Şebekeden beslenen basit bir tek kademeli elektromanyetik hızlandırıcının (Gauss tabancası) montajının bir diyagramını ve açıklamasını sunuyorum. Tek kademeli bir hızlandırıcıda mermi enerjisi, kütlesi ve çapı, kapasitör enerjisi, manyetik devrenin varlığı, mermi malzemesi vb. gibi birçok parametreye bağlıdır. Hızlandırıcımızın kapasitör enerjisi 40 J'den fazla olmayacaktır. ve mermi enerjisi 1 J'den azdır.

Gerekli parçalar:
Kondansatörler 470uF 450V -3 adet
Güç tristörü 70TPS12 veya 40TPS12 - 1 adet
Balast için dirençler 6.2K - 8 adet
Ayrıca 3 LED, 2 düğme, 1 güç anahtarı, diyot, herhangi bir voltmetre ve birkaç metre kablo.

Bobin hakkında ayrı ayrı. 0,6 mm tel ile sarılır. Her katman siyanoakrilik yapıştırıcı ile emprenye edilmelidir. Toplam 7 katman 40 mm uzunluğunda. 7-8 mm çapında plastik bir tüpe asılıyor, tükenmez kalem tüpü harika çalışıyor.

Mermi- 30 mm uzunluğundaki namlu boyunca serbestçe hareket eden bir çivi parçası.
Şema:

Dirençli balast ve doğrultucu diyot aracılığıyla C1-C4 kapasitörleri şarj edilir. Balast gereklidir çünkü şarjın ilk anında kapasitörlerin direnci neredeyse sıfırdır. Doğrudan ağa bağlandığında, iletkenler üzerindeki yük kısa devre yüküne eşit olacaktır, bu da bağlantıların yanmasına ve besleme ağı dağıtıcısındaki kısa devre korumasının (varsa) açılmasına yol açacaktır.

SA1 anahtarı cihazı hazır hale getirir. SB1 düğmesi, derecesi voltmetre okumalarıyla kontrol edilen depolama cihazlarını şarj eder. LED HL1 ağ bağlantısının varlığını, HL2 cihazın hazır olduğunu, HL3 ise depolama cihazlarının şarjını gösterir.

SB2 düğmesi, 1,5V'luk bir pili VS1 güç tristörünün kontrol terminaline bağlayarak bir atış yapar. Anoda göre kontrol elektroduna voltaj uygulandığında, tristör bobinle birlikte kapasitörleri açar ve kapatır. Bobinde akım aktığında, mermiyi çeken bir manyetik alan yaratılır. Mermi bobinin ortasına geldiğinde kapasitörlerde depolanan enerji biter, manyetik alan durur ve mermi hareket etmeye devam eder.

Montaj Özellikleri:
Şahsen ben bu tür devreleri bir kartla değil, kablolarla bağlayarak monte ediyorum çünkü devre basit ama parçalar büyük. Kondansatörler, tristör ve bobin, çapı en az 1 mm olan bir iletkene bağlanmalıdır; darbe akımları 300-400A'ya ulaşabilir.

Montajlı hızlandırıcıyla teknik yaratıcılık yarışmalarında performans sergiledim. Her ikisinde de birinci oldum.

Radyo elemanlarının listesi

Tanım	Tip	Mezhep	Miktar	Not	Mağaza	not defterim
VS1	Tristör	70TPS12	1	40TPS12		Not defterine
	Doğrultucu diyot	HER307	1			Not defterine
HL1-HL3	NEDEN OLMUŞ	AL307BM	3			Not defterine
C1-C4	Elektrolitik kapasitör	470uF 450V	4			Not defterine
	Direnç	30 kOhm	3	0,5W		Not defterine
	Direnç	6,2 kOhm	6	1 W		Not defterine
Bobin	indüktör		1

