Задоволена потужна модельзнаменитий Гаус гармати, яку можна зробити своїми руками з підручних засобів. Дана саморобна Гаусгармати виготовляється дуже просто, має легку конструкціюВсі деталі, що використовуються, знайдуться у кожного любителя саморобок і радіоаматора. За допомогою програми розрахунку котушки можна отримати максимальну потужність.
Отже, для виготовлення Гармата Гауса нам знадобиться:
- Шматок фанери.
- Листовий пластик.
- Пластикова трубка для дула ∅5 мм.
- Мідний провід для котушки ∅0,8 мм.
- Електролітичні конденсатори великої ємності
- Пускова кнопка
- Тиристор 70TPS12
- Батарейки 4X1.5V
- Лампа розжарювання та патрон для неї 40W
- Діод 1N4007
Складання корпусу для схеми Гаус гармати
Форма корпусу може бути будь-якою, не обов'язково дотримуватися представленої схеми. Щоб надати корпусу естетичний вигляд, можна його пофарбувати фарбою з балончика.
Встановлення деталей у корпус для Гармати Гауса
Спочатку кріпимо конденсатори, у разі вони були закріплені на пластикові стяжки, але можна придумати й інше кріплення.
Потім встановлюємо патрон для лампи розжарення зовнішній сторонікорпуси. Не забуваємо приєднати до нього два дроти для живлення.
Потім усередині корпусу розміщуємо батарейний відсік і фіксуємо його, наприклад, шурупами по дереву або іншим способом.
Намотка котушки для Гармати Гауса
Для розрахунку котушки Гауса можна використовувати програму FEMM, завантажити програму FEMM можна за цим посиланням https://code.google.com/archive/p/femm-coilgun
Користуватися програмою дуже легко, у шаблоні потрібно ввести необхідні параметри, завантажити їх у програму та на виході отримуємо всі характеристики котушки та майбутньої гарматизагалом, до швидкості снаряда.
Отже приступимо до намотування! Для початку потрібно взяти приготовлену трубку і намотати на неї папір, використовуючи клей ПВА так, щоб зовнішній діаметр трубки дорівнював 6 мм.
Потім просвердлюємо отвори по центру відрізків і насаджуємо з трубку. За допомогою гарячого клею фіксуємо їх. Відстань між стінками має бути 25 мм.
Насаджуємо котушку на ствол і приступаємо до наступного етапу.
Схема Гаус Гармати. Складання
Збираємо схему всередині корпусу навісним монтажем.
Потім встановлюємо кнопку на корпус, свердлимо два отвори та продаємо туди дроти для котушки.
Для спрощення використання можна зробити для гармати підставку. В даному випадку вона була виготовлена з дерев'яного бруска. У даному варіантілафета були залишені зазори по краях ствола, це потрібно для того, щоб регулювати котушку, переміщуючи котушку, можна домогтися найбільшої потужності.
Снаряди для гармати виготовляються із металевого цвяха. Відрізки робляться довжиною 24 мм та діаметром 4 мм. Заготівлі снарядів слід заточити.
Електромагнітна гармата Гауса на мікроконтролері
- Розробка робототехніки
Всім привіт. У статті розглянемо, як виготовити портативну електромагнітну гармату Гаусса, зібрану із застосуванням мікроконтролера. Ну, щодо гармати Гауса я, звичайно, погарячкував, але те, що це електромагнітна гармата, немає сумніву. Цей пристрійна мікроконтролері було розроблено для того, щоб навчити початківців програмування мікроконтролерів на прикладі конструювання електромагнітної гарматисвоїми руками. Розберемо деякі конструктивні моменти як у самій електромагнітній гарматі Гаусса, так і в програмі для мікроконтролера.
З самого початку потрібно визначитися з діаметром та довжиною стовбура самої гармати та матеріалом, з якого вона буде виготовлена. Я застосував пластиковий футляр діаметром 10 мм з-під ртутного термометраоскільки він у мене валявся без діла. Ви можете використовувати будь-який доступний матеріал, що має не феромагнітні властивості. Це скло, пластик, мідна трубкаі т. д. Довжина ствола може залежати від кількості застосовуваних електромагнітних котушок. У моєму випадку використовується чотири електромагнітні котушки, довжина ствола склала двадцять сантиметрів.
