Електромагнітна гармата гауса на мікроконтролері. Схема гаусс гармати своїми руками від батарейок плазмова гармата своїми руками в домашніх умовах

22

Привіт. Сьогодні ми спорудимо гармату гаусса в домашніх умовах з частин, які легко можна знайти в місцевих магазинах. Використовуючи конденсатори, вимикач і деякі інші частини, ми створимо пускову установку, здатну за допомогою електромагнетизму запускати невеликі цвяхи на відстань приблизно до 3 метрів. Приступимо!

Крок 1: дивимося відео

Спочатку подивіться відео. Ви вивчите проект і побачите гармату в дії. Читайте далі для вивчення більш детальної інструкції збірки пристрою гаусс ган.

Крок 2: збираємо необхідні матеріали

Для проекту вам знадобиться:

  1. 8 великих конденсаторів. Я використовував 3,300 uf 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.
  2. один вимикач для струмів високої сили
  3. одна котушка на 20 витків (я скрутив свою з проводу стандарту 18awg)
  4. мідний лист і / або товстий мідний привід

Крок 3: склеюємо конденсатори

Візьміть конденсатори і склейте їх разом таким чином, щоб позитивні клеми знаходилися ближче до центру склеювання. Склейте їх спочатку в 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 повинна виглядати підсумкова конструкція.

Тепер візьміть позитивні клеми і з’єднайте їх один з одним, а потім припаяйте до мідної накладки. Накладкою може послужити товстий мідний дріт або лист.

Крок 5: споюємо мідні накладки

Використовуйте при необхідності спрямоване тепло (невеликий промисловий фен), розігрійте мідні накладки і припаяйте до них клеми конденсаторів.

На фото видно моя група конденсаторів після виконання цього кроку.

Крок 6: спаяйте негативні клеми конденсаторів

Візьміть ще один товстий провідник, я використовував ізольований мідний привід з великим перетином, знявши з нього в потрібних місцях ізоляцію.

Зігніть дріт так, щоб він максимально ефективно покривав всю дистанцію нашої групи конденсаторів.

Спаяйте 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 повинен входити в соломинку. Я взяв цвях і обрізав його до довжини приблизно в 3 см, залишивши гостру його частину.

Крок 8: знайдіть відповідний вимикач

Потім мені потрібно було знайти спосіб скинути заряд з конденсаторів на котушку. Більшість людей для таких потреб використовують випрямлячі (scr). Я вирішив діяти простіше і знайшов вимикач, що працює при високій силі струму.

На вимикачі є три позначки сили струму: 14.2 a, 15a, і 500a. Мої розрахунки показали максимальну силу приблизно в 40a на піку, що триває близько мілісекунди, так що все повинно було спрацювати.

Примітка. Не використовуйте мій метод включення, якщо ємність ваших конденсаторів буде більше. Я відчував удачу 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 закінчили збирати електромагнітну гармату. Час намотати котушку.

Я випробував три різних котушки і виявив, що приблизно 20 витків ізольованого проводу стандарту 16 або 18 awg діють найкраще. Я використовував стару бобіну, намотав на неї дріт і проробив всередину 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 схемою.

Крок 11: пожежна безпека

Мої вітання! ми зробили гармату грасса своїми руками. Використовуйте зарядник, щоб зарядити ваші конденсатори до майже максимальної напруги. Я зарядив свою установку на 40v до 38v.

Зарядіть снаряд в трубку і 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 все ж такий струм може нашкодити вашому здоров’ю. На другій фотографії видно, що стане, якщо ви випадково з’єднайте плюс і мінус.

інформація надана виключно в освітніх цілях!
Адміністратор сайту не несе відповідальності за можливі наслідки використання наданої інформації.

Заряджені конденсатори смертельно небезпечні!

Електромагнітна гармата (гаусс-ган, англ. Coilgun) в її класичному варіанті являє собою пристрій, що використовує властивість феромагнетиків втягуватися в область більш сильного магнітного поля для прискорення феромагнітного «снаряда».

Мій гаус-ган:
Вид зверху:

Вид збоку:
Електромагнітна гармата гауса на мікроконтролері. Схема гаусс гармати своїми руками від батарейок плазмова гармата своїми руками в домашніх умовах
1-роз’єм для підключення дистанційного спуску
2-перемикач » заряд акумулятора / робота»
3-роз’єм для підключення до звукової карти комп’ютера
4-перемикач » заряд конденсатора / постріл»
5-кнопка аварійного розряду конденсатора
6-індикатор » заряд акумулятора»
7-індикатор » робота»
8-індикатор » заряд конденсатора»
9-індикатор «постріл»

Схема силової частини гармати гаусса:
Електромагнітна гармата гауса на мікроконтролері. Схема гаусс гармати своїми руками від батарейок плазмова гармата своїми руками в домашніх умовах

Електромагнітна гармата гауса на мікроконтролері. Схема гаусс гармати своїми руками від батарейок плазмова гармата своїми руками в домашніх умовах

1 — стовбур
2-захисний діод
3-котушка
4-іч-світлодіоди
5-іч-фототранзистори

Основні елементи конструкції моєї електромагнітної гармати :
Акумулятор —
Я використовую два літій-іонних акумулятора sanyo ur18650a формату 18650 від ноутбука ємністю 2150 маг, включених послідовно:

Гранична напруга розряду цих акумуляторів становить 3,0 в.

