Массалык конденсаторлорсуз Coilgun. Бүткөн: 11 кадам

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:42

Болжол менен алты ай мурун мен тактанын үстүнө скотч коюлган жөнөкөй казанды курдум (оригиналдуу долбоор). Бул кызыктуу жана функционалдуу болду, бирок мен аны бүтүргүм келди. Ошентип, акыры кылдым. Бул жолу мен экөөнүн ордуна алты катушка колдонуп жатам жана мен футуристтик көрүнүш берүү үчүн тегерете 3D басып чыгарылган корпусту иштеп чыктым.

Мен дагы видеону тарттым, эгер сиз аны иш жүзүндө көргүңүз келсе:)

Видео

1 -кадам: Куралдар жана материалдар

Келгиле, куралдар менен баштайлы.

• 3D принтер
• бургулоо
• Dremel
• кол араа
• ысык желим курал
• M3 таптоо
• кандооч

Материалдар:

• 3D принтер үчүн жип (мен кадимки PLA колдонгон)
• менин STL файлдарым бул жерде
• 40 x 10 x 2mm L формасындагы алюминий профили
• M3 жабдыктары
• магнит дисктери 8x1.5mm шилтеме

электроника:

• arduino nano
• 2x 1400mAh 11.1V 3S 65C Lipo батарейкасына шилтеме
• 1200mAh 1s Lipo батарейкасы
• 2x конвертерлер (мен XL6009 колдонуп жатам)
• OLED экраны.96 '' 128x64 i2c SSD1306 шилтемеси
• AA кол чырагы (милдеттүү эмес)
• лазер диод (милдеттүү эмес)
• V-102-1C4 триггери үчүн микро өтмөк
• 3x которгучтар MTS-102 SPDT
• XT-60 бириктиргичтери (5x аял, 3x эркек)

Тактайлар:

• 6x MIC4422YN
• 6x IRF3205 + heastsinks (меники RAD-DY-GF/3)
• 24x 1n4007
• 6x 10k каршылыгы
• 6x 100nF конденсаторлор
• 6x 100uf конденсаторлор

Мен буларды көбүрөөк тартууну сунуштайм, анткени сиз прогресстин бир бөлүгүн бузушуңуз мүмкүн. Өзгөчө MOSFETs. Мен анын 20дайын колдонуп бүттүм.

Катушкаларды түзүү үчүн сизге дагы нерселер керек болот, бирок мен мурунку окуу куралындагыдай катуштарды колдонуп жатам, андыктан ал жакка барыңыз жана бул үчүн сизге болгону 0.8мм эмальданган жез зым, инфракызыл диод жана фототранзистор + кээ бир резисторлор түшүндүрүлөт. башка окуу куралында.

2 -кадам: кадр

Бардык курал алюминий алкактын айланасында курулган. Мен алюминий алкак менен барууну чечтим, анткени ал жеңил, бышык, алюминий профилдерди алуу оңой жана бир топ арзан. Анын үстүнө алар менен иштөөдө жалпы кол куралдарын колдоно аласыз. Мен колдонгон профиль 40 x 10 x 2 мм жана узундугу 1 метр. Аны эки башка бөлүккө бөлүү керек. Бири 320 мм, экинчиси 110 мм. Мен аларды кесүү үчүн кол менен колдонгом.

Узунураак дээрлик бардыгын кармап турат, ал эми кичирээкинде туткасы болот. Эми бир тонна тешиктерди бургулап, бир нече оюктарды жасоого убакыт келди. Мен эмнелерди жана кантип кесүү керек экенин көрсөткөн эки сүрөттү коштум. Өлчөмү жок сүрөттө кызыл чекиттер бар, кээ бир тешиктер. Алар 4 мм бургу менен бургуланышы керек. Кызыл чекитсиз реминг тешиктерин 2,5 мм бургу менен тешип, М3 краны менен таптоо керек.

