Torej, poglejmo vse po vrsti. Polnjenje pištole deluje na 220 voltno omrežje. Polnjenje je sestavljeno iz kondenzatorja 1,5 uF 400 V. Izhodna napetost 350 V.
Sledi obremenitev za omejevanje toka - H1, v mojem primeru žarnica z žarilno nitko, vendar lahko uporabite močan upor 500 - 1000 Ohmov. Tipka S1 omejuje polnjenje kondenzatorjev. Tipka S2 daje močan odvod toka solenoidu, zato mora S2 prenesti visok tok, v mojem primeru sem uporabil gumb iz električne plošče.
Kondenzatorja C1 in C2, vsak po 470 µF 400 V. Skupaj je 940 µF 400 V. Kondenzatorje med polnjenjem priključite tako, da upoštevate polarnost in napetost na njih. Napetost na njih lahko nadzorujete z voltmetrom.
In zdaj je najtežja stvar v našem dizajnu Gaussove pištole solenoid. Navit je na dielektrično palico. Notranji premer debla je 5-6 mm. Žica je bila uporabljena PEL 0,5. Debelina tuljave je 2 cm. Pri navijanju je potrebno vsako plast izolirati s super lepilom.
Našo elektromagnetno gaussovo pištolo bomo pospešili z odrezki žebljev ali doma narejenimi naboji debeline 4-5 mm in dolgimi kot kolut. Lažje krogle potujejo na daljše razdalje. Težji letijo na krajši razdalji, a imajo več energije. Moja gaussova puška prebije pločevinke piva in strelja na 10-12 metrov, odvisno od naboja.
In tudi za pospeševalnik je bolje izbrati debelejše žice, tako da je v tokokrogu manjši upor. Bodite izjemno previdni! Med izumom pospeševalnika sem bil večkrat šokiran, upoštevajte pravila električne varnosti in bodite pozorni na zanesljivost izolacije. Vso srečo pri vaši ustvarjalnosti.
Razpravljajte o članku GAUSSOVE PIŠTE
Informacije so na voljo samo v izobraževalne namene!
Upravitelj strani ne odgovarja za morebitne posledice uporabe posredovanih informacij.
NABLJENI KONDENZATORJI SMRTNO NEVARNO!
Elektromagnetna pištola (Gaussova pištola, angl. coilgun) v svoji klasični različici je naprava, ki uporablja lastnost feromagnetov, da se vlečejo v območje močnejšega magnetnega polja za pospeševanje feromagnetnega "projektila".
Moja gaussova pištola:
pogled od zgoraj: 
stranski pogled: 
1 - konektor za priključitev daljinskega sproščanja
2 - stikalo "polnjenje baterije / delo".
3 - priključek za povezavo z zvočno kartico računalnika
4 - stikalo za polnjenje / streljanje kondenzatorja
5 - gumb za praznjenje kondenzatorja v sili
6 - Indikator "napolnjenost baterije".
7 - indikator "Delo".
8 - Indikator "napolnjenost kondenzatorja".
9 - Indikator "strel".
Diagram močnostnega dela Gaussove pištole:
1 - prtljažnik
2 - zaščitna dioda
3 - tuljava
4 - IR LED
5 - IR fototranzistorji
Glavni elementi zasnove moje elektromagnetne pištole:
baterijo
-
Uporabljam dve litij-ionski bateriji SANYO UR18650A Format 18650 iz prenosnega računalnika s kapaciteto 2150 mAh, povezan zaporedno:
...
Največja napetost praznjenja teh baterij je 3,0 V.
napetostni pretvornik za napajanje krmilnih vezij -
Napetost iz baterij se napaja v povečevalni napetostni pretvornik na čipu 34063, ki poveča napetost na 14 V. Nato se napetost napaja v pretvornik za polnjenje kondenzatorja in stabilizira na 5 V s čipom 7805 za napajajte krmilno vezje.
napetostni pretvornik za polnjenje kondenzatorja
-
ojačevalni pretvornik na osnovi časovnika 7555 in MOSFET- tranzistor ;
- To n-kanal MOSFET- tranzistor v ohišju TO-247 z največjo dovoljeno napetostjo odtok-izvor VDS= 500 voltov, največji impulzni odvodni tok jaz D= 56 amperov in tipičen upor odtok-izvir, ko je odprt RDS (vklopljen)= 0,33 ohma. 
