Cara membuat meriam Gauss sepenuhnya dengan tangan Anda sendiri. Game "Stalker", Gauss gun: di mana menemukannya? senjata Gauss. Skema paling sederhana

.
Pada artikel ini, Konstantin, bengkel How-todo, akan menunjukkan cara membuat meriam Gauss portabel.

Proyek ini dilakukan hanya untuk bersenang-senang, jadi tidak ada tujuan untuk memecahkan rekor apa pun dalam konstruksi Gausso.

Kami mengisi kapasitor dengan tegangan tinggi dan melepaskannya ke gulungan kawat tembaga yang terletak di laras.

Ketika arus mengalir melaluinya, medan elektromagnetik yang kuat tercipta. Peluru feromagnetik ditarik ke dalam laras. Muatan kapasitor dikonsumsi dengan sangat cepat dan, idealnya, arus yang melalui kumparan berhenti mengalir saat peluru berada di tengah.

Sebelum kita melanjutkan ke perakitan, kami harus memperingatkan Anda bahwa Anda harus bekerja dengan tegangan tinggi dengan sangat hati-hati.

Apalagi jika menggunakan kapasitor sebesar itu, hal ini bisa cukup berbahaya.

Pertama, karena kesederhanaannya. Barang elektronik di dalamnya hampir dasar.

Saat membuat sistem multi-tahap, Anda perlu mengganti kumparan, menghitungnya, dan memasang sensor.

Saya harus mengecat setengah jalan keluar jendela.

Oleh karena itu, kami mengambil baterai AA.

Mungkin selama 50 tahun ini, semua orang mengatakan bahwa zaman bubuk mesiu telah berakhir, dan senjata api tidak dapat lagi berkembang. Terlepas dari kenyataan bahwa saya sangat tidak setuju dengan pernyataan ini dan percaya bahwa senjata api modern, atau lebih tepatnya selongsong peluru, masih memiliki ruang untuk berkembang dan ditingkatkan, saya tidak dapat mengabaikan upaya untuk mengganti bubuk mesiu dan, secara umum, prinsip pengoperasian senjata yang biasa. Jelas bahwa sejauh ini banyak dari apa yang telah ditemukan tidak mungkin dilakukan, terutama karena kurangnya sumber yang ringkas arus listrik atau karena rumitnya produksi dan pemeliharaan, tetapi pada saat yang sama proyek-proyek tersebut tergeletak di rak berdebu dan banyak proyek menarik menunggu waktunya.

senjata Gauss

Saya ingin memulai dengan sampel khusus ini karena cukup sederhana, dan juga karena saya memiliki sedikit pengalaman dalam mencoba membuat senjata semacam itu, dan, harus saya katakan, bukan yang paling gagal.

Secara pribadi, saya pertama kali mengetahui tentang senjata jenis ini bukan dari game “Stalker”, meskipun berkat itu jutaan orang mengetahui tentang senjata ini, dan bahkan tidak dari Game kejatuhan, namun dari literatur yaitu dari majalah UT. Meriam Gauss yang dihadirkan di majalah tersebut merupakan yang paling primitif dan diposisikan sebagai mainan anak-anak. Jadi, “senjata” itu sendiri terdiri dari tabung plastik dengan lilitan kumparan di atasnya kawat tembaga, yang berperan sebagai elektromagnet ketika arus listrik dialirkan ke sana. Sebuah bola logam ditempatkan ke dalam tabung, yang ketika arus dialirkan, berusaha menarik elektromagnet. Untuk mencegah bola “menggantung” di elektromagnet, suplai arus bersifat jangka pendek, dari kapasitor elektrolitik. Jadi, bola dipercepat menuju elektromagnet, dan kemudian, ketika elektromagnet dimatikan, ia terbang dengan sendirinya. Sebuah target elektronik diusulkan untuk semua ini, tapi jangan membahas topik tentang apa yang menarik, berguna dan, yang paling penting, literatur populer dulu.

Sebenarnya alat yang dijelaskan di atas adalah meriam Gauss yang paling sederhana, namun wajar jika alat tersebut jelas tidak bisa menjadi senjata, kecuali jika memiliki elektromagnet tunggal yang sangat besar dan kuat. Untuk mencapai kecepatan proyektil yang dapat diterima, perlu menggunakan sistem percepatan bertahap, yaitu, beberapa elektromagnet harus dipasang pada laras satu demi satu. Masalah utama saat membuat perangkat semacam itu di rumah adalah sinkronisasi pengoperasian elektromagnet, karena kecepatan lemparan proyektil secara langsung bergantung pada hal ini. Meskipun tangan lurus, besi solder dan loteng atau pondok dengan TV tua, tape recorder, pemutar rekaman dan tidak ada kesulitan yang tidak menakutkan. Pada saat ini Melihat sekilas ke situs-situs tempat orang-orang mendemonstrasikan kreativitas mereka, saya perhatikan bahwa hampir semua orang menempatkan kumparan elektromagnet pada laras itu sendiri, secara kasar, mereka hanya melilitkan kumparan di sekelilingnya. Dilihat dari hasil pengujian sampel tersebut, senjata tersebut tidak jauh dari pneumatik yang tersedia untuk umum saat ini dalam hal efisiensi, tetapi cukup cocok untuk penembakan rekreasi.

