Как сделать Гаусс пушку своими руками
Привет народ. Не знаю, оценят ли это здесь, но решил попробовать.
Видеоролик с подробным гайдом сборки одноступенчатого Гаусс пистолета.
Как два школьника пушку Гаусса делали
9-й класс, физика, тема "Магнетизм". Проходили электромагниты и спросили "Что будет если вместо сердечника использовать снаряд (ферромагнетик)?" на что учитель ответил "Проверьте в теории должен отлететь". После на перемене сказал что поставит 12 если сделаем.
Нас это заинтересовало и мы преступили изучали посты на пикабу по запросу "пушка Гауса" (больше всего оперилась на этот пост) и пришли к выводу что нам нужно: повышающий модуль с 12V на 400V, конденсатор на 400V и 470+ uf, тиристор (или автомат) на 10+ А, и катушка 0.6-0.8 мм.
Конденсатор 1000 uf купили через OLX [альтернатива Avito], по словам продавца он использовался в ЛБП
Повышающий модуль купили на AliExpress
Катушку получили от организации которая мотает двигатели
Зарядка конденсатора выглядит так:
То есть выход пов. модуля подключаем на прямую к конденсатору (белая полоса на нём, земля -). На фото отключён
Резистор должен был ограничивать потребляемый ток конденсатора дабы пов. модуль не перенапрягался. Ниже представлена схема зарядки и разрядки конденсатора
Не знаю зачем, но провода по которым идёт разряд в катушку сделали толще. Для питания использовали БП от компьютера, ток потребления пов. модулем в пике был 4A (есть видео, если будет необходимость, оставлю в комментариях)
В школу принесли, продемонстрировали, 12 получили, особого фурора от класса не было, слушало где-то 30%. Нам казалось что рассказывали достаточно интересно и по сути, к тому же при демонстрации игла отлетела на 4м.
Большое спасибо всем кто дочитал до конца! В процессе создания был интересный момент, бомбанул конденсатор на усилителе, сделаю ещё один пост где опишу подробнее.
На что способна ПУШКА ГАУССА
Хомяки приветствуют всех любителей зеленой поры года.
В сегодняшнем посте, попытаемся захватить галактику и показать всю мощь электромагнитного оружия. В ходе будем стрелять из пушки Гаусса по различным предметам, и посмотрим, кто из них окажет максимальное сопротивление системе. Самых храбрых воинов будет ждать приз и встреча с самим сатаной. Говорят, сам Дарт Вейдер переделал подобное оружие под световой меч, но это не точно!
Как создать такую пушку Гаусса, мы показали в одном из предыдущих постов. Сегодня проверим, на что она способна, и не развалится ли конструкция при первых же испытаниях.
Если на землю нападут зомби, надежность будет стоять на первом месте.
И так, первым кто возьмет на себя удар будет старая добрая "Nokia 112", с двумя SIM картами. Направляем ствол в сторону жертвы и производим выстрел.
Пуля на вылет не прошла, мобила прочной оказалась, а вот LCD экран принял на себя всю мощь. Теперь тут не видно номера входящего абонента, какая жалость)
На очереди Pepsi, она прямо создано для подобных экспериментов.
Выставляем их в ряд и стреляем...
Тройное сквозное пробитие. Нам казалось что даже одну банку не прошьет, а тут такое, в общем, все вокруг забрызгало.
Проверяем литий ионный аккумулятор. Ионы лития против железного гвоздя.
Пуля на вылет не прошла, застряв в корпусе. Батарейка при этом солидно нагрелась.
Заряжаем боеприпас, и готовимся прострелить то, что любят разбивать дамы, сердца и яйца. Второе найти проще, потому выстраиваем их в ряд и смотрим что получится...
Это прямо лайфхак из рубрики "Как приготовить омлет из пяти яиц за один щелчок пальца".
Вот тут у нас завалялось немного стеклянной тары , бутылка синяя, как те ребята у гастронома моего дома, в общем смотрим...
