Büyük Kapasitörler Olmadan Bobin Tabancası. Tamamlandı: 11 Adım

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:20

Yaklaşık altı ay önce, bir tahtaya bantlanmış devre tahtası olan basit bir bobin tabancası yaptım (orijinal proje). Eğlenceli ve işlevseldi ama bitirmek istedim. Sonunda yaptım. Bu sefer iki yerine altı bobin kullanıyorum ve ona fütüristik bir görünüm kazandırmak için 3D baskılı kasa tasarladım.

Yapılışını görmek isterseniz videosunu da çektim:)

Video

Adım 1: Araçlar ve Malzemeler

Araçlarla başlayalım.

• 3 boyutlu yazıcı
• delmek
• Dremel
• el testeresi
• sıcak yapıştırıcı tabancası
• M3 musluk
• havya

Malzemeler:

• 3D yazıcı için filament (normal PLA kullandım)
• STL dosyalarım burada
• 40 x 10 x 2mm L şeklinde alüminyum profil
• M3 donanımı
• mıknatıslı diskler 8x1.5mm bağlantı

elektronik:

• arduino nano
• 2x 1400mAh 11.1V 3S 65C Lipo pil bağlantısı
• 1200mAh 1s Lipo pil Bu işe yarar
• 2x yükseltici dönüştürücü (XL6009 kullanıyorum)
• OLED ekran.96'' 128x64 i2c SSD1306 bağlantı
• AA el feneri (isteğe bağlı)
• lazer diyot (isteğe bağlı)
• tetikleyici V-102-1C4 bağlantısı için mikro anahtar
• 3 adet geçiş anahtarı MTS-102 SPDT
• XT-60 konektörler (5x dişi, 3x erkek)

Panolar:

• 6x MIC4422YN
• 6x IRF3205 + elektrik blokları (benimki RAD-DY-GF/3)
• 24x 1n4007
• 6x 10k dirençler
• 6x 100nF kapasitörler
• 6x 100uf kapasitörler

İlerleme sırasında bazılarını kırabileceğiniz için bunlardan daha fazlasını almanızı öneririm. Özellikle MOSFET'ler. Bunlardan yaklaşık 20 tanesini kullandım.

Ayrıca bobinleri oluşturmak için bazı şeylere ihtiyacınız olacak, ancak önceki eğitimdeki ile aynı bobinleri kullanıyorum, o yüzden oraya gidin ve bunun için sadece 0,8 mm emaye bakır tel, kızılötesi LED ve fototransistör + tümü açıklanan bazı dirençlere ihtiyacınız var diğer öğreticide.

2. Adım: Çerçeve

Silahın tamamı alüminyum çerçevenin etrafına inşa edilmiştir. Alüminyum çerçeve ile gitmeye karar verdim çünkü hafif, sağlam, alüminyum profillerin elde edilmesi kolay ve oldukça ucuz. Bunun da ötesinde, üzerinde çalışırken yaygın el aletlerini kullanabilirsiniz. Kullandığım profil 40 x 10 x 2 mm ve 1 metre uzunluğunda. İki farklı parçaya kesilmesi gerekiyor. Biri 320 mm, diğeri 110 mm uzunluğunda. Onları kesmek için el testeresi kullandım.

Uzun parça hemen hemen her şeyi tutacak ve daha küçük olanın sadece tutacağı olacak. Şimdi bir ton delik açmanın ve birkaç kesik açmanın zamanı geldi. Neyin nasıl kesilmesi gerektiğini gösteren iki resim ekledim. Boyutları olmayan resimde kırmızı noktalar var, deliklerden bazıları. Bunların 4 mm matkapla delinmesi gerekiyor. Kırmızı nokta içermeyen raybalama deliklerinin 2,5 mm matkapla delinmesi ve M3 kılavuzla açılması gerekir.

Kısa parça çok daha kolay. Bir de bunun resmi var. Sadece resimlerin en geniş 40 mm düzlemi gösterdiğini netleştirmek istiyorum. 10 mm'lik duvar, gösterilen düzlemin altında üst tarafta olacak ve görülemeyecek. Bu, bu diyagramların 3'ü için de geçerlidir. Dediğim gibi, bunun neredeyse delikleri yok ama alüminyum profil çok geniş. Bu yüzden şemada gösterildiği gibi tamamen daraltılması gerekiyor.

Ana çerçevenin kablolama için hala birkaç deliğe ihtiyacı olacaktır. Daha sonra eklenebilirler, ancak isterseniz şimdi delinebilirler ancak tam olarak nereye koyacağınızı bilmek zor olabilir. Kablolama bölümünde bununla ilgili daha fazla bilgi.

