagtatrabaho nito. Bukod sa mga application ng kalawakan ang militar ay tila interesado din sa isa pang anyo ng Coil Gun na tinawag bilang Rail Gun o Railway Gun na maaaring magpaputok ng mga projectile.
Ang lahat ng ito ay naging interesado ako sa pagbuo ng sarili kong bersyon ng Coil Gun. Gayundin, napakasisiyahan upang maglaro at panoorin ang mga metal na projectile na inilabas ang likaw sa isang pag-click ng isang pindutan. Bago, nagsimula kaming nais kong linawin na ang proyektong ito ay pulos para sa pang-edukasyon na layunin, kaya kung hinahanap mo ang pagbuo ng baril na ito para makatakas sa mapang-api sa iyong high school malamang na dapat mong bisitahin ang isang psychologist. Ang proyekto ay nagsasangkot din ng paglipad na mga piraso ng metal at mataas na boltahe kaya mag-ingat habang nakikipagtulungan. Sinasabi na magsimula na tayo.
Mga Materyal na Kinakailangan
- Copper wire (enamelled)
- IR sensor (Bilis ng pagsukat ng uri)
- IRFZ44N MOSFET
- BC557 PNP Transistor
- 10k at 1K Resistor
- 7805 Regulator
- 0.1uF
- Push Button
- Breadboard
- Pinagmulan ng kuryente (RPS)
- 9V Baterya
Paano gumagana ang isang Coil Gun?
Ang pangunahing prinsipyo sa likod ng isang Coil Gun ay ang isang kasalukuyang nagdadala konduktor na mag-uudyok ng isang magnetic field sa paligid nito, na kung saan ay sinabi ng Faraday. Upang mapabuti ang lakas ng magnetic field na ito ang kasalukuyang nagdadala konduktor ay sugat sa anyo ng isang likid. Ngayon, kapag pinapagana ang coil na ito gumagawa ito ng isang magnetic field sa paligid nito na may sapat na lakas upang makaakit ng mga metal (o iba pang Ferro magnetic) na mga piraso aka projectile dito.
Ang ganitong pag-aayos ay maakit lamang ang projectile papunta dito mula sa isang dulo at kapag umabot ito sa kabilang dulo muli itong maaakit sa loob ng coil at sa gayon ang projectile ay mananatili sa loob ng coil mismo pagkatapos ng kaunting oscillations. Ito ay dahil sa panahon ng proseso ang projectile ay nagiging magnetized at gumaganap bilang isang pang-akit, kaya't hangga't naroroon ang magnetic field ang projectile (magnet) ay may posibilidad na manatili sa loob ng coil lamang. Ngunit ang isang coil gun ay dapat maglunsad ng projectile mula dito, kaya dapat gumamit kami ng sensor upang suriin kung ang projectile ay nakarating sa kabilang dulo ng coil at kapag dapat na patayin ang coil, sa ganitong paraan ang paglalakbay ng projectile ay may parehong bilis at makatakas palabas ng likid.
Maaari itong tunog simple, ngunit ang pagiging kumplikado ay maaaring madagdagan sa pamamagitan ng paggamit ng higit sa isang coil. Sa pamamagitan ng paggamit ng maraming coil ang bilis ng pag-usbong ay maaaring madagdagan habang dumadaan ito sa likid. Ang isa pang mapaghamong gawain ay ang pagkuha ng sapat na kasalukuyang para sa coil. Ang coil ay maaaring ubusin saanman sa pagitan ng 5A hanggang 10A sa 24V batay sa bilang ng mga liko at kapal ng coil. Kaya upang mapagkukunan para sa napakataas na kasalukuyang karamihan sa mga tao ay gumagamit ng isang malaking kapasitor upang harapin ito. Ngunit sa aming tutorial na panatilihing simple ang mga bagay gagawa kami ng isang solong yugto ng coil gun at papangyarin ito sa isang unit ng RPS.
Diagram ng Circuit
Ang kumpletong diagram ng circuit para sa Single Stage Coil Gun na ito ay ipinapakita sa imahe sa ibaba.
Tulad ng nakikita mo ang circuit ay medyo simple. Ang pangunahing sangkap sa circuit ay ang Coil mismo; makikita natin kung paano natin ito binubuo sa susunod na heading. Ang coil ay pinalakas na form ng isang 24V supply boltahe form na aming RPS, ang supply ay kinokontrol (lumipat) sa pamamagitan ng isang N-Channel MSFET IRF544Z. Ang pin ng Gate ng transistor ay hinila pababa sa pamamagitan ng isang 10k risistor (R1) at ang diode D1 ay ginagamit upang lampasan ang pabalik na kasalukuyang kapag ang coil ay naglabas.
Ang MOSFET ay N-channel at samakatuwid ito ay nananatiling naka-patay hanggang sa isang boltahe ng threshold ng gate sa kasong ito 5V ay ibinibigay sa pin ng gate. Ginagawa ito gamit ang isang pindutan ng push kahit na isang transistor ng PNP (BC557), kapag pinindot ang pindutan, ang 5V ay ibinibigay sa Gate pin ng MOSFET at ang coil ay nakabukas. Aakitin nito ang projectile at itutulak ito sa ibang dulo. Sa sandaling maabot ng projectile ang kabilang dulo, ang IR sensormaramdaman ito at magpapadala ng isang 5V signal sa base pin ng PNP transistor sa pamamagitan ng kasalukuyang 1K na limitasyon ng risistor. Bubuksan nito ang transistor at samakatuwid ang 5V sa MOSFET ay ididiskonekta at ang Coil ay papatayin din. Samakatuwid ang projectile ay makakatakas mula sa likid at ilulunsad. Ang 5V upang mapagana ang IR sensor at ma-trigger ang transistor at MOSFET ay kinokontrol ng isang 7805 Voltage regulator IC mula sa isang 9V na baterya.
