„Coilgun“be masyvių kondensatorių. Baigta: 11 žingsnių

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:48

Maždaug prieš šešis mėnesius aš sukūriau paprastą šautuvą, ant kurio lentos buvo užklijuota duonos lenta (originalus projektas). Buvo smagu ir funkcionalu, bet norėjau jį užbaigti. Taigi aš pagaliau padariau. Šį kartą aš naudoju šešis ritinius, o ne dvi, ir suprojektavau 3D spausdintą dėklą, kad jis atrodytų futuristiškai.

Aš taip pat padariau vaizdo įrašą, jei norite pamatyti jį veikiant:)

Vaizdo įrašas

1 žingsnis: įrankiai ir medžiagos

Pradėkime nuo įrankių.

• 3D spausdintuvas
• grąžtas
• „Dremel“
• Rankinis pjūklas
• karštas klijų pistoletas
• M3 čiaupas
• lituoklis

Medžiagos:

• siūlas 3D spausdintuvui (naudojau įprastą PLA)
• mano STL failai čia
• 40 x 10 x 2 mm L formos aliuminio profilis
• M3 aparatinė įranga
• magnetiniai diskai 8x1.5mm link

elektronika:

• arduino nano
• 2x 1400mAh 11.1V 3S 65C Lipo akumuliatoriaus nuoroda
• 1200 mAh 1 s „Lipo“baterija
• 2x padidinto keitiklio (aš naudoju XL6009)
• OLED ekranas.96 "128x64 i2c SSD1306 nuoroda
• AA žibintuvėlis (neprivaloma)
• lazerinis diodas (neprivaloma)
• mikroschema jungikliui V-102-1C4
• 3x perjungimo jungikliai MTS-102 SPDT
• XT-60 jungtys (5x moterys, 3x vyrai)

Lentos:

• 6x MIC4422YN
• 6x IRF3205 + kriauklės (mano yra RAD-DY-GF/3)
• 24x 1n4007
• 6x 10k rezistoriai
• 6x 100nF kondensatoriai
• 6x 100uf kondensatoriai

Siūlau griebtis daugiau jų, nes pažangą galite sugadinti. Ypač MOSFET. Aš galiausiai panaudojau apie 20 iš jų.

Jums taip pat reikės dalykų, kad sukurtumėte ritinius, bet aš naudoju tas pačias ritines, kaip ir ankstesnėje pamokoje, todėl eikite ten ir tam jums reikia tik 0,8 mm emaliuotos varinės vielos, infraraudonųjų spindulių šviesos diodų ir fototransistoriaus + kai kurių rezistorių kitoje pamokoje.

2 žingsnis: rėmas

Visas ginklas yra pastatytas aplink aliuminio rėmą. Aš nusprendžiau pasirinkti aliuminio rėmą, nes jis yra lengvas, tvirtas, aliuminio profilius lengva įsigyti ir jie yra gana pigūs. Be to, dirbdami galite naudoti įprastus rankinius įrankius. Mano naudojamas profilis yra 40 x 10 x 2 mm ir 1 metro ilgio. Jį reikia supjaustyti į dvi skirtingas dalis. Vienas 320 mm ilgio, kitas 110 mm. Aš juos pjaustiau rankiniu pjūklu.

Ilgesnis gabalas laikys beveik viską, o mažesnis - tik rankeną. Dabar atėjo laikas išgręžti daugybę skylių ir padaryti keletą išpjovų. Pridedu dvi nuotraukas, kuriose parodyta, ką reikia pjaustyti ir kaip. Paveikslėlyje be matmenų yra raudoni taškai, kai kurios skylės. Jie turėtų būti gręžiami 4 mm grąžtu. Gręžimo skyles be raudonų taškų reikia išgręžti 2,5 mm grąžtu ir bakstelėti M3 čiaupu.