Adım 3: Bobinler

Bobinler olmadan bobin tabancası olmazdı, değil mi? Kullandığım bobinler, 3D baskılı bir tabana elle sarılmıştır. İlk bobin tabancamda yarattığımlarla aynılar. Bu talimatları izlemenizi öneririm. Burada bulabilirsiniz.

Tek fark, son bobinin her iki tarafında da kızılötesi sensörler olduğu için farklı 3D baskılı tabana sahip olmasıdır. Sensörler de aynı ama biraz daha düzenli kablolama var. Bu noktada IR sensörlerini yerine koyabilirsiniz ancak güç ve sinyal kabloları için endişelenmeyin.

6 bobinin tümü bittiğinde, ana çerçeveye monte edilmeleri gerekir. Bu gerçekten onları yerlerine vidalamak meselesi. Ayrıca şu anda bobinlerden geçen bir tüpüm var, ancak her şeyin hizalandığından emin olmak için orada olduğu için daha sonra çıkaracağım. Deliklerinizin ne kadar hassas olduğuna bağlı olarak, mümkün olduğunca düz olduklarından emin olmak için her bobin için yalnızca iki veya üç vida takmak isteyebilirsiniz.

Adım 4: Sürücü Devreleri

Bir sonraki adım, bobinleri değiştiren elektroniği oluşturmaktır. Bobinlerin üzerine oturacağı ve bunların önemli bir parçası olduğu için şimdi yaratmanın tam zamanı. Tasarım, bazı kusurlar olduğu için öncekinden oldukça farklı. Anahtarlamalı MOSFET hala IRF3205'tir, ancak bu sefer kapıyı özel kapı sürücüsü olan MIC4422YN ile sürüyoruz. Şematikte bulunan birkaç pasif bileşen de vardır.

Ayrıca kullandığım pano dosyası dahil Eagle dosyalarını da sağlıyorum. Elbette kendi PCB'nizi yapmak zorunda değilsiniz. Profesyonel bir üreticiye gönderebilirsin ya da sadece prefboard üzerinde yapmanı öneririm. Gerçekten sadece altı bileşen. En büyük kısım, benim durumumda tamamen aşırıya kaçan soğutucu. MOSFET'lerin hiç ısınmadığını buldum. Bobini birkaç saniye çalıştırdım ve zaten yanıyordu ve MOSFET dokunmak için sıcaktı ama ısınmaya yakın bile değildi. Gerçekten küçük bir soğutucu öneririm ya da muhtemelen bir tane olmadan bile yapabilirsin. Hangi soğutucuyu kullanırsanız kullanın, çerçeveyi tek olarak kullanmayın çünkü tüm MOSFET'lerin tahliyelerini birbirine bağlayacaksınız.

Sürücüleri bitirdikten sonra, onları bobinlerinize bağlayın ve geri dönüş diyotları ekleyin! Bunu unutmayın çünkü bobinleriniz de yanabilir:D. Geri dönüş diyotu, kapatıldığında bir bobinin içinde oluşan yüksek voltajı kıstırır. Flyback diyotun bobinlerin terminallerine ters yönde bağlanması gerekir, yani bobinin bir pilin pozitif terminaline bağlandığı noktada diyotun katot (negatif) terminali bağlı olacaktır ve bunun tersi de geçerlidir. 1N4007 kullanıyorum ama akımı kaldıramayacağı için sadece bir tane değil, bu yüzden dördü paralel olarak bağlı. Bu dört diyot daha sonra doğrudan bobin teli üzerindeki bobine bağlanır. Bu tel üzerinde lehimlemek için kaplamanın bir kısmını kazımanız gerekecek.

Lütfen bazı fotoğrafların eksik olabileceğini unutmayınız. Dirençler farklı bileşenlere sahiptir vb. Görüntülerin bir kısmı erken prototipleme aşamasında yapıldı.

Adım 5: Kablolama

Bu, silahın dağınık hale geldiği kısımdır. Benim gibi düzenli yapmayı deneyebilirsin ama yine de dağınık olacak:D. Neyin nereye bağlanması gerektiğini gösteren bir şema var. Bobin0, bir merminin girdiği ilk bobin olarak kabul edilir. Aynı şey sensörler için de geçerli.

Ben düz kablo kullanıyorum ve sizin de aynısını yapmanızı öneririm. Kapı sürücülerine bir arduino bağlayarak başladım. Arduino, kolay programlama için USB bağlantı noktası dışa bakacak şekilde tabancanın en önüne yerleştirilmiştir. Daha sonra, her şeyi birbirine bağlamak ve her kablo için doğru uzunluğu göz küresi yapmak önemliydi.

