ぽんず製造所

当ブログの記事を参考にして行った事により、いかなる不都合が発生としても当方は一切の責任を負いません。全て各自の自己責任でお願いします。

回生型コイルガン-装弾機構とソレノイド

最近コイルガンの制作を再開しました。

さて、今回のコイルガンでは、弾をマガジンから加速コイル内に移動させる時、市販のソレノイドで押し出す方式を採用しています。
ソレノイド弾押出説明

前回の記事で書いたようにこれが全然うまくいかないんですよ。前回の記事をまとめると、
①ソレノイドのパワーが足りなくて弾を押し出せない
→定格の倍(24V)かけてゴリ押して解決できそう
→ソレノイド電源用の昇圧回路追加しなきゃ
②無事押し出しても、次の弾が上がってきてソレノイドを押さえつけてもとに戻らない
→戻し用ソレノイドを追加して解決できそう
といった感じでした。


ということで、まずソレノイド用電源回路を制作しました。LT1370を使用した50W級DC-DCです。力こそパワー。
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スペースがない上に、ソレノイドが48Wも食うので設計が非常にきつかったです。だからこんなクソ高いめっちゃ性能の良いIC使ってるんだけど。ただ短時間動作なので熱に関しては楽だったかもしれない。
はんだ付けいろいろミスして汚くなってしまいましたが動くのでどうでもいいです(適当)

メイン基板に実装。乗せるの無理やりすぎやろ
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ソレノイドの動きは実験通り良好です。ソレノイド自体の発熱に関しては、思ってたよりも平気で問題になりませんでした。


②は言葉だとよくわからないかもしれないので図です。
戻らない
図でもよくわからないですね。とりあえずソレノイドがもとに戻らないんです。それで戻し用ソレノイドを付けたってわけです。
よく考えてみると、ソレノイドの先端につけていた押し出す部品の形状が良くないのでは???ということになり、もうちょっといい感じに改良することにしました。

上が最初につけてたもの、下が新しく試作したものです。
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これが大正解だったようで、初期に比べるとかなりスムーズに動いてくれます。
初期Verは次の弾をモロに受けてたので押さえつけが発生してたのですが、新型は次の弾をスムーズに受け流す形になっています。
同時に、この形状ならば戻し用ソレノイドが無くてもソレノイドが元の位置に戻ってくれる事が判明。結局ソレノイドを1個に取っ払いました。
ちなみに、先端部品は結構な衝撃が加わるのでポリカーボネートで制作しています。

その後も試行錯誤して良さそうな形状を探してみました。上から制作した順です。一番下とかもうわけわからんでしょ、でも現状これが一番良く動いてくれてます。
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実際にソレノイドに取り付けるとこんな感じ。
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マガジンを入れるとこう
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ソレノイドを動かすとこんな感じになります。
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現状はこの先端部品で概ね良好ですが、たまに装填エラーが発生するので、気が向いたら新しく作ってみます。

回生型コイルガンの現状

今のところ回生コイルガンの制作を一時中止していますが、どこまで作ったのか自分が忘れそうなので書いておきます。

まず、一番めんどくさがっていたフレーム類を大量に作りました。
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これでも大まかなところしか作ってない上、作ってみてから発覚する設計ミスとかでまだまだ部品を作る必要があります...。
とにかく、大体の形にはなるので実験しやすくなりました。

フレームができたのでマガジンをはめてみました。
  

マガジンから弾を押し出すソレノイドとか。

マガジンと弾とバレルの位置を合わせる部品を3Dプリンタで作りました。
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ついでにこの部品に光センサをつけて弾切れを検出できるようにしました。
白いと光センサが反応してしまう恐れがあったので中を黒く塗りました。
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シャットダウン機能実装して遊んだりしました。まぁ安全に電源を切れるので実装して損はなさそう。
※OKが0Kになってるのは単純にミス

それと、試作マガジンから得られた問題点を改良した本番用の新しいマガジンを作り中です。
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フレームに組み込んで発射できる条件は揃ったので撃ってみると
まぁ発射できなくはないんだけど、威力が低すぎなんですわ、試射したときに16m/sくらい出てたのが5m/sくらいしか出てないんですよ。
マガジンのバネの押す力が強くて弾を押さえつけちゃってるのが原因でうまく加速できてないみたいです。
というか発射できるのはまだ良い方で、そもそも弾を押し出せないというときのほうが多いです。
発射したらしたで、次の弾が上がってきたときソレノイドの押す部分を押さえつけちゃってソレノイドが戻らないという事態が発生しました。