Перетворювач напруги для живлення ланцюгів управління —
Напруга з батарей надходить на підвищуючий перетворювач напруги на мікросхемі 34063, який підвищує напругу до 14 в.потім напруга надходить на перетворювач для заряду конденсатора, а стабілізоване до 5 в мікросхемою 7805 — для живлення ланцюга управління.

Перетворювач напруги для заряду конденсатора —
Підвищувальний перетворювач на базі таймера 7555 і mosfet-транзистора ;
— це n-канальний mosfet-транзистор в корпусі to-247 з максимально допустимим напругою «стік-витік» v ds = 500 вольт, максимальним імпульсним струмом стоку i d = 56 ампер і типовим значенням опору «стік-витік» у відкритому стані r ds(on) = 0,33 ома.
Електромагнітна гармата гауса на мікроконтролері. Схема гаусс гармати своїми руками від батарейок плазмова гармата своїми руками в домашніх умовах

Індуктивність дроселя перетворювача впливає на його роботу:
Занадто мала індуктивність визначає низьку швидкість заряду конденсатора;
Занадто висока індуктивність може призвести до насичення сердечника.

В якості генератора імпульсів (oscillator circuit ) для перетворювача (boost converter ) можна використовувати мікроконтролер (наприклад, популярний arduino ), який дозволить реалізувати широтно-імпульсну модуляцію (шім, pwm ) для управління шпаруватістю імпульсів.

Конденсатор (coil cap (acitor)) —
Електролітичний конденсатор на напругу кілька сотень вольт.
Раніше я використовував конденсатор к50-17 від радянської зовнішньої фотоспалахи ємністю 800 мкф на напругу 300 в:
Електромагнітна гармата гауса на мікроконтролері. Схема гаусс гармати своїми руками від батарейок плазмова гармата своїми руками в домашніх умовах
Недоліком цього конденсатора є, на мою думку, невисока робоча напруга, підвищений струм витоку (призводить до більш довгої зарядки) і можливо завищена ємність.
Тому я перейшов на використання імпортних сучасних конденсаторів:
Електромагнітна гармата гауса на мікроконтролері. Схема гаусс гармати своїми руками від батарейок плазмова гармата своїми руками в домашніх умовах
Samwha на напругу 450 в ємністю 220 мкф серії hc . Hc-це стандартна серія конденсаторів samwha, існують і інші серії: he-працюють в більш широкому температурному діапазоні, hj — зі збільшеним часом життя;

Pec на напругу 400 в ємністю 150 мкф.
Також я відчував третій конденсатор на напругу 400 в ємністю 680 мкф, придбаний в інтернет-магазині dx.com —
Електромагнітна гармата гауса на мікроконтролері. Схема гаусс гармати своїми руками від батарейок плазмова гармата своїми руками в домашніх умовах

У підсумку я зупинився на використанні конденсатора pec на напругу 400 в ємністю 150 мкф .

Для конденсатора також важливо його еквівалентний послідовний опір (esr ).

Перемикач —
Силовий перемикач sa предназачен для коммутирования зарядженого конденсатора c на котушку l :
Електромагнітна гармата гауса на мікроконтролері. Схема гаусс гармати своїми руками від батарейок плазмова гармата своїми руками в домашніх умовах

В якості перемикача можна використовувати або тиристори, або igbt-транзистори:

Тиристор —
Я використовую силовий тиристор тч125-9 — 364 з управлінням по катоду
Зовнішній вигляд
Електромагнітна гармата гауса на мікроконтролері. Схема гаусс гармати своїми руками від батарейок плазмова гармата своїми руками в домашніх умовах
Розмір
Електромагнітна гармата гауса на мікроконтролері. Схема гаусс гармати своїми руками від батарейок плазмова гармата своїми руками в домашніх умовах— тиристор швидкодіючий штирьового виконання: «125» означає максимально допустимий діючийСтрум (125 а); «9» означає клас тиристора, тобто повторювана імпульсна напруга в сотнях вольт (900 в).

Використання тиристора в якості ключа вимагає підбору ємності конденсаторної батареї, так як затягнутий імпульс струму призведе до втягування пролетів центр котушки снаряда назад — «suck-back effect» .

