Einfacher Coil Gun, Mike - s Tech Blog
Hinweis: Stellen Sie sicher, auch Follow-up-Beitrag zu lesen, die Projektilgeschwindigkeit und einige andere Leckereien zu sehen.
Was ist eine Spule gun?
Eine Schraubenpistole verwendet einen Solenoid (Drahtspulen gewickelt eng zusammen) ein Magnetfeld zu erzeugen. Dieses Magnetfeld zieht ein ferromagnetisches Material während einer starken, kurzen Stromentladung (üblicherweise durch einen Kondensator erzeugt wird.) Das Projektil gehen will und in der Mitte des Elektromagneten aufgrund des induzierten magnetischen Feld zu bleiben, aber durch die Zeit, das Projektil bekommt bis in die Mitte der Spulen ist der Kondensator vollständig entladen und kein Magnetfeld existiert nicht mehr. Daher wird das Projektil nicht aufhören, sondern durch das Solenoid weiter reisen, anstatt in der Mitte davon zu stoppen.
Teile benötigt, um eine Spule Waffe zu bauen
Coil Pistolen sind überraschend einfach und billig zu bauen. Hier sind die Mindest wird benötigt:
- Einweg-Kamera mit Blitz.
- Viele Magnetdraht (Magnetdraht sieht kahl, aber tatsächlich hat eine sehr dünne Isolatorschicht darauf.)
- Draht verbinden Komponenten zusammen.
- Stift.
- BB oder Stahlstab (mit einem Durchmesser, der in das Stiftgehäuse paßt.)
- ein Druckschalter ( „Taster“ = nur auf, wenn Sie es drücken.)
Das ist alles, was Sie brauchen! Wenn Sie ein paar zusätzliche Goodies erhalten möchten, dann können Sie auch die folgende (wenn Sie nicht bereits haben):
- 2 Scheiben, wo das Loch ist kaum größer als der Durchmesser des Stiftgehäuses.
- Nut und Kunststoffschraube. wobei das Gewindeende des Bolzens paßt leicht in das Stiftgehäuse und die Mutter größer ist als das Stiftgehäuse.
- Isolierband.
- Heißklebepistole (und Klebstoff)
- Holzstück.
- Verschiedene Klammern und Schrauben Spulenwaffenteile an das Holzstück zu sichern.
- 2 opto-Unterbrecher (für die Geschwindigkeit des Projektils bestimmen, wie es die Spulenpistole austritt.)
- Einige Widerstände.
- Ein Ein-Aus-Schalter.
- Pizza (Arbeit ist immer mehr Spaß, wenn man etwas zu essen in der Nähe haben!)
Es ist interessant zu wissen, wie die Blitzschaltung arbeitet. Was hatte ich vorher nicht realisiert war, dass die 300 V am Kondensator immer mit dem Blitz verbunden ist. Der Blitz geht nicht weg, aber bis zu seiner Rückplatte (das reflektierende Teil) eine hohe Spannung an sie eingeführt (größer als 4000 V.) Lesen Sie bei Howstuffworks allem darüber. Die Blitzschaltung verwendet einen kleinen Transformator die 4000 V für die Rückplatte zu erreichen, aber es ist nutzlos für uns, weil die 4000 V fast keinen Strom hat. Wir brauchen einen hohen Strom zu unserer Spule Pistole gut funktioniert, weshalb der Kondensator so wichtig ist.
Um die Spule zu machen, beginnen, indem Sie den Stift Zerlegen und nur die hohle Stiftschaft zu halten. Heißleim eine Scheibe in der Mitte des Stiftschafts und dann Heißleim die andere Scheibe etwa ein Zoll von der ersten Scheibe nächste. Die Scheiben werden die Spule zusammen halten.
Als nächstes Haken um die Spule zu der Blitzschaltung up durch Verbinden einer Drahtleitung mit dem Druckknopfschalter und die andere Drahtleitung an den Kondensator führen, die nicht mit dem Schalter verbunden ist. Ich empfehle einen „Knopf“ Schalter - wo der Schalter nur in Eingriff ist, während Sie es drücken und gelöst wird, sobald Sie es stoppen drücken. Dies hilft Ihnen, sicherzustellen, dass Sie nicht versehentlich die Spule Pistole auf verlassen und die Batterie entleeren.