Кыска бөлүгү кыйла оңой. Анын сүрөтү дагы бар. Мен жөн гана сүрөттөрдүн эң кеңири 40 мм учагын көрсөткөнүн тактагым келет. 10 мм дубал үстү жагында көрсөтүлгөн учактын астында болмок, ошондуктан аны көрүү мүмкүн эмес. Бул ошол 3 диаграмманын баарына тиешелүү. Мен айткандай, бул жерде анча көп тешик жок, бирок алюминий профили өтө кенен. Ошентип, ал диаграммада көрсөтүлгөндөй бүт тарапка тарылышы керек.

Негизги рамкага зым үчүн дагы бир нече тешик керек болот. Аларды кийинчерээк кошсо болот, бирок эгер кааласаңыз, азыр бургулай аласыз, бирок аларды так кайда коюу керек экенин билүү кыйын болушу мүмкүн. Бул тууралуу кененирээк зым бөлүмүндө.

3 -кадам: Катушкалар

Катушкалар болбосо, бул гильза болмок эмес, туурабы? Мен колдонгон катушкалар 3D басылган базага кол менен жараланган. Алар менин биринчи куралда жаратканым менен окшош. Мен ошол көрсөтмөлөрдү аткарууну сунуштайм. Бул жерден таба аласыз.

Бир гана айырмачылык, акыркы катушкада ар кандай 3D басылган база бар, анткени анын эки жагында инфракызыл сенсорлор бар. Сенсорлор да окшош, бирок бир аз тыкан зым бар. Бул жерде сиз IR сенсорлорун ордуна койсоңуз болот, бирок электр жана сигнал зымдары жөнүндө кабатыр болбоңуз.

6 катушканы бүтүргөндөн кийин, аларды негизги алкакка орнотуу керек. Бул чынында эле аларды ордуна келтирүү. Ошондой эле менде азыр катушкаларда түтүк иштеп жатат, бирок кийинчерээк алып салам, баары тегизделгенине ынануу үчүн. Тешиктериңиздин канчалык так экенине жараша, алар мүмкүн болушунча түз экенине ынануу үчүн ар бир катушка эки же үч бураманы сайгыңыз келиши мүмкүн.

4 -кадам: Айдоочу микросхемалары

Кийинки кадам - катушкаларды алмаштыруучу электрониканы түзүү. Азыр аны түзүү үчүн жакшы убакыт, анткени ал катушкада отурат жана бул алардын маанилүү бөлүгү. Дизайн мурункусунан таптакыр айырмаланат, анткени кээ бир кемчиликтери болгон. Коммутатордук MOSFET дагы эле IRF3205, бирок биз бул жолу дарбазаны MIC4422YN менен айдап жатабыз, бул атайын дарбазанын драйвери. Схемада бир нече пассивдүү компоненттер бар.

Мен ошондой эле Eagle файлдарын, анын ичинде мен колдонгон такта файлын камсыздап жатам. Албетте, өзүңүздүн ПХБны жасоонун кажети жок. Сиз аны профессионалдуу өндүрүүчүгө жөнөтө аласыз же мен жөн эле аны алдын ала тактада жасоону сунуштаар элем. Бул чынында эле алты компонент. Эң чоң бөлүгү - бул радиатор, ал менин ишимде толугу менен ашыкча болгон. Мен MOSFETs таптакыр жылуу эмес экенин байкадым. Менде бир нече секунданын ичинде спираль иштеп жатты, ал күйүп кетти жана MOSFET тийүү үчүн жылуу, бирок ысык болууга жакын эмес болчу. Мен чындыгында кичинекей муздаткычты сунуштайт элем, балким, анысыз деле жасай аласыз. Кандай гана радиатор колдонбосун, кадрды бир катары колдонбоңуз, анткени сиз бардык MOSFET дренаждарын бириктиресиз.