Бутылка не сильно сопротивлялась, и оставила после себя кучу осколков, которые следует убрать за собой!
Тем временем, пока происходят испытания, у нас созревает отменный шашлычок, правда мясо жесткое было, н@ебали нас с ошейком на рынке...При правлении великого вождя такого себе не позволяли!
Вернемся к стекольной промышленности. Заряжаем пушку Гаусса и....БУХ
Интересно, но удар пришелся ниже места, где бутылка разбилась, видимо сверху стекло тоньше всего.
Теперь бонус, для этого отойдем от темы, и заценим как ведет себя баллон с газом в агрессивных условиях. Бутылка с названием "летний" имеет в корпусе спусковой клапан, который при нагреве должен стравить все давление, предотвратив возможный взрыв.
Все сработало как нужно.
Теперь делаем шаманский файербол, посвященный Кришне, и вслед за ним в языки пламени помещается газ с названием «Зимний». Там никаких защит не предусмотрено, потому это будет интересно...
А вот интересно, как покажет себя гвоздь против листа стали, толщиной в 0.4 мм...
Может показаться, что пуля прошла на вылет, но все не совсем так, при повторе можно заметить, как пуля улетела в обратку...
Еще, никогда не касайтесь заряженных конденсаторов руками, вмиг может долбануть! И вообще напоминаю, что это не игрушка, а само видео создано исключительно в ознакомительных целях. Не стоит повторять увиденное. Если этот выпуск смотрят дети, и вы уже начали искать в кладовке конденсаторы с гвоздями, призываю... остановитесь. Тема действительно опасна, и может привести к серьезным травмам. Надеюсь, мои слова долетели к вам в мозг.
Вернемся к выпуску, на этой плате находились пентоды ж32п, достаточно старая аппаратура, которая в навале лежит на помойках. Мусорки это наше все... Кстати, если вам понравились сегодняшние тесты, пишите в комментариях, что еще можно прострелить, и мы обязательно снимем еще один выпуск на эту тему.
После такой краш-съемки, осталось куча мусора, который нужно убрать. Никогда не понимал людей, которые хорошо отдохнули и там же оставили мусор. А потом удивляются, почему так грязно и никто не следит за этим, мы сами отвечаем за эту чистоту. Относитесь к людям так, как бы вы хотели, чтобы они относились к вам!
Полное видео можно посмотреть здесь - https://www.youtube.com/watch?v=0SGaPttxNNg
Пушка Гаусса на двух пальцах
Хомяки приветствуют обитателей третьей от солнца планеты.
Сегодняшний пост пойдет о создании электромагнитной пушки Гаусса. В процессе разберем как настроить систему и произведем некоторые расчеты по эффективности. Так как это пушка, выглядеть она должна соответственно. Нарисуем будущий эскиз, а затем попробуем воплотить его в жизнь, собрав корпус из подручного мебельного мусора. Снаряды сделаем бронебойные, из гвоздей. Для сравнения проверим на пробиваемость пневматический пистолет, и узнаем, какая пуля таит в себе наибольший потенциал.
Классическая пушка Гаусса состоит из пяти основных блоков, пойдем по порядку: источник питания, в нашем случае аккумулятор запитывает преобразователь, который в свою очередь заряжает высоковольтную сборку из электролитических конденсаторов. Дальнейшая задача, разрядить весь накопленный заряд в катушку через мощный ключ. В результате, созданное магнитное поле передаст железной пуле определенное ускорение.
Скорострельность такого устройства зависит от мощности преобразователя. Чем он будет мощней, тем быстрей сможет заряжать сборку конденсаторов.
Сердцем преобразователя служит трансформатор с Ш-образным ферритовым сердечником. Мотать катушку будем медным 0,35 миллиметровым проводом. Вначале мотаем вторичную обмотку двойным проводом, это нужно для увеличения выходного тока. Количество витков примерно 60. Каждый намотанный слой изолируем полиэстеровой изолентой.