Trumpesnis gabalas yra daug lengvesnis. Yra ir tos nuotraukos. Aš tik noriu patikslinti nuotraukas, kuriose pavaizduota plačiausia 40 mm plokštuma. 10 mm siena būtų viršutinėje pusėje po pavaizduota plokštuma, todėl jos nematyti. Tai pasakytina apie visas 3 diagramas. Kaip jau sakiau, šis neturi beveik tiek daug skylių, tačiau aliuminio profilis yra per platus. Taigi jį reikia susiaurinti iki galo, kaip parodyta diagramoje.

Pagrindiniame rėme vis tiek reikės poros skylių laidams. Jie gali būti pridėti vėliau, bet jei norite, galite juos gręžti dabar, tačiau gali būti sunku žinoti, kur tiksliai juos įdėti. Daugiau apie tai laidų skyriuje.

3 žingsnis: ritės

Tai nebūtų ritė be ritinių, tiesa? Mano naudojamos ritės yra suvyniotos ranka ant 3D atspausdinto pagrindo. Jie yra identiški tiems, kuriuos sukūriau savo pirmajame šautuve. Siūlyčiau laikytis tų nurodymų. Jį rasite čia.

Vienintelis skirtumas yra tas, kad paskutinė ritė turi skirtingą 3D spausdinimo pagrindą, nes abiejose pusėse yra infraraudonųjų spindulių jutikliai. Jutikliai taip pat yra identiški, tačiau yra šiek tiek tvarkingesnė instaliacija. Šiuo metu galite įdėti IR jutiklius, bet nesijaudinkite dėl maitinimo ir signalo laidų.

Baigę visus 6 ritinius, juos reikia sumontuoti ant pagrindinio rėmo. Tiesą sakant, tiesiog reikia juos prisukti. Taip pat šiuo metu turiu vamzdelį, tekantį per ritinius, bet vėliau jį pašalinsiu, kad įsitikinčiau, ar viskas suderinta. Priklausomai nuo skylių tikslumo, galbūt norėsite įsukti du ar tris varžtus kiekvienai ritei, kad įsitikintumėte, jog jie yra kuo tiesesni.

4 žingsnis: Vairuotojo grandinės

Kitas žingsnis - sukurti elektroniką, kuri perjungia ritinius. Geras laikas jį sukurti dabar, nes jis sėdės ant ritinių ir yra esminė jų dalis. Dizainas labai skiriasi nuo mano ankstesnio, nes buvo keletas trūkumų. Perjungiamas MOSFET vis dar yra IRF3205, tačiau šį kartą važiuojame vartais su MIC4422YN, kuris yra skirtas vartų tvarkyklė. Schemoje taip pat yra keletas pasyvių komponentų.

Taip pat teikiu „Eagle“failus, įskaitant naudojamą lentos failą. Žinoma, jums nereikia gaminti savo PCB. Galite nusiųsti jį profesionaliam gamintojui arba aš siūlau tiesiog pagaminti jį iš anksto paruoštoje plokštėje. Tai tikrai tik šeši komponentai. Didžiausia dalis yra radiatorius, kuris mano atveju buvo visiškai per didelis. Radau, kad MOSFET visai nešildo. Keletą sekundžių veikiau ritė, ji jau liepsnojo, o MOSFET buvo tiesiog šilta liesti, bet net nebuvo arti karščio. Aš siūlyčiau tikrai mažą radiatorių arba jūs tikriausiai galėtumėte tai padaryti net be jo. Kad ir kokį radiatorių naudosite, nenaudokite rėmo kaip vieno, nes sujungsite visų MOSFET kanalizaciją.

Baigę tvarkykles, prijunkite juos prie ritinių ir pridėkite atbulinius diodus !! Nepamirškite to, nes galite ir savo ritinius uždegti: D. „Flyback“diodas suspaudžia aukštą įtampą, kuri išjungus susidaro ritės viduje. „Flyback“diodas turi būti prijungtas prie ritės gnybtų priešinga kryptimi, ty toje vietoje, kur ritė yra prijungta prie teigiamo akumuliatoriaus gnybto, prie diodo bus prijungtas jo katodo (neigiamas) gnybtas ir atvirkščiai. Aš naudoju 1N4007, bet ne tik vieną, nes jis netvarkytų srovės, todėl turiu keturis iš jų lygiagrečiai prijungtus. Tada šie keturi diodai prijungiami prie ritės tiesiai ant ritės vielos. Turėsite nubraukti dalį dangos, kad lituotumėte ant šios vielos.