Induktivnost dušilke pretvornika vpliva na njegovo delovanje:
prenizka induktivnost določa nizko stopnjo polnjenja kondenzatorja;
previsoka induktivnost lahko povzroči nasičenost jedra.
Kot generator impulzov ( oscilatorsko vezje) za pretvornik ( ojačevalni pretvornik) lahko uporabite mikrokrmilnik (na primer priljubljeni Arduino), kar bo omogočilo implementacijo pulzno širinske modulacije (PWM, PWM) za nadzor delovnega cikla impulzov.
kondenzator (pokrovček tuljave (acitor)) -
elektrolitski kondenzator za napetost nekaj sto voltov.
Prej sem uporabil kondenzator K50-17 iz sovjetske zunanje bliskavice z zmogljivostjo 800 μF za napetost 300 V: 
Slabosti tega kondenzatorja so po mojem mnenju nizka obratovalna napetost, povečan uhajajoči tok (privede do daljšega polnjenja) in morebiti povečana kapacitivnost.
Zato sem prešel na uporabo uvoženih sodobnih kondenzatorjev: 
SAMWHA za napetost 450 V z zmogljivostjo serije 220 μF HC. HC- to je standardna serija kondenzatorjev SAMWHA, obstajajo še druge serije: ON- delovanje v širšem temperaturnem območju, H.J.- s podaljšano življenjsko dobo;
PEC za napetost 400 V z zmogljivostjo 150 μF.
Preizkusil sem tudi tretji kondenzator za napetost 400 V s kapaciteto 680 μF, kupljen v spletni trgovini dx.com -
Na koncu sem se odločil za uporabo kondenzatorja PEC za napetost 400 V z zmogljivostjo 150 µF.
Za kondenzator je njegov enakovredni zaporedni upor ( ESR).
stikalo -
stikalo za vklop S.A. zasnovan za preklop napolnjenega kondenzatorja C na kolut L:
ali tiristorji oz IGBT-tranzistorji:
tiristor
-
Uporabljam močnostni tiristor TČ125-9-364 s katodnim nadzorom
videz
dimenzije 
- tiristor z visoko hitrostjo: "125" pomeni največji dovoljeni efektivni tok (125 A); "9" pomeni razred tiristorja, tj. ponavljajoča impulzna napetost v stotinah voltov (900 V).
Uporaba tiristorja kot ključa zahteva izbiro kapacitivnosti kondenzatorske banke, saj bo dolgotrajen tokovni impulz povzročil umik izstrelka, ki je prešel sredino tuljave nazaj - " sesati nazaj učinek".
IGBT tranzistor -
uporabite kot ključ IGBT-tranzistor omogoča ne samo zapiranje, ampak tudi odpiranje vezja tuljave. To omogoča, da se tok (in magnetno polje tuljave) prekine, potem ko izstrelek preide sredino tuljave, sicer bi se izstrelek potegnil nazaj v tuljavo in bi se zato upočasnil. Toda odpiranje vezja tuljave (močno zmanjšanje toka v tuljavi) vodi do pojava visokonapetostnega impulza na tuljavi v skladu z zakonom elektromagnetne indukcije $u_L = (L ((di_L) \over (dt) ))$. Za zaščito ključa -IGBT-tranzistor, je treba uporabiti dodatne elemente: 
VD televizorji- dioda ( TVS dioda), ki ustvari pot za tok v tuljavi, ko je ključ odprt, in ublaži oster val napetosti na tuljavi
Rdis- razelektritveni upor ( razelektritveni upor) - zagotavlja slabljenje toka v tuljavi (absorbira energijo magnetnega polja tuljave)
C rskondenzator za dušenje zvonjenja), ki preprečuje pojav prenapetostnih impulzov na ključu (lahko ga dopolnite z uporom, ki tvori RC-dušilec)
uporabil sem IGBT- tranzistor IRG48BC40F iz priljubljene serije IRG4.
tuljava -
tuljava je navita na plastični okvir z bakreno žico. Ohmski upor tuljave je 6,7 ohmov. Širina večslojnega navitja (pile up) $b$ je 14 mm, v eni plasti je okoli 30 ovojev, največji radij je okoli 12 mm, najmanjši radij $D$ je okoli 8 mm (povprečni radij $a$ je približno 10 mm, višina $c $ - približno 4 mm), premer žice - približno 0,25 mm.