Igbt-транзистор —
Застосування в якості ключа igbt-транзистора дозволяє не тільки замикати, але і розмикати ланцюг котушки. Це дозволяє переривати струм (і магнітне поле котушки) після прольоту снаряда через центр котушки, інакше б снаряд втягувався назад, в котушку, і, отже, сповільнювався. Але розмикання ланцюга котушки (різке зменшення струму в котушці) призводить до виникнення імпульсу високої напруги на котушці відповідно до закону електромагнітної індукції $u_l = {l {{di_l} \over {dt}} }$. Для захисту ключа-igbt-транзистора необхідно використовувати додаткові елементи:
Електромагнітна гармата гауса на мікроконтролері. Схема гаусс гармати своїми руками від батарейок плазмова гармата своїми руками в домашніх умовах

Vd tvs-діод (tvs diode ), що створює шлях струму в котушці при розмиканні ключа і гасить різкий кидок напруги на котушці
R dis-розрядний резистор (discharge resistor ) — забезпечує загасання струму в котушці (поглинає енергію магнітного поля котушки)
C rs ringing suppression capacitor), що запобігає виникненню імпульсів перенапруги на ключі (може доповнюватися резистором, утворюючи rc-snubber)

Я використовував igbt-транзистор irg48bc40f з популярної серії irg4 .

Котушка (coil) —
Котушка намотана на пластиковому каркасі мідним проводом. Омічний опір котушки становить 6,7 ом. Ширина багатошарової намотування (внавал) $ b$ дорівнює 14 мм, в одному шарі близько 30 витків, максимальний радіус — близько 12 мм, мінімальний радіус $d$ — близько 8 мм (середній радіус $a$ — близько 10 мм, висота $c$ — близько 4 мм), діаметр проводу — близько 0,25 мм.
Паралельно котушці включений діод uf5408 (supression diode ) (піковий струм 150 а, пікове зворотна напруга 1000 в), гасить імпульс напруги самоіндукції при перериванні струму в котушці.

Стовбур (barrel) —
Зроблений з корпусу кулькової ручки.

Снаряд (projectile) —
Параметри випробувального снаряда-відрізок цвяха діаметром 4 мм (діаметр стовбура ~ 6 мм) і довжиною 2 см (обсяг снаряда становить 0,256 см 3 , а маса $m$ = 2 грами, якщо прийняти щільність сталі 7,8 г/см 3). Масу я обчислював, представивши снаряд як сукупність конуса і циліндра.
Електромагнітна гармата гауса на мікроконтролері. Схема гаусс гармати своїми руками від батарейок плазмова гармата своїми руками в домашніх умовах
Матеріал снаряда зобов’язаний бути феромагнетиком .
Також матеріал снаряда повинен мати якомога вищий поріг магнітного насичення-значення індукції насичення $b_s$ . Одним з кращих варіантів є звичайне магнітомягкое залізо (наприклад, звичайна незагартована сталь ст. 3 — ст. 10) з індукцією насичення 1,6 — 1,7 тл. Цвяхи виготовляють з низьковуглецевої термічно необробленої сталевого дроту (сталь марок ст. 1 кп, ст. 2 кп, ст. 3 пс, ст. 3 кп).
Позначення сталі:
Ст. — вуглецева сталь звичайної якості;
0-10-відсотковий вміст вуглецю, збільшений в 10 разів. Зі збільшенням вмісту вуглецю знижується індукція насичення $b_s$.

А найефективнішим є сплав «пермендюр «, але він занадто екзотичний і дорогий. Цей сплав складається з 30-50% кобальту, 1,5 — 2% ванадію і решта-залізо. Пермендюр володіє найвищою з усіх відомих феромагнетиків індукцією насичення $b_s$ до 2,43 тл.

Також бажано, щоб матеріал снаряда мав якомога нижчу провідність . Це пов’язано з тим, що виникають в змінному магнітному полі в провідному стрижні вихрові струми, які призводять до втрат енергії.

Тому в якості альтернативи снарядам-обрізкам цвяхів я випробував феритовий стрижень( ferrite rod ), взятий з дроселя з материнської плати:
Електромагнітна гармата гауса на мікроконтролері. Схема гаусс гармати своїми руками від батарейок плазмова гармата своїми руками в домашніх умовах
Аналогічні котушки зустрічаються і в комп’ютерних блоках живлення:
Електромагнітна гармата гауса на мікроконтролері. Схема гаусс гармати своїми руками від батарейок плазмова гармата своїми руками в домашніх умовах
Зовнішній вигляд котушки з феритовим сердечником:
Електромагнітна гармата гауса на мікроконтролері. Схема гаусс гармати своїми руками від батарейок плазмова гармата своїми руками в домашніх умовах
Матеріал стрижня (ймовірно, нікель-цинковий (ni-zn) (аналог вітчизняних марок фериту нн/вн) феритовий порошок) є діелектриком , що виключає виникнення вихрових струмів. Але недоліком фериту є низька індукція насичення $b_s$ ~ 0,3 тл.
Довжина стрижня склала 2 см:
Електромагнітна гармата гауса на мікроконтролері. Схема гаусс гармати своїми руками від батарейок плазмова гармата своїми руками в домашніх умовах
Щільність нікель-цинкових феритів становить $ \ rho$ = 4,0 … 4,9 г / см 3 .

Сила тяжіння снаряда
Обчислення сили, що діє на снаряд в гарматі гауса, є складним завданням.

Можна навести кілька прикладів обчислення електромагнітних сил.