Das ist es! Sie können Ihre Spulenpistole testen, indem das Projektil in das Spule Geschützrohr eingeführt wird, auf der Blitzschaltung drehen, für die auf dem Leiter LED warten zu leuchten (was bedeutet, dass der Kondensator aufgeladen wird,) und dann das Projektil startet durch Drücken die Drucktaste. Hier ist ein Video von uns Spule Pistole Brennen:
Wir haben auch einige der Elemente in den „zusätzlichen Goodies“ Einkaufslisten über die Prüfung zu erleichtern und die Projektilgeschwindigkeit zu messen, aber ich werde dies später in einem anderen Beitrag beschreiben (Klicken Sie hier für den Follow-up-post).
Sie können nicht eine Einweg-Kamera bekommen? eine Einweg-Kamera ist auf jeden Fall die günstigste, schnellste und einfachste Weg, es zu tun. Tun Sie es für eine Klasse, und sie sind nicht so dass Sie vorgefertigte Schaltungen benutzen?
Um Ihre Frage zu beantworten: Ja, können Sie sich selbst machen, ohne eine Einweg-Kamera. Sie benötigen einen Kondensator ähnlich die in Einwegkameras bekommen - eine, die sehr hohe Spannung verarbeiten kann (200 - 300 V) und damit umgehen kann sehr schnell entladen.
Der Schlüssel wird dann mit einem Schalter, um den großen Kondensator in Serie zu verbinden, und die Spule, die Sie für das Spule gewickelten Geschützrohr, einen geschlossenen Stromkreis bilden. (Sie mögen vielleicht auch einen großen Wert an Widerstand über die Kondensatorklemme die Deckel langsam abzulassen, wenn es nicht benutzt wird.) Verwenden einiger Dioden für die Ladungspumpe die Ladung auf die Kappe von der Ladungspumpe zu leiten.
Gute Frage. Seien Sie bereit für meine lange Antwort vorbereitet ...
Ja, können Sie mehrere Kappen an die Schaltung verdrahten. Allerdings müssen Sie wissen, was Ihr Endziel in dies zu tun ist. Sie haben die Wahl der Verdrahtung der Kappen in serielle, parallele oder serielle + parallelen Konfigurationen. Wenn jede dieser Betrachtung sollte das Endziel (dh ein starkes Magnetfeld) den höchsten Strom möglich durch den Induktor, während gleichzeitig sichergestellt wird, dass die Kondensatoren vollständig in etwa zur gleichen Zeit entladen werden, dass die Eisen Projektil erreicht die Mitte des Magneten (zB nicht viel vor und auf jeden Fall nicht nach dem Zentrum zu erreichen). Lassen Sie mich das ein wenig erklären, dann wird es klar sein, was die Auswirkungen der zusätzlichen Kondensatoren haben. Der Grund für die vollständig entladenen Kappen gleichzeitig das Eisen der Mitte erreicht ist, weil das Eisen in die Mitte des Elektromagneten, wenn die Kondensatoren entladen (das heißt, wenn sie um die Mitte des Elektromagneten zentriert Strom durch die Induktionsspule das Magnetfeld Antriebs) angezogen wird.
Es wird ein Kompromiss. Wenn die Kondensatoren zu langsam entladen dann dem Magnetfeld noch vorhanden sein, nachdem das Eisen Vergangenheit des Zentrums des Magneten bekommt, was das Eisen langsamer wird, da es nach wie vor an das Magnet Zentrum angezogen wird. Wenn die Kondensatoren zu schnell entladen dann das Beschleunigung des Eisens enden wird, bevor es an das Zentrum des Magneten wird, was bedeutet, dass einige diesen physischen Abstand vor dem Zentrum des Magneten verschwendet wurden, da es nicht für die Beschleunigung verwendet wurde.
Ich werde jede dieser Adresse (seriell, parallel, kombiniert) einzeln.