Sebenarnya, yang paling menyiksa saya adalah mengapa mereka mencoba menempatkan kumparan pada laras; akan jauh lebih efektif jika menggunakan elektromagnet dengan inti yang akan diarahkan oleh inti yang sama ke laras. Dengan demikian, dimungkinkan untuk menempatkan, katakanlah, 6 elektromagnet di area yang sebelumnya ditempati oleh satu elektromagnet; oleh karena itu, hal ini akan memberikan peningkatan yang lebih besar pada kecepatan pelemparan proyektil. Beberapa bagian elektromagnet semacam itu di sepanjang laras akan mampu mempercepat sepotong kecil baja hingga kecepatan yang layak, meskipun pemasangannya akan sangat berat bahkan tanpa sumber arus. Untuk beberapa alasan, setiap orang mencoba dan menghitung waktu pengosongan kapasitor yang memberi daya pada kumparan untuk mengoordinasikan kumparan satu sama lain sehingga mempercepat proyektil daripada memperlambatnya. Saya setuju, ini adalah kegiatan yang sangat menarik untuk diduduki dan dipertimbangkan; secara umum, fisika dan matematika adalah ilmu yang luar biasa, tetapi mengapa tidak mengoordinasikan kumparan menggunakan foto dan LED dan rangkaian sederhana, sepertinya tidak ada kekurangan khusus dan Anda bisa dapatkan suku cadang yang diperlukan dengan biaya yang wajar, meskipun tentu saja Anda bisa menghitungnya lebih murah. Lalu bagaimana dengan sumber listriknya? jaringan listrik, transformator, jembatan dioda dan beberapa kapasitor elektrolitik terhubung secara paralel. Tetapi bahkan dengan monster dengan berat sekitar 20 kilogram tanpa sumber arus listrik otonom, hasil yang mengesankan tidak mungkin dicapai, meskipun itu tergantung pada seberapa mudah terpengaruhnya monster tersebut. Dan tidak, tidak, saya tidak melakukan hal seperti itu (menundukkan kepala, menggerakkan kaki saya dengan sandal di sepanjang lantai), saya hanya membuat mainan dari UT itu dengan satu gulungan.

Secara umum, meskipun digunakan sebagai senjata stasioner, katakanlah senapan mesin yang sama untuk melindungi objek yang tidak mengubah lokasinya, senjata tersebut akan cukup mahal, dan yang terpenting berat dan bukan yang paling efektif, kecuali tentu saja kita berbicara tentang dimensi yang masuk akal dan bukan tentang monster dengan belalai lima meter. Di sisi lain, laju tembakan dan amunisi teoritis yang sangat tinggi dengan harga satu sen per setengah ton terlihat sangat menarik.

Jadi, untuk senjata Gauss, masalah utamanya adalah elektromagnet memiliki bobot yang besar, dan, seperti biasa, diperlukan sumber arus listrik. Secara umum, tidak ada yang mengembangkan senjata berdasarkan senjata Gauss, ada proyek untuk meluncurkan satelit kecil, tetapi ini lebih bersifat teoritis dan sudah lama tidak dikembangkan. Ketertarikan pada senjata Gauss dipertahankan hanya berkat bioskop dan permainan komputer, dan juga bagi para peminat yang suka bekerja dengan kepala dan tangan, yang sayangnya jumlahnya tidak banyak di zaman kita. Untuk senjata, ada perangkat yang lebih praktis yang mengkonsumsi arus listrik, meskipun kepraktisan di sini dapat dikatakan, tetapi tidak seperti senjata Gauss, ada perubahan tertentu.

RailGun atau menurut kami Railgun

Senjata ini tidak kalah terkenalnya dengan senjata Gauss, yang harus kita ucapkan terima kasih kepada permainan komputer dan bioskop, namun jika semua orang yang tertarik dengan senjata jenis ini sudah familiar dengan prinsip pengoperasian senjata Gauss, maka tidak semuanya sudah jelas dengan railgunnya. Mari kita coba mencari tahu jenis binatang apa itu, bagaimana cara kerjanya dan bagaimana prospeknya?

Semuanya dimulai pada tahun 1920, pada tahun inilah paten untuk senjata jenis ini diterima, dan pada awalnya, tidak ada yang berencana menggunakan penemuan ini untuk tujuan damai. Penulis railgun, atau railgun yang lebih terkenal, adalah orang Prancis - Andre Louis-Octave Fauchon Vieple. Terlepas dari kenyataan bahwa perancangnya berhasil mencapai beberapa keberhasilan dalam mengalahkan personel musuh, tidak ada yang tertarik dengan penemuannya, desainnya sangat rumit, dan hasilnya biasa-biasa saja dan sebanding dengan senjata api. Jadi selama hampir dua puluh tahun penemuan ini ditinggalkan, sampai ditemukan suatu negara yang mampu mengeluarkan sejumlah besar uang untuk pengembangan ilmu pengetahuan, dan terutama bagian dari ilmu pengetahuan yang dapat mematikan. Kita berbicara tentang Nazi Jerman. Di sanalah Joachim Hansler menjadi tertarik dengan penemuan Perancis. Di bawah kepemimpinan ilmuwan, lebih banyak lagi yang diciptakan instalasi yang efisien, yang panjangnya hanya dua meter, namun mempercepat proyektil hingga kecepatan lebih dari 1.200 meter per detik, meskipun proyektil itu sendiri terbuat dari paduan aluminium dan ditimbang 10 gram. Namun, ini lebih dari cukup untuk menembaki personel musuh dan kendaraan tak lapis baja. Secara khusus, perancang memposisikan pengembangannya sebagai sarana untuk memerangi sasaran udara. Lagi kecepatan tinggi pelarian proyektil, dibandingkan dengan senjata api, membuat karya perancangnya sangat menjanjikan, karena lebih mudah untuk menembak sasaran yang bergerak dan terus bergerak. Namun, desainnya memerlukan perbaikan dan perancang melakukan banyak pekerjaan untuk meningkatkan sampel ini, sedikit mengubah prinsip awal pengoperasiannya.