Сила тяжіння шматочка феромагнетика до котушки-соленоїду з феромагнітним сердечником (наприклад, якоря реле до котушки) визначається виразом $f = {{{{(w i)}^2} \mu_0 s} \over {2 {{\delta}^2}}}$ , де $w$ — кількість витків в котушці, $i$ — струм в обмотці котушки, $s$ — площа перетину сердечника котушки, $\delta$ — відстань від сердечника котушки до притягується шматочка. При цьому нехтуємо магнітним опором феромагнетиків в магнітному ланцюзі.

Сила, що втягує феромагнетик в магнітне поле котушки без сердечника, визначається виразом $f = {{w i} \ over 2} {{d\phi} \over {dx}}$.
У цій формулі ${{d \ phi} \ over {dx}}$ — швидкість зміни магнітного потоку котушки $ \ phi$ при переміщенні шматочка феромагнетика уздовж осі котушки (зміні координати $x$), цю величину обчислити досить складно. Вищевказана формула може бути переписана у вигляді $f = {{{i}^2} \over 2} {{dl} \over {dx}}$, де ${{dl} \over {dx}}$ — швидкість зміни індуктивності котушки $l$.

Порядок виконання пострілу з гаус-гана
Перед пострілом конденсатор необхідно зарядити до напруги 400 в.для цього необхідно включити вимикач (2) і перевести перемикач (4) в положення «заряд». Для індикації напруги до конденсатора через дільник напруги підключений індикатор рівня від радянського магнітофона. Для аварійного розряду конденсатора без підключення котушки служить резистор опором 6,8 ком потужністю 2 вт, що підключається за допомогою вимикача (5) до конденсатора. Перед пострілом необхідно перевести перемикач (4) в положення «постріл». Для уникнення впливу брязкоту контактів на формування імпульсу управління кнопка» постріл » підключається до схеми захисту від брязкоту на перемикає реле і мікросхемі 74hc00n . З виходу цієї схеми сигнал запускає одновібратор, який виробляє одиночний імпульс настроюється тривалості. Цей імпульс надходить через оптопару pc817 на первинну обмотку імульсного трансформатора, що забезпечує гальванічну розв’язку ланцюга управління від силового ланцюга. Імпульс, що формується на вторинній обмотці, відкриває тиристор і конденсатор розряджається через нього на котушку.

Струм, що протікає через котушку при розряді, створює магнітне поле, втягує феромагнітний снаряд і надає снаряду деяку початкову швидкість. Після вильоту зі стовбура снаряд далі летить за інерцією. При цьому слід враховувати те, що після прольоту снаряда через центр котушки магнітне поле буде сповільнювати снаряд, тому імпульс струму в котушці не повинен бути затягнутий, інакше це призведе до зменшення початкової швидкості снаряда.

Для дистанційного керування пострілом до роз’єму (1) підключається кнопка:
Електромагнітна гармата гауса на мікроконтролері. Схема гаусс гармати своїми руками від батарейок плазмова гармата своїми руками в домашніх умовах

Визначення швидкості вильоту снаряда зі стовбура
При пострілі дулова швидкість і енергія сильно залежать від початкового положення снаряда в стовбурі.
Для настройки оптимального положення необхідно вимірювати швидкість вильоту снаряда зі стовбура. Для цього я використовував оптичний вимірювач швидкості-два оптичних датчика (іч-світлодіоди vd1 , vd2 + іч-фототранзистори vt1 , vt2 ) розміщені в стовбурі на відстані $l$ = 1 см один від одного. При прольоті снаряд закриває фототранзистори від випромінювання світлодіодів, а компаратори на мікросхемі lm358n формують цифровий сигнал:
Електромагнітна гармата гауса на мікроконтролері. Схема гаусс гармати своїми руками від батарейок плазмова гармата своїми руками в домашніх умовах
Електромагнітна гармата гауса на мікроконтролері. Схема гаусс гармати своїми руками від батарейок плазмова гармата своїми руками в домашніх умовах

При перекритті світлового потоку датчика 2 (найближчого до котушки) загоряється червоний («red «) світлодіод, а при перекритті датчика 1 — зелений («green «).

Цей сигнал перетворюється до рівня в десяті частки вольта (дільники з резисторів r1 ,r3 і r2 ,r4 ) і подається на два канали лінійного (не мікрофонного!) входу звукової карти комп’ютера за допомогою кабелю з двома штекерами-штекером, що підключається до роз’єму гаусс-гана, і штекером, встромляється в гніздо звукової карти комп’ютера:
Подільник напруги:
Електромагнітна гармата гауса на мікроконтролері. Схема гаусс гармати своїми руками від батарейок плазмова гармата своїми руками в домашніх умовах
Left-лівий канал; right-правий канал; gnd- «земля»