Драйверлерди бүтүргөндөн кийин, аларды катушкаларга туташтырып, диекоддорду кошуңуз !! Муну унутпаңыз, анткени сиз катушкаңызды өрттөп жиберишиңиз мүмкүн: D. Flyback диоду өчүрүлгөндө катушканын ичинде пайда болгон жогорку чыңалууну кысат. Flyback диодун катушкалардын терминалдарына карама -каршы багытта туташтыруу керек, бул катушка батарейканын оң терминалына туташкан жерде диоддун катоддук (терс) терминалы туташкан болот жана тескерисинче. Мен 1N4007 колдонуп жатам, бирок бирөө эле эмес, анткени ал токту башкара албайт, андыктан алардын төртөө параллель туташкан. Бул төрт диод кийин катушка түздөн -түз катушка зымына туташат. Бул зымга ширетүү үчүн кээ бир жабууну кырып салышыңыз керек болот.

Сураныч, кээ бир сүрөттөрдө резисторлордун башка компоненттери жана башкалар жок болушу мүмкүн экенин эстен чыгарбаңыз. Схемаларды такташыңыз керек. Кээ бир кадрлар алгачкы прототипдөө стадиясында жасалган.

5 -кадам: Кабелдөө

Бул мылтыктын башаламан болуп калган бөлүгү. Сиз муну мен сыяктуу тыкан кылып жасоого аракет кылсаңыз болот, бирок баары бир башаламан болуп калат: D. Кайсы жерде туташуу керек экенин көрсөтүүчү схема бар. Coil0 снаряд кирген биринчи катушка болуп эсептелет. Ошол эле сенсорлорго да тиешелүү.

Мен жалпак кабелди колдонуп жатам жана сизге да ушундай кылууну сунуштайт элем. Мен ардуинону дарбазанын айдоочуларына туташтыруудан баштадым. Ардуино тапанчанын эң алдыңкы жагында жайгашкан, USB порту сыртка карап, оңой программалоо үчүн. Кийинки нерсе, бардыгын бириктирип, ар бир зымдын туура узундугун кароо болчу.

IR сенсорлору үчүн мен чындыгында зымдарды өткөрө турган рамка аркылуу тешиктерди бургам. Мен сигнал зымдарын ар бир сенсорго туташтыруу менен баштадым. Мен дагы бир жолу жалпак кабелди колдондум жана чынында тыкан көрүндү. Качан гана мен ылдый карай электр линияларын туташтыра баштагам. Мен бардык тешиктер боюнча эки катуу өзөктүк зымды өткөрдүм. Бири 5В үчүн, экинчиси 0В үчүн. Андан кийин мен бул зымдардан ар бир сенсорго туташтым. Бул, айрыкча ачык зымдын бардыгын электр лента менен чаптагандан кийин, чынында эле бүдөмүк көрүнө баштайт.

Биз буга чейин жасаган бардык байланыштар аз токту иштетет, бирок азыр катушкалар менен MOSFETs үчүн электр линияларын туташтырууга убакыт келди. Мен абдан ийкемдүү 14 AWG силикон зымын колдонуп жатам. Ошондой эле калыңыраак ширеткениңизди текшериңиз, анткени ага бир аз керек болот. Биз жөн гана бардык оң терминалдарды бириктирип, терс терминалдар менен ушундай кылабыз. Эгерде сиз мен сыяктуу эле ПХБны колдонуп жатсаңыз, анда прокладкалар катушкалардын үстүндө ачык болушу керек. Мен ошондой эле чоң токту башкара турган микросхемалардын тректерине чоң көлөмдөгү ширетүүнү коюуну сунуштаар элем.

6 -кадам: Power Supllies

Күчөткүчтөрүңүздү алыңыз жана бул күчүктү иштетип көрөлү. Мен XL6009 колдонуп жатам, бирок чындыгында конвертерлердин жогорулашы. Биз 500 мАдан ашык тартпайбыз, бул фонарик менен лазерди камтыйт. Бир алмаштыргычты 12Вга, экинчисин 5Вга коюу керек. Мен аларды сүрөттө көрсөтүлгөндөй жайгаштырып жатам, arduino менен конвертердин ортосунда батарея үчүн боштук калтырып. Эки өзгөрткүчтүн тең кирүүсү батареяга туташтырылышы керек.