Pada sampel pertama, semuanya kurang lebih jelas dan tidak ada yang fantastis. Ada dua rel yang merupakan “laras” senjata. Proyektil itu sendiri ditempatkan di antara mereka, yang terbuat dari bahan yang mengalirkan arus listrik; akibatnya, ketika arus dialirkan ke rel, di bawah pengaruh gaya Lorentz, proyektil tersebut melaju ke depan dan masuk. kondisi ideal, yang tentu saja tidak akan pernah tercapai, kecepatannya bisa mendekati kecepatan cahaya. Karena ada banyak faktor yang mencegah proyektil dipercepat hingga kecepatan seperti itu, perancang memutuskan untuk menghilangkan beberapa faktor tersebut. Pencapaian utamanya adalah bahwa dalam perkembangan terakhir, proyektil yang tidak lagi dilempar menutup sirkuit; hal ini dilakukan dengan busur listrik di belakang proyektil yang dilempar; bahkan, solusi ini masih digunakan sampai sekarang, hanya saja ditingkatkan. Dengan demikian, sang perancang berhasil mendekati kecepatan terbang proyektil yang dilempar sebesar 3 kilometer per detik, ini adalah tahun 1944 abad terakhir. Untungnya, sang perancang tidak memiliki cukup waktu untuk menyelesaikan pekerjaannya dan menyelesaikan masalah yang dimiliki senjata tersebut, dan jumlahnya cukup banyak. Dan sedemikian rupa sehingga perkembangan ini didorong ke Amerika dan tidak ada upaya yang dilakukan ke arah ini di Uni Soviet. Baru pada tahun tujuh puluhan kami mulai mengembangkan senjata-senjata ini dan saat ini, sayangnya, kami masih tertinggal, setidaknya menurut data yang tersedia untuk umum. Di AS, mereka sudah lama mencapai kecepatan 7,5 kilometer per detik dan tidak akan berhenti. Saat ini sedang dilakukan pengembangan terhadap railgun sebagai alat pertahanan udara, sehingga sebagai senjata api genggam, railgun masih berupa khayalan atau masa depan yang sangat jauh.

Masalah utama railgun adalah untuk mencapai efisiensi maksimal harus menggunakan rel dengan resistansi yang sangat rendah. Saat ini mereka dilapisi dengan perak, yang sepertinya tidak terlalu mahal secara finansial Namun, mengingat panjang “laras” senjatanya tidak hanya satu atau dua meter, ini sudah merupakan biaya yang signifikan. Selain itu, setelah beberapa kali tembakan, rel perlu diubah dan dipulihkan, yang membutuhkan biaya, dan laju tembakan senjata tersebut masih sangat rendah. Selain itu, kita tidak boleh lupa bahwa rel itu sendiri mencoba untuk saling mendorong di bawah pengaruh kekuatan yang sama yang mempercepat proyektil. Oleh karena itu, strukturnya harus mempunyai kekuatan yang cukup, namun pada saat yang sama relnya sendiri harus dapat segera diganti. Namun ini bukanlah masalah utama. Sebuah tembakan membutuhkan energi yang sangat besar, begitu pula dengan satu tembakan baterai mobil Anda tidak dapat menghindarinya di belakang Anda, di sini Anda sudah membutuhkan sumber arus listrik yang lebih kuat, yang mempertanyakan mobilitas sistem semacam itu. Jadi di AS mereka berencana memasang instalasi serupa pada kapal perusak, dan mereka sudah membicarakan tentang otomatisasi pasokan proyektil, pendingin, dan fasilitas peradaban lainnya. Saat ini, jarak tembak yang dinyatakan untuk sasaran darat adalah 180 kilometer, namun mereka masih bungkam mengenai sasaran udara. Desainer kami belum memutuskan di mana mereka akan menerapkan pengembangannya. Namun, dari sedikit informasi kita dapat menyimpulkan bahwa railgun tidak akan digunakan sebagai senjata independen untuk saat ini, namun sebagai alat yang melengkapi senjata jarak jauh yang sudah ada, memungkinkan Anda untuk secara signifikan menambahkan beberapa ratus meter per detik yang diinginkan ke dalam senjata. kecepatan proyektil yang dilempar, yang dimiliki railgun prospek yang bagus, dan biaya pengembangan semacam itu akan jauh lebih rendah dibandingkan beberapa megagun yang ada di kapal kita sendiri.

Satu-satunya pertanyaan yang tersisa adalah apakah kita harus dianggap tertinggal dalam hal ini, karena biasanya apa yang kurang berhasil dicoba untuk dipromosikan oleh semua orang. cara yang mungkin“Semua orang takut akan hal itu,” tetapi apa yang benar-benar efektif, tetapi waktunya belum tiba, adalah ditutup di balik tujuh kunci. Ya, setidaknya itulah yang ingin saya percayai.

Senapan rel elektromagnetik, umumnya dikenal sebagai senjata Gauss, tidak dapat ditemukan di toko senjata. Tidak meninggalkan selongsong peluru dan tidak salah tembak, tidak bersuara, tidak perlu dibersihkan, paku biasa dapat berfungsi sebagai selongsong peluru untuk senjata rel elektromagnetik ini, dan senapan Gauss bekerja berdasarkan prinsip bolak-balik. Medan gaya, mempercepat objek ke kecepatan yang menakjubkan.

Karena, tidak seperti senjata lainnya, Anda dapat menemukan dan membeli senjata elektromagnetik Gauss tidak diperbolehkan, disini kita akan membahas secara detail tentang rangkaiannya, prinsip pengoperasiannya dan cara membuat senapan rel Gauss ini di rumah dengan tangan anda sendiri.

Perhatian! Setelah merakit senapan atau pistol elektromagnetik dengan tangan Anda sendiri, jangan lupa untuk mendaftarkan rail gun Anda ke polisi dan mendapatkan izin untuk membawa atau menyimpannya di rumah untuk pertahanan diri, karena seperti senjata lainnya, senjata Gauss menimbulkan kematian. bahaya bagi Anda dan orang-orang di sekitar Anda, dan kepemilikan ilegal dapat dihukum oleh hukum pidana!

Cara membuat senjata Gauss buatan sendiri

Untuk menganalisa secara detail prinsip pengoperasian senapan Gauss buatan sendiri, pertama-tama mari kita coba membuat prototipe senjata rel elektromagnetik dari penggaris biasa (yang terbaik adalah yang logaritmik, sehingga dengan menghilangkan bagian tengahnya, kita mendapatkan alur. untuk bola), 4 identik magnet yang kuat, pisau, pita perekat dan 9 bola logam dengan diameter tidak melebihi tinggi magnet. Merakit senapan prototipe (sebut saja pistol Gauss) semudah mengupas buah pir, bahkan di rumah dan dengan tangan Anda sendiri.

