Coilgun Handgun: 6 steg

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:38

Lär dig hur du gör en enkel coilgun med bara några få delar som är ganska lätta att få tag på. Var beredd att lägga mer än en vecka på detta och du kan behöva några tunga elverktyg (endast för att göra bra projektiler). Jag byggde min första på bara en vecka efter att jag hade alla delar.

Coilgun Principal: Coilguns (pulsacceleratorer), liksom järnvägspistoler (linjära acceleratorer), använder intensiva elektromagnetiska fält för att driva föremål med otroliga hastigheter som inte kan nås med moderna gasdrivna vapen (givet nog lagrad energi naturligtvis). Denna spolpistol är känd som en motviljespolpistol. Spolen använder sitt elektromagnetiska fält för att dra en ferromagnetisk (magnetiskt påverkad) projektil, i detta fall en formad stålrunda, mot dess centrum. Helst kommer strömmen som stöder det elektromagnetiska fältet att stängas av när projektilen är i mitten så att projektilen kan fortsätta färdas nedåt i pipan, ut från pistolen och till målet. Använd en spole och några batterier för att förstå egenskaperna hos detta system bättre. Många spolpistoler innehåller flera steg vid lägre energinivåer eftersom effektiviteten tenderar att dö ut eftersom mer lagrad energi används för en enda spole design. För mer information, gå till steg 5. Ett grundläggande diagram för spolpistolen finns längst ner. Vad är ett relä ?? (Utarbetning av steg 2) Hur fungerar det? Ett relä är en enkel elektromagnetisk omkopplare. Den använder en elektromagnet för att dra ihop två kontakter i en separat krets, vilket kompletterar kretsen och låter elektricitet flöda. Vad används det till? Ett relä användes ursprungligen för att tillåta en maskin eller dator att slå på eller stänga av något elektroniskt. I denna applikation används den för att växla kondensatorernas energi till spolen. Varför använda den? Reläer tillåter mer ström att passera genom dem än vanliga tryckknappar, som normalt svetsas ihop. Du kan använda en vippströmbrytare med högt betyg för detta, men det är vanligtvis dyrare och större än ett relä med samma betyg.

Online: - Stor högspänningskondensator (jag rekommenderar en 400V 470uF kondensator för att komma igång) -20 eller 22 awg anslutningstråd (köp både fast och strängad) (Större tråd är bättre eftersom det sänker motståndet i systemet som ökar spolen pistolens effektivitet) -22-20 awg Magnetic Wire (Beroende på din spoleinställning; Se steg 2) (Radio Shack har ett paket med 40 fot av detta men jag rekommenderar att du köper det från en annan butik för att spara kostnader och få minst 100 ft för en spole mer än 7 lager tjock) -A Relä (elektronisk switch), helst 30 ampere eller mer (jag fick ett 12VDC/30A SPST Automotive Relay från Radio Shack, men jag skulle rekommendera högre spänning och strömstyrka)

-En tillfällig omkopplare (jag använde SPDT -omkopplaren med 3/4 "rullspak från Radio Shack, men du kan använda en lägre nominell strömbrytare) -En på/av -omkopplare (jag använde DPDT Heavy -Duty Rocker Switch från Radio Shack men du kan använda en lägre strömbrytare) -Batteripaket (mer än 2 2AA -hållare och 1 9V -hållare) (Ju fler 2AA -batterier desto bättre) (jag föreslår att du får några 2 C -batterihållare eftersom de ger väsentligt mer ström till Laddare, vilket resulterar i MYCKET snabbare laddningstid; var försiktig så att du inte överbelastar dina laddare, se sista steget för förhållanden mellan laddare och batteri. -Engångskamera (desto mer desto bättre eftersom detta är pistolens centrala komponent) -En sprayfärg " kan pistol "handtag eller annat handtag. (Jag fick mitt från Harbour Freight) -Plexiglas, trä eller plåt (Valfritt för pistolhölje) -Electrisk tejp -Lödning -Flux (Inte nödvändigt, men det hjälper) -Superlim / Epoxi / hett lim (används för montering av pistolhölje) i butiker:

-Straws from Burger king/Brahms or (Du kan använda sugrör på ett annat ställe men spolens innerdiameter kommer att skilja sig åt. Naturligtvis, om du väljer ett mindre sugrör kommer en mindre projektil att gå snabbare men inte packa lika stort slag, AKA -momentum) Också, Mindre sugrör kan användas för att placera på baksidan av din projektil för stabilisering, det fungerar bra.