Андан кийин биз бардык негиздерди бириктиришибиз керек. Эки конвертерде буга чейин негиздер туташкан, андыктан аларды негизги 6 камералуу батарейкага туташтырыңыз, бул драйвер ПКБларында иштеген коюу кара зым.

Эми бир конвертерден чыккан 5В, биз буга чейин иштеп жаткан 5Vга туташтырылышы керек, бул ардуино, сенсорлор жана башка нерселер. Башка конвертердин 12V чыгышы MOSFET драйверлерине туташтырылышы керек. Мен аны биринчисине туташтырдым, андан кийин Дейзи алардын бардыгын чынжыр менен байлады.

Эми сиз бир камералуу батареяны туташтырганда, сиздин ардуиноңуз жарк этип башташы керек жана мылтык даяр болушу керек, бирок батарейканы туташтыруудан мурун бардык байланыштарыңызды эки жолу текшерип көрүңүз, анткени менин аракетимде биринчи аракетте көбүнчө жарылып кетет.

7 -кадам: снаряддар жана журнал

Снаряд катары мен узундугу 8 мм болоттон жасалган таяк сатып алдым. Сатып алардан мурун анын магниттик экенин текшериңиз. Мен аны 38 мм узундукка кестим. Булар снаряд катары колдонулушу мүмкүн, бирок мен курч учту кааладым.

Эң оңой жолу - токардык станокту колдонуу жана эгерде аны сөзсүз түрдө колдонуу. Бирок менде токардык станок жок. Тескерисинче, мен токту станок жасоону чечтим: D. Мен бургулоону жумуш үстөлүмө бекитип, чакаларга снаряд киргиздим. Анан дөңгөлөгү кесилген дремел куралын алдым. Снарядды айлантып, аны дремель менен майдалоо менен мен каалаган учумду түзө алдым. Мен биринин артынан экинчисин аткандай булардын 8ин жасап бүттүм.

Журнал үчүн мен журналды жана journal_slider STL файлдарын басып чыгардым, анткени бул бизге жаз керек. Мен 3D басып чыгарылган пружина менен эксперимент кылып жүрдүм, бирок чындыгында андай болгон жок. Мен 0,8 мм пружина зымын (музыкалык зым) алууну аяктадым. Мен андан кийин бул зымды 5,5 мм х 25 мм болгон жыгач таякка ороп койдум (кандайдыр бир окшош өлчөмдө болот). Мен бир башымды бурам менен бекемдеп, айланасына жара тартып баштадым. Бул абдан көп күчтү талап кылат. Мен болжол менен 7-8 цикл жасап бүттүм. Сиз кысымды бошоткондон кийин, ал чыгып кетет жана чындап эле жаман көрүнөт. Жөн гана кычкачты алып, акыркы формасына бүгүңүз. Андан кийин пружина журналга киргизилиши мүмкүн.

Муну менен мен материалдарда айткан магнитти алып, журналга жабыштырам. Ал үчүн атайын жер бар. Эгерде сизде журналдын ээси басылып чыкса, сиз башка магнитке ылайыктуу жерди таба аласыз. Сиз муну жабыштыра аласыз, ошондой эле сизде полярдыктын дал келиши керек. Эки магнит жабыштырылганда бири -бирине тартылышы керек.

8 -кадам: Ички бөлүктөрдү чогултуу

Мылтыкты сынап көрүүдөн мурун, сизде триггер жана жүктөө механизми болушу керек. Андыктан муну куралы. Сиз бир нече бөлүгүн басып чыгарышыңыз керек. Алардын баары биринчи сүрөттө көрсөтүлгөн. Бул жерде сиз аларды жөн эле бурап коюшуңуз керек. Триггерди 2 мм таяк менен кармоо керек, андыктан ал эркин айланат. Мен которулганда V-102-1C4 микротолкунун колдонуп жатам. Ал үчүн өткөргүчтөр чындыгында зымдардын кадамында айтылган жана которгуч которгучтун кармагына туура келет. Таптоо баскычын басып чыгарууда жок дегенде беш периметрди колдонуңуз, анткени бул бөлүктөр бир топ салмакты кармашы керек.