Rekatkan magnet ke penggaris dengan jarak yang sama satu sama lain di tengah alur, pastikan magnet bagian luar tidak terlalu dekat dengan ujung penggaris dan isi 2 bola di satu sisi setiap magnet. Untuk menembak, masukkan bola ke dalam alur di tepi penggaris di sisi yang tidak ada bola di dekat magnet dan lepaskan. Medan magnet akan menariknya ke magnet, bola akan memberikan energinya ke bola lain melaluinya, dan karena pengaruh energi ini padanya dan, sebagai tambahan, medan magnet lain yang diciptakan oleh magnet berikutnya dalam rangkaian, maka bola tersebut akan mempercepatnya lebih cepat lagi, sekitar 2 kali lipat.

Oke semuanya sudah berakhir Sekarang! Prototipe senjata Gauss buatan sendiri dibuat di rumah dengan tangan Anda sendiri dan, menurut prinsip pengoperasian senjata, tidak berbeda dengan aslinya, senapan Gauss, sekarang kami akan memberi tahu Anda cara merakit diagramnya di rumah sendiri.

Cara membuat senjata Gauss

Anda tidak bisa merakit senapan Gauss hanya dengan magnet dan penggaris. Di mana menemukannya bahan awal gratis? Kemungkinan besar, Anda setidaknya harus mengeluarkan uang untuk membeli beberapa kapasitor 400-450 Volt, yang kapasitas totalnya berada di kisaran 1000-2000 mF, kawat tembaga dengan insulasi dengan diameter 1 mm, kompartemen untuk Baterai jenis Krona dan sepasang baterai satu setengah volt, mekanisme pemicu senapan Gauss buatan Anda di rumah berupa tombol dan sakelar sakelar, sekitar 5 kamera sekali pakai yang memiliki flash, beberapa sedotan dari beberapa McDuck, di mana Anda juga dapat makan secara gratis, relai reguler dari mobil Zhiguli dengan 4 kontak dan semacam wadah untuk senjata Gauss dalam bentuk pistol mainan, senapan mesin, dll., yang bergantung padanya penampilan senjata rel Gauss elektromagnetik buatan Anda, yang dapat dibuat sesuai dengan skema berikut:

Prinsip senjata Gauss juga dibangun berdasarkan sifat elektromagnetik senjata; laras dielektrik bersama dengan muatan besi terletak di dalam kumparan induktif, dan ketika listrik disuplai ke solenoid, medan magnet yang dihasilkan memberikan percepatan yang signifikan pada proyektil.

Kalau belum bisa menebak, kita membutuhkan kamera sekali pakai demi alat pengisi daya kapasitor, karena kita tidak ingin membuat senapan Gauss sekali pakai? Namun, saat membongkar kamera sekali pakai, berhati-hatilah, jangan pernah menyentuh bagian rangkaian listrik dan tutup keluaran kapasitor secepat mungkin menggunakan obeng dengan pegangan dielektrik. Bersihkan pengisi daya dari klip baterai, kapasitor, dan solder jembatan ke kontak tombol untuk mengisi daya senjata rel elektromagnetik Gauss di masa depan. Ikuti metode di atas dengan sisa kamera sekali pakai.

Agar percepatan rail gun menjadi maksimal, pada saat proyektil mencapai solenoid (kumparan induktif yang tidak mempunyai inti), medan magnetnya juga harus maksimal, turun tajam ketika proyektil dekat dengan solenoid. solenoid, untuk ini perlu mengoordinasikan karakteristik kapasitor, proyektil, dan kumparan senapan Gauss buatan masa depan.

Untuk membuat solenoid pistol Gauss, kumpulkan sedotan sepanjang 4 cm dan dua ring ukuran besar dari plastik atau karton, rakitan gelendong menggunakan mur dan sekrup. Gulung kawat tembaga, hati-hati pastikan kawat tidak tertekuk di mana pun dan insulasi tidak rusak secara tidak sengaja; sebelum melilitkan lapisan berikutnya, dan totalnya harus ada sepuluh, isi lapisan sebelumnya dengan lem super. Bongkar strukturnya dan masukkan sedotan panjang ke dalam solenoid, yang akan menjadi laras senapan rel Gauss elektromagnetik dengan tangan Anda sendiri di rumah. Anda dapat memeriksa fungsionalitas bagian yang dihasilkan menggunakan baterai 9V biasa dan klip kertas.

Setelah merakit pistol Gauss sesuai rangkaian, sebelum menembak, pantau LED untuk menentukan momen ketika tegangan kapasitor meningkat menjadi 330V yang kita butuhkan, biasanya ini memakan waktu hingga satu menit, tetapi jika Anda menghubungkan beberapa baterai 3V di sejajar dengan pengisian kapasitor sehingga setiap kompartemen 3V dihubungkan secara paralel semua muatan sehingga papan pengisi daya tidak terbakar, maka waktu pengisian ulang senapan Gauss buatan sendiri yang dirakit di rumah dapat dikurangi secara signifikan.

Untuk memastikan keamanan senjata rel elektromagnetik Gauss siap pakai yang dibuat dengan tangan Anda sendiri di rumah sebagai mekanisme pemicu gunakan relay agar tidak bersentuhan langsung dengan tombol pengosongan kapasitor. Sirkuit tegangan tinggi hanya dapat dirakit dengan kawat dengan diameter minimal 1 mm, dan kapasitor juga harus dikosongkan, diatur hubungan pendek, sehingga meriam Gauss dapat disimpan dengan aman di rumah setelah ditembakkan.

Untuk menembak dari senapan Gauss buatan sendiri, hidupkan daya, tunggu sinyal dari LED, muat proyektil sehingga sedikit di belakang solenoid, matikan daya dan tembak. Senjata rel elektromagnetik yang dibuat menggunakan metode ini memiliki kekuatan yang luar biasa dan dalam keadaan apa pun tidak boleh ditujukan pada orang yang masih hidup.