Paikot-ikot na Coil
Tulad ng sinabi nang mas maaga ang pinakamahalagang sangkap sa circuit na ito ay ang coil. Bago ka magsimula sa paikot-ikot na coil dapat mong magpasya kung ano ang magiging laki ng iyong projectile, sa aking kaso gumagamit ako ng isang screw driver bits bilang mga projectile. Ngunit maaari kang pumili ng anumang may Ferro magnetic na mga katangian. Matapos piliin ang projectile, kailangan naming pumili ng isang hole pipe tulad ng istraktura na kung saan ay sapat lamang upang madulas ang projectile kahit na wala itong alitan. Sinubukan kong gumamit ng isang walang laman na refill pen at ito ay mahusay para sa akin. Maaari kang pumili ng isa batay sa laki ng iyong projectile. Pagkatapos ang haba ng base ng silindro ay maaaring hanggang sa 5cm. Sa wakas ay bumili din ng enamelled wire na tanso ng katamtamang kapal, ang minahan ay 0.8mm makapal.
Matapos tipunin ang lahat ng iyong kinakailangang mga materyales, i-play ang iyong paboritong playlist at simulang ang paikot-ikot na likaw sa tuktok ng iyong silindro na batayan. Siguraduhin na ang paikot-ikot ay hindi natapong isa at hindi madaling maluwag. Matapos ang pagmultahin ang unang layer ng paikot-ikot na maaari mong gamitin ang isang insulation tape (electrical tape) upang ma-secure ito sa lugar at pagkatapos ay simulan ang pakpak sa pangalawang layer sa tuktok nito nang katulad. Tandaan na dapat mong palaging i-wind ang coil sa isang direksyon lamang, kung nagsimula ka mula kaliwa hanggang kanan pagkatapos maabot ang dulo para sa unang layer simulan muli mula kaliwa para sa paikot-ikot na pangalawang layer. Maaari mong ulitin ang hakbang na ito hanggang sa maabot mo ang 5-7 na mga layer. Ginawa ko ang paligid ng 6 na mga layer sa bawat layer na may humigit-kumulang na 60 liko. Ang pag-aayos ng aking coil ay mukhang tulad nito na ipinakita sa larawan sa ibaba.Gumamit ako ng dalawang 3D na naka-print na disk (puting kulay) upang ma-secure ang coil sa lugar na opsyonal sila.
Ang pagtatrabaho sa mga coil ay palaging hamon at kailangang i-wind ito nang tama upang gumana nang maayos, tulad ng sa Tesla Coil Project, maraming tao ang hindi nakakakuha ng tamang output dahil sa hindi tamang paikot-ikot na coil.
Paggawa ng Mini Coil Gun
Matapos maitaguyod ang coil maaari kang magpatuloy sa pagkonekta nito sa natitirang circuit ng coil gun. Tandaan na ang coil ay maaaring ubusin ng mataas na 5A at samakatuwid ang bahagi ng coil ay hindi maaaring itayo sa isang breadboard dahil ang mga breadboard ay karaniwang na-rate lamang sa 500mA. Kaya maaari mong buuin ang kumpletong circuit sa isang perf board sa pamamagitan ng paghihinang ng mga sangkap o sundin ang isang krudo na paraan ng paghihinang nang diretso sa mga linya ng kuryente kahit na isang breadboard na nagawa ko tulad ng ipinakita sa larawan sa ibaba.
Tulad ng nakikita mo ang Coil ay pinalakas ng mga clip ng Regulated Power Supply (mga clip ng buaya) sa pamamagitan ng isang mosfet na ang mga pin ay direktang na-solder sa mga wire. Ang pin ng gate ng mosfet ay nangangailangan lamang ng 5V at samakatuwid ay dadalhin ito sa breadboard kung saan ang natitirang circuit kabilang ang voltage regulator, transistor at switch ay binuo. Ang breadboard ay pinalakas ng 9V na baterya kahit na ang mga clip ng baterya.
Upang masubukan ang proyekto ng coil gun ilagay lamang ang piraso ng metal sa loob ng coil at pindutin ang pindutan sa breadboard. Dapat nitong ilunsad ang puntero sa labas ng likid. Siguraduhin din na huwag pindutin nang tuloy-tuloy ang pindutan dahil magpapalakas muli sa likaw pagkatapos na mailunsad ang projectile at maaaring permanenteng makapinsala sa coil. Ang kumpletong pagtatrabaho ng proyekto ay matatagpuan sa video.
Inaasahan mong mabuo mo ang proyekto at gagamitin ito. Kung mayroon kang anumang mga katanungan maaari mong iwanan ang mga ito sa seksyon ng komento sa ibaba o i-post ang mga ito sa aming mga forum para sa iba pang mga teknikal na katanungan.