Баары туташкандан кийин журнал туура келгенин текшериңиз. Кээ бир тешиктерди тууралашыңыз керек болот. Кээ бир тешиктер өчүп калгандыктан, мен чындыгында эки бураманы колдонуп бүттүм. Ошондой эле, триггердин микросвичканы түртүп жатканын текшериңиз жана керек болсо аны тууралаңыз.

Дагы бир керексиз кадам баррелди кошуу болмок. Мен керексиз деп айтам, анткени курал ансыз жакшы иштейт. Мен баары бир бирин колдонууну чечтим. Баррель деген 3D модели бар. Аны ваза режими менен басып чыгаруу керек жана бул чындыгында эле жогорку түтүк болгондуктан, сапаты жогорулаганда начарлап кетиши мүмкүн, ошондуктан мен алардын экөөнү жарымында басып чыгарууну аяктадым. Мен сенсорлор үчүн тешкен жокмун, анткени алар баары бир иштээрин билдим, анткени ал кара түстө басылганына карабай калыңдыгы 0,4 мм.

9 -кадам: Программалык камсыздоо жана калибрлөө

Улантуу жана.ino файлдарын жүктөп алуу. Мен arduino IDE 1.0.5 колдонуп жатам, бирок жаңысы менен көйгөй болбошу керек. Сизге бир нече китепкана керек болот, бирок алар OLED экраны үчүн гана керек. Китепканалар Adafruit_SSD1306 жана Adafruit_GFX.

Бардык китепканалар менен сиз эскизди түзүп, жүктөй алышыңыз керек. Калибрлөө процессине кирерден мурун, коддун кантип иштээрин түшүндүрүп берейин. Бизде 6 катушка бар, сиз триггерди тартканыңызда биринчи катушка анын сенсору снарядды көргөнчө күйөт. Эгерде 100 мс ашык болсо, система снаряд жок деп ойлойт жана экранда билдирүү калтырууну токтотот. Бул 100 мс Shoot () функциясында safeTime өзгөрмөсүн (мс ордуна бизди колдонот) өзгөртүү менен өзгөртсө болот. Биринчи катушкадагы сенсор гана иш жүзүндө колдонулууда (мен ар кандай кайталоолорду сынап көрдүм жана алардын айрымдары баардыгын колдонушат, бирок бул эң жакшы иштейт). Төмөнкү катушкалар баары биринин артынан бири канча убакытка созулганын белгилешти.

Катушкалар үчүн убакыт baseTime [6] деп аталган массив менен белгиленет. Биринчи катушка ар дайым нөлгө барабар, анткени биринчи катушка башкача иштейт жана калганын гана калибрлөө керек. Көрүнүп тургандай, менин ишимдеги акыркы эки катушка 0 да, анткени мен аларды колдонбойм, анткени алар иштебейт жана мен аларды оңдоп убара боло албайм: D. Сиз экинчисинен башкасын нөлгө салуу менен баштайсыз (мисалы: long baseTime [6] = {0, 1000, 0, 0, 0, 0};). Сиз андан кийин аны жүктөп жана от аракет болот. Акыркы эки сенсор снаряддын учуу убактысын эсептейт, андыктан ылдамдыгын эсептей аласыз. Мен жадыбалдагы маанини baseTime мааниси менен бирге сактоону сунуштаар элем. Так жыйынтыктарга жетүү үчүн аны кеминде 5 жолу кайталаңыз жана орточо эсепке алыңыз. Сиз андан кийин 500us кошуп, мүмкүн болгон эң жакшы ылдамдыкты алганга чейин кайра аракет кылсаңыз болот. Бир катушка ыраазы болгондон кийин эң жакшы убакытты калтырып, кийинки катушка өтүңүз жана бүт процессти кайталаңыз. Калибрлөөдө coilgun2_calibration.ino кодун колдонуңуз жана баалуулуктар coilgun2.inoго көчүрүлүп, жүктөлүшү керек.