Serial + Parallel:
Dies ist eine gute Idee, die guten Wirkungen der Serie und parallel zum Kombinieren. Der beste Ansatz wäre hier, um herauszufinden, wie viele Kappen Sie verwenden möchten, dann herauszufinden, was Höchstgeschwindigkeit Sie wollen und was der Luftwiderstand des Eisens bei dieser Geschwindigkeit sein wird. Dann können Sie berechnen, welche Kraft aus dem Magnetfeld benötigt wird und wie lange die Kraft ausgeübt werden muss, usw. Wenn Sie nicht alle Berechnungen tun wollen, dann Trial-and-error wahrscheinlich ziemlich gut funktionieren würde, auch. Was auch immer macht es schneller gehen, hält nur mehr das zu tun, bis es nicht schneller geht nicht mehr.
Daher meine Aussage über die serielle Konfiguration, die gleiche Spannung wie für eine einzelne Kappe unter der Annahme, sollte angeben, dass der Energiespeicher von HELFEN sinkt, weil die äquivalente Kapazität Hälfte. Dies bedeutet, dass die Zeit, die gleichen wie für eine einzelne Kappe zu entladen bleibt.
Wenn Sie mit der gleichen Spannung unabhängig von Ihnen Konfiguration zu tun hat, dann sind Sie mehr begrenzt, wie Sie die Entladezeit ohne die Einführung andere Verluste ändern können (z wie einen Serienwiderstand Zugabe, die eine schlechte Idee ist). Ich denke, die beste Wette nur mit dem Hinzufügen von parallelen Kondensatoren zu halten ist, und gezielt Kappen mit einem ESR zu kaufen, die Sie wollen - nur die Kappen sicherstellen, dass Sie den Strom und die Spannung Griff bekommen können Sie es zu tun.
beachten Sie auch, dass die Induktionsspule mit dem Elektromagneten erzeugt einen leichten Widerstand haben, und das wird auch den Strom begrenzen, erreicht werden kann. Widerstand der Spule = wireLength * wireResistivity / wireCrossArea. Die Induktivität der Spule wird auch eine Rolle spielen in dem, was Sie tun können. Aber der Einfachheit halber können Sie wahrscheinlich Sorgen nur über die Kondensatoren (und deren Spannungs- / Strom-Ratings), um zu versuchen zu erreichen, was Sie wollen.
Sie haben Recht darüber, dass über den Draht oder Isolierung Schmelzen zu kümmern. Eine gute Faustregel ist, die den Strom durch den Draht von weniger als 500 A / (cm 2) (der Strom pro Querschnittsfläche des Drahtes) zu halten. In den Bildern in meinem Beitrag, ist es offensichtlich, dass der Draht sehr klein ist, wahrscheinlich 28 AWG oder schlechter. Als Referenz hat 28 AWG eine Querschnittsfläche von 0,00081 cm 2, so würden Sie den Strom durch 28 AWG Draht auf weniger als 0,4 A. Zusätzlich begrenzen wollen, wäre es eine gute Idee sein, den Widerstand des Drahtes zu berechnen (es wird relativ hoch sein), um die Verlustleistung und den Temperaturanstieg in dem Draht, um herauszufinden, um sicherzustellen, dass die Isolierung die resultierenden Temperatur bewertet wird.
In Bezug auf das Magnetfeld, denke ich, dass Wikipedia Bild, das Sie eigentlich ganz gut Referenz zeigt, dass stärkster (das heißt die meisten konzentriert) Magnetfeld in der Mitte der Spule ist. Die Pfeile in der Figur zeigen die Richtung des magnetischen Feldes, nicht die Richtung der Kraft auf den Eisen Projektil ausgeübte. Eisen ist etwas Besonderes, weil, wenn es in der Nähe eines magnetisches Feld kommt, wird es seine eigene Dipole ausrichten zu diesem Magnetfeld zu gewinnen, so dass die Richtung des Magnetfelds hat keinen Einfluss auf die Richtung der Kraft auf dem Eisen.
