Coilgun ilman massiivisia kondensaattoreita. Päättynyt: 11 vaihetta

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:03

Noin kuusi kuukautta sitten rakensin yksinkertaisen kelauspistoolin, jonka leipälauta oli teipattu laudalle (alkuperäinen projekti). Se oli hauskaa ja toimivaa, mutta halusin lopettaa sen. Joten tein lopulta. Tällä kertaa käytän kuutta kelaa kahden sijasta ja olen suunnitellut 3D -painetun kotelon ympärille antamaan sille futuristisen ilmeen.

Olen myös tehnyt videon, jos haluat nähdä sen toiminnassa:)

Video

Vaihe 1: Työkalut ja materiaalit

Aloitetaan työkaluista.

• 3D tulostin
• porata
• Dremel
• käsisaha
• kuuma liimapistooli
• M3 napauta
• juotin

Materiaalit:

• filamentti 3D -tulostimeen (käytin tavallista PLA: ta)
• STL -tiedostoni täällä
• 40 x 10 x 2 mm L -muotoinen alumiiniprofiili
• M3 -laitteisto
• magneettilevyt 8x1.5mm linkki

elektroniikka:

• arduino nano
• 2x 1400mAh 11.1V 3S 65C Lipo akku
• 1200mAh 1s Lipo -akku Tämä tekisi
• 2x tehostetut muuntimet (käytän XL6009)
• OLED -näyttö.96 '' 128x64 i2c SSD1306 -linkki
• AA -taskulamppu (valinnainen)
• laserdiodi (valinnainen)
• mikrokytkin liipaisimelle V-102-1C4
• 3-vaihtokytkimet MTS-102 SPDT
• XT-60-liittimet (5x naaras, 3x uros)

Levyt:

• 6x MIC4422YN
• 6x IRF3205 + jääkaapit (minun on RAD-DY-GF/3)
• 24x 1n4007
• 6x 10k vastukset
• 6x 100nF kondensaattorit
• 6x 100uf kondensaattorit

Ehdotan, että otat lisää näitä, koska saatat rikkoa osan edistymisestä. Varsinkin MOSFETit. Lopulta käytin niitä noin 20.

Tarvitset myös asioita kelan luomiseen, mutta käytän samoja kelaa kuin edellisessä opetusohjelmassa, joten mene sinne ja tarvitset vain 0,8 mm: n emaloidun kuparilangan, infrapuna -LEDin ja valotransistorin + joitain vastuksia, jotka kaikki on selitetty toisessa opetusohjelmassa.

Vaihe 2: Kehys

Koko ase on rakennettu alumiinirungon ympärille. Päätin käyttää alumiinirunkoa, koska se on kevyt, tukeva, alumiiniprofiilit on helppo saada ja ne ovat melko halpoja. Tämän lisäksi voit käyttää tavallisia käsityökaluja työskennellessäsi niiden parissa. Käyttämäni profiili on 40 x 10 x 2 mm ja 1 metri pitkä. Se on leikattava kahteen eri osaan. Toinen 320 mm ja toinen 110 mm. Olen leikannut niitä käsisahalla.

Pidemmässä kappaleessa mahtuu melkein kaikki ja pienemmässä vain kahva. Nyt on aika porata paljon reikiä ja tehdä muutamia leikkauksia. Olen lisännyt kaksi kuvaa, jotka osoittavat, mitä on leikattava ja miten. Kuvassa ilman mittoja on punaisia pisteitä. Ne on tarkoitus porata 4 mm: n poralla. Jyrsintäreiät ilman punaisia pisteitä on porattava 2,5 mm: n poralla ja napautettava M3 -hanalla.

Lyhyempi kappale on paljon helpompi. Siitä on myös kuva. Haluan vain selventää kuvia, joissa on 40 mm levein taso. 10 mm seinä olisi yläpuolella esitetyn tason alla, joten sitä ei voi nähdä. Tämä pätee kaikkiin kolmeen kaavioon. Kuten sanoin, tässä ei ole läheskään yhtä paljon reikiä, mutta alumiiniprofiili on aivan liian leveä. Joten sitä on kavennettava koko kaavion mukaisesti.

Pääkehys tarvitsee vielä pari reikää johdotusta varten. Ne voidaan lisätä myöhemmin, mutta jos haluat, voit porata ne nyt, mutta saattaa olla haastavaa tietää, mihin ne sijoitetaan. Siitä lisää johdotusosiossa.

