Entonces, veamos todo en orden. La carga del arma se realiza en una red de 220 voltios. La carga consta de un condensador 1N4006 de 1,5 uF y 400 V. Tensión de salida 350 V.
Luego viene la carga limitadora de corriente: H1, en mi caso una lámpara incandescente, pero puedes usar una potente resistencia de 500 a 1000 ohmios. La clave S1 limita la carga de condensadores. La tecla S2 entrega una poderosa descarga de corriente al solenoide, por lo que S2 debe soportar alta corriente, en mi caso usé el botón del panel eléctrico.
Condensadores C1 y C2, cada uno de 470 µF 400 V. El total es 940 µF 400 V. Los capacitores deben conectarse observando la polaridad y el voltaje en ellos durante la carga. Puedes controlar el voltaje en ellos con un voltímetro.
Y ahora lo más difícil en el diseño de nuestra pistola Gauss es el solenoide. Está enrollado sobre una varilla dieléctrica. El diámetro interior del tronco es de 5-6 mm. El cable utilizó PEL 0,5. El grosor de la bobina es de 1,5 cm y la longitud es de 2 cm. Al enrollar el solenoide, es necesario aislar cada capa con superpegamento.
Aceleraremos nuestra pistola gauss electromagnética con recortes de clavos o balas caseras de 4-5 mm de espesor y tan largas como un carrete. Las balas más ligeras recorren distancias más largas. Los más pesados vuelan distancias más cortas, pero tienen más energía. Mi pistola gauss penetra latas de cerveza y dispara a 10-12 metros dependiendo de la bala.
Y además, para el acelerador es mejor seleccionar cables más gruesos para que haya menos resistencia en el circuito. ¡Ten mucho cuidado! Durante la invención del acelerador, me electrocuté varias veces, seguí las reglas de seguridad eléctrica y presté atención a la confiabilidad del aislamiento. Buena suerte con tu creatividad.
Discutir el artículo ARMAS GAUSS
¡La información se proporciona únicamente con fines educativos!
El administrador del sitio no es responsable de las posibles consecuencias del uso de la información proporcionada.
CONDENSADORES CARGADOS MORTAL¡PELIGROSO!
Pistola electromagnética (pistola Gauss, inglesa. pistola de bobina) en su versión clásica es un dispositivo que utiliza la propiedad de los ferroimanes de ser atraídos hacia una región de un campo magnético más fuerte para acelerar un “proyectil” ferromagnético.
Mi pistola gauss:
vista superior: 
vista lateral: 
1 - conector para conectar un disparador remoto
2 - interruptor “carga/trabajo batería”
3 - conector para conectar a una tarjeta de sonido de computadora
4 - interruptor de carga/disparo del condensador
5 - botón de descarga de emergencia del condensador
6 - Indicador "Carga de la batería"
7 - Indicador "Trabajo"
8 - Indicador "Carga del condensador"
9 - Indicador "Disparo"
Diagrama de la parte de potencia de la pistola Gauss:
1 - baúl
2 - diodo protector
3 - bobina
4 - LED de infrarrojos
5 - fototransistores de infrarrojos
Los principales elementos de diseño de mi pistola electromagnética.:
batería
-
Yo uso dos baterías de iones de litio. SANYO UR18650A Formato 18650 desde una computadora portátil con una capacidad de 2150 mAh, conectada en serie:
...
El voltaje máximo de descarga de estas baterías es de 3,0 V.
convertidor de voltaje para alimentar circuitos de control -
El voltaje de las baterías se suministra a un convertidor elevador de voltaje en el chip 34063, que aumenta el voltaje a 14 V. Luego, el voltaje se suministra al convertidor para cargar el capacitor y el chip 7805 lo estabiliza a 5 V para alimentar el circuito de control.
convertidor de voltaje para cargar el condensador
-
Convertidor de refuerzo basado en el temporizador 7555 y MOSFET-transistor ;
- Este norte-canal MOSFET- transistor en la carcasa A-247 con el voltaje máximo permitido entre drenaje y fuente VDS= 500 voltios, corriente de drenaje pulsada máxima IDENTIFICACIÓN= 56 amperios y resistencia típica de drenaje a fuente en estado abierto RDS (encendido)= 0,33 ohmios. 