Home Depot eller Lowes:

-Stora naglar eller lågkolstål rund stång skärs i längd (1/4 till 5/16 tum diameter, eller ta med ditt halm till Home Depot för att passa rätt spik)

-En bult, två brickor och en mutter. (Bulten måste vara diametern på ditt halm och brickan måste passa bra och vara så bred i diameter som möjligt)

Verktyg jag använder

• Lödkolv
• Nåltång
• Tång
• Avbitartång
• Wire Stripper
• Sax
• Limpistol (för montering av hölje)
• Skruvmejselsats
• 30V 10A strömförsörjning

Tappar du driv att bygga detta? Kolla in videoklippen PAR-1-videon visar den kinetiska utsignalen från en 22awg magnetkabel, 30 mm lång, 12 lager spole med en 470uF 400V (laddad till 450V) kondensator, det är bara 50 Joule !.

Färdigt med en pistol och vill dela den? Lägg upp det här: Coilgun Arsenal Allmänna butiker för att köpa delar och verktyg:

- Amazon

- Ebay

Webbplatser för elektroniska varor:

- Mouser Förmodligen den bästa distributören jag har stött på, stort utbud av artiklar, bästa priser för en elektronikwebbplats som inte är grossist och bra navigering och organisation. - Guldgruva Bra priser på användbara delar - Digikey Bra för svårt att hitta delar. - MPJA Bra ställe att köpa magnetkabel och lysdioder - Electrostore Stora högspänningskondensatorer till billigt pris och andra komponenter med hög effekt. - Överskott i Nebraska Bra priser på magnetkabel om de köps i stora mängder.

_

BESÖK MIN WEBBPLATS FÖR FLER PROJEKT: FRAMTIDA EXPERIMENTALSYSTEM

Steg 1: Laddarkretsar

Det första steget är att kassera engångsartiklarna. Ta isär Kodak -kamerorna först med en skruvmejsel för att bända upp höljet på sidan. Ta bort alla utom den mellersta plastdelen som håller kretskortet (VAR FÖRSIKTIG, ELLER inte på något sätt kommer du förmodligen att chocka dig själv om du inte bär handskar, en bra idé för de svaga i hjärtat (bokstavligen)) Se till att batteriet är urladdat Rör sedan kondensatorns ledningar tillsammans med en skruvmejsel för att ladda ur den, kondensatorn är den cylindriska enheten som har två ledningar som sträcker sig från den, platsen visas är den andra bilden. Varför ansluter laddare till en bank? själva laddarna är inte särskilt kraftfulla, men när du ansluter dem parallellt som visas på den sista bilden ökar du den möjliga effekt som laddarna kan hantera. Om du ökar antalet och storleken på din batteribank (vid 3V) ökar laddarens uteffekt (till en punkt) tills laddarna friterar. Ansluter laddarna i Parallel OR Series? Laddarna är parallellkopplade, dvs varje terminal är ansluten till samma terminal på den intilliggande laddaren som visas på bilddiagrammet. Jag rekommenderar inte att du placerar laddarna i serie, så oroa dig inte för det. Titta och läs bildkommentarer, bilderna visar dig hur du gör dina laddare bättre än jag kan beskriva det. Ta först din krets och använd ett par trådklippare och skär av sektionen som definieras av den lilla transformatorn längst upp till höger på kretsen (detta inkluderar en transistor och diod) (titta på bilden som referens). Fäst elektroder enligt definitionen på bilden. Kamerakretsar är mestadels ineffektiva, dvs. 16% av mina tester, om du vill att din pistol ska laddas snabbare och med mindre batteridränning, kolla in min DC till DC HV Boost Converter. Mini Charger Idea -krediten kommer från instruktionsmedlemmen "245Tommy" som fick den från tubmedlemmen "Halo2maniaccc". Tack båda TESTA VARJE LADDARE INDIVIDUELLT INNAN DU SÄTTER DEM I EN BANK, vissa kan vara defekta. Kom ihåg: Flux/Rosin (som används för att förbättra lödans "sticka") är viktigt här. Du behöver det inte, men det hjälper mycket.