Vaihe 3: Kelat

Se ei olisi kela -ase ilman kelaa, eikö? Käyttämäni kelat kääritään käsin 3D -tulostetulle alustalle. Ne ovat identtisiä niiden kanssa, jotka olen luonut ensimmäisessä kelauspistoolissani. Suosittelen noudattamaan näitä ohjeita. Löydät sen täältä.

Ainoa ero on se, että viimeisellä kelalla on erilainen 3D -tulostettu pohja, koska siinä on infrapuna -anturit molemmin puolin. Myös anturit ovat identtisiä, mutta johdotus on hieman siistimpi. Tässä vaiheessa voit laittaa IR -anturit paikalleen, mutta älä huolehdi virta- ja signaalijohdoista.

Kun kaikki 6 kelaa on valmis, ne on asennettava pääkehykseen. Kyse on oikeastaan vain ruuvaamisesta paikoilleen. Minulla on myös putki käynnissä kelojen läpi tällä hetkellä, mutta poistan sen myöhemmin, koska se on vain varmistaakseni, että kaikki on kohdakkain. Riippuen siitä, kuinka tarkkoja reiät ovat, haluat ehkä ruuvata kaksi tai kolme ruuvia kullekin kelalle varmistaaksesi, että ne ovat mahdollisimman suoria.

Vaihe 4: Ohjainpiirit

Seuraava vaihe on luoda elektroniikka, joka vaihtaa kelat. On hyvä aika luoda se nyt, koska se istuu keloilla ja se on olennainen osa niitä. Suunnittelu on aivan erilainen kuin edellinen, koska siinä oli joitain puutteita. Kytkentä MOSFET on edelleen IRF3205, mutta ajamme porttia tällä kertaa MIC4422YN: llä, joka on omistettu portin ohjain. Kaaviossa on myös pari passiivista komponenttia.

Tarjoan myös Eagle -tiedostoja, mukaan lukien käyttämäni levytiedosto. Sinun ei tietenkään tarvitse tehdä omaa piirilevyä. Voit lähettää sen ammattimaiselle valmistajalle tai ehdotan vain esivalmisteen tekemistä. Se on oikeastaan vain kuusi komponenttia. Suurin osa on jäähdytyselementti, joka oli minun tapauksessani täydellinen yliaktiivisuus. Olen huomannut, että MOSFETit eivät lämpene lainkaan. Minulla oli kela käynnissä muutaman sekunnin ajan ja se oli jo tulessa ja MOSFET oli vain lämmin koskettaa, mutta ei edes lähellä kuumaa. Ehdottaisin todella pientä jäähdytyselementtiä tai voit todennäköisesti tehdä sen jopa ilman sitä. Mitä jäähdytyselementtiä käytät, älä käytä kehystä yhtenä, koska liität kaikkien MOSFET -laitteiden viemärit yhteen.

Kun ajurit on tehty, yhdistä ne kelaasi ja lisää palautusdiodit !! Älä unohda tätä, koska saatat saada myös kelat tuleen: D. Flyback -diodi puristaa korkean jännitteen, joka muodostuu kelan sisään, kun se sammutetaan. Flyback -diodi on kytkettävä käämien liittimiin päinvastaiseen suuntaan, eli siinä kohdassa, jossa kela on kytketty akun positiiviseen napaan, diodin katodiliitin (negatiivinen) on kytketty ja päinvastoin. Käytän 1N4007: tä, mutta en vain yhtä, koska se ei käsittele virtaa, joten minulla on neljä niistä kytketty rinnakkain. Nämä neljä diodia kytketään sitten kelaan suoraan kelajohdolla. Sinun on raaputettava osa pinnoitteesta juotettavaksi tällä langalla.

Pidä mielessäni, että joistakin valokuvista saattaa puuttua vastuksia, joissa on erilaisia komponentteja jne. Muista noudattaa kaavioita, kun ne päivitetään. Osa kuvista on otettu prototyyppien alkuvaiheessa.

Vaihe 5: Johdotus

Tämä on osa, jossa ase muuttuu sotkuiseksi. Voit yrittää tehdä siitä siistin kuten minä, mutta siitä tulee sotkuinen joka tapauksessa: D. Siellä on kaavio, joka näyttää, mihin on liitettävä minne. Kelaa 0 pidetään ensimmäisenä kelana, johon ammus tulee. Sama koskee antureita.

Käytän litteää kaapelia ja suosittelen, että teet saman. Aloitin yhdistämällä arduino portin ohjaimiin. Arduino on sijoitettu pistoolin etuosaan USB -portti ulospäin helpon ohjelmoinnin vuoksi. Seuraavaksi oli vain yhdistävä kaikki toisiinsa ja katsottava oikea pituus jokaiselle langalle.