La inductancia del estrangulador del convertidor afecta su funcionamiento:
una inductancia demasiado baja determina la baja tasa de carga del condensador;
una inductancia demasiado alta puede provocar la saturación del núcleo.
Como generador de impulsos ( circuito oscilador) para convertidor ( convertidor de impulso) puedes utilizar un microcontrolador (por ejemplo, el popular arduino), lo que permitirá implementar modulación por ancho de pulso (PWM, PWM) para controlar el ciclo de trabajo de los pulsos.
condensador (tapa de la bobina (acitor)) -
Condensador electrolítico para un voltaje de varios cientos de voltios.
Anteriormente, utilicé un condensador K50-17 de un flash externo soviético con una capacidad de 800 μF para un voltaje de 300 V: 
Las desventajas de este condensador son, en mi opinión, la baja tensión de funcionamiento, el aumento de la corriente de fuga (lo que lleva a una carga más prolongada) y posiblemente una mayor capacitancia.
Por lo tanto, pasé a utilizar condensadores modernos importados: 
SAMWHA para voltaje 450 V con una capacidad de 220 μF serie HC. HC- esta es una serie estándar de condensadores SAMWHA, hay otras series: ÉL- operar en un rango de temperatura más amplio, H.J.- con mayor vida útil;
PEC para un voltaje de 400 V con una capacidad de 150 μF.
También probé un tercer condensador para un voltaje de 400 V con una capacidad de 680 μF, comprado en una tienda en línea. dx.com -
Al final me decidí por usar un condensador. PEC para una tensión de 400 V con una capacidad de 150 µF.
Para un capacitor, su resistencia en serie equivalente ( ESR).
cambiar -
interruptor de encendido S.A. diseñado para cambiar un condensador cargado do por carrete l:
ya sea tiristores o IGBT-transistores:
tiristor
-
Utilizo el tiristor de potencia ТЧ125-9-364 con control de cátodo
apariencia
dimensiones 
- tiristor de clavija de alta velocidad: “125” significa la corriente efectiva máxima permitida (125 A); "9" significa la clase del tiristor, es decir voltaje de pulso repetitivo en cientos de voltios (900 V).
Usar un tiristor como clave requiere seleccionar la capacitancia del banco de capacitores, ya que un pulso de corriente prolongado provocará la retracción del proyectil que ha pasado por el centro de la bobina hacia atrás - " chupar hacia atrás efecto".
Transistor IGBT -
usar como llave IGBT-El transistor permite no solo cerrar, sino también abrir el circuito de la bobina. Esto permite que la corriente (y el campo magnético de la bobina) se interrumpa después de que el proyectil pase por el centro de la bobina; de lo contrario, el proyectil sería arrastrado hacia la bobina y, por lo tanto, se ralentizaría. Pero abrir el circuito de la bobina (una fuerte disminución de la corriente en la bobina) conduce a la aparición de un pulso de alto voltaje en la bobina de acuerdo con la ley de inducción electromagnética $u_L = (L ((di_L) \over (dt) ))$. Para proteger la llave -IGBT-transistor, se deben utilizar elementos adicionales: 
Televisores con vídeo digital- diodo ( diodo TVS), creando un camino para la corriente en la bobina cuando se abre la llave y amortiguando un fuerte aumento de voltaje en la bobina
Rdis- resistencia de descarga ( resistencia de descarga) - proporciona atenuación de la corriente en la bobina (absorbe la energía del campo magnético de la bobina)
C rscondensador de supresión de timbre), evitando la aparición de pulsos de sobretensión en la llave (se puede complementar con una resistencia, formando Amortiguador RC)
yo usé IGBT-transistor IRG48BC40F de la popular serie IRG4.
bobina -
la bobina está enrollada sobre un marco de plástico con alambre de cobre. La resistencia óhmica de la bobina es de 6,7 ohmios. El ancho del devanado multicapa (pila) $b$ es de 14 mm, hay alrededor de 30 vueltas en una capa, el radio máximo es de aproximadamente 12 mm, el radio mínimo $D$ es de aproximadamente 8 mm (el radio promedio $a$ es de aproximadamente 10 mm, altura $c $ - aproximadamente 4 mm), diámetro del alambre - aproximadamente 0,25 mm.