25 Mart 2015, 15:42

Mikrodenetleyici üzerinde elektromanyetik Gauss tabancası

• Robotik geliştirme

Herkese selam. Bu yazıda, mikrodenetleyici kullanılarak monte edilmiş taşınabilir bir elektromanyetik Gauss tabancasının nasıl yapılacağına bakacağız. Gauss silahı konusunda elbette heyecanlandım ama onun elektromanyetik bir silah olduğuna şüphe yok. Bu mikro denetleyici cihazı, yeni başlayanlara bir tasarım örneği kullanarak mikro denetleyicilerin nasıl programlanacağını öğretmek için tasarlanmıştır. elektromanyetik silah kendi ellerimizle hem elektromanyetik Gauss tabancasının kendisinde hem de mikro denetleyici programında bazı tasarım noktalarına bakalım.

En başından itibaren silahın namlusunun çapına ve uzunluğuna ve yapılacağı malzemeye karar vermeniz gerekir. Alttan 10 mm çapında plastik kasa kullandım cıva termometresi, çünkü onu boşta bekliyordum. Herhangi birini kullanabilirsiniz mevcut malzeme ferromanyetik olmayan özelliklere sahiptir. Bu cam, plastik, bakır boru vb. Namlunun uzunluğu kullanılan elektromanyetik bobinlerin sayısına bağlı olabilir. Benim durumumda dört elektromanyetik bobin kullanıldı, namlu uzunluğu yirmi santimetreydi.

Kullanılan tüpün çapına gelince, elektromanyetik tabancanın çalışması sırasında, namlunun çapının kullanılan mermiye göre dikkate alınması gerektiğini gösterdi. Basitçe söylemek gerekirse namlunun çapı, kullanılan merminin çapından çok daha büyük olmamalıdır. İdeal olarak, elektromanyetik silahın namlusu merminin kendisine uymalıdır.

Mermileri oluşturmak için kullanılan malzeme, beş milimetre çapında bir yazıcının aksıydı. İtibaren bu malzemenin ve 2,5 santimetre uzunluğunda beş boşluk yapıldı. Bununla birlikte, tel veya elektrot gibi çelik boşlukları da kullanabilirsiniz - ne bulursanız olun.

Merminin ağırlığına dikkat etmeniz gerekir. Ağırlık mümkün olduğu kadar düşük olmalıdır. Kabuklarım biraz ağır çıktı.

Bu silahı oluşturmadan önce deneyler yapıldı. Kalemin boş macunu namlu olarak, iğne ise mermi olarak kullanıldı. İğne, elektromanyetik tabancanın yanına yerleştirilmiş şarjörün kapağını kolayca deldi.

Orijinal Gauss elektromanyetik tabancası, güvenlik nedeniyle bir kapasitörün yaklaşık üç yüz voltluk yüksek voltajla şarj edilmesi prensibi üzerine inşa edildiğinden, acemi radyo amatörleri ona yaklaşık yirmi volt gibi düşük bir voltajla güç vermelidir. Düşük voltaj, merminin uçuş menzilinin çok uzun olmadığı anlamına gelir. Ancak yine de her şey kullanılan elektromanyetik bobinlerin sayısına bağlıdır. Elektromanyetik bobinler ne kadar çok kullanılırsa, elektromanyetik silahtaki merminin ivmesi o kadar büyük olur. Namlunun çapı (namlunun çapı ne kadar küçük olursa, mermi o kadar uzağa uçar) ve elektromanyetik bobinlerin kendilerinin sarılma kalitesi de önemlidir. Belki de elektromanyetik silahın tasarımındaki en temel şey elektromanyetik bobinlerdir; merminin maksimum uçuşunu sağlamak için buna ciddi dikkat gösterilmesi gerekir.

Elektromanyetik bobinlerimin parametrelerini vereceğim; sizinki farklı olabilir. Bobin, 0,2 mm çapında tel ile sarılır. Elektromanyetik bobin katmanının sarım uzunluğu iki santimetredir ve bu tür altı sıra içerir. Her yeni katmanı yalıtmadım, ancak bir öncekinin üzerine yeni bir katman sarmaya başladım. Elektromanyetik bobinler düşük voltajla beslendiği için bobinin maksimum kalite faktörünü almanız gerekir. Bu nedenle tüm dönüşleri birbirine sıkıca sarıyoruz, dönüyoruz.

