- Bahan yang Dibutuhkan
- Bagaimana Cara Kerja Coil Gun?
- Diagram Sirkuit
- Melilitkan Coil
- Bekerja dari Mini Coil Gun
Coil Gun, seperti yang dipikirkan banyak orang (termasuk saya) bukan hanya mainan yang menyenangkan dengan tabung dan beberapa gulungan disekitarnya yang dapat menembakkan proyektil ke jarak tertentu. Ilmuwan di Sandia National Laboratories percaya bahwa coilgun dapat direkayasa untuk mempercepat partikel dengan kecepatan lebih tinggi yang cukup tinggi untuk menghindari gravitasi bumi. Ya, Anda tidak salah dengar! Coil gun mungkin bisa digunakan untuk meluncurkan satelit di masa depan. Mungkin ada orang yang pernah mencobanya dan juga sedang mengerjakannya. Selain aplikasi luar angkasa, militer juga tampaknya tertarik dengan bentuk lain dari Coil Gun yang disebut Rail Gun atau Railway Gun yang dapat menembakkan proyektil.
Semua ini membuat saya tertarik untuk membuat Coil Gun versi saya sendiri. Juga, sangat memuaskan untuk bermain dengan dan menyaksikan proyektil logam yang keluar dari koil dengan satu klik tombol. Sebelumnya, kita mulai. Saya ingin menjelaskan bahwa proyek ini murni untuk tujuan pendidikan, jadi jika Anda ingin membuat senjata ini untuk melarikan diri dari penindas di sekolah menengah Anda, maka mungkin Anda harus mengunjungi psikolog. Proyek ini juga melibatkan potongan logam terbang dan voltase tinggi jadi berhati-hatilah saat mengerjakannya. Karena itu, mari kita mulai.
Bahan yang Dibutuhkan
- Kawat tembaga (diemail)
- Sensor IR (Jenis pengukur kecepatan)
- IRFZ44N MOSFET
- BC557 PNP Transistor
- Resistor 10k dan 1K
- 7805 Regulator
- 0.1uF
- Tekan tombol
- Papan tempat memotong roti
- Sumber daya (RPS)
- Baterai 9V
Bagaimana Cara Kerja Coil Gun?
Prinsip dasar di balik Coil Gun adalah bahwa konduktor pembawa arus akan menginduksi medan magnet di sekitarnya, yang dikemukakan oleh Faraday. Untuk meningkatkan kekuatan medan magnet ini konduktor pembawa arus dililitkan dalam bentuk kumparan. Sekarang, ketika kumparan ini dinyalakan, ia menghasilkan medan magnet di sekitarnya yang cukup kuat untuk menarik potongan logam (atau magnet Ferro lainnya) alias proyektil ke dalamnya.
Susunan seperti itu hanya akan menarik proyektil ke dalamnya dari satu ujung dan ketika mencapai ujung lainnya, proyektil akan kembali tertarik ke dalam koil dan dengan demikian proyektil akan tetap berada di dalam koil itu sendiri setelah beberapa kali osilasi. Ini karena selama proses proyektil menjadi termagnetisasi dan bertindak sebagai magnet, sehingga selama medan magnet ada, proyektil (magnet) akan cenderung tinggal di dalam kumparan saja. Tetapi pistol kumparan harus meluncurkan proyektil darinya, jadi kita harus menggunakan sensor untuk memeriksa apakah proyektil telah mencapai ujung kumparan yang lain dan ketika kumparan harus dimatikan, dengan cara ini proyektil akan bergerak dengan kecepatan yang sama dan melarikan diri dari koil.
Mungkin terdengar sederhana, tetapi kerumitannya dapat ditingkatkan dengan menggunakan lebih dari satu koil. Dengan menggunakan banyak kumparan kecepatan proyektil dapat ditingkatkan saat melewati kumparan. Tugas menantang lainnya adalah dengan mencari arus yang cukup untuk koil. Koil dapat mengkonsumsi antara 5A hingga 10A pada 24V berdasarkan jumlah putaran dan ketebalan koil. Jadi untuk sumber arus tinggi seperti itu kebanyakan orang menggunakan kapasitor besar untuk menghadapinya. Tetapi dalam tutorial kami untuk menjaga hal-hal sederhana, kami akan membangun pistol koil satu tahap dan memberinya daya dengan unit RPS.
Diagram Sirkuit
Diagram rangkaian lengkap untuk Single Stage Coil Gun ini ditunjukkan pada gambar di bawah ini.
Seperti yang Anda lihat, sirkuitnya cukup sederhana. Komponen utama dalam rangkaian adalah Coil itu sendiri; kita akan melihat bagaimana kita membangunnya di heading berikutnya. The coil adalah bentuk bertenaga tegangan suplai 24V membentuk RPS kami, pasokan dikendalikan (beralih) melalui N-Channel MSFET IRF544Z. Pin gerbang transistor ditarik ke bawah melalui resistor 10k (R1) dan dioda D1 digunakan untuk memotong arus balik ketika kumparan dilepaskan.