Jika Anda belum memahami apa pun tentang hal ini, maka lebih baik memulainya dengan belajar

Informasi disediakan untuk tujuan pendidikan saja!
Administrator situs tidak bertanggung jawab konsekuensi yang mungkin terjadi penggunaan informasi yang diberikan.

KAPASITOR BERISI MEMATIKAN BERBAHAYA!

Pistol elektromagnetik (Gauss gun, Bahasa Inggris. pistol koil) dalam dirinya versi klasik adalah perangkat yang menggunakan sifat bahan feromagnetik untuk ditarik ke wilayah dengan medan magnet yang lebih kuat untuk mempercepat “proyektil” feromagnetik.

Senjata gauss saya:
pemandangan dari atas:


tampak samping:


1 - konektor untuk menghubungkan rilis jarak jauh
2 - sakelar “pengisian baterai/kerja”.
3 - konektor untuk menghubungkan ke kartu suara komputer
4 - saklar pengisian/pelepasan kapasitor
5 - tombol pelepasan kapasitor darurat
6 - Indikator "Pengisian baterai".
7 - Indikator "Bekerja".
8 - Indikator "Pengisian kapasitor".
9 - Indikator "Tembakan".

Diagram bagian kekuatan senjata Gauss:

1 - bagasi
2 - dioda pelindung
3 - koil
4 - LED IR
5 - fototransistor IR

Elemen desain utama senjata elektromagnetik saya:
baterai -
Saya menggunakan dua baterai ion lithium SANYO UR18650A Format 18650 dari laptop berkapasitas 2150 mAh, dihubungkan secara seri:
...
Tegangan pengosongan maksimum baterai ini adalah 3,0 V.

konverter tegangan untuk memberi daya pada sirkuit kontrol -
Tegangan dari baterai disuplai ke konverter tegangan step-up pada chip 34063, yang meningkatkan tegangan menjadi 14 V. Kemudian tegangan disuplai ke konverter untuk mengisi kapasitor, dan distabilkan menjadi 5 V oleh chip 7805 untuk memberi daya pada rangkaian kontrol.

konverter tegangan untuk mengisi kapasitor -
boost converter berdasarkan timer 7555 dan MOSFET-transistor ;
- Ini N-saluran MOSFET- transistor di rumah KE-247 dengan tegangan sumber pembuangan maksimum yang diijinkan VDS= 500 volt, arus pembuangan pulsa maksimum PENGENAL= 56 ampere dan resistansi saluran-ke-sumber kondisi terbuka RDS (aktif)= 0,33 ohm.

Induktansi tersedak konverter mempengaruhi operasinya:
induktansi yang terlalu rendah menentukan kecepatan rendah muatan kapasitor;
induktansi yang terlalu tinggi dapat menyebabkan saturasi inti.

Sebagai pembangkit pulsa ( rangkaian osilator) untuk konverter ( meningkatkan konverter) Anda dapat menggunakan mikrokontroler (misalnya yang populer Arduino), yang memungkinkan penerapan modulasi lebar pulsa (PWM, PWM) untuk mengontrol siklus kerja pulsa.

kapasitor (tutup kumparan(acitor)) -
kapasitor elektrolitik untuk tegangan beberapa ratus volt.
Sebelumnya saya menggunakan kapasitor K50-17 dari flash eksternal Soviet dengan kapasitas 800 μF untuk tegangan 300 V:

Kerugian dari kapasitor ini, menurut saya, adalah tegangan operasi yang rendah, arus bocor yang meningkat (menyebabkan pengisian lebih lama) dan kemungkinan peningkatan kapasitansi.
Oleh karena itu, saya beralih menggunakan kapasitor modern yang diimpor:

SAMWHA untuk tegangan 450 V dengan kapasitas seri 220 μF HC. HC- ini adalah rangkaian kapasitor standar SAMWHA, ada seri lainnya: DIA- bekerja secara lebih luas kisaran suhu, H.J.- dengan peningkatan masa pakai;

PEC untuk tegangan 400 V dengan kapasitas 150 μF.
Saya juga menguji kapasitor ketiga untuk tegangan 400 V dengan kapasitas 680 μF, dibeli dari toko online dx.com -

Pada akhirnya saya memutuskan menggunakan kapasitor PEC untuk tegangan 400 V dengan kapasitas 150 μF.

Untuk sebuah kapasitor, resistansi seri ekuivalennya ( ESR).

mengalihkan -
saklar daya S.A. dirancang untuk mengganti kapasitor bermuatan C per gulungan L:

baik thyristor atau IGBT-transistor:

thyristor -
Saya menggunakan power thyristor ТЧ125-9-364 dengan kontrol katoda
penampilan

ukuran

- pin thyristor berkecepatan tinggi: “125” berarti maksimum yang diizinkan arus efektif(125 A); "9" berarti kelas thyristor, mis. tegangan pulsa berulang dalam ratusan volt (900 V).

Menggunakan thyristor sebagai kunci memerlukan pemilihan kapasitansi bank kapasitor, karena pulsa arus yang berkepanjangan akan menyebabkan penarikan kembali proyektil yang telah melewati pusat kumparan - " menyedot kembali memengaruhi".