Vzporedno s tuljavo je priključena dioda UF5408 (dušilna dioda) (temenski tok 150 A, vršna povratna napetost 1000 V), dušenje impulza samoindukcijske napetosti, ko je tok v tuljavi prekinjen.
sod
-
Izdelan iz telesa kemičnega svinčnika.
projektil -
Parametri testnega izstrelka so kos žeblja s premerom 4 mm (premer cevi ~ 6 mm) in dolžino 2 cm (prostornina izstrelka je 0,256 cm 3 in masa $m$ = 2 grama, če vzamemo gostoto jekla 7,8 g/cm 3 ). Maso sem izračunal tako, da sem si izstrelek predstavljal kot kombinacijo stožca in valja. 
Material projektila mora biti feromagnetni.
Toliko bi moralo imeti tudi izstrelkov material visok prag magnetne nasičenosti - vrednost indukcije nasičenja $B_s$. Ena najboljših možnosti je navadno mehko magnetno železo (npr. navadno nekaljeno jeklo St. 3 - St. 10) z indukcijo nasičenja 1,6 - 1,7 Tesla. Žeblji so izdelani iz nizkoogljične termično neobdelane jeklene žice (klase jekla St. 1 KP, St. 2 KP, St. 3 PS, St. 3 KP).
Oznaka jekla:
Art.- ogljikovo jeklo običajne kakovosti;
0 - 10
- odstotek ogljika povečan za 10-krat. Ko se vsebnost ogljika poveča, se indukcija nasičenosti $B_s$ zmanjša.
In najučinkovitejša je zlitina " permendur", vendar je preveč eksotična in draga. Ta zlitina je sestavljena iz 30-50% kobalta, 1,5-2% vanadija in ostalo je železo. Permendur ima največjo indukcijo nasičenja $B_s$ od vseh znanih feromagnetov do 2,43 Tesla.
Zaželeno je tudi, da ga ima čim več izstrelnega materiala nizka prevodnost. To je posledica dejstva, da vrtinčni tokovi, ki nastanejo v izmeničnem magnetnem polju v prevodni palici, povzročijo izgube energije.
Zato sem kot alternativo izstrelkom za rezanje žebljev preizkusil feritno palico ( feritna palica), vzeto iz induktorja z matične plošče: 
Podobne tuljave najdemo tudi v računalniških napajalnikih: 
Videz tuljave s feritnim jedrom: 
Material palice (verjetno nikelj-cink ( Ni-Zn) (analog domačih znamk ferita NN/VN) feritni prah) je dielektrik, ki odpravlja pojav vrtinčnih tokov. Toda pomanjkljivost ferita je nizka indukcija nasičenosti $B_s$ ~ 0,3 Tesla.
Dolžina palice je bila 2 cm: 
Gostota nikelj-cinkovih feritov je $\rho$ = 4,0 ... 4,9 g/cm 3.
Gravitacija projektila
Izračun sile, ki deluje na izstrelek v Gaussovi pištoli, je kompleksen naloga.
Obstaja več primerov izračunavanja elektromagnetnih sil.
Privlačna sila kosa feromagneta na tuljavo solenoida s feromagnetnim jedrom (na primer armatura releja na tuljavo) je določena z izrazom $F = (((((w I))^2) \mu_0 S) \over (2 ((\delta)^ 2)))$, kjer je $w$ število ovojev v tuljavi, $I$ je tok v navitju tuljave, $S$ je presek območje jedra tuljave, $\delta$ je razdalja od jedra tuljave do privlečenega kosa. V tem primeru zanemarimo magnetni upor feromagnetov v magnetnem krogu.
Sila, ki vleče feromagnet v magnetno polje tuljave brez jedra, je podana z $F = ((w I) \več kot 2) ((d\Phi) \več (dx))$.
V tej formuli je $((d\Phi) \over (dx))$ hitrost spremembe magnetnega pretoka tuljave $\Phi$ pri premikanju kosa feromagneta vzdolž osi tuljave (spreminjanje koordinate $x$), je to vrednost precej težko izračunati. Zgornjo formulo lahko prepišemo kot $F = (((I)^2) \nad 2) ((dL) \nad (dx))$, kjer je $((dL) \nad (dx))$ stopnja spremembe induktivnosti tuljave $L$.