Infrapuna -antureille olen itse porannut reiät kehyksen läpi, minne reititin johdot. Aloitin kytkemällä signaalijohdot jokaiseen anturiin. Käytin litteää kaapelia jälleen ja se näytti todella siistiltä. Se tapahtui vasta alamäkeen, kun aloin liittää sähkölinjoja. Ajoin kaksi kiinteää johdinta kaikkien aukkojen yli. Toinen 5V ja toinen 0V. Seuraavaksi liitin nämä johdot jokaiseen anturiin. Tämä on kohta, jossa se alkaa näyttää todella paskalta etenkin sen jälkeen, kun olet nauhoittanut kaikki paljaat johtimet sähköteipillä.

Kaikki tähän mennessä tehdyt liitännät käsittelevät pientä virtaa, mutta nyt on aika kytkeä kelojen ja MOSFET -laitteiden voimalinjat. Käytän 14 AWG silikonilankaa, joka on melko joustava. Varmista myös, että saat paksumpaa juotetta, koska tarvitset sitä melko vähän. Yhdistämme kaikki positiiviset liittimet yhteen ja teemme saman negatiivisten liittimien kanssa. Jos käytät samaa piirilevyä kuin minä, tyynyjen tulee olla näkyvissä suoraan kelan päällä. Ehdottaisin myös laittavan runsaasti juotosta piirilevyjen raiteille, jotka käsittelevät suurta virtaa.

Vaihe 6: Virtalähteet

Tartu tehonmuuntimiin ja aloita tämä pentu käynnissä. Käytän XL6009: tä, mutta oikeastaan mitä tahansa tehostinmuuntimia. Emme aio vetää yli 500 mA ja se sisältää taskulampun ja laserin. Toinen muuntaja on asetettava 12V ja toinen 5V. Laitan ne kuvan osoittamalla tavalla jättäen tilaa akulle arduinon ja muuntimien väliin. Molempien muuntimien tulot on kytkettävä akkuun.

Seuraavaksi meidän on yhdistettävä kaikki tontit yhteen. Molempiin muuntimiin on jo kytketty maadoitukset, joten kytke vain oma 6 -kennoisen pääakun maadoitukseen, joka on paksu musta johto, joka kulkee ohjaimen piirilevyissä.

Nyt yhden muuntimen lähdöstä tuleva 5V on kytkettävä 5V: iin, jota olemme jo käyttäneet arduinoon, antureihin ja kaikkeen muuhun. Toisen muuntimen 12 V: n lähtö on liitettävä MOSFET -ohjaimiin. Olen liittänyt sen ensimmäiseen ja sitten ketjuttanut ne kaikki yhteen.

Nyt kun liität yksiparistopariston, arduinosi pitäisi alkaa vilkkua ja pistoolin pitäisi olla valmis, mutta tarkista kaikki liitännät ennen akun kytkemistä, koska minun tapauksessani useimmiten jotain räjähtää ensimmäisellä yrityksellä.

Vaihe 7: ammukset ja aikakauslehti

Ammusina olen ostanut metrin pituisen 8 mm terästangon. Varmista, että se on magneettinen ennen ostamista. Leikkasin sen sitten 38 mm pitkiksi paloiksi. Näitä voisi jo käyttää ammuksina, mutta halusin terävän kärjen.

Helpoin tapa olisi käyttää sorvia ja jos sinulla on sellainen, käytä sitä ehdottomasti. Minulla ei kuitenkaan ole pääsyä sorveen. Sen sijaan olen päättänyt tehdä sorvin voimaporasta: D. Sitten otin dremel -työkalun katkaisupyörällä. Pyörittämällä ammusta ja jauhamalla sen dremelillä pystyin luomaan haluamani kärjen. Lopetin näiden 8 tekemisen, koska voin ampua yksi toisensa jälkeen.

Lehdelle tulostin aikakauslehti- ja aikakauslehti_slider -STL -tiedostot, mikä oli helppo osa, koska tarvitsemme myös jousen. Kokeilin 3D -tulostettuja jousia, mutta se ei oikein toiminut. Lopulta sain 0,8 mm: n jousilangan (musiikkilanka). Kiedoin tämän langan puisen tikun ympärille, joka oli 5,5 mm x 25 mm (mikä tahansa vastaava koko sopii). Aloitin kiinnittämällä toisen pään ruuvilla ja kiertämällä sen ympäri. Se vaatii aika paljon voimaa. Päädyin tekemään noin 7-8 silmukkaa. Kun vapautat paineen, se tulee ulos ja näyttää todella pahalta. Ota vain pihdit ja taivuta se lopulliseen muotoonsa. Tämän jälkeen jousi voidaan asettaa lippaaseen.