MOSFET adalah saluran-N dan karenanya tetap dimatikan sampai tegangan ambang gerbang dalam hal ini 5V disuplai ke pin gerbang. Ini dilakukan dengan menekan tombol melalui transistor PNP (BC557), ketika tombol ditekan, 5V disuplai ke pin Gerbang MOSFET dan koil dihidupkan. Ini akan menarik proyektil dan mendorongnya melalui ujung lainnya. Segera setelah proyektil mencapai ujung lainnya, sensor IRakan merasakannya dan mengirim sinyal 5V ke pin basis transistor PNP melalui resistor pembatas arus 1K. Ini akan membuka transistor dan karenanya 5V ke MOSFET akan terputus dan Coil juga akan dimatikan. Karenanya proyektil akan lepas dari koil dan akan diluncurkan keluar. 5V untuk menyalakan sensor IR dan memicu transistor dan MOSFET diatur oleh IC regulator Tegangan 7805 dari baterai 9V.
Melilitkan Coil
Seperti yang diceritakan sebelumnya komponen terpenting dalam rangkaian ini adalah koil. Sebelum Anda mulai melilitkan kumparan Anda harus memutuskan berapa ukuran proyektil Anda, dalam kasus saya, saya menggunakan bit obeng sebagai proyektil. Tetapi Anda dapat memilih apa pun yang memiliki sifat magnetis Ferro. Setelah memilih proyektil, kita harus memilih struktur seperti pipa berlubang yang cukup untuk menggeser proyektil meskipun tanpa banyak gesekan. Saya mencoba menggunakan pena isi ulang kosong dan hasilnya bagus untuk saya. Anda dapat memilih satu berdasarkan ukuran proyektil Anda. Kemudian panjang alas silinder bisa mencapai 5cm. Terakhir, beli juga kawat tembaga berenamel dengan ketebalan sedang, tebal tambang 0.8mm.
Setelah mengumpulkan semua bahan yang Anda butuhkan, mainkan daftar putar favorit Anda dan mulailah memutar gulungan di atas dasar silinder Anda. Pastikan belitan tidak melilit dan tidak mudah lepas. Setelah menyelesaikan lapisan pertama belitan, Anda dapat menggunakan pita isolasi (pita listrik) untuk mengamankannya di tempatnya dan kemudian mulai mengayunkan lapisan kedua di atasnya dengan cara yang sama. Perhatikan bahwa Anda harus selalu melilitkan kumparan hanya dalam satu arah, jika Anda telah memulai dari kiri ke kanan setelah mencapai ujung untuk lapisan pertama, mulailah lagi dari kiri untuk menggulung lapisan kedua. Anda dapat mengulangi langkah ini hingga mencapai 5-7 lapisan. Saya membuat sekitar 6 lapisan dengan setiap lapisan memiliki sekitar 60 putaran. Susunan kumparan saya terlihat seperti ini yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini.Saya telah menggunakan dua disk cetak 3D (warna putih) hanya untuk mengamankan koil di tempatnya, mereka opsional.
Bekerja dengan kumparan selalu menantang dan seseorang harus memutarnya dengan benar agar bekerja dengan benar, seperti di Tesla Coil Project, banyak orang tidak akan mendapatkan hasil yang benar karena belitan kumparan yang tidak tepat.
Bekerja dari Mini Coil Gun
Setelah membuat koil, Anda dapat melanjutkan dengan menghubungkannya ke rangkaian pistol koil lainnya. Perlu diingat bahwa kumparan dapat mengonsumsi setinggi 5A dan karenanya bagian kumparan tidak dapat dibangun di atas papan tempat memotong roti karena papan tempat memotong roti biasanya hanya diberi nilai 500mA. Jadi Anda dapat membangun sirkuit lengkap pada papan kinerja dengan menyolder komponen atau mengikuti cara kasar menyolder saluran listrik tinggi secara langsung melalui papan tempat memotong roti seperti yang telah saya lakukan seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah.
Seperti yang Anda lihat, Coil diberi energi oleh klip Catu Daya yang Diatur (klip buaya) melalui mosfet yang pinnya langsung disolder ke kabel. Pin gerbang mosfet hanya membutuhkan 5V dan karenanya dibawa ke papan tempat memotong roti di mana rangkaian yang tersisa termasuk pengatur tegangan, transistor dan sakelar dibangun. The papan tempat memotong roti ini didukung oleh baterai 9V meskipun klip baterai.
Untuk menguji proyek pistol koil cukup letakkan potongan logam di dalam koil dan tekan tombol pada papan tempat memotong roti. Ini harus meluncurkan proyektil di luar koil. Juga pastikan untuk tidak menekan tombol secara terus menerus karena akan memberi energi pada gelung kembali setelah proyektil diluncurkan dan dapat merusak gelung secara permanen. Pekerjaan lengkap proyek dapat ditemukan di video.
Semoga Anda membangun proyek dan membuatnya berhasil. Jika Anda memiliki pertanyaan, Anda dapat meninggalkannya di bagian komentar di bawah atau mempostingnya di forum kami untuk pertanyaan teknis lainnya.