Postopek streljanja iz Gaussove pištole
Pred vžigom je treba kondenzator napolniti do napetosti 400 V. To storite tako, da vklopite stikalo (2) in premaknete stikalo (4) v položaj “CHARGE”. Za označevanje napetosti je indikator nivoja iz sovjetskega magnetofona priključen na kondenzator prek delilnika napetosti. Za zasilno praznjenje kondenzatorja brez priključitve tuljave se uporablja upor 6,8 kOhm z močjo 2 W, ki je s stikalom (5) povezan s kondenzatorjem. Pred streljanjem morate stikalo (4) premakniti v položaj “STREL”. Da bi se izognili vplivu odboja kontakta na nastanek krmilnega impulza, je gumb "Shot" povezan z vezjem proti odboju na preklopnem releju in mikrovezju 74HC00N. Iz izhoda tega vezja signal sproži enkratno napravo, ki proizvede en impulz nastavljivega trajanja. Ta impulz pride skozi optični sklopnik PC817 na primarno navitje impulznega transformatorja, ki zagotavlja galvansko izolacijo krmilnega vezja od napajalnega vezja. Impulz, ki nastane na sekundarnem navitju, odpre tiristor in kondenzator se skozi njega izprazni v tuljavo.
Tok, ki teče skozi tuljavo med praznjenjem, ustvari magnetno polje, ki potegne vase feromagnetni izstrelek in mu da določeno začetno hitrost. Po izstopu iz cevi projektil še naprej leti po vztrajnosti. Upoštevati je treba, da po prehodu izstrelka skozi sredino tuljave magnetno polje upočasni izstrelek, zato se tokovni impulz v tuljavi ne sme podaljšati, sicer bo to povzročilo zmanjšanje začetne hitrosti. izstrelka.
Za daljinsko upravljanje strela je na konektor (1) priključen gumb: 
Določanje hitrosti, s katero izstrelek zapusti cev
Pri streljanju sta ustna hitrost in energija zelo odvisni od začetnega položaja izstrelka v prtljažniku.
Za nastavitev optimalnega položaja je potrebno izmeriti hitrost, s katero izstrelek zapusti cev. Za to sem uporabil optični merilnik hitrosti - dva optična senzorja (IR LED). VD1, VD2+ IR fototranzistorji VT1, VT2) so postavljeni v deblo na razdalji $l$ = 1 cm drug od drugega. Med letenjem projektil pokriva fototranzistorje iz sevanja LED in primerjalnike na čipu LM358N ustvari digitalni signal: 
Ko je svetlobni tok senzorja 2 (najbližje tuljavi) blokiran, sveti rdeče (" RDEČA") LED in ko je senzor 1 blokiran - zelena (" ZELENA").
Ta signal se pretvori v nivo desetink volta (delilniki iz uporov R1,R3 in R2,R4) in se napaja na dva kanala linearnega (ne mikrofonskega!) vhoda zvočne kartice računalnika s pomočjo kabla z dvema vtičema - vtičem, priključenim na Gaussov priključek, in vtičem, priključenim v vtičnico zvočne kartice računalnika:
delilnik napetosti:
LEVO- levi kanal; PRAV- desni kanal; GND- "Zemlja"
vtič priključen na pištolo:
5 - levi kanal; 1 - desni kanal; 3 - "tla"
vtič priključen na računalnik:
1 - levi kanal; 2 - desni kanal; 3 - "tla"
Za obdelavo signala je priročno uporabiti brezplačen program Drznost().
Ker je na vsakem vhodnem kanalu zvočne kartice kondenzator zaporedno povezan z ostalim vezjem, je vhod zvočne kartice dejansko R.C.-veriga, signal, ki ga posname računalnik, pa ima zglajeno obliko: 
Značilne točke na grafih:
1 - let prednjega dela izstrelka mimo senzorja 1
2 - let prednjega dela izstrelka mimo senzorja 2
3 - let zadnjega dela izstrelka mimo senzorja 1
4 - let zadnjega dela izstrelka mimo senzorja 2
Začetno hitrost izstrelka določim s časovno razliko med točkama 3 in 4, pri čemer upoštevam, da je razdalja med senzorji 1 cm.
V danem primeru je s frekvenco digitalizacije $f$ = 192000 Hz za število vzorcev $N$ = 160 hitrost projektila $v = ((l f) \over (N)) = ((1920) \over 160 )$ je bila 12 m/s .
