Coilgun без масивни кондензатори. Завършен: 11 стъпки

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:53

Преди около шест месеца изградих обикновен пулверизатор, който имаше дъска, залепена върху дъска (оригинален проект). Беше забавно и функционално, но исках да го завърша. Така че най -накрая го направих. Този път използвам шест намотки вместо две и съм проектирал 3D печатна кутия, за да му придам футуристичен вид.

Направих и видео, ако искате да го видите в действие:)

Видео

Стъпка 1: Инструменти и материали

Нека започнем с инструментите.

• 3D принтер
• пробивна машина
• Дремел
• ръчен трион
• пистолет за горещо лепило
• M3 кран
• поялник

Материали:

• нишка за 3D принтер (използвах обикновен PLA)
• моите STL файлове тук
• 40 x 10 x 2 мм L -образен алуминиев профил
• Хардуер M3
• магнитни дискове 8х1,5 мм връзка

електроника:

• arduino nano
• 2x 1400mAh 11.1V 3S 65C Lipo батерийна връзка
• 1200mAh 1s Lipo батерия Това би било достатъчно
• 2x увеличаващи се преобразуватели (използвам XL6009)
• OLED екран.96 "128x64 i2c SSD1306 връзка
• Фенерче AA (по избор)
• лазерен диод (по избор)
• микропревключвател за връзка тригер V-102-1C4
• 3x превключватели MTS-102 SPDT
• Конектори XT-60 (5x женски, 3x мъжки)

Табла:

• 6x MIC4422YN
• 6 х радиатора IRF3205 + (моят е RAD-DY-GF/3)
• 24x 1n4007
• 6x 10k резистори
• 6x 100nF кондензатори
• 6x 100uf кондензатори

Предлагам да вземете повече от тях, тъй като може да нарушите някои в хода. Особено MOSFET. В крайна сметка използвах около 20 от тях.

Ще ви трябват и неща, за да създадете намотките, но аз използвам същите намотки като в предишния урок, така че отидете там и за това ви трябват само 0,8 мм емайлирана медна жица, инфрачервен светодиод и фототранзистор + някои резистори, което е обяснено в другия урок.

Стъпка 2: Рамка

Целият пистолет е изграден около алуминиева рамка. Реших да отида с алуминиева рамка, защото е лека, здрава, алуминиевите профили се получават лесно и са сравнително евтини. Освен това можете да използвате общи ръчни инструменти, когато работите върху тях. Профилът, който използвам, е 40 x 10 x 2 мм и дълъг 1 метър. Трябва да се нарязва на две различни парчета. Едната е с дължина 320 мм, а другата - 110 мм. Използвал съм ръчен трион, за да ги режа.

По -дългото парче ще държи почти всичко, а по -малкото ще има само дръжката. Сега е време да пробиете тон дупки и да направите няколко изрези. Включих две снимки, показващи какво трябва да се изреже и как. Картината без размери има червени точки е някои от дупките. Предполага се, че те трябва да бъдат пробити с бормашина с диаметър 4 мм. Отворите за разгъване без червените точки трябва да бъдат пробити с 2,5 мм бормашина и да се потупват с кран М3.

По -късото парче е много по -лесно. Има и снимка на този. Искам само да поясня, че снимките показват най -широката равнина от 40 мм. 10 -милиметровата стена ще бъде от горната страна под показаната равнина, така че да не се вижда. Това е вярно за всичките 3 от тези диаграми. Както казах, този няма почти толкова дупки, но алуминиевият профил е твърде широк. Така че трябва да се стесни докрай, както е показано на диаграмата.

Основната рамка все още ще се нуждае от няколко дупки за окабеляване. Те могат да бъдат добавени по -късно, но ако искате, можете да ги пробиете сега, но може да бъде предизвикателство да знаете къде точно да ги поставите. Повече за това в раздела окабеляване.

Стъпка 3: Бобини

Без намотки не би било намотка, нали? Намотките, които използвам, се навиват ръчно върху 3D отпечатана основа. Те са идентични с тези, които създадох в първия си пулвер. Предлагам да следвате тези инструкции. Можете да го намерите тук.

Единствената разлика е фактът, че последната намотка има различна 3D печатна основа, тъй като има инфрачервени сензори от двете страни. Сензорите също са идентични, но има малко по -подредено окабеляване. В този момент можете да поставите инфрачервените сензори на място, но не се притеснявайте за захранването и сигналните проводници.

След като приключите всичките 6 намотки, те трябва да бъдат монтирани върху основната рамка. Въпросът е просто да ги завиете на място. Също така имам тръба, която минава през намотките в този момент, но ще я премахна по -късно, тъй като е там, само за да се уверя, че всичко е подравнено. В зависимост от това колко прецизни са вашите отвори, може да искате да завиете само два или три винта за всяка намотка, за да сте сигурни, че са възможно най -прави.