Un diodo está conectado en paralelo a la bobina. UF5408 (diodo de supresión) (corriente máxima 150 A, voltaje inverso máximo 1000 V), amortiguando el pulso de voltaje de autoinducción cuando se interrumpe la corriente en la bobina.
barril
-
Elaborado a partir del cuerpo de un bolígrafo.
proyectil -
Los parámetros del proyectil de prueba son un trozo de clavo con un diámetro de 4 mm (diámetro del cañón ~ 6 mm) y una longitud de 2 cm (el volumen del proyectil es 0,256 cm 3 y la masa $m$ = 2 gramos, si tomamos la densidad del acero como 7,8 g/cm 3 ). Calculé la masa imaginando el proyectil como una combinación de un cono y un cilindro. 
El material del proyectil debe ser ferromagnético.
Además, el material del proyectil debe tener la mayor cantidad umbral de saturación magnética alto - valor de inducción de saturación $B_s$. Una de las mejores opciones es el hierro magnético blando ordinario (por ejemplo, acero ordinario no endurecido St. 3 - St. 10) con una inducción de saturación de 1,6 - 1,7 Tesla. Los clavos están hechos de alambre de acero con bajo contenido de carbono y sin tratamiento térmico (grados de acero St. 1 KP, St. 2 KP, St. 3 PS, St. 3 KP).
Designación de acero:
Arte.- acero al carbono de calidad ordinaria;
0 - 10
- el porcentaje de carbono aumentó 10 veces. A medida que aumenta el contenido de carbono, la inducción de saturación $B_s$ disminuye.
Y la más efectiva es la aleación " permanente", pero es demasiado exótico y caro. Esta aleación se compone de 30-50% de cobalto, 1,5-2% de vanadio y el resto es hierro. Permendur tiene la inducción de saturación $B_s$ más alta de todos los ferromagnetos conocidos, hasta 2,43 Tesla.
También es deseable que el material del proyectil tenga la mayor cantidad baja conductividad. Esto se debe a que las corrientes parásitas que surgen en un campo magnético alterno en la barra conductora provocan pérdidas de energía.
Por lo tanto, como alternativa a los proyectiles cortantes de clavos, probé una varilla de ferrita ( varilla de ferrita), tomado del inductor de la placa base: 
También se encuentran bobinas similares en las fuentes de alimentación de las computadoras: 
Aspecto de una bobina con núcleo de ferrita: 
Material de la varilla (probablemente níquel-zinc ( Ni-Zn) (análogo de las marcas nacionales de ferrita NN/VN) polvo de ferrita) es dieléctrico, lo que elimina la aparición de corrientes parásitas. Pero la desventaja de la ferrita es la inducción de baja saturación $B_s$ ~ 0,3 Tesla.
La longitud de la varilla era de 2 cm: 
La densidad de las ferritas de níquel-zinc es $\rho$ = 4,0 ... 4,9 g/cm 3 .
Gravedad del proyectil
El cálculo de la fuerza que actúa sobre un proyectil en un arma Gauss es complejo tarea.
Se pueden dar varios ejemplos de cálculo de fuerzas electromagnéticas.
La fuerza de atracción de un trozo de ferroimán a una bobina de solenoide con un núcleo ferromagnético (por ejemplo, una armadura de relé a una bobina) está determinada por la expresión $F = (((((w I))^2) \mu_0 S) \over (2 ((\delta)^ 2)))$, donde $w$ es el número de vueltas en la bobina, $I$ es la corriente en el devanado de la bobina, $S$ es la sección transversal área del núcleo de la bobina, $\delta$ es la distancia desde el núcleo de la bobina hasta la pieza atraída. En este caso, despreciamos la resistencia magnética de los ferromagnetos en el circuito magnético.
La fuerza que atrae un ferroimán hacia el campo magnético de una bobina sin núcleo está dada por $F = ((w I) \over 2) ((d\Phi) \over (dx))$.
En esta fórmula, $((d\Phi) \over (dx))$ es la tasa de cambio del flujo magnético de la bobina $\Phi$ al mover un trozo de ferroimán a lo largo del eje de la bobina (cambiando la coordenada $x$), este valor es bastante difícil de calcular. La fórmula anterior se puede reescribir como $F = (((I)^2) \over 2) ((dL) \over (dx))$, donde $((dL) \over (dx))$ es la tasa de inductancia de la bobina de cambio $L$.
El procedimiento para disparar un tiro con una pistola gauss.
