Simple Coilgun

Simple Coilgun Status: stable
Beschreibung	A small coilgun
Autor:	ChrisU
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Beschreibung

Hierbei handelt es sich um ein Projekt das ein Schüler im Backspace für den Physikunerricht erarbeitet wurde. Mitglieder von uns haben ihn bei der Programmierung des Mikrokontrollers sowie beim Entwurf der Elektronik zur Ansteuerung der Spule unterstützt.

Funktionsprinzip

Ein ferromagnetisches Projektil bzw. ein Magnet wird durch das Magnetfeld einer Spule in deren Mitte gezogen. Dabei muss der Strom abgeschaltet werden, sobald die Spulenmitte erreicht wird, um ein Abbremsen des Geschosses zu verhindern.

Schaltung

Die Spule wird durch einen von einem Arduino-Board angesteuerten MOSFET an- und abgeschaltet. Parallel zur Spule ist ein 10 Ohm Widerstand und eine Diode geschalten, um zu verhindern, dass nach Abschalten der Spule der von ihrem eigenen Magnetfeld induzierte Strom den MOSFET beschädigt, und um das Abklingen dieses Stroms zu beschleunigen.

Schaltplan

Material

Gaußkanone

• Kunststoffröhre
• Kupferlackdraht
• Klebeband
• Mate-Kapseln zur Spulenbegrenzung ;)
• Eisenstab

Schaltung

• MOSFET
• Diode
• 10 Ohm Widerstand
• 10 kOhm Widerstand
• Lochrasterplatine
• Draht

Aufbau

Die Schaltung wird entsprechend des Schaltplans aufgebaut. Die Spule besteht aus dem Kupferlackdraht, welcher um die Kunststoffröhrer gewickelt wird. mit den Mate-Kapseln und dem Klebeband wird die Spule in ihrer Form gehalten. durchmesser von Eisenstab und Kunststoffröhre sollten so aufeinander abgestimmt werden, dass gut durch die Röhre passt. Aus dem Eisenstab werden längliche Projektile gesägt. Bei uns waren diese ca. 1,5 cm lang.

Spulensteuerung

Die Schaltung wird mit einem Arduino Nano angestuert. Der Mikrocontroller ist so programmiert, dass beim Drücken eines Buttons für eine hartkodierte Zeit Strom in der Spule fließt. Danach wird einige Sekunden lang der Input des Buttons ignoriert, um das wiederholte Anschalten der Spule zu verhindern.