Штекер, що підключається до гармати:
Електромагнітна гармата гауса на мікроконтролері. Схема гаусс гармати своїми руками від батарейок плазмова гармата своїми руками в домашніх умовах
5-лівий канал; 1-правий канал; 3 — » земля»
Штекер, що підключається до комп’ютера:
Електромагнітна гармата гауса на мікроконтролері. Схема гаусс гармати своїми руками від батарейок плазмова гармата своїми руками в домашніх умовах
1-лівий канал; 2 — правий канал; 3 — «земля»

Для обробки сигналу зручно використовувати безкоштовну програму audacity ().
Так як на кожному каналі входу звукової карти включений послідовно з рештою ланцюгом конденсатор, то фактично вхід звукової карти являє собою rc-ланцюжок, і записаний комп’ютером сигнал має згладжений вигляд:
Електромагнітна гармата гауса на мікроконтролері. Схема гаусс гармати своїми руками від батарейок плазмова гармата своїми руками в домашніх умовах
Характерні точки на графіках:
1-проліт передньої частини снаряда повз датчика 1
2-проліт передньої частини снаряда повз датчика 2
3-проліт задньої частини снаряда повз датчика 1
4-пролітЗадній частині снаряда повз датчика 2
Я визначаю початкову швидкість снаряда по різниці часу між точками 3 і 4 з урахуванням того, що відстань між датчиками становить 1 см.
У наведеному прикладі при частоті оцифровки $f$ = 192000 гц для кількості семплів $n$ = 160 швидкість снаряда $v = {{l f} \ over {n}} = {{1920} \ over 160}$ склала 12 м / с.

Швидкість вильоту снаряда зі стовбура залежить від його початкового положення в стовбурі, що задається зміщенням задньої частини снаряда від краю стовбура $\delta$:
Електромагнітна гармата гауса на мікроконтролері. Схема гаусс гармати своїми руками від батарейок плазмова гармата своїми руками в домашніх умовах

Для кожної ємності батареї $c$ оптимальне положення снаряда (значення $\delta$) різне.

Для вищеописаного снаряда і ємності батареї 370 мкф я отримав наступні результати:

При ємності батареї 150 мкф результати були наступними:

Максимальна швидкість снаряда склала $v$ = 21,1 м/с (при $\delta$ = 10 мм), що відповідає енергії ~0,5 дж —
Електромагнітна гармата гауса на мікроконтролері. Схема гаусс гармати своїми руками від батарейок плазмова гармата своїми руками в домашніх умовах

При випробуванні снаряда-феритового стрижня з’ясувалося, що він вимагає набагато більш глибокого розташування в стовбурі (набагато більшої величини $\delta$).

Закони про зброю
У республіці білорусь вироби з дульною енергією (muzzle energy ) не більше 3 дж купуються без відповідного дозволу і не реєструються.
У російській федерації вироби з дульною енергією менше 3 дж не вважаються зброєю.
У великобританії зброєю не вважаються вироби з дулової енергії не більше 1,3 дж.

Визначення розрядного струму конденсатора
Для визначення максимального розрядного струму конденсатора можна використовувати графік напруги на конденсаторі при розряді. Для цього можна підключитися до роз’єму, на який через дільник подається напруга на конденсаторі, зменшене в $n$ = 100 разів. Струм розряду конденсатора $i = {n} \ cdot {c \ cdot {{du} \ over {dt}}} = {{{m_u} \ over {m_t}} c tg \ alpha}$, де $ \ alpha$ — кут нахилу дотичної до кривої напруги конденсатора в даній точці.
Ось приклад такої розрядної кривої напруги на конденсаторі:
Електромагнітна гармата гауса на мікроконтролері. Схема гаусс гармати своїми руками від батарейок плазмова гармата своїми руками в домашніх умовах

У цьому прикладі $c$ = 800 мкф, $m_u$ = 1 в / дел., $m_t$ = 6,4 мс / справ., $ \ alpha$ = -69,4°, $tg \ alpha = -2,66$, що відповідає струму на початку розряду $i = {100} \ cdot {800} \cdot {10^{-6}} \cdot {1 \ over {6,4 \ cdot {10^{-3}}}} \cdot (-2,66) = -33,3 $ ампера.

Продовження слід

Електромагнітну рейкову гвинтівку, в народі гармату гаусса, годі й шукати в магазині зброї. Вона не залишає гільз і не дає осічок, безшумна, її не треба чистити, в якості патрона для цього електромагнітного рейкового знаряддя може виступити звичайний цвях, а працює гвинтівка гауса за принципом змінного магнітного поля, розганяючи предмети до запаморочливих швидкостей.

Так як, на відміну від іншої зброї, знайти і купити електромагнітну гармату гауса не можна, тут ми детально розповімо про її схемою, принципі роботи і як зробити цю рейкову гвинтівку гауса в домашніх умовах своїми руками.

Увага! зібравши електромагнітну гвинтівку або пістолет своїми руками, не забудьте зареєструвати своє рейкове знаряддя в поліції і отримати дозвіл на його носіння або зберігання в домашніх умовах з метою самооборони, адже як і решта зброї, гармата гаусса представляє смертельну небезпеку для вас і оточуючих вас людей, а незаконне її зберігання карається кримінальним кодексом!