Antes de disparar, el condensador debe cargarse a un voltaje de 400 V. Para hacer esto, encienda el interruptor (2) y mueva el interruptor (4) a la posición "CARGAR". Para indicar el voltaje, se conecta un indicador de nivel de una grabadora soviética al capacitor a través de un divisor de voltaje. Para la descarga de emergencia del condensador sin conectar la bobina se utiliza una resistencia de 6,8 kOhm con una potencia de 2 W, conectada mediante un interruptor (5) al condensador. Antes de disparar, debes mover el interruptor (4) a la posición “SHOT”. Para evitar la influencia del rebote del contacto en la formación de un pulso de control, el botón "Disparo" está conectado al circuito anti-rebote en el relé de conmutación y el microcircuito. 74HC00N. Desde la salida de este circuito, la señal activa un dispositivo de un solo disparo, que produce un único pulso de duración ajustable. Este pulso llega a través de un optoacoplador. PC817 al devanado primario del transformador de pulso, que proporciona aislamiento galvánico del circuito de control del circuito de potencia. El pulso generado en el devanado secundario abre el tiristor y el condensador se descarga a través de él en la bobina.
La corriente que fluye a través de la bobina durante la descarga crea un campo magnético que atrae el proyectil ferromagnético y le da una cierta velocidad inicial. Después de salir del cañón, el proyectil continúa volando por inercia. Debe tenerse en cuenta que después de que el proyectil pasa por el centro de la bobina, el campo magnético ralentizará el proyectil, por lo que el pulso de corriente en la bobina no debe prolongarse, de lo contrario esto conducirá a una disminución en la velocidad inicial. del proyectil.
Para controlar remotamente un disparo, se conecta un botón al conector (1): 
Determinar la velocidad a la que un proyectil sale del cañón.
Cuando se dispara, la velocidad inicial y la energía dependen en gran medida desde la posición inicial del proyectil en el maletero.
Para establecer la posición óptima, es necesario medir la velocidad del proyectil que sale del cañón. Para ello utilicé un velocímetro óptico: dos sensores ópticos (LED IR VD1, VD2+ Fototransistores IR VT1, VT2) se colocan en el tronco a una distancia de $l$ = 1 cm entre sí. Al volar, el proyectil cubre los fototransistores de la radiación de los LED y los comparadores del chip. LM358N generar una señal digital: 
Cuando el flujo de luz del sensor 2 (el más cercano a la bobina) está bloqueado, rojo (" ROJO") LED, y cuando el sensor 1 está bloqueado - verde (" VERDE").
Esta señal se convierte a un nivel de décimas de voltio (divisores de resistencias R1,R3 Y R2,R4) y se alimenta a dos canales de la entrada lineal (¡no de micrófono!) de la tarjeta de sonido de la computadora mediante un cable con dos enchufes: un enchufe conectado al conector gaussiano y un enchufe enchufado al zócalo de la tarjeta de sonido de la computadora:
divisor de voltaje:
IZQUIERDA- canal izquierdo; BIEN- canal derecho; Tierra- "Tierra"
enchufe conectado a la pistola:
5 - canal izquierdo; 1 - canal derecho; 3 - "tierra"
enchufe conectado a la computadora:
1 - canal izquierdo; 2 - canal derecho; 3 - "tierra"
Es conveniente utilizar un programa gratuito para procesar la señal. Audacia().
Dado que en cada canal de entrada de la tarjeta de sonido hay un condensador conectado en serie con el resto del circuito, la entrada de la tarjeta de sonido en realidad es RC-cadena, y la señal registrada por la computadora tiene una forma suavizada: 
Puntos característicos en los gráficos:
1 - vuelo de la parte delantera del proyectil más allá del sensor 1
2 - vuelo de la parte delantera del proyectil más allá del sensor 2
3 - vuelo de la parte trasera del proyectil más allá del sensor 1
4 - vuelo de la parte trasera del proyectil más allá del sensor 2
La velocidad inicial del proyectil la determino por la diferencia de tiempo entre los puntos 3 y 4, teniendo en cuenta que la distancia entre los sensores es de 1 cm.
En el ejemplo dado, con una frecuencia de digitalización $f$ = 192000 Hz para el número de muestras $N$ = 160, la velocidad del proyectil $v = ((l f) \over (N)) = ((1920) \over 160 )$ era 12 m/s .