IR sensörleri için, kabloları yönlendireceğim çerçeve boyunca delikler açtım. Sinyal kablolarını her sensöre bağlayarak başladım. Bir kez daha düz kablo kullandım ve gerçekten çok temiz görünüyordu. Sadece bir kez yokuş aşağıyken, elektrik hatlarını bağlamaya başladığımda. Tüm açıklıkların üzerinden iki katı damarlı kablo geçirdim. Biri 5V, diğeri 0V için. Daha sonra bu kablolardan her bir sensöre bağlantı yaptım. Bu, özellikle açıkta kalan tüm kabloları elektrik bandıyla bantladıktan sonra gerçekten sarsıcı görünmeye başladığı noktadır.

Şimdiye kadar yaptığımız tüm bağlantılar düşük akımla ilgili olacak, ancak şimdi bobinler ve MOSFET'ler için güç hatlarını bağlama zamanı. Oldukça esnek olan 14 AWG silikon tel kullanıyorum. Ayrıca, biraz daha fazlasına ihtiyacınız olacağından daha kalın lehim aldığınızdan emin olun. Sadece tüm pozitif terminalleri birbirine bağlayacağız ve aynısını negatif terminallerle yapacağız. Benim yaptığım gibi aynı PCB'yi kullanıyorsanız, pedler bobinlerin hemen üstünde açıkta kalmalıdır. Ayrıca yüksek akımı idare edecek devre kartlarının raylarına bol miktarda lehim koymanızı öneririm.

Adım 6: Güç Kaynakları

Güçlendirici dönüştürücülerinizi alın ve bu köpek yavrusunu çalıştıralım. XL6009 kullanıyorum ama gerçekten herhangi bir yükseltici dönüştürücü. El feneri ve lazer dahil 500mA'dan fazla çekmeyeceğiz. Bir dönüştürücünün 12V'a, diğerinin 5V'a ayarlanması gerekir. Arduino ve dönüştürücüler arasında pil için biraz boşluk bırakarak resimde gösterildiği gibi yerleştiriyorum. Her iki dönüştürücünün girişlerinin aküye bağlanması gerekir.

Sonra tüm alanları birbirine bağlamamız gerekiyor. İki dönüştürücünün zaten bağlı toprakları var, bu yüzden onlarınkini sürücü PCB'lerinde çalışan kalın siyah tel olan ana 6 hücreli pil topraklamasına bağlayın.

Şimdi, bir dönüştürücünün çıkışından gelen 5V'nin, arduino'ya, sensörlere ve diğer her şeye zaten çalıştırdığımız 5V'a bağlanması gerekiyor. Diğer dönüştürücünün 12V çıkışı MOSFET sürücülerine bağlanmalıdır. İlkine bağladım ve sonra hepsini birbirine zincirledim.

Şimdi, tek hücreli pili taktığınızda, arduino'nuz yanıp sönmeye başlamalı ve tabanca hazır olmalıdır, ancak pili takmadan önce tüm bağlantılarınızı iki kez kontrol edin, çünkü benim durumumda ilk denemede çoğu zaman bir şey patlamaz.

Adım 7: Mermiler ve Şarjör

Mermi olarak metre uzunluğunda 8 mm çelik çubuk satın aldım. Satın almadan önce manyetik olduğundan emin olun. Daha sonra 38 mm uzunluğunda parçalar halinde kestim. Bunlar zaten mermi olarak kullanılabilirdi ama ben keskin bir ipucu istedim.

En kolay yolu torna kullanmak olacaktır ve varsa kesinlikle kullanın. Ancak tornaya erişimim yok. Bunun yerine bir elektrikli matkaptan torna tezgahı yapmaya karar verdim:D. Matkabı tezgahıma kenetledim ve aynalara bir mermi yerleştirdim. Sonra kesme diskli dremel aletini aldım. Mermiyi döndürerek ve dremel ile öğüterek istediğim ucu oluşturabildim. Birbiri ardına ateş edebildiğim için bunlardan 8 tane yapmayı bitirdim.

Dergi için dergi ve dergi_slider STL dosyalarını yazdırdım, bu da bir yaya ihtiyacımız olduğu için kolay kısımdı. 3D baskılı yaylarla deniyordum ama gerçekten işe yaramadı. 0.8 mm yay teli (müzik teli) almayı bitirdim. Daha sonra bu teli 5.5mm x 25mm olan tahta çubuğun etrafına sardım (benzer herhangi bir boyut yapacak). Bir ucunu bir vidayla sabitleyerek ve etrafına sararak başladım. Oldukça fazla güç harcar. Yaklaşık 7-8 döngü yaptım. Basıncı bıraktığınızda dışarı fırlayacak ve gerçekten kötü görünecek. Sadece pense alın ve son şekline getirin. Yay daha sonra magazinin içine yerleştirilebilir.