Що стосується діаметра трубки, що застосовується, то в процесі роботи електромагнітна гармата показала, що потрібно враховувати діаметр стовбура щодо застосовуваного снаряда. Простіше кажучи, діаметр ствола не повинен набагато перевищувати діаметр снаряда, що застосовується. В ідеалі, ствол електромагнітної гармати повинен підходити під сам снаряд.
Матеріалом для створення снарядів стала вісь від принтера діаметром п'ять міліметрів. З даного матеріалуі було виготовлено п'ять болванок завдовжки 2,5 сантиметра. Хоча також можна застосовувати сталеві болванки, скажімо, із дроту чи електрода – що знайдеться.
Потрібно приділити увагу ваги самого снаряда. Вага по можливості має бути невеликою. Мої снаряди злегка важкуваті вийшли.
Перед створенням цієї гармати було проведено експерименти. Як стовбур використовувалася порожня паста від ручки, як снаряд – голка. Голка легко пробивала обкладинку журналу, встановленого неподалік електромагнітної гармати.
Оскільки оригінальна електромагнітна гармата Гаусса будується за принципом заряду конденсатора великою напругою, близько трьохсот вольт, то з метою безпеки радіоаматорам-початківцям слід запитувати її низькою напругою, близько двадцяти вольт. Низька напруга призводить до того, що дальність польоту снаряда невелика. Але знову ж таки, все залежить від кількості застосовуваних електромагнітних котушок. Чим більше електромагнітних котушок застосовується, тим більше прискорення снаряда в електромагнітній гарматі. Також мають значення діаметр стовбура (що менше діаметр стовбура, тим снаряд летить далі) і якість намотування безпосередньо самих електромагнітних котушок. Мабуть, електромагнітні котушки - найголовніше в пристрої електромагнітної гармати, на це потрібно звернути серйозну увагу, щоб досягти максимального польоту снаряда.
Я наведу параметри своїх електромагнітних котушок, вони можуть бути іншими. Котушка намотується дротом діаметром 0,2 мм. Довжина намотування шару електромагнітної котушкискладає два сантиметри та містить шість таких рядів. Кожен новий шар я не ізолював, а починав намотування нового шару на попередній. Через те, що електромагнітні котушки запитуються низькою напругою, вам потрібно отримати максимальну добротність котушки. Тому всі витки намотуємо щільно один одному, виток до витка.
Що стосується пристрою, що подає, то тут особливі пояснення не потрібні. Все паялося з відходів фольгованого текстоліту, що залишився від виробництва друкованих плат. На малюнках все докладно відображено. Серцем пристрою, що подає, є сервопривід SG90, керований мікроконтролером.
Що подає шток виготовлений із сталевого прутка діаметром 1,5 мм, на кінці штока запаяна гайка м3 для зчеплення із сервоприводом. На гойдалці сервоприводу для збільшення плеча встановлена загнута з двох кінців мідний дрітдіаметром 15 мм.
Даного нехитрого пристрою, зібраного з підручних матеріалів, цілком вистачає, щоб подати снаряд у ствол електромагнітної гармати. Шток, що подає, повинен повністю виходити з завантажувального магазину. Як направляюча для подавального штока послужила тріснула латунна стійка з внутрішнім діаметром 3 мм та довжиною 7 мм. Шкода було викидати, от і стало в нагоді, власне, як і шматочки фольгованого текстоліту.
Програма для мікроконтролера atmega16 створювалася в AtmelStudio і є повністю відкритим проектомдля вас. Розглянемо деякі налаштування у програмі мікроконтролера, які доведеться зробити. Для максимально ефективної роботиелектромагнітної гармати вам знадобиться налаштувати у програмі час роботи кожної електромагнітної котушки. Налаштування виконується по порядку. Спочатку підпаюєте в схему першу котушку, решту не підключаєте. Задаєте у програмі час роботи (у мілісекундах).
PORTA |=(1<<1); // катушка 1
_delay_ms(350); // час роботи
Прошиваєте мікроконтролер і запускаєте програму на мікроконтролері. Зусилля котушки має вистачати те що, щоб втягнути снаряд і надати початкове прискорення. Досягши максимального вильоту снаряда, підлаштовуючи час роботи котушки в програмі мікроконтролера, підключаєте другу котушку і також налаштовуєте за часом, домагаючись ще більшої дальності польоту снаряда. Відповідно, перша котушка залишається включеною.