Prašome nepamiršti, kad kai kuriose nuotraukose gali trūkti rezistoriai, turintys skirtingus komponentus ir tt. Būtinai laikykitės atnaujintų schemų. Kai kurie kadrai buvo padaryti ankstyvame prototipų kūrimo etape.

5 žingsnis: laidų prijungimas

Tai yra ta dalis, kurioje ginklas tampa netvarka. Galite pabandyti padaryti jį tvarkingą, kaip ir aš, bet vistiek jis taps netvarkingas: D. Yra schema, rodanti, ką reikia prijungti kur. Ritė 0 laikoma pirmąja spirale, į kurią patenka sviedinys. Tas pats pasakytina apie jutiklius.

Aš naudoju plokščią kabelį ir siūlau jums padaryti tą patį. Pradėjau prijungdamas arduino prie vartų tvarkyklių. „Arduino“yra pačiame pistoleto priekyje, o USB prievadas nukreiptas į išorę, kad būtų lengva programuoti. Toliau buvo svarbu viską sujungti ir kiekvienam laidui išmatuoti reikiamą ilgį.

Dėl IR jutiklių aš iš tikrųjų gręžiau skyles per rėmą, kur nukreipčiau laidus. Pradėjau prijungdamas signalo laidus prie kiekvieno jutiklio. Dar kartą panaudojau plokščią kabelį ir jis iš tikrųjų atrodė tikrai tvarkingas. Tik nusileidęs vieną kartą pradėjau jungti elektros linijas. Per visas angas pravedžiau du tvirtus laidus. Vienas 5V, kitas - 0V. Tada aš prijungiau šiuos laidus prie kiekvieno jutiklio. Tai yra ta vieta, kur jis pradeda atrodyti tikrai nejuokingas, ypač po to, kai visas atidengtas laidas yra užklijuotas elektros juosta.

Visi iki šiol atlikti ryšiai valdys silpną srovę, tačiau dabar atėjo laikas prijungti ritinių ir MOSFET maitinimo linijas. Aš naudoju 14 AWG silikoninę vielą, kuri yra gana lanksti. Taip pat įsitikinkite, kad gausite storesnį lydmetalį, nes jo jums reikės gana nedaug. Mes tiesiog sujungsime visus teigiamus gnybtus ir padarysime tą patį su neigiamais gnybtais. Jei naudojate tą pačią PCB, kaip ir aš, trinkelės turėtų būti eksponuojamos tiesiai ant ritinių. Taip pat siūlau ant plokštelių takelių, kurie valdys didelę srovę, uždėti daug litavimo.

6 žingsnis: maitinimo šaltiniai

Griebkite savo stiprintuvus ir paleiskite šį šuniuką. Aš naudoju XL6009, bet tikrai bet kokius pakelti keitiklius. Mes nesiruošiame traukti daugiau kaip 500 mA, įskaitant žibintuvėlį ir lazerį. Vieną keitiklį reikia nustatyti į 12V, o kitą - į 5V. Aš juos įdedu, kaip parodyta paveikslėlyje, paliekant šiek tiek vietos akumuliatoriui tarp arduino ir keitiklių. Abiejų keitiklių įėjimai turi būti prijungti prie akumuliatoriaus.

Toliau turime sujungti visas aikšteles. Abu keitikliai jau yra prijungti, todėl tiesiog prijunkite juos prie pagrindinio 6 elementų akumuliatoriaus įžeminimo, kuris yra stora juoda viela, einanti ant tvarkyklės PCB.

