ぽんず製造所

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コイルガン

回生型コイルガン-完成

回生型コイルガン

コイルガン完成しました!!!!!!

スペック------
射撃モード:単発・連射・3点バースト
出力エネルギー/速度:4~5J/約16m/s
連射速度:毎秒6発(最大)
充電速度:0.2秒(1発当たり)、1秒(最大)
充電器出力:170W
コンデンサエネルギー:162J
有効射程:5m以下
装弾数:6発
照準器:レーザーサイト
電源:リポバッテリー(4S)
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動画作ったから動作はこっち見てね


作った感想:おおむね満足、ちょっと凝りすぎたかな

動画にも書きましたが、今回のメインである回路は思ってたとおりの動作をしてくれました。素子も人為的ミスで飛ばす以外は飛ばさなかったし。
筐体に関してはひどい有様で、最初マガジンには8発入るように設計してたんんですが、8発入れるとジャムって動かないんで6発に制限したり、それでもジャムって最悪
原因は後ろ方向に斜めにいくマガジンのせいで、7発以上入れると弾が斜めになっちゃって弾が出てこないっていう。
ソレノイド周りがめんどくさいことになったのもこのせいです。
てか6発ですらジャムっててヤバイ
真っ直ぐなマガジンにしたらちゃんと動きそう(てきとう)
まぁ試作マガジン作った直後くらいから気づいてたけどもう設計変えられなかったんで続行という感じでした。

あと通電時間自動最適化は
・自動だとサンプル数の少なさ・誤差の影響から"最適"な値を見つけられなかった
・手動で最適化したほうが強い
・どうせ同じ種類の弾だから手動で十分(多くても数種類だし)
という理由で消しました。
自動最適化では撃つ数が少なくても済むようにプログラムを組んでたのですが、結局だめでした。手動では撃ちまくって良い感じの値を見つけていく感じで、自動でもそれくらいやればいいんだろうけど、それ割に合わなくね?みたいな。最近流行りの機械学習とかよくわからんけどそういうのでやったら良さそう(?)わからん。

消す前の動作風景


そういえばTwitterに投稿したらちょっとバズりまして......

動画のコメントとかでも同じだけどすごいとかかっこいいとか言ってくれる人はホントに嬉しいです(9割くらいの人はこう言ってくれてるまじ嬉しい)
こうしたら強くなるんじゃない?みたいに言ってくれる人もいるけどそれ大体考え済みで、理由があってそうしてるんだよなぁ
それとやっぱり、銃刀法やばない?な人もいたけどこの界隈じゃ慣れっこだから予想はしてたしまぁ...でも大丈夫だよって言うと理解してくれる場合が多い
でも脳死銃刀法指摘奴、テメーはダメだ
問題がないことを言っても「でも自分が危ないと思ったから違法」みたいなこと言ってる人もいて...もう話すだけ無駄だよなぁ
まぁ実際危ないしグレーなゾーンなのは変わりないのでしょうがないですよねぇ
SNSの性質上動画サイトよりも燃えやすいんですよね、こういう危険な工作の類はSNSには上げないほうがいいのかなーというのが今回の教訓です。元々アングラ感ある界隈だしな
ただ法律問題自体は大昔から議論されてるけど結論としてやっぱり合法っぽいんだよな
昔からあるコイルガンも削除されてないということは、多分問題ないんだろうなと思う
あーあと外国人からの反応も結構な数あってびっくりしました。coolって言ってくれて嬉しかった。


今回制作に協力してくださった方々ありがとうございました。
技術・部品提供:bass氏
レーザー加工:oz氏
弾制作:HidenoriOgawa氏・先崎氏
BGM:Radiobeat幹線街路直線コース
動画チェック:ぐり・R
そういやR君はデザイン絵描いてくれたけど没にしてごめん


