Simple Coilgun: Unterschied zwischen den Versionen
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Version vom 14. Februar 2016, 00:14 Uhr
 Status: stable | |
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| 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.
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. Aus dem Eisenstab werden längliche Projektile gesägt. Bei uns hatten diese ca. 3 mm Durchmessser und waren ca. 13 mm lang. Durchmesser von Eisenstab und Kunststoffröhre sollten so aufeinander abgestimmt werden, dass die Projektile gut durch die Röhre passen.
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.