PORTA |=(1<<1); // катушка 1
_delay_ms(350);
PORTA &=~(1<<1);
PORTA |=(1<<2); // катушка 2
_delay_ms(150);
У такий спосіб налаштовуєте роботу кожної електромагнітної котушки, підключаючи їх по порядку. У міру збільшення кількості електромагнітних котушок у пристрої електромагнітної гармати Гауса швидкість і відповідно дальність снаряда повинні також збільшуватися.
Цю ретельну процедуру налаштування кожної котушки можна уникнути. Але для цього доведеться модернізувати пристрій електромагнітної гармати, встановивши датчики між електромагнітними котушками для відстеження переміщення снаряда від однієї котушки до іншої. Датчики у поєднанні з мікроконтролером дозволять не тільки спростити процес налаштування, а й збільшать дальність польоту снаряда. Ці навороти я не став робити і ускладнювати програму мікроконтролера. Метою було реалізувати цікавий та нескладний проект із застосуванням мікроконтролера. Наскільки він цікавий, судити, звісно, вам. Скажу чесно, я радів, як дитина, «молотячи» з цього пристрою, і в мене дозріла ідея серйознішого пристрою на мікроконтролері. Але це вже тема іншої статті.
Програма та схема -
Гаус ган або просто гармата Гауса - мрія майже будь-якого радіоаматора-початківця. Сьогодні буде розглянуто варіант потужного Гауса гана на основі дуже простого, але до того ж часу дуже потужного для свого розміру перетворювача.
Основа: ШІМ-контролер на мікросхемі UC3845. Досить поширена мікросхема, застосовується в імпульсних блоках живлення як генератора, що задає. Єдиний недолік мікросхеми це те, що вона починає працювати тільки тоді, коли номінал напруги вище 9 вольт, а максимальна величина не перевищує номіналу 18 вольт. Таким чином, на базу польового транзистора надходить сигнал з частотою 60 кілогерц, напруга сигналу порядку 8 вольт, що достатньо для відкривання переходу потужного польовика.
Транзистор зворотної провідності відмінно справляються польові N - канальні транзистори типу IRF3205 і IRL3705, хоча можна поставити і широко поширену IRFZ44, але він досить швидко перегрівається. Хоча й рекомендовані транзистори потрібно зміцнити на невелике тепловідведення. Схема відключається, коли конденсатори заряджені до номіналу 300 вольт, тоді світиться білий світлодіод. Перетворювач має потужність у 70 - 80 ват, але жере теж не мало... 9 ампер, у піку до 12 ампер. На рахунок діодів - обидва діоди у схемі потрібно використовувати швидкодіючі або ультрашвидкі, аналогів багато і зовсім не обов'язково використовувати зазначені діоди, але з ними схема працює відмінно. Резистор 820 ом - підібрати з потужністю 1 - 2 ват, оскільки він теж перегрівається.
Трансформатор намотаний на чашці, хоча можна використовувати феритові трансформатори від комп'ютерних БП (те, що більше). Первинна обмотка містить 5 витків, намотана проводом 0,7 мм у 3 жили. Вторинна обмотка містить 120 витків дроту з діаметром 0,5 – 0,8 мм.
Живити перетворювач можна будь-яким джерелом постійної напруги, звичайно, якщо джерело може дати потрібні параметри для живлення перетворювача. Дуже раджу використовувати акумулятор від безперебійника. Для зменшення розмірів можна використовувати нікель - кадмієвий або нікель метал гідридні батарейки з ємністю від 1000мА.
Сама гармата, виконана на пластмасовій трубі із внутрішнім діаметром 9 мм, у мене на щастя була маса залізних стрижнів, які вільно входили і виходили в трубу, як у народі кажуть "тютелька в тютельку". Стрижні були обрізані 3 см завдовжки і загострені подібно до цвяхів. Обмотка містить 50 витків дроту з діаметром 0,9 – 1,2 мм.