Bunu yaptıktan sonra malzemelerde bahsettiğim bir mıknatısı alın ve dergiye süper yapıştırın. Bunun için özel bir yer var. Dergi tutucunun çıktısını aldıysanız, başka bir mıknatıs için uygun nokta bulacaksınız. Bunu da yapıştırabilirsiniz, sadece eşleşen polariteye sahip olduğunuzdan emin olun. Yapıştırıldığında iki mıknatıs birbirini çekmelidir.

Adım 8: İç Parçaları Birleştirme

Silahı denemeden önce bir tetik ve yükleme mekanizmasına sahip olmanız gerekir. Öyleyse bunu inşa edelim. Basılmış birkaç parçaya ihtiyacınız olacak. Hepsi ilk resimde listelenmiştir. Bu noktada, onları yerine vidalayabilmeniz gerekir. Serbestçe dönebilmesi için tetiğin 2 mm çubukla tutulması gerekir. Geçiş yaparken V-102-1C4 microwitch kullanıyorum. Bunun için kablolama aslında kablolama adımında belirtilmiştir ve anahtar, anahtar tutucusuna tam olarak oturacaktır. Tutacak montajı yazdırırken, bu parçaların oldukça fazla ağırlık taşıması gerekeceğinden en az beş çevre kullanın.

Her şeyi bağladıktan sonra, derginin doğru olup olmadığını kontrol edin. Bazı delikleri ayarlamanız gerekebilir. Bazı delikler kapalı olduğu için aslında sadece iki vida kullandım. Ayrıca tetiğin mikro şaltere basıp basmadığını kontrol edin ve gerekirse ayarlayın.

Gereksiz başka bir adım da varil eklemek olacaktır. Gereksiz diyorum çünkü silah onsuz iyi çalışacak. Yine de bir tane kullanmaya karar verdim. Varil adında bir 3D model var. Vazo modunda basılması gerekiyor ve gerçekten yüksek tüp olduğu için daha yüksek yazdırdıkça kalite daha da kötüleşebilir, bu yüzden aslında ikisini yarıya kadar bastım. Siyah renkte basılmış olmasına rağmen sadece 0,4 mm kalınlığında olduğu için yine de çalıştığını öğrendiğim için sensörler için delik bile açmadım.

9. Adım: Yazılım ve Kalibrasyon

Devam edin ve.ino dosyalarını indirin. Ben arduino IDE 1.0.5 kullanıyorum ama yenisinde de sorun olmamalı. Ayrıca birkaç kitaplığa da ihtiyacınız olacak, ancak bunlar yalnızca OLED ekranı için gerekli. Kütüphaneler Adafruit_SSD1306 ve Adafruit_GFX'dir.

Tüm kütüphanelerle taslağı derleyebilmeli ve yükleyebilmelisiniz. Kalibrasyon işlemine geçmeden önce kodun tam olarak nasıl çalıştığını açıklamama izin verin. 6 bobinimiz var, tetiği çektiğinizde ilk bobin, sensörü mermiyi görene kadar açılacak. 100 ms'den fazla sürerse, sistem mermi olmadığını varsayar ve ekranda mesaj bırakmayı durdurur. Bu 100 ms, shoot() işlevinde safeTime değişkeni (ms yerine bizi kullanır) değiştirilerek değiştirilebilir. Aslında sadece ilk bobindeki sensör kullanılıyor (birçok farklı yineleme denedim ve bazıları hepsini kullanıyor ama bu en iyi sonucu veriyor). Aşağıdaki bobinlerin tümü, birbiri ardına ne kadar süre açık kaldıkları için zaman ayarlıdır.