Transistor IGBT -
gunakan sebagai kunci IGBT-transistor memungkinkan tidak hanya untuk menutup, tetapi juga untuk membuka rangkaian koil. Hal ini memungkinkan arus (dan medan magnet kumparan) terputus setelah proyektil melewati pusat kumparan, jika tidak, proyektil akan ditarik kembali ke dalam kumparan dan karenanya melambat. Tetapi pembukaan rangkaian kumparan (penurunan tajam arus dalam kumparan) menyebabkan munculnya pulsa tegangan tinggi pada kumparan sesuai dengan hukum induksi elektromagnetik $u_L = (L ((di_L) \over (dt)) )$. Untuk melindungi kuncinya -IGBT-transistor, elemen tambahan harus digunakan:

TV VD- dioda ( dioda TVS), menciptakan jalur arus pada kumparan ketika kunci dibuka dan meredam lonjakan tegangan yang tajam pada kumparan
Rdis- resistor pelepasan ( resistor pelepasan) - memberikan redaman arus dalam kumparan (menyerap energi medan magnet kumparan)
C rskapasitor penekan dering), mencegah terjadinya pulsa tegangan lebih pada kunci (dapat dilengkapi dengan resistor pembentuk RC-penghinaan)

saya menggunakan IGBT-transistor IRG48BC40F dari serial populer IRG4.

kumparan -
kumparannya dililitkan bingkai plastik kawat tembaga. Hambatan ohmik kumparan adalah 6,7 ohm. Lebar belitan multilayer (tiang) $b$ adalah 14 mm, terdapat sekitar 30 lilitan dalam satu lapisan, radius maksimum sekitar 12 mm, radius minimum $D$ sekitar 8 mm (radius rata-rata $a$ adalah sekitar 10 mm, tinggi $c $ - sekitar 4 mm), diameter kawat - sekitar 0,25 mm.
Sebuah dioda dihubungkan secara paralel dengan kumparan UF5408 (dioda penekan) (arus puncak 150 A, tegangan balik puncak 1000 V), meredam pulsa tegangan induksi sendiri ketika arus dalam kumparan terputus.

barel -
Terbuat dari badan pulpen.

proyektil -
Parameter proyektil uji adalah sepotong paku dengan diameter 4 mm (diameter barel ~ 6 mm) dan panjang 2 cm (volume proyektil 0,256 cm 3 dan massa $m$ = 2 gram, jika kita mengambil massa jenis baja menjadi 7,8 g/cm 3 ). Saya menghitung massa dengan membayangkan proyektil sebagai kombinasi kerucut dan silinder.

Bahan proyektilnya harus feromagnetik.
Selain itu, material proyektil juga harus mempunyai jumlah yang sama ambang saturasi magnetik tinggi - nilai induksi saturasi $B_s$. Satu dari pilihan terbaik adalah besi magnet lunak biasa (misalnya, baja biasa yang tidak dikeraskan St. 3 - St. 10) dengan induksi saturasi 1,6 - 1,7 Tesla. Kuku terbuat dari bahan rendah karbon, tidak diolah secara termal kabel baja(nilai baja St. 1 KP, St. 2 KP, St. 3 PS, St. 3 KP).
Penunjukan baja:
Seni.- baja karbon dengan kualitas biasa;
0 - 10 - persentase karbon meningkat 10 kali lipat. Dengan meningkatnya kandungan karbon, induksi saturasi $B_s$ menurun.

Dan yang paling efektif adalah paduannya” permendur", tapi terlalu eksotik dan mahal. Paduan ini terdiri dari 30-50% kobalt, 1,5-2% vanadium dan sisanya besi. Permendur memiliki induksi saturasi $B_s$ tertinggi dari semua feromagnet yang dikenal hingga 2,43 Tesla.

Diinginkan juga bahwa bahan proyektil memiliki jumlah yang sama konduktivitas rendah. Hal ini disebabkan karena arus eddy yang timbul pada medan magnet bolak-balik pada batang penghantar menyebabkan hilangnya energi.

Oleh karena itu, sebagai alternatif proyektil pemotongan paku, saya menguji batang ferit ( batang ferit), diambil dari induktor dari motherboard:

Kumparan serupa juga ditemukan pada catu daya komputer:

Penampilan koil inti ferit:

Bahan batang (mungkin nikel-seng ( Ni-Zn) (analog dengan ferit merek dalam negeri NN/VN) bubuk ferit) adalah dielektrik, yang menghilangkan terjadinya arus eddy. Namun kelemahan ferit adalah induksi saturasi yang rendah $B_s$ ~ 0,3 Tesla.
Panjang batang adalah 2 cm:

Massa jenis ferit nikel-seng adalah $\rho$ = 4,0 ... 4,9 g/cm 3 .

Gravitasi proyektil
Perhitungan gaya yang bekerja pada proyektil pada senjata Gauss adalah kompleks tugas.

Beberapa contoh penghitungan gaya elektromagnetik dapat diberikan.

Gaya tarik menarik sepotong feromagnet ke kumparan solenoid dengan inti feromagnetik (misalnya, jangkar relai ke kumparan) ditentukan oleh ekspresi $F = (((((w I))^2) \mu_0 S) \over (2 ((\delta)^ 2)))$, dimana $w$ adalah jumlah lilitan pada kumparan, $I$ adalah arus pada belitan kumparan, $S$ adalah penampang melintang luas inti kumparan, $\delta$ adalah jarak inti kumparan ke bagian yang ditarik. Dalam hal ini, kita mengabaikan hambatan magnet feromagnet dalam rangkaian magnet.

Gaya yang menarik feromagnet ke dalam medan magnet kumparan tanpa inti diberikan oleh $F = ((w I) \over 2) ((d\Phi) \over (dx))$.
Dalam rumus ini, $((d\Phi) \over (dx))$ adalah laju perubahan fluks magnet kumparan $\Phi$ ketika sepotong feromagnet digerakkan sepanjang sumbu kumparan (mengubah koordinat $x$), nilai ini cukup sulit untuk dihitung. Rumus di atas dapat ditulis ulang menjadi $F = (((I)^2) \over 2) ((dL) \over (dx))$, dimana $((dL) \over (dx))$ adalah kurs perubahan induktansi kumparan $L$.