Kun olet valmis, ota magneetti, jonka mainitsin materiaaleissa, ja liimaa se lehteen. Sille on erityinen paikka. Jos aikakauslehtipidike on tulostettu, löydät sopivan paikan toiselle magneetille. Voit liimata sen myös vain varmistaaksesi, että napaisuus on sama. Molempien magneettien pitäisi houkutella toisiaan liimattuina.

Vaihe 8: Sisäpuolen kokoaminen

Ennen kuin voit kokeilla asetta, sinulla on oltava liipaisin ja latausmekanismi. Joten rakennetaan se. Sinun on tulostettava muutama osa. Ne kaikki on listattu ensimmäisessä kuvassa. Tässä vaiheessa sinun pitäisi pystyä vain ruuvaamaan ne paikalleen. Liipaisinta on pidettävä 2 mm sauvalla, jotta se voi pyöriä vapaasti. Kun vaihdan, käytän V-102-1C4-mikrokytkintä. Sen johdotus mainitaan itse asiassa johdotusvaiheessa ja kytkin mahtuu suoraan kytkimen pidikkeeseen. Kun tulostat tartuntakiinnikettä, käytä vähintään viittä kehää, koska näiden osien on kestettävä melko paljon painoa.

Kun kaikki on kytketty, tarkista, sopiiko lipas oikein. Sinun on ehkä säädettävä joitain reikiä. Itse asiassa päädyin käyttämään vain kahta ruuvia, koska osa reikistä oli auki. Tarkista myös, painaako liipaisin mikrokytkintä ja säädä sitä tarvittaessa.

Toinen tarpeeton askel olisi tynnyrin lisääminen. Sanon tarpeettomaksi, koska ase toimii hyvin ilman sitä. Päätin kuitenkin käyttää yhtä. On olemassa 3D -malli nimeltä tynnyri. Se on tulostettava maljakko -tilassa, ja koska se on vain todella korkea putki, laatu saattaa huonontua, kun tulostat korkeammalle, joten päädyin tulostamaan kaksi niistä puolivälissä. En edes porannut reikiä antureille, koska huomasin, että ne toimivat joka tapauksessa, koska se on vain 0,4 mm paksu siitä huolimatta, että se oli painettu mustalla värillä.

Vaihe 9: Ohjelmisto ja kalibrointi

Lataa.ino -tiedostot. Käytän arduino IDE 1.0.5: tä, mutta uudemmassakaan ei pitäisi olla ongelmia. Tarvitset myös pari kirjastoa, mutta ne ovat välttämättömiä vain OLED -näytölle. Kirjastot ovat Adafruit_SSD1306 ja Adafruit_GFX.

Kaikkien kirjastojen kanssa sinun pitäisi pystyä kääntämään luonnos ja ladata se. Ennen kuin menen kalibrointiprosessiin, haluan vain selittää, kuinka koodi toimii. Meillä on 6 kelaa, kun painat liipaisinta, ensimmäinen kela käynnistyy, kunnes sen anturi näkee ammuksen. Jos se kestää yli 100 ms, järjestelmä olettaa, ettei ammuksia ole, ja lopettaa viestin jättämisen näytölle. Näitä 100 ms: a voidaan muuttaa muuttamalla safeTime -muuttujaa (käyttää meitä ms: n sijaan) shoot () -toiminnossa. Vain ensimmäisen kelan anturia käytetään itse asiassa (olen kokeillut monia erilaisia iteraatioita ja jotkut niistä käyttävät kaikkia, mutta tämä toimii parhaiten). Kaikki seuraavat kelat ovat asettaneet ajan, kuinka kauan ne ovat peräkkäin.