Dabar 5V iš vieno keitiklio išvesties reikia prijungti prie 5V, kurį jau veikiame, prie arduino, jutiklių ir viso kito. Kito keitiklio 12 V išėjimas turi būti prijungtas prie MOSFET tvarkyklių. Aš prijungiau jį prie pirmojo, o tada ramunė juos visus sujungė.

Dabar, kai prijungsite vieno elemento bateriją, jūsų arduino turėtų pradėti mirksėti, o ginklas turėtų būti paruoštas, tačiau prieš prijungdami akumuliatorių dar kartą patikrinkite visas jungtis, nes mano atveju dažniausiai kažkas susprogsta pirmą kartą.

7 žingsnis: sviediniai ir žurnalas

Kaip sviedinius aš nusipirkau metro ilgio 8 mm plieninį strypą. Prieš pirkdami įsitikinkite, kad jis yra magnetinis. Tada aš supjaustiau jį į 38 mm ilgio gabalus. Jie jau galėjo būti naudojami kaip sviediniai, bet aš norėjau aštraus galiuko.

Lengviausias būdas būtų naudoti tekinimo staklę ir, jei turite, būtinai ją naudokite. Tačiau aš neturiu prieigos prie tekinimo staklių. Vietoj to, aš nusprendžiau padaryti tekinimo staklę iš elektrinio grąžto: D. Aš priveržiau grąžtą prie savo darbastalio ir įkišau sviedinį į griebtuvus. Tada paėmiau dremel įrankį su nupjautu ratu. Sukdamas sviedinį ir šlifuodamas jį su „dremel“, galėjau sukurti bet kokį norimą antgalį. Aš baigiau gaminti 8 iš jų, nes galiu fotografuoti vienas po kito.

Žurnale išspausdinau žurnalo ir Magazine_slider STL failus, o tai buvo lengva dalis, nes mums taip pat reikia spyruoklės. Eksperimentavau su 3D atspausdintomis spyruoklėmis, bet tai nelabai pavyko. Aš gavau 0,8 mm spyruoklinę vielą (muzikos laidą). Tada aš apvyniojau šią vielą aplink medinę lazdą, kuri buvo 5,5 mm x 25 mm (tiks bet koks panašus dydis). Aš pradėjau pritvirtinti vieną galą varžtu ir suvynioti jį aplink. Tam reikia gana daug jėgos. Galų gale padariau apie 7-8 kilpas. Kai atleisite spaudimą, jis pasirodys ir atrodys labai blogai. Tiesiog paimkite reples ir sulenkite iki galutinės formos. Tada spyruoklę galima įdėti į žurnalą.

Kai tai padarysite, paimkite magnetą, kurį paminėjau medžiagoje, ir super klijuokite jį ant žurnalo. Tam yra speciali vieta. Jei atspausdinsite žurnalo laikiklį, rasite tinkamą vietą kitam magnetui. Taip pat galite įklijuoti, tik įsitikinkite, kad turite tinkamą poliškumą. Klijuodami du magnetai turėtų traukti vienas kitą.

8 žingsnis: vidinių dalių surinkimas

Prieš bandydami ginklą, turite turėti gaiduką ir pakrovimo mechanizmą. Taigi kurkime tai. Turėsite išspausdinti kelias dalis. Visi jie išvardyti pirmoje nuotraukoje. Šiuo metu turėtumėte sugebėti juos tiesiog prisukti. Gaidį reikia laikyti 2 mm strypu, kad jis galėtų laisvai suktis. Keisdamas naudoju V-102-1C4 mikro jungiklį. Jo instaliacija iš tikrųjų paminėta prijungimo etape, o jungiklis tinka jungiklio laikiklyje. Spausdindami rankeną, naudokite bent penkis perimetrus, nes šios dalys turės išlaikyti gana didelį svorį.