Конденсатори: Хоча перетворювач вимикається, як тільки напруга на конденсаторах дорівнює 300 вольт, проте використані конденсатори з напругою 400 вольт. Це навіть добре, що запас напруги, в даному випадку на 100 вольт. Використано 4 конденсатори із сумарною ємністю 13200 мікрофарад (кожен по 3300 мікрофарад). Повне заряджання ємності відбувається через 3 - 4 секунди після включення перетворювача.
Список радіоелементів
| Позначення | Тип | Номінал | Кількість | Примітка | Магазин | Мій блокнот |
|---|---|---|---|---|---|---|
| ШИМ контролер | UC3845 | 1 | До блокноту | |||
| Q1 | MOSFET-транзистор | IRF3205 | 1 | До блокноту | ||
| D1 | Випрямний діод | UF4007 | 1 | Аналог: BYV26E | До блокноту | |
| D2 | Випрямний діод | UF5408 | 1 | Аналог: UF5408, BY399, BR207 | До блокноту | |
| LED1 | Світлодіод | АЛ307БМ | 1 | До блокноту | ||
| C1 | Конденсатор | 4.7 нФ | 1 | До блокноту | ||
| C2, C3 | 10 мкФ | 1 | До блокноту | |||
| C2* | Електролітичний конденсатор | 4700 мкФ | 1 | До блокноту | ||
| С2** | Електролітичний конденсатор | 1500 мкФ 350 В | 1 | До блокноту | ||
| C4 | Конденсатор | 22 нФ | 1 | До блокноту | ||
| C5 | Конденсатор | 470 нФ | 1 | До блокноту | ||
| C6 | Конденсатор | 470 пФ | 1 | До блокноту | ||
| R1 | Резистор | 6.8 ком | 1 | До блокноту | ||
| R2 | Резистор | 620 ком | 1 | До блокноту | ||
| R3 | Резистор | 5.1 ком | 1 | До блокноту | ||
| R4 | Резистор | 680 Ом | 1 |
Отже, розберемо все по черзі. Заряджання гармати працює від мережі 220 вольт. Зарядка складається з конденсатора 1,5 мкФ 400 В. Діоди 1N4006. Напруга на виході 350 Ст.
Далі йде струмообмежуюче навантаження - Н1, в моєму випадку лампа розжарювання, але можна використовувати потужний резистор 500 - 1000 Ом. Ключ S1 обмежує заряджання кондесаторів. Ключ S2 подає потужний розряд струму на соленоїд, тому S2 повинен витримувати великий струм, у своєму випадку я використовував кнопку від електричного щитка.
Конденсатори С1 і С2, кожен 470 мкФ 400 В. У сумі виходить 940 мкФ 400 В. Підключати конденсатори потрібно дотримуючись полярності і напруги на них під час заряджання. Контролювати напругу ними можна вольтметром.
І тепер найскладніше в нашій конструкції гаус гармати – соленоїд. Намотується він на діелектичному стрижні. Внутрішній діаметр ствола 5-6 мм. Провід використовував ПЕЛ 0.5. Товщина котушки 1.5 см. Довжина 2 см. Мотаючи соленоїд, потрібно кожен шар ізолювати супер клеєм.
Прискорювати нашою електромагнітною гаус гарматою ми будемо обрізання цвяхів або саморобні кулі товщиною 4-5 мм, довжиною з котушку. Легші кулі літають на більшу відстань. Тяжкіші літають на відстань менше, але енергія у них більше. Мій гаус ган пробиває пивні банки та стріляє на 10-12 метрів залежно від кулі.
І ще, для прискорювача краще підбирати товщі дроти, щоб було менше опору в ланцюгу. Будьте вкрай обережні! Під час винаходу прискорювача мене кілька разів било струмом, дотримуйтесь правил електробезпеки та приділяйте увагу надійності ізоляції. Успіхів у творчості.
Обговорити статтю ГАУСС ПУШКА
Привіт. Сьогодні ми спорудимо гармату Гауса в домашніх умовах із частин, які легко можна знайти у місцевих магазинах. Використовуючи конденсатори, вимикач та деякі інші частини, ми створимо пускову установку, здатну за допомогою електромагнетизму запускати невеликі цвяхи на відстань приблизно до 3 метрів. Почнемо!
Крок 1: Дивимося відео
Спочатку подивіться відео. Ви вивчите проект та побачите гармату в дії. Читайте далі для вивчення детальнішої інструкції складання пристрою Гаусс Ган.