La velocidad de un proyectil que sale del cañón depende de su posición inicial en el cañón, especificada por el desplazamiento de la parte trasera del proyectil desde el borde del cañón $\Delta$: 
Para cada capacidad de batería $C$, la posición óptima del proyectil ($\Delta$ valor) es diferente.
Para el proyectil descrito anteriormente y una capacidad de batería de 370 uF, obtuve los siguientes resultados:
Con una capacidad de batería de 150 µF los resultados fueron los siguientes:
La velocidad máxima del proyectil fue $v$ = 21,1 m/s (en $\Delta$ = 10 mm), lo que corresponde a una energía de ~ 0,5 J
-
Al probar un proyectil de varilla de ferrita, resultó que requiere una ubicación mucho más profunda en el cañón (un valor $\Delta$ mucho mayor).
Leyes de armas
En la República de Bielorrusia, los productos con energía de boca ( energía del hocico) no más de 3 J
comprados sin el permiso correspondiente y no están registrados.
En la Federación de Rusia, los productos con energía de boca menos de 3J
No se consideran armas.
En el Reino Unido, los productos con energía de boca no se consideran armas. no más de 1,3 J.
Determinación de la corriente de descarga del condensador.
Para determinar la corriente máxima de descarga de un capacitor, puede usar un gráfico del voltaje a través del capacitor durante la descarga. Para hacer esto, puede conectarse a un conector al que se suministra a través de un divisor el voltaje en el capacitor, reducido en $n$ = 100 veces. Corriente de descarga del condensador $i = (n) \cdot (C \cdot ((du) \over (dt))) = (((m_u) \over (m_t)) C tg \alpha)$, donde $\alpha$ - el ángulo de inclinación de la tangente a la curva de tensión del condensador en un punto dado.
A continuación se muestra un ejemplo de una curva de voltaje de descarga en un capacitor: 
En este ejemplo $C$ = 800 µF, $m_u$ = 1 V/div, $m_t$ = 6.4 ms/div, $\alpha$ = -69.4°, $tg\alpha = -2 .66 $, que corresponde a la corriente al inicio de la descarga $i = (100) \cdot (800) \cdot (10^(-6)) \cdot (1 \over (6.4 \cdot (10^(-3) ))) \cdot (-2,66) = -33,3$ amperios.
Continuará
19 de noviembre de 2014
En primer lugar, ¡los editores de Science Debate felicitan a todos los artilleros y coheteros! Después de todo, hoy es 19 de noviembre, el Día de las Fuerzas de Cohetes y la Artillería. Hace 72 años, el 19 de noviembre de 1942, comenzó la contraofensiva del Ejército Rojo durante la Batalla de Stalingrado con una poderosa preparación de artillería.
Por eso hoy hemos preparado para vosotros una publicación dedicada a los cañones, pero no a los ordinarios, ¡sino a los cañones Gauss!
Un hombre, incluso cuando se hace adulto, sigue siendo un niño en el fondo, pero sus juguetes cambian. Los juegos de computadora se han convertido en una verdadera salvación para los chicos respetables que no terminaron de jugar "juegos de guerra" en la infancia y ahora tienen la oportunidad de ponerse al día.
Las películas de acción por computadora a menudo presentan armas futuristas que no encontrarás en la vida real: el famoso cañón Gauss, que algún profesor loco podría colocar o que puedes encontrar accidentalmente en una crónica secreta.
¿Es posible conseguir una pistola Gauss en la vida real?
Resulta que es posible y no es tan difícil de hacer como podría parecer a primera vista. Averigüemos rápidamente qué es una pistola Gauss en el sentido clásico. Una pistola Gauss es un arma que utiliza un método de aceleración de masa electromagnética.
El diseño de esta formidable arma se basa en un solenoide: un devanado cilíndrico de cables, donde la longitud del cable es muchas veces mayor que el diámetro del devanado. Cuando se aplica corriente eléctrica, surgirá un fuerte campo magnético en la cavidad de la bobina (solenoide). Empujará el proyectil dentro del solenoide.
Si en el momento en que el proyectil llega al centro, se elimina el voltaje, entonces el campo magnético no impedirá que el cuerpo se mueva por inercia y saldrá volando de la bobina.
Montar una pistola Gauss en casa.