Як зробити саморобне знаряддя гауса

Щоб детально розібрати принцип роботи саморобної гвинтівки гауса, спробуємо для початку зробити прототип електромагнітного рейкового знаряддя зі звичайної лінійки (найкраще підходить логарифмічна, щоб, вийнявши з неї середину, ми отримали жолобок для кульок), 4 однакових потужних магнітів, ножа, клейкої стрічки і 9 кульок з металу, діаметром не перевищують висоту магнітів. Зібрати прототип гвинтівки (назвемо його пістолетом гаусса) простіше простого навіть в домашніх умовах і своїми руками.

Прикріпіть скотчем магніти до лінійки на однаковій відстані один від одного посередині жолоба, стежачи за тим, щоб крайні магніти не були занадто близько до кінців лінійки і зарядіть з одного боку від кожного магніту по 2 кульки. Щоб вистрілити, зарядіть кульку в жолобок біля краю лінійки з боку де біля магніту немає кульок і відпустіть. Магнітне поле притягне його до магніту, кулька повідомить через нього іншому кульці свою енергію і той, за рахунок впливу на нього цієї енергії і до того ж іншого магнітного поля, створюваного наступним стоїть в схемі магнітом, розжене його ще швидше, приблизно рази в 2.

Ну ось і все! прототип саморобної гармати гаусса зроблений в домашніх умовах своїми руками і за принципом роботи знаряддя нічим не відрізняється від оригіналу, гвинтівки гаусса, як зібрати схему якої вдома самому ми зараз і розповімо.

Як зробити гармату гаусса

Щоб зібрати гвинтівку гаусса одними магнітами і лінійкою не відбудешся. Де знайти вихідні матеріали на халяву? швидше за все доведеться як мінімум витратитися на кілька конденсаторів на 400-450 вольт, загальна ємність яких би була в діапазоні 1000-2000 мф, провід з міді з ізоляцією діаметром 1мм, відсік для батарейок типу «крона» і пару півтора вольтових батарейок, спусковий механізм для вашої саморобної гвинтівки гауса в домашніх умовах у вигляді кнопки і тумблера, штук 5 одноразових фотоапаратів, у яких є в наявності спалах, пару соломинок з якого-небудь макдака, в якому заодно можна поїсти на халяву , звичайне реле від автомобіля «жигулі» на 4 контакту і який-небудь корпус для гармати гауса у вигляді іграшкового пістолета, автомата або т.д, від якого буде залежати зовнішній вигляд вашого саморобного електромагнітного рейкового знаряддя гауса, зробити яке можна за наступною схемою:

Принцип зброї гауса так само побудований на електромагнітних властивостях гармати, стовбур з діелектрика разом із залізним зарядом знаходиться всередині індуктивної котушки, а при подачі електрики в соленоїд, що виникає магнітне поле надає снаряду неслабке прискорення.

Якщо ви ще не здогадалися, то одноразові фотоапарати нам потрібні заради пристрою зарядки конденсаторів, адже ми ж не хочемо зробити одноразову гвинтівка гаусса? однак розбираючи одноразовий фотоапарат будьте гранично обережні, ні в якому разі не торкайтеся частин електричного ланцюжка і якомога швидше замкніть виходу конденсатора за допомогою викрутки, з діелектричною рукояткою. Очистіть зарядку від батарейних скоб, конденсатора і припаяйте до неї місток до контактів кнопці для зарядки майбутнього електромагнітного рейкового знаряддя гауса. Виконайте вищеописаний метод з іншими одноразовими фотоапаратами.

Щоб прискорення у рейкового знаряддя було максимальним, до того часу як снаряд виявиться у соленоїда(індуктивної котушки, яка не має сердечника), магнітне поле повинно бути також максимальним, різко падаючи при безпосередній близькості снаряда у соленоїда, для цього треба узгодити характеристики конденсаторів, снаряда і котушки майбутньої саморобної гвинтівки гауса.

Щоб зробити соленоїд для гармати гауса, зберіть воєдино 4 см соломинки, дві шайби великого розміру з пластику або картону, зібравши бобіну використовуючи гайку і гвинт. Намотайте провід з міді, уважно стежачи за тим, щоб провід ніде не перегинався, а ізоляція ненароком не пошкодилася, перед намотуванням чергового шару, а всього таких повинно бути десять, залийте попередній суперклеєм. Розберіть конструкцію і вставте в соленоїд довгу соломинку, яка стане стволом електромагнітної рейкової гвинтівки гауса своїми руками в домашніх умовах. Перевірити працездатність отриманої деталі можна звичайною 9в батарейкою і скріпкою.

Зібравши за схемою гармату гауса, перед пострілом стежте за світлодіодами, щоб випередити момент, коли напруга конденсаторів збільшилася до потрібних нам 330в, зазвичай на це йде до хвилини, але якщо підключити паралельно зарядкам конденсаторів кілька батарейок по 3в так, щоб кожен 3в відсік підключався паралельно всім зарядкам, щоб зарядні плати не згоріли, то час перезарядки саморобної гвинтівки гауса зібраної будинку самому можна істотно зменшити.