Первичную обмотку мотаем тем же 0,35 миллиметровым проводом только в 6 жил. Чтобы они не распутывались, закручиваем их в скрутку. Считайте, мы увеличили площадь поверхности провода. В общем, на шпильку катушки вместилось ровно 9 витков. Это означает, что соотношение витков первичной и вторичной обмоток получилось примерно 1:6.
Важная деталь, чтоб трансформатор сохранял свои характеристики, его нужно пропитать эпоксидом, после этого он не будет издавать свистов и писков во время работы.
Однотактный трансформатор готов, управлять им будет такой же однотактный инвертор на микросхеме uc3845. Дальнейшая работа заключается в разводке платы под все комплектующие схемы. Своя плата всегда технологичней, по крайней мере хочется в это верить.
Если все сделано правильно, то такая схема будет потреблять около 3.7 А при напряжении питания 12 V. Перемножив первое на второе, получим 44 Вт потребляемой мощности. Сигнал при этом будет в виде меандра с заполнением 50 процентов, именно так работает драйвер uc3845. При правильной настройке радиатор на транзисторе будет практически холодным. Единственное что будет греться это резистор снаббера по выходу схемы.
Также в схеме есть ограничение заряда по напряжению, что защищает конденсатор от перезаряда, который может привести к взрыву или деградации емкости. Выставляется этот порог с помощью подстроенного резистора обратной связи схемы. Значение может варьироваться от 200 и до 500 вольт. Нам так много не нужно, поэтому выставим значение 397 вольтов, 3 вольта дадим запаса.
Теперь переходим непосредственно к конденсаторам. Как и говорил, емкость тут немного выше, 1000 uF. В нашей пушке будет задействовано 10 таких банок, включены они будут параллельно для увеличения общей емкости. Для удобства установки капаситоров была сделана небольшая плата с достаточно толстыми дорожками. В конечном результате сборка вышла компактной и увесистой. Измерения показали общую емкость банок в 8950 uF, что нормально, учитывая разбросы емкостей, и всем давно понятно, что разбросы не в нашу сторону.
При попытке разрядить заряженные емкости через лампочку, вместо того чтоб дотронуться проводом к массивному контакту, рука промахнулась и дотронулась к дорожке, что моментально привело к громкому взрыву, который спровоцировал перестрелку между бандами соседних районов. Дорожка за считанные секунды куда-то испарилась.
Решением было нарастить толщину дорожек с помощью двойного медного провода с сечением в 3 квадрата каждый. Его будет трудно паять, в связи с большой теплоемкостью. Но если у вас в хозяйстве есть газовая горелка, то это будет не почем...
Настало время проверить насколько быстро инвертор способен зарядить подобную сборку. Таймер запущен. Ждем срабатывания ограничителя по заряду и останавливаем таймер. Время от начала процесса и до конца заняло 36 секунд. Пулемет конечно из такой пушки не получить, но чем богаты, тому и рады. Едем дальше.
Теперь всю накопленную энергию нужно разрядить в катушку… Провод в катушке должен быть из толстого провода, в этом примере использована медь диаметром 1.7 мм. Форма, количество витков и слоев были взяты с потолка. Перед испытанием были намотаны несколько образцов, чтоб проверить эффективность полей, влияющих на металлический образец находящийся внутри. Каждый образец придавал железной пуле разное ускорение. Лучше всего показала себя катушка №1, намотанная в 200 витков и имеющая 5 слоев.
Сила в ней что надо, но…при разряде, каждый виток с появлением магнитного поля пытается оттолкнуться от своего соседа, что при выстреле давало незначительную деформацию с хорошим хлопком. Избавиться от такого эффекта можно с помощью эпоксидной смолы, она пропитает слои и скрепит их намертво.
Мы забыли упомянуть одну важную деталь. А именно элемент, который коммутирует всю накопленную энергию в конденсаторах на катушку. В качестве ключа для таких целей используют мощные тиристоры. Они бывают разных конструкций, все зависит от их характеристик и направления использования.