10 -кадам: 3D басып чыгаруу

3D басып чыгарууга муктаж болгон көптөгөн файлдар бар жана алардын айрымдары абдан чоң. Мен бардыгын CR-10 3D принтеринде басып чыгарчумун, анын көлөмү чоң, андыктан кичинекей принтериңиз болсо, кээ бир бөлүктөрүн бөлүү керек болушу мүмкүн. Мен бардык бөлүктөр үчүн кадимки PLAны колдонуп жүрдүм жана басып чыгаруу жөндөөлөрү ар бир бөлүк үчүн оптималдаштырылышы керек, ошондуктан мен бир бөлүк колдоого муктажбы же башка атайын орнотууларга муктажбы тизмесин түздүм. Демейки боюнча мен 3 периметрди, 3 астыңкы катмарды жана 4 жогорку катмарды 205 ° Cде, 60 ° C жылытылган төшөк менен колдончумун.

Ичиндеги бөлүктөрдөн тышкары, мен баарын бүтүрдүм жана сырдадым. Мен буга өтө терең киргим келбейт, анткени буга чейин үйрөткүчтөр жетиштүү. Мен муну сунуштайт элем. Кыскача айтканда, мен бардык беттерди праймер менен сүртүп, кайра сүртүм. Мен муну 2-3 жолу кайталап, боёк менен сүртүп, тунук пальто менен бүтүрдүм.

11 -кадам: Акыркы жыйын

Баарын бириктирүүдөн мурун бир нерсе жетишпейт. Коммутаторлор, фонарь, лазер, негизги батарейканын зымдары жана мылтыктын ичин жарык кылуучу светодиоддор. Келгиле, кичине 1 клеткалуу батарейка менен күчөткүчтөрдүн ортосундагы катар туташтырылышы керек болгон күйгүзүү/өчүрүү которгучунан баштайлы. Мен чындыгында которгучтун төөнөгүчүнүн башын ширетип жатам жана жөнөкөйлөтүү үчүн аны ажыратуу үчүн батарейкадан түйүлгөн пин башы бар кабелди иштетип жатам. Мен ар бир которгуч үчүн ушундай кылам.

Менде тапанчанын маңдайында кол чырак бар, бирок сенде жок болушу мүмкүн, анткени ал мен коюп жүргөн фонарь үчүн иштелип чыккан. Схема үчүн мен жаңы эле LED үчүн резистор кошуп, аны батареяга башка которгуч менен туташтырдым. Мен лазердик диод үчүн ошол нерсени кайталадым. Бул чындыгында 4.5В чуркаган лазердик көрсөткүч болчу, ошондуктан аны 5V линиясына туташтыргыч менен туташтырдым.

Декоративдүү чырактар үчүн мен мылтыкты ажыратуу үчүн 5В линиясына туташтыргычты коштум. Эки көк 5 мм светодиодунда STL файлдарынын монтаждоочу орду бар. Мен аларды өтө күңүрт кылыш үчүн ар бирине 12к каршылыгын колдондум. Катушкалардын капкагына мен катуштарды жарык кылуу үчүн 6 көк 3мм LED коштум. Мен аларды 5В линиясына туташтыруудан мурун, параллель туташтырып, 22R каршылыгын коштум.

Азыр бизде дагы эле негизги батареяларды туташтыруунун туруктуу жолу жок. Бир батарейка кампада болгондуктан, экинчиси алдыңкы туткасында жана алар тез бошотуу которгучуна туташтырылышы керек, биз бир нече байланышты түзүшүбүз керек. Мен аны түшүндүрүүнүн ордуна кантип туташуу керек экенин түшүндүргөн диаграмма бердим. Кеминде 14 AWG зымын колдонуңуз, адегенде зымдын туткасын жана запасын түртүп койгондон кийин, бул мүмкүн болбой калат.

Мунун баары менен курал толугу менен иштеши керек жана аны жагымдуу кылууга убакыт келди. Мен монтажды видеодо көрсөтүлгөндөй этап -этабы менен түшүндүрбөйм же 3D моделин карасаңыз болот.