というわけで、戻す用のソレノイドをもう一つ追加してみました。対象に配置してピンははんだ付けで合体...。
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それに伴ってソレノイド周りやサブ基板の改造などを行いました。

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確かに戻るようにはなったのですが、やはりどうしても押す力が足りないようでした。いろいろ調節したんだけどねぇ

パワーが足りないなら電圧をぶち込んでやろうということで、試しに定格の二倍の24Vで動作させてみました。
結果、かなり良好に動いてくれました。
問題点として、ソレノイドがかなり発熱することと、24Vを得るために別の昇圧回路が必要なことです。
発熱はまぁ......最短時間で動かせばなんとかなりそうだし、昇圧回路はスペース的な不安はあるけど多分大丈夫なのでまぁいけそうです。

これでうまくいかなかったらどうしようかね モーター使うかね

300WのLEDで投光器を作った

タイトルの通りです。
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100WのLEDを3つ搭載して合計で最大300Wまで光らせることが出来ます。
電源はAC100V入力で、PFCで一旦200Vまで上げ、定電流型の降圧チョッパでLEDを駆動しています。

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話は変わりますが、コイルガンの方は一時制作中断しています。多分2-3カ月後に再開すると思います。

電光掲示板を作った

完全な思いつきで、単色の横64x縦16の簡易的な電光掲示板を作ろうと思います。
まずは8x8のマトリクスLEDを4つ並べて16x16のマトリクスを作ります。これハンダするのめっちゃ疲れる
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とりあえず動作確認です。
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当たり前ですがダイナミック点灯です。LED自体は74HC595を使って表示していて、NucleoからSPIでデータを送っています。
写真下側の595は列を駆動していて、右側のは行を駆動します。ただし行には最大2.5Aくらい流れるのでMOSFETでドライブしています。

同時にソフトウェアの方もちまちま作っていきます。
モノクロビットマップで画像データを作ってマイコンに入れて表示してみました。
(最終的に横64になる予定なので64pxで画像を作っています)
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DSC_3153
(実は2列おかしい)

うまくいっているようなので、さらにこれを3枚作ります。1枚でメッチャ辛かったのに+3枚はヤベかったよ
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アルミアングルを切り出してフレームとして4枚合体します。その後黒スモークアクリルを取り付けて見やすくします。
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ちゃんとした制御基板も作ります。メインマイコンは11U35です。
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これでハード的には完成です。
ソフトの方は、SDカードに入れておいたフォントファイルを読み込んで表示できるようになりました。動画内ではただフォントデータを表示しているだけです。

フォントは東雲フォントを使用させていただきました。ちなみに元のフォントファイルはマイコンでは処理しにくい形だったので、スクリプトで変換してからSDカードに入れています。

あとはもうプログラムをゴリゴリ書いたら完成です。

なんか動画だとチラついて見にくいですが実際は普通に見えます。
表示したい文字を書いたテキストファイルをSDカードに保存するだけでその文字を表示することが出来ます。ついでにモノクロビットマップファイルも表示できる機能もあります。

という感じです。いい感じの締めも思いつかないので以上です。

回生型コイルガン-グリップ部制作とマガジン試作

グリップ部を作っていきます。

アルミ板を切り出しました。
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トリガ用のアクリル部品も作っていきます。削るのめんどくさすぎやろ
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その他アクリルとかも切り出してトリガ用のスイッチとか用意して
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完成です(適当)

なんとなくトリガが光ります。
使ったスイッチの押し心地が好きすぎてトリガに直接使ってしまったのでほとんどストロークがないです。
角を丸くしたおかげで持ち心地は悪くないです。



次にマガジンを試作してみました。試作ってことでやすりがけもしてないです。基本構造は先駆者様のパクリです。

今回初めてアクリル接着剤というものを使ってみたのですが、思ってたより頑丈に接着できて良いですね。
バネは0.9mmのピアノ線をペンチで曲げて作りましたがちょっと強すぎかもしれません。
基本的には動作OKという感じでしたが色々な改良点が見つかりました。まぁそのための試作なので良いんだけど。
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