Besleme cihazı konusunda özel bir açıklamaya gerek yoktur. Her şey üretimden kalan atık folyo PCB'den lehimlendi baskılı devre kartları. Resimlerde her şey detaylı olarak gösterilmiştir. Besleyicinin kalbi, bir mikro denetleyici tarafından kontrol edilen SG90 servo sürücüdür.

Besleme çubuğu 1,5 mm çapında çelik bir çubuktan yapılmıştır; çubuğun ucuna servo sürücüyle bağlantı için bir M3 somunu kapatılmıştır. Kolu arttırmak için servo sürücü külbütörünün üzerine her iki ucu 1,5 mm çapında bükülmüş bakır tel takılır.

Hurda malzemelerden bir araya getirilen bu basit cihaz, bir mermiyi elektromanyetik bir silahın namlusuna ateşlemek için oldukça yeterli. Besleme çubuğu yükleme magazininin tamamen dışına çıkmalıdır. Besleme çubuğu için kılavuz görevi gören, iç çapı 3 mm ve uzunluğu 7 mm olan çatlak pirinç bir stand. Onu atmak yazık oldu, bu yüzden tıpkı folyo PCB parçaları gibi kullanışlı oldu.

Atmega16 mikrodenetleyici programı AtmelStudio'da oluşturuldu ve tamamen projeyi aç senin için. Mikrodenetleyici programında yapılması gereken bazı ayarlara bakalım. Maksimum için verimli çalışma elektromanyetik tabancayı kullanmak için programdaki her elektromanyetik bobinin çalışma süresini yapılandırmanız gerekecektir. Ayarlar sırasıyla yapılır. Öncelikle ilk bobini devreye lehimleyin, diğerlerini bağlamayın. Programda çalışma süresini ayarlayın (milisaniye cinsinden).

PORTA |=(1<<1); // катушка 1
_delay_ms(350); // çalışma zamanı

Mikrodenetleyiciyi flaşlıyorsunuz ve programı mikrodenetleyicide çalıştırıyorsunuz. Bobinin kuvveti mermiyi geri çekmeye ve ilk ivmeyi vermeye yeterli olmalıdır. Maksimum mermi erişimine ulaştıktan sonra, mikrodenetleyici programında bobinin çalışma süresini ayarlayarak, ikinci bobini bağlayın ve ayrıca zamanı ayarlayarak daha da büyük bir mermi uçuş menzili elde edin. Buna göre birinci bobin açık kalır.

PORTA |=(1<<1); // катушка 1
_delay_ms(350);
PORTA &=~(1<<1);
PORTA |=(1<<2); // катушка 2
_delay_ms(150);

Bu şekilde, her bir elektromanyetik bobinin çalışmasını sırayla bağlayarak yapılandırırsınız. Elektromanyetik Gauss tabancasının cihazındaki elektromanyetik bobin sayısı arttıkça merminin hızı ve buna bağlı olarak menzili de artmalıdır.

Her bir bobinin ayarlanmasına ilişkin bu zahmetli prosedürden kaçınılabilir. Ancak bunu yapmak için, merminin bir bobinden diğerine hareketini izlemek için elektromanyetik bobinler arasına sensörler yerleştirerek elektromanyetik silahın cihazını modernize etmeniz gerekecek. Sensörlerin bir mikrokontrolörle birleşimi yalnızca kurulum sürecini basitleştirmekle kalmayacak, aynı zamanda merminin uçuş menzilini de artıracak. Bunları eklemedim ve mikrodenetleyici programını karmaşıklaştırmadım. Amaç, mikrodenetleyici kullanarak ilginç ve basit bir proje uygulamaktı. Elbette ne kadar ilginç olduğunu yargılamak size kalmış. Dürüst olmak gerekirse, bu cihazdan "taşlama" yapan bir çocuk gibi mutluydum ve mikrodenetleyici üzerinde daha ciddi bir cihaz fikri olgunlaştı. Ama bu başka bir yazının konusu.