Steg 2: Allmänna detaljer

Kondensatorer: Anslut kondensatorerna via en massiv tråd och lod (Rikta upp det negativa med det negativa!). Kondensatorerna bör klassificeras 300 VDC till 900 VDC för bästa resultat. (400V 470uF Exempel Energin som finns i en kondensator kan beräknas utifrån denna formel: 1/2 x C x 1e-6 x V2 eller 0,000005 x C x V x V där C är kapacitansen i mikrofarader (uF) och V är spänningen som kondensatorn laddas till i volt. Spole: Här är en bra video som visar hur du lindar din spole: Hur man lindar en spole -Bolt av lämplig längd och diameter -Skivor och mutter med stor diameter att passa på bulten -Elektrisk (vanligtvis svart) tejp eller helst superlim eller epoxi -sugrör eller papper för att skapa ett utrymme mellan spollindningen och bulten -Magnetisk eller emaljtråd -Jag använder plexiglasbrickor skapade via en hålsåg och borrpress. Detta gör att du ska superlimma varje lager på plastbrickorna så att spolen blir mer strukturellt sund när den tas av spolen. Om du väljer att ha en plastbricka kan du mata starttråden genom en lund eller ett hål som skärs i plastbrickan, detta hjälper kraftigt i lindning. Skaffa nu ditt sugrör eller papper och klipp det ca 1-2 mm längre t han önskad längd på din spole. Sätt ändbrickan på bulten och placera sugröret eller papper på bulten som visas på bilden, om sugröret inte passar på bulten skär du bara av det i längd. Montera den återstående brickan och muttern på bulten som visat. Mata änden av din magnettråd genom mitten av din slutbricka och låt cirka 2-3 tum av tråden komma ut på andra sidan. Vik tråden som sattes genom ändbulten runt bultens huvud för att säkra den på plats. Börja nu med att linda spolen med- eller motsols runt bulten. Växla INTE från moturs till medsols eller tvärtom, vinda alltid åt ena hållet runt bulten, annars fungerar inte din spole. Fortsätt att linda tills du har nått andra änden, fäst tråden med tummen och om du har tejp knackar du hårt på lagret, om du använder superlim ska du INTE limma det första lagret, detta kommer att limma tråden på halmen eller papper. För att göra ett andra lager fortsätter du bara att vinda, rotera i samma riktning som du började och ta dig tillbaka till den andra änden av spolen ovanpå det första lagret. När du har nått den andra sidan limar du fast tejpen eller tejpar ihop enheten och fortsätter att linda i samma medurs eller moturs fram och tillbaka längs spolens längd. Linda spolen så perfekt som mänskligt möjligt och håll tråden så vinkelrätt mot bulten som möjligt. När du är klar med din spole tejp eller limma enheten så tätt som möjligt och låt den sitta i några timmar. Ta sedan bort spolen så mycket noggrant som möjligt och ta bort insidan av halmen eller papperet med en tång. För att få vapen att greppa öppnar du plasthandtaget och hett lim i rullströmställaren så att omkopplaren utlöses av, ja, avtryckaren. Borra hål på baksidan och fäst ledningar till omkopplaren (1, 3) och sätt sedan trådarna genom hålen. Stäng handtaget och om du hör ett klick när du trycker på avtryckaren borde det fungera. RELÄ Ett relä har två arbetselement i det, en elektromagnet och en mobil kontakt. Först lite ordförråd:-NC-Normalt stängt-När ingen ström appliceras på elektromagneten C och NC är anslutna-NO-Normalt öppen-När ström appliceras på elektromagneten C och NO är anslutna-C-Common- Ansluten till antingen NC eller NO baserat på elektromagnetens tillstånd- SPST- Single Pole Single Throw- Antingen NC eller NO ingår i detta relä, inte båda Detta relä kommer att ha 4 anslutningar, även om vissa verkar ha mer, Om platsen för elektromagneten är okänd applicera en 9V-12V källa till varje anslutningskombination som är möjlig tills ett klick hörs, detta är den elektromagnetiska och när reläet är anslutet som i diagrammet i det efterföljande steget kommer pistolen att skjuta när en korrekt spänning appliceras på dessa anslutningar igen. - SPDT- Enpolig dubbelkastning- Både NC och NO ingår i detta relä (visas i bilden nedan) Detta relä kommer att ha 5 anslutningar, igen Om platsen för elektromagneten är okänd applicera en 9V-12V källa till varje anslutningskombination möjlig tills ett klick hörs är detta elektromagneten och när reläet är anslutet som i diagrammet i det efterföljande steget kommer pistolen att skjuta när en korrekt spänning appliceras på dessa anslutningar en gång till. För detta projekt kan antingen ett SPST- eller SPDT -relä användas, vi använder bara C- och NO -anslutningarna så att en SPDT kommer att ha en oansluten lead. Genom att öppna reläet kan du hitta dessa anslutningar snabbare, men sätt på locket igen när du är redo att installera reläet. Nedan finns också en bild av den halvautomatiska konfigurationen.