Bobinlerin süreleri baseTime [6] adlı diziyle ayarlanır. İlk bobin farklı çalıştığından ve yalnızca geri kalanın kalibre edilmesi gerektiğinden ilk değer her zaman sıfırdır. Gördüğünüz gibi benim durumumdaki son iki bobin de 0 ve bu, onları çalışmadıkları için kullanmıyorum ve onları tamir etmekten rahatsız olamadım:D. İkincisi hariç hepsini sıfırlayarak başlamak istiyorsunuz (bunun gibi: uzun baseTime [6] = {0, 1000, 0, 0, 0, 0};). Daha sonra yükleyebilir ve ateş etmeyi deneyebilirsiniz. Son iki sensör, merminin içinden geçmesi için geçen süreyi hesaplayacaktır, böylece hızı hesaplayabilirsiniz. Değeri e-tabloda baseTime değeriyle birlikte kaydetmenizi öneririm. En az 5 kez tekrarlayın ve daha kesin sonuçlar için ortalamasını alın. Daha sonra 500us ekleyebilir ve mümkün olan en iyi hızı elde edene kadar tekrar deneyebilirsiniz. Bir bobinden memnun kaldığınızda, en iyi zaman ayarını bırakın ve bir sonraki bobine geçin ve tüm işlemi tekrarlayın. Kalibrasyon yaparken coilgun2_calibration.ino kodunu kullanın ve yapıldıktan sonra değerlerin coilgun2.ino'ya kopyalanması ve yüklenmesi gerekir.

Adım 10: 3D Baskı

3D yazdırılması gereken çok sayıda dosya var ve bunların bazıları oldukça büyük. Her şeyi büyük bir yapı hacmine sahip CR-10 3D yazıcıda yazdırıyordum, bu nedenle daha küçük yazıcınız varsa bazı parçaların bölünmesi gerekebilir. Tüm parçalar için normal PLA kullanıyordum ve baskı ayarları her parça için optimize edilmeli, bu yüzden bir parçanın desteğe veya başka herhangi bir özel ayara ihtiyacı olup olmadığına dair bir liste derledim. Varsayılan olarak, 60°C'de ısıtılmış yatak ile 205 °C'de 3 çevre, 3 alt katman ve 4 üst katman kullanıyordum.

İçindeki parçalar dışında her şeyi de bitirip boyadım. Bu konuda zaten yeterince öğretici olduğu için çok derine inmek istemiyorum. Bunu öneririm. Özetle astar uygulanmış tüm yüzeyleri zımparaladım ve tekrar zımparaladım. Bunu 2-3 kez tekrarlayıp boya ile çürüttüm ve vernik ile bitirdim.

Adım 11: Son Montaj

Her şeyi bir araya getirmeden önce, eksik olan birkaç şey var. Anahtarlar, el feneri, lazer, ana pil için kablolar ve tabancanın içini aydınlatan LED'ler. Küçük 1 hücreli pil ve yükseltici dönüştürücüler arasında seri olarak bağlanması gereken açma/kapama anahtarıyla başlayalım. Aslında, anahtarın üzerindeki pim başlığını lehimliyorum ve kabloyu pilden kıvrılmış pim başlığıyla çalıştırıyorum, böylece kolay montaj için bağlantısını kesebiliyorum. Her geçişte aynı şeyi yapacağım.

Ayrıca silahın ön tarafında bir el feneri var, ancak etrafta bıraktığım bir el feneri için tasarlandığı için sizde olmayabilir. Şematik için LED'e direnç ekledim ve başka bir anahtarla seri olarak aküye bağladım. Lazer diyot için de aynısını tekrarladım. Aslında 4.5V üzerinde çalışan bir lazer işaretçiydi, bu yüzden onu seri olarak anahtarla 5V hattına bağladım.

Dekoratif ışıklar için, tabancayı demonte hale getirmek için bunları doğrudan 5V hat ekleme konektörüne bağladım. Trigger_cover STL dosyalarında iki adet mavi 5 mm LED'in montaj noktası vardır. Çok loş bir şekilde parlamaları için her biri için 12k direnç kullandım. Bobin kapağına bobinleri aydınlatmak için 6 mavi 3mm LED ekledim. 5V hattına bağlamadan önce paralel bağlayıp 22R direnç ekledim.

Şimdi hala ana pilleri bağlamanın kalıcı bir yolu yok. Bir pil stokta, diğeri ön kolda olduğundan ve hızlı serbest bırakma anahtarına bağlanmaları gerektiğinden, birkaç bağlantı yapmamız gerekecek. Açıklamak yerine tam olarak nasıl bağlanması gerektiğini açıklayan bir diyagram sağladım. En az 14 AWG tel kullanın ayrıca lehimlemeden önce teli tutamaktan ve gövdeden ittiğinizden emin olun, çünkü daha sonra bu mümkün olmayacaktır.

Tüm bunlar yapıldıktan sonra silah tamamen çalışır durumda olmalı ve güzel görünmesini sağlamanın zamanı geldi. Montajı videoda gösterildiği gibi adım adım anlatmayacağım yada 3D modele bakabilirsiniz.