Para crear una pistola Gauss con nuestras propias manos, primero necesitamos un inductor. Enrolle con cuidado el alambre esmaltado en la bobina, sin dobleces pronunciados, para no dañar el aislamiento de ninguna manera.
Después de envolver, llene la primera capa con superpegamento, espere hasta que se seque y continúe con la siguiente capa. De la misma manera necesitas enrollar 10-12 capas. Colocamos la bobina terminada en el futuro cañón del arma. Se debe colocar un tapón en uno de sus bordes.
Para conseguir un impulso eléctrico fuerte, un banco de condensadores es perfecto. Son capaces de liberar la energía acumulada durante un breve periodo de tiempo hasta que la bala llega a la mitad de la bobina.
Para cargar los condensadores necesitarás un cargador. Un dispositivo adecuado se encuentra en las cámaras fotográficas; se utiliza para producir un flash. Por supuesto, no estamos hablando de un modelo caro que diseccionaremos, pero los Kodaks desechables servirán.
Además, aparte del cargador y el condensador, no contienen ningún otro elemento eléctrico. Al desmontar la cámara, tenga cuidado de no recibir una descarga eléctrica. Siéntase libre de quitar los clips de la batería del dispositivo de carga y desoldar el condensador.
Por lo tanto, es necesario preparar aproximadamente 4-5 tablas (es posible más si el deseo y las capacidades lo permiten). La cuestión de elegir un condensador te obliga a elegir entre la potencia del disparo y el tiempo que tarda en cargarse. Una mayor capacidad del condensador también requiere un período de tiempo más largo, lo que reduce la velocidad de disparo, por lo que tendrás que encontrar un compromiso.
Los elementos LED instalados en los circuitos de carga señalan con luz que se ha alcanzado el nivel de carga requerido. Por supuesto, puede conectar circuitos de carga adicionales, pero no se exceda para no quemar accidentalmente los transistores de las placas. Para descargar la batería, lo mejor es instalar un relé por motivos de seguridad.
El circuito de control está conectado a la batería a través del botón de liberación y el circuito controlado está conectado al circuito entre la bobina y los condensadores. Para disparar, es necesario suministrar energía al sistema y, después de la señal luminosa, cargar el arma. ¡Apaga la energía, apunta y dispara!
Si el proceso te cautiva, pero la potencia resultante no es suficiente, entonces puedes empezar a crear una pistola Gauss de múltiples etapas, porque así es exactamente como debería ser.
Hola a todos. En este artículo veremos cómo hacer una pistola Gauss electromagnética portátil ensamblada con un microcontrolador. Bueno, lo de la pistola Gauss, claro, me emocioné, pero no hay duda de que es una pistola electromagnética. Este dispositivo en un microcontrolador fue diseñado para enseñar a los principiantes cómo programar microcontroladores usando el ejemplo de cómo construir una pistola electromagnética con sus propias manos. Veamos algunos puntos de diseño tanto en la pistola electromagnética Gauss como en el programa para el microcontrolador.
Desde el principio, es necesario decidir el diámetro y la longitud del cañón del arma y el material del que estará hecha. Utilicé una caja de plástico de 10 mm de un termómetro de mercurio porque tenía uno por ahí. Puede utilizar cualquier material disponible que tenga propiedades no ferromagnéticas. Estos son tubos de vidrio, plástico, cobre, etc. La longitud del cañón puede depender del número de bobinas electromagnéticas utilizadas. En mi caso utilicé cuatro bobinas electromagnéticas, la longitud del cañón era de veinte centímetros.
En cuanto al diámetro del tubo utilizado, durante el funcionamiento de la pistola electromagnética se demostró que es necesario tener en cuenta el diámetro del cañón en relación con el proyectil utilizado. En pocas palabras, el diámetro del cañón no debe ser mucho mayor que el diámetro del proyectil utilizado. Lo ideal es que el cañón de la pistola electromagnética se ajuste al propio proyectil.
El material para crear los proyectiles fue un eje de impresora con un diámetro de cinco milímetros. A partir de este material se fabricaron cinco espacios en blanco de 2,5 centímetros de largo. Aunque también puedes utilizar piezas en bruto de acero, por ejemplo, alambre o electrodo, lo que encuentres.