Program ve şema -

Merhaba arkadaşlar! Elbette bazılarınız daha çok "Gauss Silahı" olarak bilinen Gauss elektromanyetik hızlandırıcıyı zaten okumuş veya kişisel olarak karşılaşmışsınızdır.

Geleneksel bir Gauss silahı, bulunması zor veya oldukça pahalı, yüksek kapasiteli kapasitörler kullanılarak üretilir ve ayrıca düzgün şekilde şarj edilmesi ve ateşlenmesi için bazı kablolara (diyotlar, tristörler vb.) ihtiyaç duyar. Radyo elektroniğinden hiçbir şey anlamayan insanlar için bu oldukça zor olabilir, ancak deney yapma arzusu onların hareketsiz kalmasına izin vermez. Bu yazıda silahın çalışma prensibi ve Gauss hızlandırıcının minimum seviyeye kadar basitleştirilmiş şekilde nasıl monte edilebileceği hakkında ayrıntılı olarak konuşmaya çalışacağım.

Silahın ana kısmı bobindir. Kural olarak, çapı merminin çapından biraz daha büyük olan bir tür dielektrik manyetik olmayan çubuk üzerine bağımsız olarak sarılır. Önerilen tasarımda, çalışma prensibi herhangi bir hesaplama yapılmasına izin vermediğinden bobin "gözle" bile sarılabilir. Vernik veya silikon izolasyonda 0,2-1 mm çapında bakır veya alüminyum tel elde etmek ve bir sıranın sarım uzunluğunun yaklaşık 2-3 cm olması için namluya 150-250 tur sarmak yeterlidir. hazır bir solenoid kullanın.

Bir elektrik akımı bir bobinden geçtiğinde, içinde bir manyetik alan belirir. Basitçe söylemek gerekirse, bobin demir mermiyi çeken bir elektromıknatısa dönüşür ve solenoide girerken bobinde kalmaması için akım beslemesini kapatmanız yeterlidir.

Klasik silahlarda bu, hassas hesaplamalar, tristörlerin ve nabzı doğru anda "kesecek" diğer bileşenlerin kullanılmasıyla elde edilir. "İşler yolunda gittiğinde" zinciri kıracağız. Günlük yaşamda bir elektrik devresinin acil olarak kesilmesi için sigortalar kullanılır, projemizde kullanılabilirler, ancak bunların bir Noel ağacı çelenkinden gelen ampullerle değiştirilmesi daha tavsiye edilir. Düşük voltajlı güç kaynağı için tasarlanmışlardır, bu nedenle 220V'luk bir ağdan beslendiklerinde anında yanarlar ve devreyi keserler.

Bitmiş cihaz yalnızca üç parçadan oluşur: bir bobin, bir ağ kablosu ve bobine seri bağlı bir ampul.

Birçoğu, bu biçimde silah kullanmanın son derece sakıncalı ve estetik olmadığı, hatta bazen çok tehlikeli olduğu konusunda hemfikir olacaktır. Bu yüzden cihazı küçük bir kontrplak parçasının üzerine monte ettim. Bobin için ayrı terminaller kurdum. Bu, solenoidi hızlı bir şekilde değiştirmeyi ve farklı seçenekleri denemeyi mümkün kılar. Ampul için iki ince kesilmiş çivi taktım. Ampul tellerinin uçları etraflarına sarılır, böylece ampul çok hızlı değişir. Lütfen şişenin kendisinin özel olarak yapılmış bir delikte bulunduğunu unutmayın.

Gerçek şu ki, bir atış yapıldığında büyük bir parlama ve kıvılcımlar meydana geliyor, bu yüzden bu "akıntıyı" biraz aşağı kaydırmanın gerekli olduğunu düşündüm.

Merminin fırlatma hızı burada oldukça yüksektir, ancak kağıdı bile zorlukla deler; bazen demir mermiler köpüğün içine saplanır.