Hitrost izstrelka, ki zapusti cev, je odvisna od njegovega začetnega položaja v cevi, ki ga določa odmik zadnjega dela izstrelka od roba cevi $\Delta$: 
Za vsako kapaciteto baterije $C$ je optimalni položaj projektila (vrednost $\Delta$) drugačen.
Za zgoraj opisan projektil in kapaciteto baterije 370 uF sem dobil naslednje rezultate:
Pri bateriji s kapaciteto 150 µF so bili rezultati naslednji:
Največja hitrost projektila je bila $v$ = 21,1 m/s (pri $\Delta$ = 10 mm), kar ustreza energiji ~ 0,5 J
-
Pri testiranju izstrelka s feritno palico se je izkazalo, da zahteva veliko globlje mesto v cevi (veliko večjo vrednost $\Delta$).
Zakoni o orožju
V Republiki Belorusiji izdelki z gobčno energijo ( energija gobca) ne več kot 3 J
kupljeni brez ustreznega dovoljenja in niso registrirani.
V Ruski federaciji izdelki z gobčno energijo manj kot 3 J
ne štejejo za orožje.
V Združenem kraljestvu izdelki z energijo gobca ne veljajo za orožje. ne več kot 1,3 J.
Določanje toka praznjenja kondenzatorja
Za določitev največjega toka praznjenja kondenzatorja lahko uporabite graf napetosti na kondenzatorju med praznjenjem. Če želite to narediti, se lahko priključite na konektor, na katerega se preko delilnika napaja napetost na kondenzatorju, zmanjšana za $n$ = 100-krat. Tok praznjenja kondenzatorja $i = (n) \cdot (C \cdot ((du) \over (dt))) = (((m_u) \over (m_t)) C tg \alpha)$, kjer je $\alpha$ - kot naklona tangente na krivuljo napetosti kondenzatorja v dani točki.
Tukaj je primer takšne krivulje praznjenja napetosti na kondenzatorju: 
V tem primeru $C$ = 800 µF, $m_u$ = 1 V/div, $m_t$ = 6,4 ms/div, $\alpha$ = -69,4°, $tg\alpha = -2,66 $, kar ustreza na tok na začetku praznjenja $i = (100) \cdot (800) \cdot (10^(-6)) \cdot (1 \nad (6,4 \cdot (10^(-3) ))) \cdot (-2,66) = -33,3$ amperov.
Se nadaljuje
19. november 2014
Najprej, uredniki Science Debate čestitajo vsem topničarjem in raketarjem! Konec koncev je danes 19. november - dan raketnih sil in topništva. Pred 72 leti, 19. novembra 1942, se je z močno topniško pripravo začela protiofenziva Rdeče armade v bitki za Stalingrad.
Zato smo danes za vas pripravili publikacijo, posvečeno topovom, a ne navadnim, temveč Gaussovim!
Človek, tudi ko postane odrasel, ostane fant po srcu, a njegove igrače se spremenijo. Računalniške igre so postale pravo odrešenje za ugledne fante, ki v otroštvu niso končali igranja "vojnih iger" in imajo zdaj priložnost, da jih nadoknadijo.
V računalniških akcijskih filmih se pogosto pojavljajo futuristična orožja, ki jih v resničnem življenju ne boste našli - slavni Gaussov top, ki bi ga lahko podtaknil kakšen nori profesor ali pa ga po naključju najdete v skrivni kroniki.
Ali je mogoče dobiti Gaussovo pištolo v resničnem življenju?
Izkazalo se je, da je to mogoče in ni tako težko narediti, kot se morda zdi na prvi pogled. Na hitro ugotovimo, kaj je Gaussova pištola v klasičnem smislu. Gaussova pištola je orožje, ki uporablja metodo elektromagnetnega pospeševanja mase.
Zasnova tega mogočnega orožja temelji na solenoidu - valjastem navitju žic, kjer je dolžina žice večkrat večja od premera navitja. Pri uporabi električnega toka bo v votlini tuljave (solenoida) nastalo močno magnetno polje. Projektil bo potegnil znotraj solenoida.
Če se v trenutku, ko izstrelek doseže središče, napetost odstrani, potem magnetno polje ne bo preprečilo gibanja telesa po vztrajnosti in bo odletelo iz tuljave.
Sestavljanje Gaussove pištole doma
Da bi ustvarili Gaussovo pištolo z lastnimi rokami, najprej potrebujemo induktor. Emajlirano žico previdno navijte na vreteno, brez ostrih pregibov, da nikakor ne poškodujete izolacije.