Debes prestar atención al peso del propio proyectil. El peso debe ser lo más bajo posible. Mis conchas resultaron ser un poco pesadas.
Antes de crear esta arma, se llevaron a cabo experimentos. Se utilizó pasta vacía de un bolígrafo como cañón y una aguja como proyectil. La aguja atravesó fácilmente la tapa de un cargador instalado cerca de la pistola electromagnética.
Dado que la pistola electromagnética Gauss original se basa en el principio de cargar un condensador con un voltaje alto, alrededor de trescientos voltios, por razones de seguridad, los radioaficionados novatos deben alimentarlo con un voltaje bajo, alrededor de veinte voltios. El bajo voltaje significa que el alcance de vuelo del proyectil no es muy largo. Pero nuevamente, todo depende de la cantidad de bobinas electromagnéticas utilizadas. Cuantas más bobinas electromagnéticas se utilicen, mayor será la aceleración del proyectil en el cañón electromagnético. También importa el diámetro del cañón (cuanto menor es el diámetro del cañón, más lejos vuela el proyectil) y la calidad del bobinado de las propias bobinas electromagnéticas. Quizás las bobinas electromagnéticas sean lo más básico en el diseño de un arma electromagnética; a esto se debe prestar mucha atención para lograr el máximo vuelo del proyectil.
Te daré los parámetros de mis bobinas electromagnéticas; la tuya puede ser diferente. La bobina está enrollada con alambre con un diámetro de 0,2 mm. La longitud del devanado de la capa de la bobina electromagnética es de dos centímetros y contiene seis filas de este tipo. No aislé cada capa nueva, sino que comencé a enrollar una nueva capa sobre la anterior. Debido al hecho de que las bobinas electromagnéticas funcionan con bajo voltaje, es necesario obtener el máximo factor de calidad de la bobina. Por lo tanto, enrollamos todas las vueltas firmemente entre sí, vuelta por vuelta.
En cuanto al dispositivo de alimentación, no es necesaria ninguna explicación especial. Todo se soldó con láminas de PCB sobrantes de la producción de placas de circuito impreso. Todo se muestra detalladamente en las imágenes. El corazón del alimentador es el servoaccionamiento SG90, controlado por un microcontrolador.
La varilla de alimentación está hecha de una varilla de acero con un diámetro de 1,5 mm; en el extremo de la varilla está sellada una tuerca M3 para acoplarse con el servoaccionamiento. Para aumentar el brazo, se instala un cable de cobre con un diámetro de 1,5 mm doblado en ambos extremos en el balancín del servoaccionamiento.
Este sencillo dispositivo, ensamblado a partir de materiales de desecho, es suficiente para disparar un proyectil al cañón de una pistola electromagnética. La varilla de alimentación debe sobresalir completamente del cargador de carga. Como guía para la varilla de alimentación sirvió un soporte de latón agrietado con un diámetro interior de 3 mm y una longitud de 7 mm. Fue una pena tirarlo, por lo que fue útil, al igual que los trozos de PCB de aluminio.
El programa para el microcontrolador atmega16 fue creado en AtmelStudio y es un proyecto completamente abierto para usted. Veamos algunas configuraciones en el programa del microcontrolador que deberán realizarse. Para el funcionamiento más eficiente de la pistola electromagnética, deberá configurar el tiempo de funcionamiento de cada bobina electromagnética en el programa. Los ajustes se realizan en orden. Primero, suelde la primera bobina al circuito, no conecte todas las demás. Establezca el tiempo de funcionamiento en el programa (en milisegundos).
PORTA |=(1<<1); // катушка 1
_delay_ms(350); // tiempo de trabajo
Actualice el microcontrolador y ejecute el programa en el microcontrolador. La fuerza de la bobina debería ser suficiente para retraer el proyectil y darle la aceleración inicial. Habiendo alcanzado el alcance máximo del proyectil, ajustando el tiempo de funcionamiento de la bobina en el programa del microcontrolador, conecte la segunda bobina y también ajuste el tiempo, logrando un alcance de vuelo del proyectil aún mayor. Por consiguiente, la primera bobina permanece conectada.
PORTA |=(1<<1); // катушка 1
_delay_ms(350);
PORTA &=~(1<<1);
PORTA |=(1<<2); // катушка 2
_delay_ms(150);
De esta forma configuras el funcionamiento de cada bobina electromagnética, conectándolas en orden. A medida que aumenta el número de bobinas electromagnéticas en el dispositivo de una pistola Gauss electromagnética, la velocidad y, en consecuencia, el alcance del proyectil también deberían aumentar.