Dilerseniz bunun için videomu izleyebilirsiniz

Öncelikle Science Debate editörleri tüm topçuları ve roketçileri tebrik ediyor! Sonuçta bugün 19 Kasım Roket Kuvvetleri ve Topçu Günü. 72 yıl önce, 19 Kasım 1942'de Kızıl Ordu'nun Stalingrad Muharebesi sırasındaki karşı saldırısı güçlü topçu hazırlıklarıyla başladı.

Bu yüzden bugün sizin için toplara adanmış bir yayın hazırladık ama sıradan toplara değil, Gauss toplarına!

Bir erkek, yetişkin olduğunda bile özünde bir çocuk olarak kalır, ancak oyuncakları değişir. Bilgisayar oyunları, çocukluklarında “savaş oyunları” oynamayı bitirememiş ve şimdi onlara yetişme fırsatı bulan saygın adamlar için gerçek bir kurtuluş haline geldi.

Bilgisayar aksiyon filmlerinde genellikle gerçek hayatta bulamayacağınız fütüristik silahlar bulunur; çılgın bir profesörün yerleştirebileceği veya kazara gizli bir tarihçede bulabileceğiniz ünlü Gauss topu.

Gerçek hayatta Gauss silahı almak mümkün mü?

Bunun mümkün olduğu ve ilk bakışta göründüğü kadar zor olmadığı ortaya çıktı. Klasik anlamda Gauss silahının ne olduğunu hızlıca öğrenelim. Gauss silahı, elektromanyetik kütle ivmesi yöntemini kullanan bir silahtır.

Bu müthiş silahın tasarımı, telin uzunluğunun sarımın çapından birçok kez daha büyük olduğu silindirik bir tel sargısı olan bir solenoide dayanmaktadır. Elektrik akımı uygulandığında bobinin (solenoid) boşluğunda güçlü bir manyetik alan oluşacaktır. Mermiyi solenoidin içine çekecektir.

Merminin merkeze ulaştığı anda voltaj kaldırılırsa, manyetik alan vücudun ataletle hareket etmesini engellemez ve bobinden dışarı uçar.

Evde Gauss silahının montajı

Kendi ellerimizle bir Gauss silahı oluşturmak için önce bir indüktöre ihtiyacımız var. İzolasyona herhangi bir şekilde zarar vermemek için emaye teli keskin kıvrımlar olmadan dikkatlice bobin üzerine sarın.

Sardıktan sonra ilk katmanı süper yapıştırıcıyla doldurun, kurumasını bekleyin ve bir sonraki katmana geçin. Aynı şekilde 10-12 kat sarmanız gerekiyor. Bitmiş bobini silahın gelecekteki namlusuna koyduk. Kenarlarından birine bir tapa yerleştirilmelidir.

Güçlü bir elektrik darbesi elde etmek için bir kapasitör bankası mükemmeldir. Mermi bobinin ortasına ulaşana kadar kısa bir süre için biriken enerjiyi serbest bırakabilirler.

Kapasitörleri şarj etmek için bir şarj cihazına ihtiyacınız olacaktır. Fotoğraf makinelerinde uygun bir cihaz bulunur; flaş üretmek için kullanılır. Elbette inceleyip inceleyeceğimiz pahalı bir modelden bahsetmiyoruz ama tek kullanımlık Kodak'lar işini görecektir.

Ayrıca şarj ve kondansatör dışında herhangi bir elektriksel unsur içermezler. Kamerayı parçalarına ayırırken elektrik çarpmamasına dikkat edin. Pil klipslerini şarj cihazından çıkarmaktan ve kapasitörün lehimini çözmekten çekinmeyin.

Bu nedenle, yaklaşık 4-5 tahta hazırlamanız gerekir (arzu ve yetenekler izin verirse daha fazlası mümkündür). Bir kapasitör seçme sorunu, sizi atışın gücü ile şarj olma süresi arasında bir seçim yapmaya zorlar. Daha büyük bir kapasitör kapasitesi aynı zamanda daha uzun bir süre gerektirir, bu da yangın oranını azaltır, bu nedenle bir uzlaşma bulmanız gerekecektir.