Steg 3: Spolar, kondensatorer och resultat

Spolar, kondensatorer och resultat Alla mätningar är hämtade från hastighetstest med kronograf och uppnås maximalt. 22 gauge: -UM: 7 Layer, 33mm L, 6.5mm InDia 1320uF 330V E.37m/s 4g (11*330V 120uF) -8 Layer, 30mm L, 8mm InDia 960uF 350V 24m/s 8g (8*330V 120uF) 3,9% -12 lager, 30 mm L, 8 mm InDia 600uF 350V 12m/s 8g (5*330V 120uF) 1,57% -12 lager, 30mm L, 8mm InDia 470uF 450V 27m/s 8g (1*400V 470uF) 6,1% -16 Skikt, 30 mm L, 8 mm InDia 470uF 450V 28m/s 8g (1*400V 470uF) **** Bästa resultat 6,6% -UM: 12 lager, 30mm L, 8mm InDia 470uF 800V E.> 50m/s 8g (4* 400V 470uF) 20 gauge: -UM: 12 Layer, 29mm L, 8mm InDia 940uF 400V 31m/s 8g (2*400V 470uf) -UM: 12 Layer, 12mm L, 8mm InDia 1200uF 350V 26m/s 8g (10*330V 120uf) -8 Layer, 12mm L, 8mm InDia 880uF 450V 13m/s 9.0g (4*400V 220uF) -Ferite Surrounded -8 Layer, 12mm L, 8mm InDia 880uF 450V 14m/s 9.0g (4*400V 220uF) - 8 Layer, 30mm L, 8mm InDia 1100uF 450V 33.0m/s 9.0g (5*400V 220uF) SCR Switched 4.4% E. = Estimated Velocity-Hastigheten här uppskattas baserat på visuell jämförelse med de andra resultaten, de mäts inte. UM = Unmaximized- Spole inte experimenterat med för att uppnå maximala resultat Om du inte har tillgång till en kronograf är metoden HÄR relativt korrekt. Om du använder den här metoden för att få hastighetsresultat, se till att spolen är helt horisontell och inte skjuter till marken, skjut på en skumbit som är någon meter bort. Även HÄR är en optisk hastighetsmätning inställd. Även i bästa fall är de visade resultaten + eller - 20% korrekta, detta beror på att de flesta elektrolytkondensatorernas kapacitansvärde ligger inom + eller - 20% -regionen.

Steg 4: Samla allt

Anslut nu allt tillsammans. Följ bilddiagrammet och schemat. Testa systemet, om det fungerar, använd plexiglas, trä eller till och med metall för att skapa hus för din pistol beroende på önskad storlek/vikt etc. Batteribankarna får inte överstiga +3V för relativt säker drift.