Стъпка 4: Вериги на водача

Следващата стъпка е да създадете електроника, която превключва намотките. Добър момент е да го създадете сега, тъй като той ще седи на бобините и е съществена част от тях. Дизайнът е доста различен от предишния ми, тъй като имаше някои недостатъци с него. Превключващият MOSFET все още е IRF3205, но този път управляваме портата с MIC4422YN, който е специален драйвер за порта. Има и няколко пасивни компонента, които са на схемата.

Предоставям и Eagle файлове, включително файла на борда, който съм използвал. Разбира се, не е нужно да правите свои собствени печатни платки. Можете да го изпратите на професионален производител или аз бих предложил просто да го направите на сглобяема дъска. Всъщност това са само шест компонента. Най -голямата част е радиаторът, който беше напълно излишен в моя случай. Открих, че MOSFET изобщо не се затоплят. Имах намотка, работеща за няколко секунди, и тя вече беше в пламъци и MOSFET беше просто топъл на допир, но дори не беше горещ. Бих предложил наистина малък радиатор или вероятно бихте могли да го направите дори и без такъв. Какъвто и радиатор да използвате, не използвайте рамката като една, защото ще свържете канали на всички MOSFETs заедно.

След като свършите драйверите, свържете ги към бобините си и добавете флайбек диоди !! Не забравяйте това, защото може и да запалите бобините си: D. Flyback диодът захваща високо напрежение, което се натрупва в бобината, когато е изключено. Обратният диод трябва да бъде свързан към клемите на бобините в обратна посока, което означава, че в точката, където бобината е свързана към положителния извод на батерията, диодът ще има свързан катоден (отрицателен) терминал и обратно. Използвам 1N4007, но не само един, тъй като няма да обработва тока, така че имам четири от тях, свързани паралелно. След това тези четири диода са свързани към бобината директно върху проводника на бобината. Ще трябва да изстържете част от покритието, за да спойка върху този проводник.

Моля, имайте предвид, че на някои от снимките може да липсват резистори, които имат различни компоненти и др. Уверете се, че следвате схемите, тъй като те се актуализират. Някои от кадрите са направени в ранен етап на прототипиране.

Стъпка 5: Окабеляване

Това е частта, в която пистолетът става бъркотия. Можете да опитате да го подредите както аз, но така или иначе ще стане объркано: D. Има схема, показваща какво трябва да бъде свързано къде. Coil0 се счита за първата намотка, в която влиза снаряд. Същото важи и за сензорите.

Използвам плосък кабел и бих ви предложил да направите същото. Започнах, като свързах arduino към драйверите на портата. Arduino е разположен в предната част на пистолета с USB порт, насочен навън за лесно програмиране. След това беше просто да свържем всичко заедно и да огледаме правилната дължина за всеки проводник.

За IR сензорите всъщност съм пробил дупки през рамката, където бих насочил проводниците. Започнах със свързване на сигналните проводници към всеки сензор. Използвах плосък кабел за пореден път и всъщност изглеждаше наистина чист. Това беше само при спускане, след като започнах да свързвам електропроводите. Прокарах два жици с твърдо ядро през всички отвори. Едната за 5V, а другата за 0V. След това направих връзка от тези проводници към всеки сензор. Това е точката, в която тя започва да изглежда наистина дрънкава, особено след като залепи целия открит проводник с електрическа лента.

Всички връзки, които направихме досега, ще се справят с нисък ток, но сега е време да свържем захранващите линии за бобините и MOSFET. Използвам 14 AWG силиконова тел, която е доста гъвкава. Също така се уверете, че сте получили по -дебела спойка, тъй като ще ви трябва доста малко. Просто ще свържем всички положителни клеми заедно и ще направим същото с отрицателни клеми. Ако използвате същата платка като мен, тампоните трябва да бъдат изложени точно върху бобините. Бих предложил също така да поставите щедро количество спойка върху следите на платките, които ще обработват високия ток.

Стъпка 6: Захранване

Вземете вашите усилващи преобразуватели и нека стартираме това кученце. Използвам XL6009, но наистина всякакви ускоряващи конвертори. Няма да дърпаме повече от 500mA и това включва фенерчето и лазера. Един конвертор трябва да бъде настроен на 12V, а другият на 5V. Поставям ги, както е показано на снимката, оставяйки малко място за батерията между arduino и преобразувателите. Входовете на двата преобразувателя трябва да бъдат свързани към батерията.