Kai viskas bus prijungta, patikrinkite, ar žurnalas tinka. Gali tekti pakoreguoti kai kurias skyles. Aš iš tikrųjų naudojau tik du varžtus, nes kai kurios skylės buvo išjungtos. Taip pat patikrinkite, ar gaidukas spaudžia mikro jungiklį, ir, jei reikia, sureguliuokite.

Kitas nereikalingas žingsnis būtų statinės pridėjimas. Sakau nereikalingas, nes ginklas puikiai veiks be jo. Aš vis tiek nusprendžiau naudoti vieną. Yra 3D modelis, vadinamas statine. Jį reikia atspausdinti naudojant vazos režimą, ir kadangi tai tik labai aukštas vamzdelis, spausdinant aukščiau, kokybė gali pablogėti, todėl aš iš tikrųjų du iš jų išspausdinau iki pusės. Aš net negręžiau skylių jutikliams, nes sužinojau, kad jie vis tiek veikia, nes jis yra tik 0,4 mm storio, nepaisant to, kad jis buvo atspausdintas juodos spalvos.

9 veiksmas: programinė įranga ir kalibravimas

Pirmyn ir atsisiųskite.ino failus. Aš naudoju arduino IDE 1.0.5, tačiau su naujesniu taip pat neturėtų kilti problemų. Jums taip pat reikės kelių bibliotekų, tačiau jos reikalingos tik OLED ekranui. Bibliotekos yra „Adafruit_SSD1306“ir „Adafruit_GFX“.

Turėdami visas bibliotekas, turėtumėte sugebėti sudaryti eskizą ir jį įkelti. Prieš pradėdamas kalibravimo procesą, leiskite man paaiškinti, kaip tiksliai veikia kodas. Turime 6 ritinius, kai paspausite gaiduką, pirmoji ritė įsijungs tol, kol jutiklis pamatys sviedinį. Jei tai užtrunka ilgiau nei 100 ms, sistema mano, kad nėra sviedinio, ir nustos palikti pranešimą ekrane. Šias 100 ms galima pakeisti pakeičiant „safeTime“kintamąjį (naudoja mus, o ne ms) „shoot“() funkcijoje. Iš tikrųjų naudojamas tik jutiklis, esantis pirmojoje ritėje (išbandžiau daugybę skirtingų iteracijų ir kai kurios iš jų naudoja visas, bet tai veikia geriausiai). Visos toliau pateiktos ritės nustatė laiką, kiek laiko jos yra viena po kitos.

Ritinių laikas nustatomas naudojant masyvą, vadinamą baseTime [6]. Pirmoji vertė visada lygi nuliui, nes pirmoji ritė veikia skirtingai, o tik likusią dalį reikia sukalibruoti. Kaip matote, mano atveju paskutinės dvi ritės yra 0 ir taip yra todėl, kad aš jų nenaudoju, nes jos neveikia, ir man nepavyko jų sutvarkyti: D. Norite pradėti nuliniuodami visus, išskyrus antrąjį (pvz., Ilgas baseTime [6] = {0, 1000, 0, 0, 0, 0};). Tada galite jį įkelti ir pabandyti suaktyvinti. Paskutiniai du jutikliai apskaičiuos laiką, per kurį sviedinys nukeliavo per juos, todėl galite apskaičiuoti greitį. Siūlyčiau išsaugoti vertę skaičiuoklėje kartu su „baseTime“verte. Pakartokite bent 5 kartus ir apskaičiuokite vidurkį, kad gautumėte tikslesnius rezultatus. Tada galite pridėti 500us ir bandyti dar kartą, kol pasieksite geriausią įmanomą greitį. Kai būsite patenkinti viena ritė, palikite geriausią nustatytą laiką ir pereikite prie kitos ritės ir pakartokite visą procesą. Kalibruodami naudokite kodą coilgun2_calibration.ino ir atlikę vertes turite nukopijuoti į coilgun2.ino ir įkelti.