Prosedur menembakkan senjata gauss
Sebelum menyala, kapasitor harus diisi hingga tegangan 400 V. Untuk melakukannya, hidupkan sakelar (2) dan pindahkan sakelar (4) ke posisi “CHARGE”. Untuk menunjukkan tegangan, indikator level dari tape recorder Soviet dihubungkan ke kapasitor melalui pembagi tegangan. Untuk pelepasan darurat kapasitor tanpa menghubungkan kumparan, digunakan resistor 6,8 kOhm dengan daya 2 W, dihubungkan menggunakan sakelar (5) ke kapasitor. Sebelum menembak, Anda harus menggerakkan sakelar (4) ke posisi “SHOT”. Untuk menghindari pengaruh pantulan kontak pada pembentukan pulsa kontrol, tombol “Shot” dihubungkan ke rangkaian anti pantulan pada relai switching dan rangkaian mikro. 74HC00N. Dari output rangkaian ini, sinyal memicu perangkat one-shot, yang menghasilkan satu pulsa dengan durasi yang dapat disesuaikan. Pulsa ini tiba melalui optocoupler PC817 pada belitan primer transformator pulsa yang menyediakan isolasi galvanik dari rangkaian kontrol dari rangkaian daya. Dorongan yang dihasilkan oleh belitan sekunder, membuka thyristor dan kapasitor dilepaskan melaluinya ke koil.

Arus yang mengalir melalui kumparan selama pelepasan menciptakan medan magnet yang menarik proyektil feromagnetik dan memberikan kecepatan awal tertentu pada proyektil. Setelah meninggalkan laras, proyektil terus terbang secara inersia. Perlu diingat bahwa setelah proyektil melewati bagian tengah kumparan, medan magnet akan memperlambat proyektil, sehingga pulsa arus dalam kumparan tidak boleh berkepanjangan, jika tidak maka akan menyebabkan penurunan kecepatan awal. proyektil.

Untuk kendali jarak jauh sebuah tombol terhubung ke konektor (1):

Menentukan kecepatan proyektil meninggalkan laras
Saat ditembakkan, kecepatan dan energi moncong sangat bergantung dari posisi awal proyektil di bagasi.
Untuk mengatur posisi optimal, perlu diukur kecepatan proyektil meninggalkan laras. Untuk ini saya menggunakan pengukur kecepatan optik - dua sensor optik(LED IR VD1, VD2+ fototransistor IR VT1, VT2) ditempatkan di bagasi dengan jarak $l$ = 1 cm satu sama lain. Saat terbang, proyektil menutupi fototransistor dari radiasi LED, dan pembanding pada chip LM358N menghasilkan sinyal digital:

Saat tumpang tindih fluks bercahaya sensor 2 (paling dekat dengan koil) menyala merah (“ MERAH") LED, dan ketika sensor 1 diblokir - hijau (" HIJAU").

Sinyal ini diubah menjadi tingkat sepersepuluh volt (pembagi dari resistor R1,R3 Dan R2,R4) dan diumpankan ke dua saluran input linier (bukan mikrofon!). kartu suara komputer menggunakan kabel dengan dua colokan - colokan dihubungkan ke konektor Gaussian, dan colokan dicolokkan ke soket kartu suara komputer:
pembagi tegangan:


KIRI- saluran kiri; BENAR- saluran kanan; GND- "Bumi"

colokan terhubung ke pistol:

5 - saluran kiri; 1 - saluran kanan; 3 - "tanah"
colokan terhubung ke komputer:

1 - saluran kiri; 2 - saluran kanan; 3 - "tanah"

Lebih mudah digunakan untuk pemrosesan sinyal program gratis Kenekatan().
Karena pada setiap saluran masukan kartu suara, sebuah kapasitor dihubungkan secara seri dengan rangkaian lainnya, masukan kartu suara sebenarnya R.C.-rantai, dan sinyal yang direkam oleh komputer memiliki bentuk yang dihaluskan:


Poin karakteristik pada grafik:
1 - penerbangan bagian depan proyektil melewati sensor 1
2 - penerbangan bagian depan proyektil melewati sensor 2
3 - penerbangan bagian belakang proyektil melewati sensor 1
4 - penerbangan bagian belakang proyektil melewati sensor 2
Saya menentukan kecepatan awal proyektil dengan selisih waktu antara titik 3 dan 4, dengan memperhatikan jarak antar sensor adalah 1 cm.
Pada contoh yang diberikan, dengan frekuensi digitalisasi $f$ = 192000 Hz untuk jumlah sampel $N$ = 160, kecepatan proyektil $v = ((lf) \over (N)) = ((1920) \over 160 )$ adalah 12 m/s.

Kecepatan proyektil meninggalkan laras bergantung pada posisi awalnya di dalam laras, ditentukan oleh perpindahan bagian belakang proyektil dari tepi laras $\Delta$:

Untuk setiap kapasitas baterai $C$, posisi proyektil optimal ($\Delta$ value) berbeda.

Untuk proyektil yang dijelaskan di atas dan kapasitas baterai 370 uF, saya mendapatkan hasil sebagai berikut:

Dengan kapasitas baterai 150 µF hasilnya sebagai berikut:

Kecepatan proyektil maksimum adalah $v$ = 21,1 m/s (pada $\Delta$ = 10 mm), yang setara dengan energi ~ 0,5J -

Saat menguji proyektil batang ferit, ternyata memerlukan lokasi yang jauh lebih dalam di dalam laras (nilai $\Delta$ yang jauh lebih besar).

Hukum senjata
Di Republik Belarus, produk dengan energi moncong ( energi moncong) tidak lebih dari 3 J dibeli tanpa izin yang sesuai dan tidak terdaftar.
DI DALAM Federasi Rusia produk dengan energi moncong kurang dari 3J tidak dianggap sebagai senjata.
Di Inggris, produk dengan energi moncong tidak dianggap sebagai senjata. tidak lebih dari 1,3 J.

Penentuan arus pelepasan kapasitor
Untuk menentukan arus pengosongan maksimum suatu kapasitor, Anda dapat menggunakan grafik tegangan melintasi kapasitor selama pengosongan. Untuk melakukan ini, Anda dapat menyambungkan ke konektor yang tegangan pada kapasitor, dikurangi $n$ = 100 kali, disuplai melalui pembagi. Arus pelepasan kapasitor $i = (n) \cdot (C \cdot ((du) \over (dt))) = (((m_u) \over (m_t)) C tg \alpha)$, di mana $\alpha$ - sudut kemiringan garis singgung kurva tegangan kapasitor pada suatu titik tertentu.
Berikut adalah contoh kurva tegangan pelepasan pada kapasitor:

Dalam contoh ini $C$ = 800 µF, $m_u$ = 1 V/div, $m_t$ = 6.4 ms/div, $\alpha$ = -69.4°, $tg\alpha = -2 .66 $, yang sesuai ke arus pada awal pelepasan $i = (100) \cdot (800) \cdot (10^(-6)) \cdot (1 \over (6.4 \cdot (10^(-3) ))) \cdot (-2,66) = -33,3$ ampere.