Крок 2: Збираємо необхідні матеріали
Для проекту вам знадобиться:
- 8 великих конденсаторів. Я використав 3,300uF 40V. Ключовим моментом тут є те, що чим менше вольтаж – тим менше небезпеки, тому пошукайте варіанти в районі 30 – 50 Вольт. Що стосується ємності, то чим більше – тим краще.
- Один вимикач для струмів високої сили
- Одна котушка на 20 витків (я скрутив свою з дроту стандарту 18awg)
- Мідний лист та/або товстий мідний привід
Крок 3: Склеюємо конденсатори
Візьміть конденсатори та склейте їх разом таким чином, щоб позитивні клеми знаходилися ближче до центру склеювання. Склейте їх спочатку у 4 групи по 2 штуки. Потім склейте по дві групи разом, отримавши в результаті 2 групи з 4 конденсаторів. Потім покладіть одну групу на іншу.
Крок 4: Збираємо групу конденсаторів
Фотографія показує, як має виглядати підсумкова конструкція.
Тепер візьміть позитивні клеми та з'єднайте їх один з одним, а потім припаяйте до мідної накладки. Накладкою може бути товстий мідний провід або лист.
Крок 5: Спаюємо мідні накладки
Використовуйте при необхідності спрямоване тепло (невеликий промисловий фен), розігрійте мідні накладки та припаяйте до них клеми конденсаторів.
На фото видно мою групу конденсаторів після виконання цього кроку.
Крок 6: Споюйте негативні клеми конденсаторів
Візьміть ще один товстий провідник, я використав ізольований мідний привід із великим перетином, знявши з нього в потрібних місцях ізоляцію.
Зігніть провід так, щоб він максимально ефективно покривав усю дистанцію нашої групи конденсаторів.
Споюйте його в потрібних місцях.
Крок 7: Підготуйте снаряд
Далі потрібно підготувати для котушки відповідний снаряд. Я намотав свою котушку навколо бобіни. Як дула я використовував невелику соломину. Отже, мій снаряд має входити до соломинки. Я взяв цвях і обрізав його до довжини приблизно 3 см, залишивши гостру його частину.
Крок 8: Знайдіть відповідний вимикач
Потім мені потрібно було знайти спосіб скинути заряд із конденсаторів на котушку. Більшість людей таких потреб використовують випрямлячі (SCR). Я вирішив діяти простіше і знайшов вимикач, що працює за високої сили струму.
На вимикачі є три позначки сили струму: 14.2A, 15A та 500A. Мої розрахунки показали максимальну силу приблизно 40A на піку, що триває близько мілісекунди, так що все мало спрацювати.
ЗАМІТКА. Не використовуйте мій метод увімкнення, якщо ємність ваших конденсаторів буде більшою. Я відчував успіх і все обійшлося, але вам не захочеться, щоб вимикач вибухнув через те, що ви пропустили 300A через вимикач, розрахований на 1A.
Крок 9: Намотуємо котушку
Ми майже перестали збирати електромагнітну гармату. Час намотати котушку.
Я випробував три різні котушки і виявив, що приблизно 20 витків ізольованого дроту стандарту 16 або 18 awg діють найкраще. Я використав стару бобіну, намотав на неї дріт і просмикнув усередину пластикову соломину, запаявши один кінець соломини гарячим клеєм.
Крок 10: Збираємо пристрій за схемою
Тепер коли ви підготували всі частини, з'єднайте їх разом. Якщо у вас виникли якісь проблеми - дотримуйтесь схеми.
Крок 11: Пожежна безпека
Мої вітання! Ми зробили гармату Граса своїми руками. Використовуйте зарядник, щоб зарядити ваші конденсатори майже до максимальної напруги. Я зарядив свою установку на 40V до 38V.
Зарядіть снаряд у трубку та натисніть кнопку. Струм піде на котушку і вона вистрілить цвяхом.
БУДЬТЕ ОБЕРЕЖНІ! Навіть враховуючи, що це низькоточний проект, і що він вас не вб'є, але такий струм може нашкодити вашому здоров'ю. На другій фотографії видно, що станеться, якщо ви випадково з'єднаєте плюс і мінус.