Käämien ajat asetetaan taulukolla nimeltä baseTime [6]. Ensimmäinen arvo on aina nolla, koska ensimmäinen kela toimii eri tavalla ja vain loput on kalibroitava. Kuten näette, kaksi viimeistä kelaa tapauksessani ovat myös 0 ja tämä johtuu siitä, että en käytä niitä, koska ne eivät toimi, eikä minua voitu vaivautua korjaamaan niitä: D. Haluat aloittaa nollaamalla ne kaikki paitsi toisen (kuten tämä: pitkä baseTime [6] = {0, 1000, 0, 0, 0, 0};). Voit sitten ladata sen ja yrittää käynnistää sen. Kaksi viimeistä anturia laskevat ammuksen kulkemisajan niiden läpi, joten voit laskea nopeuden. Ehdotan arvon tallentamista laskentataulukkoon yhdessä baseTime -arvon kanssa. Toista se vähintään 5 kertaa ja keskiarvo tarkempien tulosten saamiseksi. Voit sitten lisätä 500us ja yrittää uudelleen, kunnes saat parhaan mahdollisen nopeuden. Kun olet tyytyväinen yhteen kelaan, jätä paras asetettu aika ja siirry seuraavaan kelaan ja toista koko prosessi. Käytä kalibroitaessasi koodia coilgun2_calibration.ino ja sen jälkeen arvot on kopioitava osoitteeseen coilgun2.ino ja ladattava.

Vaihe 10: 3D -tulostus

On paljon tiedostoja, jotka on tulostettava 3D -muodossa, ja jotkut niistä ovat melko suuria. Tulostin kaiken CR-10 3D-tulostimella, jolla on valtava koontitilavuus, joten jos sinulla on pienempi tulostin, jotkut osat on ehkä jaettava. Käytin tavallista PLA: ta kaikille osille ja tulostusasetukset on optimoitava jokaiselle osalle, joten olen koonnut luettelon siitä, tarvitseeko osa tukea tai muita erikoisasetuksia. Oletuksena käytin 3 kehää, 3 pohjakerrosta ja 4 yläkerrosta 205 ° C: ssa lämmitetyllä sängyllä 60 ° C: ssa.

Sisällä olevien osien lisäksi olen myös viimeistellyt ja maalannut kaiken. En halua mennä liian syvälle tähän, koska tästä on jo tarpeeksi opetusohjelmia. Suosittelisin tätä. Lyhyesti sanottuna hionin kaikki pinnat pohjamaalilla ja hiottiin uudelleen. Toistin tämän 2-3 kertaa ja kastelin sen maalilla ja viimeistelin kirkkaalla maalilla.

Vaihe 11: Lopullinen kokoonpano

Ennen kuin kokoat kaiken yhteen, muutama asia puuttuu. Kytkimet, taskulamppu, laser, pääakun johdotus ja pistoolin sisäpuolella syttyvät LEDit. Aloitetaan virtakytkimestä, joka on kytkettävä sarjaan pienen 1 -kennoisen akun ja tehonmuuntimien väliin. Juotan nastatunnistimen kytkimessä ja johdon, jossa on puristettu nastatulppa akusta vain, jotta voin irrottaa sen asennuksen helpottamiseksi. Teen jokaisen kytkimen kohdalla saman.

Minulla on myös taskulamppu aseen etupuolella, mutta sinulla ei ehkä ole sitä, koska se on suunniteltu vain joillekin taskulampuille, joita minulla on ollut. Kaavion vuoksi olen juuri lisännyt vastuksen LEDille ja liittänyt sen akkuun sarjaan toisella kytkimellä. Toistin saman laserdiodille. Se oli itse asiassa laserosoitin, joka toimi 4,5 V: lla, joten liitin sen suoraan 5 V: n linjaan kytkimellä sarjassa.

Koristevalojen osalta olen liittänyt ne suoraan 5 V: n linjan lisäliittimeen, jotta pistooli voidaan purkaa. Kahdessa sinisessä 5 mm: n LED -valossa on kiinnityskohta trigger_cover STL -tiedostoissa. Olen käyttänyt 12k vastusta kutakin, jotta ne hehkuvat hyvin himmeästi. Kelan kannessa olen lisännyt 6 sinistä 3 mm: n LEDiä kelan sytyttämiseksi. Olen liittänyt rinnakkain ja lisän 22R -vastuksen ennen kuin liitän ne 5V -linjaan.

Meillä ei vieläkään ole pysyvää tapaa kytkeä pääakkuja. Koska yksi akku on varastossa, toinen on etukahvassa ja ne on kytkettävä pikakytkimeen, joten meidän on tehtävä useita liitäntöjä. Olen toimittanut kaavion, joka selittää tarkasti, miten se on kytkettävä sen sijaan, että selittäisi sitä. Käytä vähintään 14 AWG -lankaa ja varmista, että työnnät langan kahvan ja massan läpi ennen juottamista, koska se ei ole mahdollista myöhemmin.

Kaiken tämän jälkeen aseen pitäisi olla täysin toiminnassa ja on aika saada se näyttämään hyvältä. En aio selittää kokoonpanoa askel askeleelta, kuten videossa näkyy, tai voit katsoa 3D -mallia.