След това трябва да свържем всички основания заедно. Двата преобразувателя вече имат свързани основи, така че просто ги свържете с основната 6 -клетъчна батерия, която е дебелият черен проводник, който се движи по платките на драйвера.

Сега 5V от изхода на един преобразувател трябва да бъде свързан към 5V, който вече работихме към arduino, сензори и всичко останало. Изходът 12V на другия преобразувател трябва да бъде свързан към MOSFET драйверите. Свързах го с първия и след това Дейзи ги свърза във всички.

Сега, когато включите едноклетъчната батерия, вашето arduino трябва да започне да мига и пистолетът трябва да е готов, но проверете отново всичките си връзки, преди да включите батерията, защото в моя случай най -често нещо се взривява при първия опит.

Стъпка 7: Снаряди и списание

Като снаряди закупих метър дълъг 8 мм стоманен прът. Преди да купите, се уверете, че е магнитно. След това го нарязах на парчета с дължина 38 мм. Те вече можеха да се използват като снаряди, но аз исках остър връх.

Най -лесният начин би бил да използвате струг и ако имате такъв определено го използвайте. Аз обаче нямам достъп до струг. Вместо това реших да направя струг от електрическа бормашина: D. Закрепих бормашината към работната си маса и вмъкнах снаряд в патронниците. След това взех инструмента dremel с отсечено колело. Като завъртя снаряда и го смилах с дремела, успях да създам всякакъв връх, който искам. Приключих да правя 8 такива, тъй като мога да снимам един след друг.

За списанието отпечатах STL файлове от списание и magazine_slider, което беше лесната част, тъй като също се нуждаем от пружина. Експериментирах с 3D отпечатани пружини, но не се получи. Получих 0,8 мм пружинен проводник (музикален проводник). След това навих този проводник около дървена пръчка, която беше 5,5 мм х 25 мм (всеки подобен размер ще бъде подходящ). Започнах като закрепих единия край с винт и го навих наоколо. Това отнема доста голяма сила. В крайна сметка направих около 7-8 бримки. След като освободите налягането, той ще изникне и ще изглежда наистина зле. Просто вземете клещи и ги огънете до окончателната си форма. След това пружината може да бъде поставена в списанието.

След това вземете магнит, който споменах в материалите, и го залепете супер върху списанието. Има специално място за това. Ако сте отпечатали държача на списанието, ще намерите подходящо място за друг магнит. Можете да залепите и това, просто се уверете, че имате съответстваща полярност. Двата магнита трябва да се привличат един друг, когато са залепени.

Стъпка 8: Сглобяване на вътрешностите

Преди да можете да изпробвате пистолета, ще трябва да имате спусък и механизъм за зареждане. Така че нека да го изградим. Ще трябва да разпечатате няколко части. Всички те са изброени на първата снимка. В този момент трябва да можете просто да ги завиете на място. Спусъкът трябва да се държи с 2 мм пръчка, за да може да се върти свободно. Когато превключвам, използвам микропревключвател V-102-1C4. Окабеляването за него всъщност се споменава на етапа на окабеляване и превключвателят ще се побере точно в държача на превключвателя. Когато отпечатвате държача за захващане, използвайте поне пет периметра, тъй като тези части ще трябва да задържат доста голямо тегло.

След като свържете всичко, проверете дали списанието е подходящо. Може да се наложи да коригирате някои от дупките. Всъщност накрая използвах само два винта, тъй като някои от дупките бяха отстранени. Проверете също дали спусъка натиска микропревключвателя и го регулирайте, ако е необходимо.

Друга ненужна стъпка би била да добавите цев. Казвам излишно, защото пистолетът ще работи добре и без него. Все пак реших да използвам такъв. Има 3D модел, наречен барел. Тя трябва да бъде отпечатана с режим на ваза и тъй като това е просто наистина висока тръба, качеството може да се влоши, докато печатате по -високо, така че всъщност накрая отпечатах две от тях наполовина. Дори не пробих дупки за сензорите, тъй като все пак разбрах, че работят, тъй като е с дебелина само 0,4 мм, въпреки факта, че е отпечатан в черен цвят.

Стъпка 9: Софтуер и калибриране

Продължете и изтеглете.ino файловете. Използвам arduino IDE 1.0.5, но не би трябвало да има проблем и с по -новия. Ще ви трябват и няколко библиотеки, но те са необходими само за OLED екрана. Библиотеките са Adafruit_SSD1306 и Adafruit_GFX.