10 žingsnis: 3D spausdinimas

Yra daug failų, kuriuos reikia spausdinti 3D, o kai kurie iš jų yra gana dideli. Viską spausdinau 3D spausdintuvu CR-10, kurio tūris yra didžiulis, taigi, jei turite mažesnį spausdintuvą, kai kurias dalis gali tekti padalyti. Visoms dalims naudoju įprastą PLA, o kiekvienos dalies spausdinimo nustatymai turi būti optimizuoti, todėl sudariau sąrašą, ar daliai reikia palaikymo, ar kitų specialių nustatymų. Pagal numatytuosius nustatymus aš naudoju 3 perimetrus, 3 apatinius sluoksnius ir 4 viršutinius sluoksnius 205 ° C temperatūroje su šildoma lova 60 ° C temperatūroje.

Be viduje esančių dalių, aš taip pat viską baigiau ir nudažiau. Nenoriu gilintis į tai, nes apie tai jau yra pakankamai pamokų. Siūlyčiau šitą. Trumpai tariant, visus paviršius nušlifavau gruntu ir dar kartą nušlifavau. Aš tai pakartojau 2–3 kartus, padengiau dažais ir baigiau permatomu sluoksniu.

11 žingsnis: galutinis surinkimas

Prieš viską sujungiant, trūksta nedaug dalykų. Jungikliai, žibintuvėlis, lazeris, pagrindinės baterijos laidai ir šviesos diodai, šviečiantys pistoleto viduje. Pradėkime nuo įjungimo/išjungimo jungiklio, kurį reikia nuosekliai prijungti tarp mažos 1 elemento baterijos ir padidinimo keitiklių. Aš iš tikrųjų lituoju kaiščio antgalį ant jungiklio ir vedu kabelį su gofruotu kaiščiu iš akumuliatoriaus, kad galėčiau jį atjungti, kad būtų lengviau surinkti. Aš padarysiu tą patį su kiekvienu jungikliu.

Aš taip pat turiu žibintuvėlį ginklo priekyje, bet jūs galbūt neturite, nes jis buvo sukurtas tik tam tikram žibintuvėliui, kurį turėjau. Dėl schemos aš ką tik pridėjau rezistorių šviesos diodui ir serijiniu būdu prijungiau jį prie akumuliatoriaus kitu jungikliu. Tą patį pakartojau ir lazeriniam diodui. Tai iš tikrųjų buvo lazerinis žymeklis, kuris veikė 4,5 V, todėl prijungiau jį tiesiai prie 5 V linijos su jungikliu nuosekliai.

Dekoratyviniams žibintams aš prijungiau juos tiesiai prie 5 V linijos pridėjimo jungties, kad būtų galima išmontuoti ginklą. Du mėlyni 5 mm šviesos diodai turi tvirtinimo vietą „trigger_cover“STL rinkmenose. Kiekvienam iš jų naudoju 12 k rezistorių, kad jie švytėtų labai silpnai. Ant ritės dangtelio pridėjau 6 mėlynus 3 mm šviesos diodus, kad apšviestų ritinius. Aš prijungiau lygiagrečiai ir pridėjau 22R rezistorių prieš prijungdamas juos prie 5 V linijos.

Dabar vis dar neturime jokio nuolatinio būdo prijungti pagrindines baterijas. Kadangi viena baterija yra sandėlyje, kita yra priekinėje rankenoje ir jie turi būti prijungti prie greito atleidimo jungiklio, todėl turėsime atlikti keletą jungčių. Pateikiau diagramą, kurioje tiksliai paaiškinama, kaip ją reikia prijungti, o ne paaiškinti. Naudokite bent 14 AWG vielą, taip pat įsitikinkite, kad prieš litavimą pirmiausia stumiate vielą per rankeną ir atsargas, nes vėliau tai nebus įmanoma.

Visa tai padarius, ginklas turėtų būti visiškai paruoštas darbui ir atėjo laikas padaryti jį gražų. Aš nesiruošiu paaiškinti surinkimo žingsnis po žingsnio, kaip parodyta vaizdo įraše, arba galite pažvelgti į 3D modelį.