Po ovijanju prvo plast napolnite s superlepilom, počakajte, da se posuši, in nadaljujte z naslednjo plastjo. Na enak način morate naviti 10-12 plasti. Končano tuljavo položimo na bodočo cev orožja. Na enem od njegovih robov je treba namestiti čep.
Da bi dobili močan električni impulz, je banka kondenzatorjev popolna. Sposobni so sprostiti nakopičeno energijo za kratek čas, dokler krogla ne doseže sredine tuljave.
Za polnjenje kondenzatorjev boste potrebovali polnilec. Primerno napravo najdemo v fotografskih fotoaparatih, uporabljamo jo za izdelavo bliskavice. Seveda ne govorimo o dragem modelu, ki ga bomo secirali, ampak za enkratno uporabo Kodakov.
Poleg tega razen polnilnika in kondenzatorja ne vsebujejo nobenih drugih električnih elementov. Pri razstavljanju kamere pazite, da vas ne udari električni tok. Prosto odstranite sponke akumulatorja s polnilne naprave in odspajkajte kondenzator.
Tako morate pripraviti približno 4-5 plošč (možno več, če želja in zmožnosti dopuščajo). Vprašanje izbire kondenzatorja vas prisili k izbiri med močjo udarca in časom polnjenja. Večja kapaciteta kondenzatorja zahteva tudi daljše časovno obdobje, kar zmanjša hitrost ognja, zato boste morali najti kompromis.
LED elementi, nameščeni na polnilnih tokokrogih, s svetlobo sporočajo, da je dosežena zahtevana raven napolnjenosti. Seveda lahko priključite dodatna polnilna vezja, vendar ne pretiravajte, da ne bi slučajno zažgali tranzistorjev na ploščah. Za izpraznitev akumulatorja je iz varnostnih razlogov najbolje namestiti rele.
Krmilno vezje preko gumba za sprostitev povežemo z baterijo, krmiljeno vezje pa z vezjem med tuljavo in kondenzatorji. Za strel je treba napajati sistem in po svetlobnem signalu napolniti orožje. Izklopite napajanje, namerite in streljajte!
Če vas proces navduši, vendar posledična moč ni dovolj, potem lahko začnete ustvarjati večstopenjsko Gaussovo pištolo, saj bi morala biti točno taka.
Pozdravljeni vsi V tem članku si bomo ogledali, kako narediti prenosno elektromagnetno Gaussovo pištolo, sestavljeno z uporabo mikrokrmilnika. No, nad Gaussovo pištolo sem se seveda navdušil, ni pa dvoma, da je to elektromagnetna pištola. Ta naprava na mikrokrmilniku je bila zasnovana za učenje začetnikov, kako programirati mikrokrmilnike na primeru konstruiranja elektromagnetne pištole z lastnimi rokami. Oglejmo si nekaj konstrukcijskih točk v sami elektromagnetni Gaussovi pištoli in v programu za mikrokrmilnik.
Že od samega začetka se morate odločiti za premer in dolžino cevi same pištole ter material, iz katerega bo izdelana. Uporabil sem 10 mm plastično ohišje od živosrebrnega termometra, ker sem enega ležal naokoli. Uporabite lahko kateri koli razpoložljiv material, ki ima neferomagnetne lastnosti. To so steklene, plastične, bakrene cevi itd. Dolžina cevi je lahko odvisna od števila uporabljenih elektromagnetnih tuljav. V mojem primeru so uporabljene štiri elektromagnetne tuljave, dolžina cevi je bila dvajset centimetrov.
Kar zadeva premer uporabljene cevi, je elektromagnetna pištola med delovanjem pokazala, da je treba upoštevati premer cevi glede na uporabljeni projektil. Preprosto povedano, premer cevi ne sme biti veliko večji od premera uporabljenega projektila. Idealno bi bilo, če bi se cev elektromagnetne pištole prilegala samemu izstrelku.
Material za izdelavo izstrelkov je bila os iz tiskalnika s premerom pet milimetrov. Iz tega materiala je bilo izdelanih pet surovcev dolžine 2,5 centimetra. Čeprav lahko uporabite tudi jeklene surovce, recimo žico ali elektrodo - karkoli najdete.
Pozorni morate biti na težo samega projektila. Teža mora biti čim manjša. Moje školjke so se izkazale za malo težke.