Şarj devrelerine takılan LED elemanlar, gerekli şarj seviyesine ulaşıldığını ışıkla bildirir. Elbette ek şarj devreleri bağlayabilirsiniz, ancak aşırıya kaçmayın, böylece kartlardaki transistörleri yanlışlıkla yakmazsınız. Pili boşaltmak için güvenlik nedeniyle bir röle takmak en iyisidir.

Kontrol devresini deklanşör aracılığıyla aküye, kontrollü devreyi ise bobin ile kapasitörler arasındaki devreye bağlıyoruz. Atış yapabilmek için sisteme güç vermeniz ve ışık sinyalinden sonra silahı şarj etmeniz gerekiyor. Gücü kapatın, nişan alın ve ateş edin!

Süreç sizi büyülediyse ancak ortaya çıkan güç yeterli değilse, o zaman çok aşamalı bir Gauss silahı oluşturmaya başlayabilirsiniz çünkü tam olarak böyle olması gerekir.

Basit bir tek aşamalı masaüstü elektromanyetik kütle hızlandırıcının veya basitçe bir Gauss tabancasının şeması. Adını Alman bilim adamı Carl Gauss'tan almıştır. Benim durumumda hızlandırıcı bir şarj cihazı, bir akım sınırlayıcı yük, iki elektrolitik kapasitör, bir voltmetre ve bir solenoidden oluşur.

Öyleyse her şeye sırayla bakalım. Silahın şarj edilmesi 220 voltluk bir ağda çalışır. Şarj, 1,5 uF 400 V kapasitör 1N4006 diyotlardan oluşur. Çıkış voltajı 350 V.

Daha sonra akım sınırlayıcı yük geliyor - H1, benim durumumda akkor lamba, ancak 500 - 1000 Ohm'luk güçlü bir direnç kullanabilirsiniz. Anahtar S1 kapasitörlerin şarjını sınırlar. Anahtar S2, solenoide güçlü bir akım deşarjı sağlar, bu nedenle S2'nin yüksek akıma dayanması gerekir, benim durumumda elektrik panelindeki düğmeyi kullandım.

Kondansatörler C1 ve C2, her biri 470 µF 400 V. Toplam 940 µF 400 V'dir. Kondansatörler şarj sırasında kutuplarına ve üzerlerindeki voltaja dikkat edilerek bağlanmalıdır. Bir voltmetre ile üzerlerindeki voltajı kontrol edebilirsiniz.

Ve şimdi Gauss tabancası tasarımımızdaki en zor şey solenoiddir. Bir dielektrik çubuğa sarılmıştır. Bagajın iç çapı 5-6 mm'dir. Tel PEL 0,5'i kullandı. Bobinin kalınlığı 1,5 cm, uzunluğu 2 cm'dir Solenoidi sararken her katmanı süper yapıştırıcı ile yalıtmanız gerekir.

Elektromanyetik Gauss tabancamızı 4-5 mm kalınlığında ve makara uzunluğundaki çivi veya ev yapımı mermi kesimleriyle hızlandıracağız. Daha hafif mermiler daha uzun mesafeler kat eder. Daha ağır olanlar daha kısa mesafe uçarlar ancak daha fazla enerjiye sahiptirler. Gauss silahım bira kutularını delip geçerek merminin türüne göre 10-12 metreden ateş ediyor.

Ayrıca hızlandırıcı için devrede daha az direnç olması için daha kalın kablolar seçmek daha iyidir. Son derece dikkatli olun! Hızlandırıcının icadı sırasında birkaç kez şok oldum, elektrik güvenliği kurallarına uydum ve yalıtımın güvenilirliğine dikkat ettim. Yaratıcılığınızda iyi şanslar.

GAUSS TABANCALARI makalesini tartışın