В дальнейших экспериментах приходилось палить тиристор за тиристором, дабы понять какой из них окажется самым крепким. Т143-800 оказался самым мощным, а цифра 800 означает максимально допустимый ток.
Подобные современные тиристоры стоят целые состояния, потому ищем советские. Единственная проблема такого корпуса в том, что у него нет контактов крепления, кроме управляющего электрода конечно. Такие экземпляры крепятся специальными прижимными механизмами, у которых большая площадь соприкосновения, чтоб увеличить пропускную способность больших токов. Нужно сделать что-то похожее из подручных средств.
Для этого был найден стальной лист из нержавейки толщиной в 3 мм. Резать его было одно удовольствие. Чтоб пропилить 25 см этой породы понадобилось около часа и 3 ножовочных полотна. В итоге получился такой бутерброд.
Очень важно изолировать крепежные шурупы, которые будут соединять пластины, надев термоусадку со стороны шляпы. В общем, нужно полностью исключить контакт с железом с одной стороны, иначе будет короткое замыкание анода и катода на тиристоре.
Схема готова к работе, но прежде чем произвести выстрел, нужно знать какое напряжение накопилась на конденсаторах.Для этих целей вполне можно использовать копеечный вольтметр амперметр, но у него есть один недостаток. Предел измеряемого напряжения у него ограничивается планкой в сто вольт. Но у нас планка в 4-ре раза выше, что делать!?
Все просто, необходим делитель напряжения. Сделать его можно из двух резисторов, первый будет на 100 кОм, второй на 10 кОм, в средней точке между ними получим напряжение в 10 раз меньше того, которое нужно измерить. Обычно резистор с меньшим сопротивлением делают переменным, это дает возможность более точной настройки. Теперь вольтметр способен показывать значение постоянного напряжения до 1000 V. Теперь, когда на индикаторе показывает 20.0 V, это означает 200 V, а по желанию можно вообще отключить точку разделяющую цифры, чтоб не запутаться...
Итак, для того чтоб стрелять, любому оружию нужны патроны. С пушкой Гаусса все проще, тут необходимы только пули. Материал обязательно должен быть из магнитного материала, латунь и прочие цветные металлы не подойдут. В ближайшем строй маге были закуплены железные гвозди, размер сотка, диаметр 4 мм.
По началу снаряды будут длиной 30 мм. Края металлической болванки тоже нужно обработать, они должны быть максимально гладкими, чтоб как по маслу скользить в канале ствола.
Любопытно посмотреть какая же сила воздействует на этот кусок металла. Для начала посмотрим на форму сигнала импульса тока в катушке. Для этих целей лучше всего подходит цифровой осциллограф, так как он способен записать сигнал в момент его появления. Производим выстрел и сигнал тока записан.
Заранее хочу отметить, что такую операцию желательно производить с развязкой по цепи, иначе можно спалить дорогостоящий прибор. Развязать цепь можно обычным ферритовым кольцом, надетым на силовую линию. На кольцо наматываем один виток провода, и шунтируем его небольшим резистором, скажем в 10 Ом. А уже с него снимаем возникший в цепи сигнал.
Замеры показали, что средняя длительность импульса порядка 6 мкс. Для примера в одной секунде миллион микросекунд. Это означает, что конденсаторы способны отдать всю свою накопленную энергию за очень короткое время.
На данном этапе всю эту кучу железа трудно назвать пушкой Гаусса. Для правильного восприятия и устрашения, на листе бумаги были сделаны первые эскизы будущего корпуса, который состоял не из чего другого, как из кусков ДСП.
Дальше переносим туда размеры и начинаем работу по дереву...
Самый грязный процесс позади, переходим к следующему этапу. В качестве источника питания будем использовать высокотоковые аккумуляторы формата 18650. Фирма LG, маркировка LGDBHG 21865. Емкость у такого 3 А. Максимальный ток, который способен выдавать элемент 20 А. Лучшие аккумуляторы на сегодняшний день по цене - качеству.