Steg 5: Projektiler

Projektilmaterial: Projektilmaterialet är en mycket viktig del av ditt coilgun -system. -I princip måste din projektil vara ferromagnetisk, dvs innehålla mestadels järn. -Det måste vara magnetiskt mjukt, vilket betyder att om ett magnetfält appliceras på det kommer materialet inte att förbli magnetiserat. -Det måste ha den högsta möjliga magnetiska mättnadspunkten De bästa materialen jag känner till listas nedan från bästa ner: Nickle-Cobalt Nickle-Iron Pure Iron Low Carbon Steel (stål med en rating på 10XX där XX är det lägsta möjliga antalet, t.ex. som 1006) Rostfritt stål (Använd inte) - De flesta rostfria stål är INTE ferromagnetiska, de måste innehålla minst 80% järn för att betraktas som ferromagnetiska. Round Low Carbon Steel 1006 från McMaster-Carr kommer att vara det bästa materialet jag hittade för dina projektiler till en rimlig kostnad och tillgänglighet. Det är det lägsta kolstål jag kan hitta för "låg kvantitet" inköp. Du kan också få 5/16 "stålstång (vad jag använde) från ebay eller lokal järnaffär. Om du vill ha effektivitet i din spolvapen men inte har verktyg, tid eller ansträngning att göra dina egna projektiler köp HÄR, du kan skräddarsy dina stavskärningar till ett relativt lågt pris och du behöver inte göra det tråkiga arbetet, och stålet är lågt kolhaltigt, vilket innebär högre järnhalt och mer effektivitet. De säljer också akryl till mina höljen, vilket är ett plus. Projektilfabrikation Nu är detta den "hårdaste" och mest tidskrävande delen. För att göra projektilerna, skär av huvudet på naglarna med ett Dremel -verktyg med en förstärkt skärskiva (slits snabbt) eller en stor kvarn med en Skärblad.

Du kan också använda en hacksåg med ett stålskärblad, kredit för denna idé går till medlem jondo huang, jag har aldrig ens tänkt på det. Detta är den föredragna metoden eftersom den är billigare och snittet är mycket bättre. Klipp sedan resten av spiken till rätt längd (De ska vara 3/4 "till 5/4" längden på spolen). Om du letar efter effektivitet, dvs. hastighet, slipar du bara projektilens kanter till en rundad plan yta och inte spetsig. Mina är vassa så de kan göra mer "skada". För att göra detta placerade jag projektilerna i en borrpress (eller borr) och använde en slip- eller metallfil för att slipa kanterna, om du använder Dremel kan du få en mjukare finish och finare punkt. Detta kan vara en lång process, men väl värt besväret.

Steg 6: Coilgun Research och allmän information

Skjut burkar, burkar eller vad ditt hjärta önskar. (Med undantag för andra, om de inte förtjänar det, inte riktigt). Jag är inte ansvarig för att du är dum med detta. Om du gör rätt kan du allvarligt skada eller döda någon med detta. Experimentera med en annan mängd kondensatorer för att maximera nosenergin. Ekvationer: -Potentiell energi = (1/2) (kapacitans i uF/1, 000, 000) (spänning i V) 2 -Kinetisk energi = (1/2) (massa i g/1, 000) (hastighet i m/s) 2 ekvationer för kondensatorer i parallell -Kapacitans (C) totalt = (C för 1: a kondensatorn)+(C för 2: a kondensatorn)+… -Spänning (V) max = Lägsta nominella spänningsekvationer för kondensatorer i serie -1/(totalt kapacitans (C)) = 1/(C för första kondensatorn)+1/(C för andra kondensatorn)+… -Spänning (V) max = (V av 1: a kondensator)+(V av andra kondensatorn)+… Om du skjuter, chockar eller på annat sätt skadar dig själv eller andra …

Din på egen hand

Besök min webbplats för att se mina andra projekt: FRAMTIDA EXPERIMENTALA SYSTEM

Första priset i The Instructables -boktävlingen