Se puede evitar este minucioso procedimiento de ajuste de cada bobina. Pero para ello habrá que modernizar el dispositivo de la propia pistola electromagnética, instalando sensores entre las bobinas electromagnéticas para controlar el movimiento del proyectil de una bobina a otra. Los sensores en combinación con un microcontrolador no sólo simplificarán el proceso de configuración, sino que también aumentarán el alcance de vuelo del proyectil. No agregué estas comodidades y no complicé el programa del microcontrolador. El objetivo era implementar un proyecto interesante y sencillo utilizando un microcontrolador. Lo interesante que es, por supuesto, depende de usted juzgar. Para ser honesto, estaba feliz como un niño, "puliendo" con este dispositivo, y la idea de un dispositivo más serio con un microcontrolador maduró. Pero este es un tema para otro artículo.
Programa y esquema -
¡Hola amigos! Seguramente algunos de ustedes ya han leído o se han topado personalmente con el acelerador electromagnético Gauss, mejor conocido como “Gauss Gun”.
Una pistola Gauss tradicional se construye utilizando condensadores de alta capacidad difíciles de encontrar o bastante caros, y también requiere algo de cableado (diodos, tiristores, etc.) para cargarse y disparar correctamente. Esto puede resultar bastante difícil para las personas que no entienden nada de radioelectrónica, pero el deseo de experimentar no les permite quedarse quietos. En este artículo intentaré hablar en detalle sobre el principio de funcionamiento de la pistola y cómo se puede montar un acelerador Gauss de forma simplificada al mínimo.
La parte principal del arma es la bobina. Como regla general, se enrolla de forma independiente en algún tipo de varilla dieléctrica no magnética, cuyo diámetro es ligeramente mayor que el diámetro del proyectil. En el diseño propuesto, la bobina puede incluso enrollarse "a ojo", porque el principio de funcionamiento simplemente no permite realizar ningún cálculo. Es suficiente obtener un alambre de cobre o aluminio con un diámetro de 0,2-1 mm en barniz o aislamiento de silicona y enrollarlo 150-250 vueltas en el barril para que la longitud de bobinado de una fila sea de aproximadamente 2-3 cm. utilice un solenoide ya preparado.
Cuando una corriente eléctrica pasa a través de una bobina, aparece en ella un campo magnético. En pocas palabras, la bobina se convierte en un electroimán que atrae el proyectil de hierro y, para que no permanezca en la bobina cuando ingresa al solenoide, simplemente debe cortar el suministro de corriente.
En las armas clásicas, esto se logra mediante cálculos precisos, el uso de tiristores y otros componentes que “cortarán” el pulso en el momento adecuado. Simplemente romperemos la cadena "cuando funcione". Para la interrupción de emergencia de un circuito eléctrico en la vida cotidiana se utilizan fusibles, se pueden utilizar en nuestro proyecto, pero es más recomendable sustituirlos por bombillas de una guirnalda de árbol de Navidad. Están diseñados para suministro de energía de bajo voltaje, por lo que cuando se alimentan desde una red de 220 V, se queman instantáneamente y rompen el circuito.
El dispositivo terminado consta de solo tres partes: una bobina, un cable de red y una bombilla conectada en serie con la bobina.
Muchos estarán de acuerdo en que usar un arma de esta forma es extremadamente incómodo y antiestético y, a veces, incluso muy peligroso. Así que monté el dispositivo en un pequeño trozo de madera contrachapada. Instalé terminales separados para la bobina. Esto permite cambiar rápidamente el solenoide y experimentar con diferentes opciones. Para la bombilla instalé dos clavos cortados finos. Los extremos de los cables de la bombilla simplemente se enrollan alrededor de ellos, por lo que la bombilla cambia muy rápidamente. Tenga en cuenta que el matraz en sí está ubicado en un orificio hecho especialmente.
El caso es que cuando se dispara se produce un gran destello y chispas, por lo que consideré necesario mover un poco esta “corriente” hacia abajo.
La velocidad de expulsión del proyectil aquí es bastante alta, pero a veces incluso penetra con dificultad el papel;