Для забезпечення безпеки готового електромагнітного рейкового знаряддя гауса зробленого своїми руками в домашніх умовах в якості спускового механізму використовуйте реле, щоб не контачити з кнопкою, що розряджає конденсатори, безпосередньо. Зібрати високовольтний контур можна тільки проводом з діаметром не менше 1мм, а конденсатори треба додатково розряджати, влаштовуючи коротке замикання, щоб гармату гаусса можна було безпечно зберігати вдома після пострілу.

Для стрільби з саморобної гвинтівки гауса включаємо харчування, чекаємо сигналу від світлодіодів, заряджаємо снаряд, щоб він знаходився трохи ззаду соленоїда, вимикаємо живлення і стріляємо. Зроблене таким методом електромагнітного рейкове зброю вражає своєю потужністю і не повинно ні в якому разі наводитися на живих людей.

Якщо ви нічого в цьому не розумієте, то почати буде краще з вивчення

схемаПростого одноступінчастого настільного електромагнітного прискорювача мас або просто – гаус гармата. Названа по імені німецького вченого карла гаусса. У моєму випадку прискорювач складається з зарядки, струмообмежувальне навантаження, двох електролітичних конденсаторів, вольтметра і соленоїда.

Отже, розберемо все по порядку. Зарядка гармати працює від мережі 220 вольт. Зарядка складається з конденсатора 1,5 мкф 400 в. Діоди 1n4006. Напруга на виході 350 в.

Електромагнітна гармата гауса на мікроконтролері. Схема гаусс гармати своїми руками від батарейок плазмова гармата своїми руками в домашніх умовах

Далі йде струмообмежуюча навантаження — н1, в моєму випадку лампа розжарювання, але можна використовувати потужний резистор 500 – 1000 ом. Ключ s1 обмежує зарядку кондесаторів. Ключ s2 подає розряд потужний розряд струму на соленойд, тому s2 повинен витримувати великий струм, у своєму випадку я використовував кнопку від електричного щитка.

Електромагнітна гармата гауса на мікроконтролері. Схема гаусс гармати своїми руками від батарейок плазмова гармата своїми руками в домашніх умовах

Конденсатори с1 і с2, кожен 470 мкф 400 в.в сумі виходить 940 мкф 400 в. Підключати конденсатори потрібно дотримуючись полярність і напруга на них під час зарядки. Контролювати напругу на них можна вольтметром.

Електромагнітна гармата гауса на мікроконтролері. Схема гаусс гармати своїми руками від батарейок плазмова гармата своїми руками в домашніх умовах

І тепер найскладніше в нашій конструкції гаус гармати-соленоїд. Намотується він на діелектричному стрижні. Внутрішній діаметр стовбура 5-6 мм. Провід використовував пел 0.5. Товщина котушки 1.5 см. Довжина 2 см.мотая соленоїд, потрібно кожен шар ізолювати супер клеєм.

Електромагнітна гармата гауса на мікроконтролері. Схема гаусс гармати своїми руками від батарейок плазмова гармата своїми руками в домашніх умовах

Прискорювати нашої електромагнітної гаус гарматою ми будемо обрізки цвяхів або саморобні кулі товщиною 4-5 мм, довгою з котушку. Більш легкі кулі літають на більшу відстань. Більш важкі літають на відстань менше, але енергія у них більше. Мій гаус ган пробиває пивні банки і стріляє на 10-12 метрів в залежності від кулі.

Електромагнітна гармата гауса на мікроконтролері. Схема гаусс гармати своїми руками від батарейок плазмова гармата своїми руками в домашніх умовах

І ще, для прискорювача краще підбирати дроти товстіший, щоб було менше опору в ланцюзі. Будьте вкрай обережні! під час винаходу прискорювача мене кілька разів било струмом, дотримуйтесь правил електробезпеки і приділяйте увагу надійності ізоляції. Удачі в творчості.

Обговорити статтю гаусс гармата

12,945 перегляди

Задоволена потужна модель знаменитої гаусс гармати, яку можна зробити своїми руками з підручних засобів. Дана саморобна гаусс гармати виготовляється дуже просто, має легку конструкцію, всі використовувані деталі знайдуться у кожного любителя саморобок і радіоаматора. За допомогою програми розрахунку котушки, можна отримати максимальну потужність.

Отже, для виготовлення гармата гаусса нам буде потрібно:

  1. шматок фанери.
  2. листовий пластик.
  3. пластикова трубка для дула ∅5 мм.
  4. мідний дріт для котушки ∅0,8 мм.
  5. електролітичні конденсатори великої ємності
  6. пускова кнопка
  7. тиристор 70tps12
  8. батарейки 4×1.5v
  9. лампа розжарення і патрон для неї 40w
  10. діод 1n4007

Збірка корпусу для схеми гаусса гармати

Форма корпусу може бути будь-який, не обов’язково дотримуватися поданій схемі. Що б надати корпусу естетичний вигляд, можна його пофарбувати фарбою з балончика.