Pred ustvarjanjem te pištole so bili izvedeni poskusi. Kot cev je bila uporabljena prazna pasta iz peresa, kot izstrelek pa igla. Igla je zlahka prebodla pokrov nabojnika, ki je bil nameščen blizu elektromagnetne pištole.
Ker je originalna Gaussova elektromagnetna pištola zgrajena na principu polnjenja kondenzatorja z visoko napetostjo, približno tristo voltov, naj jo iz varnostnih razlogov začetniki radioamaterji napajajo z nizko napetostjo, približno dvajset voltov. Nizka napetost pomeni, da doseg izstrelka ni zelo velik. Toda spet je vse odvisno od števila uporabljenih elektromagnetnih tuljav. Več kot je uporabljenih elektromagnetnih tuljav, večji je pospešek izstrelka v elektromagnetni pištoli. Pomemben je tudi premer cevi (manjši kot je premer cevi, dlje leti izstrelek) in kakovost navijanja samih elektromagnetnih tuljav. Morda so elektromagnetne tuljave najbolj osnovna stvar pri oblikovanju elektromagnetne puške; temu je treba posvetiti resno pozornost, da bi dosegli največji let izstrelka.
Podal bom parametre svojih elektromagnetnih tuljav; vaše so lahko drugačne. Tuljava je navita z žico s premerom 0,2 mm. Dolžina navitja plasti elektromagnetne tuljave je dva centimetra in vsebuje šest takih vrst. Vsake nove plasti nisem izolirala, ampak sem začela navijati novo plast na prejšnjo. Zaradi dejstva, da se elektromagnetne tuljave napajajo z nizko napetostjo, morate dobiti največji faktor kakovosti tuljave. Zato vse zavoje navijemo tesno drug k drugemu, zavoj do zavoja.
Kar zadeva napravo za hranjenje, posebna razlaga ni potrebna. Vse je bilo spajkano iz odpadnih PCB folij, ki so ostale pri proizvodnji tiskanih vezij. Vse je podrobno prikazano na slikah. Srce podajalnika je servo pogon SG90, ki ga krmili mikrokrmilnik.
Podajalna palica je izdelana iz jeklene palice s premerom 1,5 mm, na koncu palice je zatesnjena matica M3 za vklop servo pogona. Za povečanje roke je na gugalnici servo pogona nameščena bakrena žica s premerom 1,5 mm, upognjena na obeh koncih.
Ta preprosta naprava, sestavljena iz odpadnega materiala, je povsem dovolj za izstrelitev izstrelka v cev elektromagnetne pištole. Podajalna palica mora popolnoma segati iz nakladalnega skladišča. Kot vodilo za podajalno palico je služilo počeno medeninasto stojalo z notranjim premerom 3 mm in dolžino 7 mm. Škoda ga je bilo zavreči, zato je prišel prav, tako kot kosi folije PCB.
Program za mikrokrmilnik atmega16 je nastal v AtmelStudiu in je za vas popolnoma odprt projekt. Poglejmo si nekaj nastavitev v mikrokrmilniškem programu, ki jih bo treba izvesti. Za najbolj učinkovito delovanje elektromagnetne pištole boste morali v programu konfigurirati čas delovanja vsake elektromagnetne tuljave. Nastavitve so narejene po vrstnem redu. Najprej spajkajte prvo tuljavo v tokokrog, vseh ostalih ne povezujte. V programu nastavite čas delovanja (v milisekundah).
PORTA |=(1<<1); // катушка 1
_zakasnitev_ms(350); // delovni čas
Mikrokrmilnik utripaš in na mikrokrmilniku zaženeš program. Sila tuljave mora zadostovati za umik izstrelka in začetni pospešek. Ko dosežete največji doseg izstrelka, prilagodite čas delovanja tuljave v programu mikrokrmilnika, priključite drugo tuljavo in prav tako prilagodite čas, s čimer dosežete še večji obseg letenja izstrelka. V skladu s tem ostane prva tuljava vklopljena.
PORTA |=(1<<1); // катушка 1
_zakasnitev_ms(350);
PORTA &=~(1<<1);
PORTA |=(1<<2); // катушка 2
_zakasnitev_ms(150);
Na ta način konfigurirate delovanje vsake elektromagnetne tuljave in jih povežete po vrstnem redu. S povečanjem števila elektromagnetnih tuljav v napravi elektromagnetne Gaussove pištole bi se morala povečati tudi hitrost in s tem domet izstrelka.