С всички библиотеки трябва да можете да компилирате скицата и да я качите. Преди да вляза в процеса на калибриране, нека просто обясня как точно работи кодът. Имаме 6 намотки, когато натиснете спусъка, първата намотка ще се включи, докато сензорът й не види снаряда. Ако отнеме повече от 100 ms, системата приема, че няма снаряд и ще спре да оставя съобщение на екрана. Тези 100 ms могат да бъдат променени чрез промяна на променливата safeTime (използва ни вместо ms) във функцията shoot (). Всъщност се използва само сензорът на първата намотка (опитах много различни итерации и някои от тях използват всички, но това работи най -добре). Следните бобини са задали време за това колко дълго са една след друга.

Времената за намотките се задават с масива, наречен baseTime [6]. Първата стойност винаги е нула, тъй като първата намотка работи по различен начин и само останалите трябва да бъдат калибрирани. Както можете да видите последните две бобини в моя случай също са 0 и това е така, защото не ги използвам, тъй като не работят и не можех да се притеснявам да ги поправя: D. Искате да започнете с нулиране на всички, с изключение на втория (като този: long baseTime [6] = {0, 1000, 0, 0, 0, 0};). След това можете да го качите и да опитате да задействате. Последните два сензора ще изчислят времето, необходимо на снаряда да премине през тях, така че можете да изчислите скоростта. Предлагам да запишете стойността в електронна таблица заедно със стойността baseTime. Повторете го поне 5 пъти и го усреднете за по -точни резултати. След това можете да добавите 500us и да опитате отново, докато постигнете възможно най -добрата скорост. След като сте доволни от една намотка, оставете най -доброто време и преминете към следващата намотка и повторете целия процес. При калибриране използвайте кода coilgun2_calibration.ino и след като сте го направили, стойностите трябва да бъдат копирани в coilgun2.ino и качени.

Стъпка 10: 3D печат

Има много файлове, които трябва да бъдат отпечатани 3D и някои от тях са доста големи. Отпечатвах всичко на 3D принтер CR-10, който има огромен обем на изграждане, така че ако имате по-малък принтер, някои части може да се наложи да бъдат разделени. Използвах обикновен PLA за всички части и настройките за печат трябва да бъдат оптимизирани за всяка част, така че съставих списък дали дадена част се нуждае от поддръжка или други специални настройки. По подразбиране използвах 3 периметра, 3 долни слоя и 4 горни слоя при 205 ° C с нагряван слой при 60 ° C.

Освен частите вътре, аз също завърших и боядисах всичко. Не искам да навлизам твърде дълбоко в това, тъй като вече има достатъчно уроци по този въпрос. Бих предложил този. Накратко, шлайфах всички повърхности, нанасях грунд и шлайфах отново. Повторих това 2-3 пъти и го кастрирах с боя и завърших с прозрачно покритие.

Стъпка 11: Окончателно сглобяване

Преди да съберете всичко, малко неща липсват. Превключвателите, фенерчето, лазерът, окабеляването за основната батерия и светодиодите, които осветяват вътрешността на пистолета. Нека започнем с превключвателя за включване/изключване, който трябва да бъде свързан последователно между малката 1 -клетъчна батерия и усилващите преобразуватели. Всъщност запоявам заглавката на щифта на превключвателя и кабела с пресовани щифтове от батерията, само за да мога да го разкача за лесен монтаж. Ще правя същото за всеки превключвател.

Имам и фенерче в предната част на пистолета, но може и да не го имате, тъй като е проектиран само за някакво фенерче, което съм сложил наоколо. За схемата току -що добавих резистор за светодиода и го свързах последователно с батерията с друг превключвател. Повторих същото за лазерния диод. Всъщност лазерният показалец работеше на 4.5V, така че го свързах точно на 5V линията с превключвател последователно.

За декоративните светлини съм ги свързал директно към 5V линия за добавяне на конектор, за да може пистолетът да бъде разглобен. Два сини 5 мм светодиода имат място за монтиране в STL файлове за задействане на корица. Използвах 12k резистор за всеки от тях, за да ги накарам да светят много слабо. На капака на бобината съм добавил 6 сини 3 мм светодиода, за да осветя бобините. Свързах паралелно и добавих 22R резистор, преди да ги свържа към 5V линия.

Сега все още нямаме постоянен начин за свързване на основните батерии. Тъй като едната батерия е поставена в склада, другата е в предната дръжка и те трябва да бъдат свързани към превключвателя за бързо освобождаване, ще трябва да направим няколко връзки. Предоставих диаграма, която обяснява точно как трябва да бъде свързана, вместо да я обяснява. Използвайте най -малко 14 AWG тел. Уверете се, че първо натискате жицата през дръжката и запаса преди запояване, тъй като след това няма да е възможно.

С всичко това пистолетът трябва да е напълно работоспособен и е време да изглежда добре. Няма да обяснявам сглобяването стъпка по стъпка, както е показано във видеото, или можете да разгледате 3D модела.