Електромагнітна гармата гауса на мікроконтролері. Схема гаусс гармати своїми руками від батарейок плазмова гармата своїми руками в домашніх умовах

Електромагнітна гармата гауса на мікроконтролері. Схема гаусс гармати своїми руками від батарейок плазмова гармата своїми руками в домашніх умовах

Установка деталей в корпус для гармати гауса

Для початку кріпимо конденсатори, в даному випадку вони були закріплені на пластикові стяжки, але можна придумати і інше кріплення.

Електромагнітна гармата гауса на мікроконтролері. Схема гаусс гармати своїми руками від батарейок плазмова гармата своїми руками в домашніх умовах

Потім встановлюємо патрон для лампи напруження на зовнішній стороні корпусу. Не забуваємо під’єднати до нього два дроти для живлення.

Електромагнітна гармата гауса на мікроконтролері. Схема гаусс гармати своїми руками від батарейок плазмова гармата своїми руками в домашніх умовах

Електромагнітна гармата гауса на мікроконтролері. Схема гаусс гармати своїми руками від батарейок плазмова гармата своїми руками в домашніх умовах

Потім всередині корпусу розміщуємо батарейний відсік і фіксуємо його, наприклад саморізами по дереву або іншим способом.

Електромагнітна гармата гауса на мікроконтролері. Схема гаусс гармати своїми руками від батарейок плазмова гармата своїми руками в домашніх умовах

Намотування 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, в шаблоні потрібно ввести необхідні параметри, завантажити їх в програму і на виході отримуємо всі характеристики котушки і майбутньої гармати в цілому, аж до швидкості снаряда.

Отже приступимо до намотування! для початку потрібно взяти приготовлену трубку і намотати на неї папір, використовуючи клей пва так, що б зовнішній діаметр трубки дорівнював 6 мм.

Електромагнітна гармата гауса на мікроконтролері. Схема гаусс гармати своїми руками від батарейок плазмова гармата своїми руками в домашніх умовах

Електромагнітна гармата гауса на мікроконтролері. Схема гаусс гармати своїми руками від батарейок плазмова гармата своїми руками в домашніх умовах

Електромагнітна гармата гауса на мікроконтролері. Схема гаусс гармати своїми руками від батарейок плазмова гармата своїми руками в домашніх умовах

Потім просвердлюємо отвори по центру відрізків і насаджуємо з на трубку. За допомогою гарячого клею фіксуємо їх. Відстань між стінками має бути 25 мм.

Електромагнітна гармата гауса на мікроконтролері. Схема гаусс гармати своїми руками від батарейок плазмова гармата своїми руками в домашніх умовах

Електромагнітна гармата гауса на мікроконтролері. Схема гаусс гармати своїми руками від батарейок плазмова гармата своїми руками в домашніх умовах

Електромагнітна гармата гауса на мікроконтролері. Схема гаусс гармати своїми руками від батарейок плазмова гармата своїми руками в домашніх умовах

Насаджуємо котушку на стовбур і приступаємо до наступного етапу…

Електромагнітна гармата гауса на мікроконтролері. Схема гаусс гармати своїми руками від батарейок плазмова гармата своїми руками в домашніх умовах

Схема гаус гармати. Збірка

Електромагнітна гармата гауса на мікроконтролері. Схема гаусс гармати своїми руками від батарейок плазмова гармата своїми руками в домашніх умовах

Збираємо схему всередині корпусу навісним монтажем.

Електромагнітна гармата гауса на мікроконтролері. Схема гаусс гармати своїми руками від батарейок плазмова гармата своїми руками в домашніх умовах

Потім встановлюємо кнопку на корпус, свердлимо два отвори і протягуємо туди дроти для котушки.

Електромагнітна гармата гауса на мікроконтролері. Схема гаусс гармати своїми руками від батарейок плазмова гармата своїми руками в домашніх умовах

Для спрощення використання, можна зробити для гармати підставку. В даному випадку вона була виготовлена з дерев’яного бруска. В даному варіанті лафета були залишені зазори по краях стовбура, це потрібно для того що б регулювати котушку, переміщаючи котушку, можна домогтися найбільшої потужності.

Електромагнітна гармата гауса на мікроконтролері. Схема гаусс гармати своїми руками від батарейок плазмова гармата своїми руками в домашніх умовах

Снаряди для гармати виготовляються з металевого цвяха. Відрізки робляться довжиною 24 мм і діаметром 4 мм.заготовки снарядів потрібно заточити.

Електромагнітна гармата гауса на мікроконтролері. Схема гаусс гармати своїми руками від батарейок плазмова гармата своїми руками в домашніх умовах

Електромагнітна гармата гауса на мікроконтролері. Схема гаусс гармати своїми руками від батарейок плазмова гармата своїми руками в домашніх умовах

Електромагнітна гармата гауса на мікроконтролері. Схема гаусс гармати своїми руками від батарейок плазмова гармата своїми руками в домашніх умовах