Das bedeutet, dass, solange das Eisen Projektil nicht in der Mitte der Drahtspule ist, dann wird es in der Mitte der Drahtspule angezogen werden. Das bedeutet auch, dass, solange das Projektil in Richtung der Mitte in einer geraden Linie bewegt, wird es halten acclerating (Luftwiderstand zu vernachlässigen), bis er die Mitte erreicht - nach dem das Projektil hin und her über den Mittelpunkt schwingen würde, wenn die magenetic Feld war noch vorhanden. Deshalb sollten Sie das Magnetfeld (dh haben die Kondensatoren entladen oder getrennt), sobald das Projektil die Mitte erreicht weggehen wollen würde, so dass es immer wieder nach vorne statt von oszillierenden bewegt und kommt zu einem Rest in der Mitte der Spule .
Die andere Sache zu prüfen ist, dass selbst durch mehrere Kondensatoren parallel Hinzufügen der ESR zu reduzieren und den Strom zu erhöhen, gibt es noch eine physikalische Grenze, wie hoch der Strom gehen, weil die Länge des Drahtes für die Wicklungen verwendet Widerstand aufweist. Der Strom wird begrenzt sein, egal was passiert, bis I = V (Kondensatoren) / R (Draht).
Diese Methode könnte die Wirkung haben, die Sie wollen, aber nur, wenn man es richtig macht. Es ist im Grunde, was die Kamera Blitzschaltung bereits tut, aber nur in einer anderen Art und Weise. Sie müssen zuerst ein paar Dinge beachten.
Eine hohe Spannung ist wichtig, weil es schneller einen hohen Strom durch die Elektromagneten erzeugt wird. Ein hoher Strom in dem Elektromagneten ist wichtig, weil die Stärke des Magnetfelds proportional zu dem Strom ist.
Sie wollen also im Grunde eine hohe Spannung, die Ihren Link erfahren Sie, wie zu machen. Sie wollen einen hohen Strom, so dass Sie benötigen einen Kondensator, der einen niedrigen effektiven Serienwiderstand (ESR) hat. Selbst mit dem niedrigen ESR, benötigt es eine Weile dauern, so zu entladen, dass das Projektil für eine längere Zeitperiode beschleunigt, was bedeutet, dass man einen Kondensator benötigen, die viel Energie speichern kann (d.h. hohe Spannung und hohe Kapazitätswert).
Wenn ich eine higer Spannungsbatterie verwenden, wäre es schneller aufladen, wenn mehrere Kondensatoren Zugabe? Würde es einen Unterschied in der Geschwindigkeit sein, um mehr Kapazitäten hinzuzufügen?
Ja, sollte eine höhere Spannung unter Verwendung aufladen schneller. Allerdings könnte es schlecht sein, um eine höhere Spannung zu verwenden, wenn der Spannungserhöhungstransformator nicht für die Spannung, die Sie verwenden mögen, bewertet wird. Sie müssen befürchten sowohl die Stromdichte in den Drahtspulen des Transformators und der Flussdichte in der Transformatorspule:
Im allgemeinen werden höhere Kondensatorspannungen besser sein, solange sie eine erhebliche Menge an Strom der Entladung für eine relativ lange Zeit fähig ist. Dies bedeutet eine sehr hohen Kondensatorspannungswert und einen sehr hohen Kapazitätswert (die Kombination dieser Eigenschaften in der Regel zu = $$$).
Meine Empfehlung ist, mehrere Kondensatoren mit sehr kleinem effektivem Serienwiderstand (ESR) und setzt sie in Reihe zu bekommen. Dies setzt allerdings voraus Sie eine viel höhere Spannung erzeugen, als es für einen einzelnen Kondensator verwendet werden, da Sie alle der Serienkondensatoren zusammen berechnen müssen. Wenn Sie die Kondensatoren in Reihe geschaltet, dann könnte man sich einen nach dem anderen lädt zuerst, und dann in Reihe schalten. Sie müssen auch die Induktivität Rindfleisch den erhöhten Strom durch sie zu handhaben.
Es ist wichtig, Teile zu erhalten, die die Spannung und Strom zu handhaben ist, bewertet, die Sie sie unterwerfen werden.
Hey ich plane, mit fünf 200v 470 uF Kondensatoren, die eine Spule Pistole machen parallel geschaltet sind, geht es gut zu funktionieren oder muss ich etwas anderes tun? bitte antworte….