Итак, что у нас вышло. Сбоку находится кнопка предохранитель, заряжающая конденсаторы, для работы ее нужно постоянно держать. Для удобства можно использовать прищепку. После заряда убираем зажималку с кнопки и производим выстрел.
Так как Gauss Gun электромагнитная пушка, хорошо бы это подчеркнуть, значком с магнитом и уникальным знаком, который предупреждает о том, что рядом падают коровы.
Проведя пару примитивных расчетов, нам удалось выяснить начальную скорость пули, ее энергию, запасенную в конденсаторах и КПД устройства в целом. Как мы это узнали, все просто, с помощью классического баллистического маятника, который пользовался своей популярностью еще много веков назад.
Для начала расчетов нужно узнать массу пули, в нашем случае это 2.6 грамма, массу маятника 391.9 грамма, длину подвеса, которая в нашем случае ровно 70 см. Так же нужно знать расстояние отклонения маятника при попадании в него пули. С обратной стороны разместим линейку и небольшой кусок пенопласта, который отодвинется на нужное нам расстояние.
По этим цифрам и будем вести расчет.
Посмотрим,что у нас получилось по результатам голосования. Сравнение двух пушек проводились в одинаковых условиях и с соблюдением всех мер безопасности.
Это оружие, а не игрушка, помни это!
Результаты расчетов получились следующими: пуля Гаусса имела начальную скорость 42 м/С, в то время как пневмат выдал скорость в 3.5 раза больше, 152 м/С. То же самое касалось энергии пули, для своей массы и скорости, пуля от пневматического пистолета имеет энергию в
3.2 джоуля, в то время как Гаусс показал это значение на единицу меньше.
Еще рассчитали общий заряд конденсаторов, и энергию, которую они способны накопить
Дальше мы ударились в религию, и решили посмотреть, что нам покажет программа, которая специально создана для расчетов пушек Гаусса. Вводим туда все необходимые параметры, включая толщину провода катушки, емкость конденсаторов и прочие заранее известные параметры. Итак, с пулей длиной 45 мм максимальный КПД который удалось выжать с программы 0.46 процента.
Теперь проверим это на практике. Отрезаем кусок от гвоздя длиной 45 мм и взвешиваем, масса пули 4.14 грамма, все остальные параметры нам уже известны. Производим выстрел. Результаты измерения программы и баллистического маятника оказались близки друг к другу, 0.46 % против 0.44 %. Что это означает, а то что, 99.5 процентов энергии накопленной в конденсаторах, всего на 0.44 процента переходит в пулю через энергию магнитного поля, которое возникает в катушке. По большей части мощный импульс просто рассеивается в воздухе, не выполняя никакого полезного действия. Вот поэтому КПД пушек Гаусса редко превышают 2%.
Важный момент при настройке!
Когда намотан трансформатор, важно подключить его правильной полярностью, грубо говоря, если вы запустили схему, ток потребления бешеный, а лампочка еле горит, значит нужно поменять местами один из концов обмоток.
Полное видео можно посмотреть здесь - https://www.youtube.com/watch?v=BCcHXq_F9VQ
Некронская пушка своими руками
Моим трем подписчикам. Извините что долго не получалось выполнить обещание))
К сожалению, фоток когда изготавливал не делал, а на тех что есть, светильник уже почти готов.
Как вы можете видеть на фото, для изготовления я спользовал ДВП, сантехнические трубы как железные так и пластиковые, фанеру (провод до второго цоколя лампы спрятан в нижней планке), оргстекло, гофру для провода и шланг зеленого цвета. По окончанию сборки все щели и неровности шпатлевались автомобильной шпатлевкой, затем грунтовалось грунтовкой из баллончика и для покраски я выбрал цвет "Графит". Некронские письмена нанес обычным строительным белым маркером просто от руки. Лампа использовалась OSRAM L36W/66 LUMILUX Green. Досадно что трансформатор лампы в корпус спрятать не удалось, поэтому он просто на полу лежит.
Готовый светильник днем
И в темноте...
Ну, и конечно же, когда сделал все, без мудежа не обошлось ))