Temu mukotrpnemu postopku nastavljanja vsake tuljave se je mogoče izogniti. Toda za to boste morali posodobiti napravo same elektromagnetne pištole in med elektromagnetne tuljave namestiti senzorje za spremljanje gibanja izstrelka iz ene tuljave v drugo. Senzorji v kombinaciji z mikrokontrolerjem ne bodo le poenostavili postopka namestitve, ampak bodo tudi povečali doseg projektila. Nisem dodajal teh zvončkov in nisem kompliciral programa mikrokrmilnika. Cilj je bil izvesti zanimiv in enostaven projekt z uporabo mikrokrmilnika. Kako zanimiva je, pa seveda presodite sami. Če sem iskren, sem bil vesel kot otrok, "mlet" iz te naprave in dozorela je ideja o resnejši napravi na mikrokontrolerju. Toda to je tema za drug članek.
Program in shema -
Pozdravljeni prijatelji! Zagotovo ste nekateri že brali ali se osebno srečali z Gaussovim elektromagnetnim pospeševalnikom, ki je bolj poznan kot »Gaussova pištola«.
Tradicionalna Gaussova pištola je zgrajena z uporabo težko dostopnih ali precej dragih visokozmogljivih kondenzatorjev in zahteva tudi nekaj ožičenja (diode, tiristorje itd.) za pravilno polnjenje in sprožitev. To je lahko precej težko za ljudi, ki ne razumejo ničesar o radijski elektroniki, vendar jim želja po eksperimentiranju ne dovoljuje, da sedijo pri miru. V tem članku bom poskušal podrobno govoriti o principu delovanja pištole in o tem, kako lahko čim bolj poenostavite Gaussov pospeševalnik.
Glavni del pištole je tuljava. Praviloma je samostojno navit na nekakšno dielektrično nemagnetno palico, katere premer je nekoliko večji od premera izstrelka. V predlagani zasnovi je tuljavo mogoče celo naviti "na oko", ker načelo delovanja preprosto ne dovoljuje nobenih izračunov. Dovolj je, da dobite bakreno ali aluminijasto žico s premerom 0,2-1 mm v lakirani ali silikonski izolaciji in navijte 150-250 obratov na cev, tako da je dolžina navitja ene vrstice približno 2-3 cm uporabite že pripravljen solenoid.
Ko gre električni tok skozi tuljavo, se v njej pojavi magnetno polje. Preprosto povedano, tuljava se spremeni v elektromagnet, ki vleče železni izstrelek, in da ne ostane v tuljavi, ko vstopi v solenoid, morate preprosto izklopiti tok.
Pri klasičnih pištolah se to doseže z natančnimi izračuni, uporabo tiristorjev in drugih komponent, ki bodo v pravem trenutku "prerezale" impulz. Verigo bomo preprosto prekinili, »ko bo uspelo«. Za zasilni prekinitev električnega tokokroga v vsakdanjem življenju se uporabljajo varovalke, ki jih je mogoče uporabiti v našem projektu, vendar jih je bolj priporočljivo zamenjati z žarnicami iz girlande božičnega drevesa. Zasnovani so za nizkonapetostno napajanje, tako da pri napajanju iz omrežja 220 V takoj izgorijo in prekinejo tokokrog.
Končana naprava je sestavljena le iz treh delov: tuljave, omrežnega kabla in žarnice, povezane zaporedno s tuljavo.
Marsikdo se bo strinjal, da je uporaba pištole v takšni obliki izjemno neprijetna in neestetska, včasih pa celo zelo nevarna. Tako sem napravo namestil na majhen kos vezanega lesa. Za tuljavo sem namestil ločene sponke. To omogoča hitro menjavo solenoida in eksperimentiranje z različnimi možnostmi. Za žarnico sem namestil dva tanko odrezana žeblja. Konci žic žarnice se preprosto ovijejo okoli njih, zato se žarnica zelo hitro menja. Upoštevajte, da se sama bučka nahaja v posebej izdelani luknji.
Dejstvo je, da ob strelu pride do velikega bliska in iskric, zato sem menil, da je treba ta "tok" premakniti nekoliko navzdol.
Hitrost izstrelka je tukaj precej visoka, vendar s težavo prebije celo papir; včasih se v peno zabijejo železne krogle.