Bersambung

Halo. Hari ini kita akan membuat meriam Gauss di rumah menggunakan suku cadang yang mudah ditemukan di toko lokal. Dengan menggunakan kapasitor, saklar dan beberapa bagian lainnya, kami akan membuat peluncur yang dapat menggunakan elektromagnetisme untuk meluncurkan paku kecil hingga jarak sekitar 3 meter. Mari kita mulai!

Langkah 1: Tonton videonya

Tonton videonya terlebih dahulu. Anda akan mempelajari proyek tersebut dan melihat senjatanya beraksi. Baca terus untuk menjelajahi lebih lanjut instruksi rinci perakitan perangkat Gauss Gun.

Langkah 2: Mengumpulkan bahan-bahan yang diperlukan

Untuk proyek ini Anda memerlukan:

1. 8 kapasitor besar. Saya menggunakan 3.300uF 40V. Poin kuncinya Maksudnya disini semakin rendah voltase maka semakin kecil bahayanya, jadi carilah pilihan di kisaran 30 - 50 Volt. Mengenai kapasitas, semakin banyak semakin baik.
2. Satu pemutus arus arus tinggi
3. Satu kumparan 20 putaran (saya memutar milik saya dari kawat 18awg)
4. Lembaran tembaga dan/atau kawat tembaga tebal

Langkah 3: Rekatkan kapasitor

Ambil kapasitor dan rekatkan sehingga terminal positifnya lebih dekat ke bagian tengah lem. Pertama rekatkan menjadi 4 kelompok yang terdiri dari 2 bagian. Kemudian rekatkan kedua kelompok tersebut, sehingga diperoleh 2 kelompok yang terdiri dari 4 kapasitor. Kemudian letakkan satu kelompok di atas kelompok lainnya.

Langkah 4: Merakit sekelompok kapasitor

Foto menunjukkan seperti apa desain akhirnya.

Sekarang ambil terminal positif dan sambungkan satu sama lain lalu solder ke bantalan tembaga. Hamparannya bisa berfungsi sebagai yang kental kawat tembaga atau daun.

Langkah 5: Solder bantalan tembaga

Gunakan panas terarah jika perlu (sedikit pengering industri), panaskan strip tembaga dan solder terminal kapasitor ke sana.

Foto menunjukkan kelompok kapasitor saya setelah menyelesaikan langkah ini.

Langkah 6: Solder Terminal Negatif Kapasitor

Ambil konduktor tebal lainnya, saya menggunakan timah tembaga berinsulasi dengan penampang besar, lepaskan di tempat yang tepat isolasi.

Tekuk kawat sehingga menutupi seluruh jarak kelompok kapasitor kita seefisien mungkin.

Solder di tempat yang tepat.

Langkah 7: Siapkan proyektil

Selanjutnya Anda perlu menyiapkan proyektil yang cocok untuk reel. Aku melilitkan gulunganku pada gelendong. Saya menggunakan sedotan kecil sebagai moncongnya. Oleh karena itu, proyektil saya harus masuk ke dalam sedotan. Saya mengambil paku dan memotongnya sepanjang sekitar 3cm, meninggalkan bagian yang tajam.

Langkah 8: Temukan sakelar yang sesuai

Saya kemudian perlu menemukan cara untuk membuang muatan dari kapasitor ke koil. Kebanyakan orang menggunakan penyearah (SCR) untuk kebutuhan tersebut. Saya memutuskan untuk mengambil pendekatan yang lebih sederhana dan menemukan saklar yang berfungsi saat itu kekuatan tinggi saat ini

Ada tiga peringkat arus pada sakelar: 14.2A, 15A, dan 500A. Perhitungan saya menunjukkan gaya maksimum sekitar 40A pada puncak yang berlangsung sekitar satu milidetik, jadi seharusnya berhasil.

CATATAN. Jangan gunakan metode peralihan saya jika kapasitor Anda lebih besar. Saya mendorong keberuntungan saya dan semuanya berjalan dengan baik, tetapi Anda tidak ingin pemutus arus meledak karena Anda menjalankan 300A melalui pemutus yang diberi nilai 1A.

Langkah 9: Memutar Reel

Kami hampir selesai merakit senjata elektromagnetik. Saatnya memutar gulungan.

Saya mencoba tiga kumparan yang berbeda dan menemukan bahwa sekitar 20 putaran kawat terisolasi Standar 16 atau 18 awg bekerja paling baik. Saya menggunakan gelendong tua, melilitkan kawat di sekelilingnya dan memasukkan sedotan plastik ke dalamnya, menyegel salah satu ujung sedotan dengan lem panas.

Langkah 10: Merakit perangkat sesuai diagram

Sekarang setelah semua bagian sudah siap, satukan. Jika Anda mempunyai masalah, ikuti diagramnya.

Langkah 11: Keamanan Kebakaran

Selamat! Kami membuat meriam Grasse dengan tangan kami sendiri. Gunakan pengisi daya untuk mengisi daya kapasitor Anda hingga mendekati tegangan maksimum. Saya mengisi daya pengaturan 40V saya ke 38V.

Masukkan proyektil ke dalam tabung dan tekan tombol. Arus akan mengalir ke kumparan dan paku akan tertancap.

HATI-HATI! Meskipun proyek ini berarus rendah dan tidak akan membunuh Anda, arus tersebut tetap dapat membahayakan kesehatan Anda. Foto kedua menunjukkan apa yang terjadi jika Anda secara tidak sengaja menghubungkan plus dan minus.