次何作ろうかなぁ

回生型コイルガン-弾作り・レーザーサイト

そういえば弾について書いてませんでした。
今回のコイルガンでは弾に直径12mmの鉄丸棒を用います。
いままでは試験用の弾として偶然手に入ったソレノイドのピンを使っていましたが、やはりちゃんとしたものを作りたくなります。数も足りないですし。
家では鉄棒の加工はできそうになかったので、母校の後輩と先生にお願いして加工してもらいました。感謝です。
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数が大量にあるのは重さの違う弾を数種類作って実験したかったから。
中を肉抜きしていますが磁束的に良く無さそう???
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それはそうと、撃って遊んでたら弾同士がぶつかって先端が潰れるわけよ
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まぁ安全のためにも尖らせなくてもいいかなと言うことで丸く削りまして。
あとは磨いたりして完成。
DSC_3511
いやホントは"銃弾らしい形"にしたかったんですがね、コイルガン本体の仕様上そういうのが難しかったんですよね。なんでそれっぽい形ということで...


あとレーザーサイト作りました。
厚さ5mmの黒いアクリル板に直径4mmのレーザーモジュールを入れてみました。加工中割れそうで怖かった。てかこのサイズでよくレーザー作れるよな...。
後ろを斜めにしたのがお気に入りです。
DSC_3520

裏、フライス加工(笑)とかやったり接着剤のせいでめっちゃ汚くなっちゃいました。正直見えないからどうでもいい(?)
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コイルガン本体の後ろ側にコネクタ付けてレーザーサイトが嵌まるようになってます。
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取り付けて確認してみると、先端と干渉してしまったので
DSC_3510

サイトと本体の隙間に熱収縮チューブの破片を入れて強引に解決してやりました。
DSC_3523

良い感じです。ちなみに撃つモードかつ弾がセットされている場合のみレーザーが点灯するようになっています。
DSC00459

回生型コイルガン-筐体部品磨き

筐体となっているアクリル部品をヤスリで磨きました。めんどくさかったもんでずっと後回しにしてました。

まずは仮組状態になってたコイルガンを掃除も兼ねて全部バラました。
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アクリル部品は320, 600, 1000, 2000番の順で磨いた後、研磨剤で磨いてみました。

こちらは磨く前。ソーテーブルで切ってそのままの状態です。DSC_3485

#320で磨いた後。
DSC_3482

#2000で磨いた後。
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研磨剤で磨いた後。
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透明になってることがわかりやすいようにトロイダルコイルを置いてみました。
研磨剤で一気にきれいになるのすげぇよなぁ。

あと!某屋にレーザー加工をしてもらいました。
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最高かよ。
レーザー加工って表面がツルツルで磨かなくてもめっちゃきれいなのが良いね。

で、これにタップ立てたり斜めに削ったりしました。
DSC_3500


全部品完成したので並べてみました。
DSC_3505
後は組み立てと調整です。

回生型コイルガン-リポ化・ソフト制作

今まで電源は電源装置から供給して安全な状態で実験していましたが、各種テストもうまくいったのでリポバッテリーから動作するようにしました。
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動作は良好です。リポがめっちゃ怖かったので最初の頃はビクビクしながら電源入れて様子見していましたが全然大丈夫みたいです。しばらく使ってもリポが膨らんだりはしませんでした。



ソフトウェアの方も仕上がってきました。記事が短くなりそうなので簡単に紹介します。

・電源ON時
Bはバッテリー残量、Cはコンデンサエネルギーです。
電源を入れるとCが100%までギュイーンと上がっていってかっこいいです。
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・通常時
普通の射撃モードです。セーフモード(射撃禁止)・セミオート・フルオート・3点バーストを実装してみました。
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射撃可能状態になるとOKが表示され、トリガが光ります。
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なお右側のP0とかは通電時間プロファイルです。P0~9まで用意してあります。


・最適化モード
最適な通電時間を見つけて保存するモードです。30発くらい(テキトー)撃ったらいい感じのパラメータを見つけてくれます。パラメータはP0~9のいずれかのプロファイルに保存します。
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・測定モード
消費したエネルギーやコイル内の通過時間を表示します。
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弾速推定モードも実装してみましたがあんまり使い物にならないっぽいです。実験から出した係数を通過時間にかけて推定してます。
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・シャットダウン
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決定ボタンを押すとコンデンサの電荷を放電して
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安全に電源を落とせるようにします。
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まあこのモードやらないで勝手に電源切っても良いとは思うけどやったほうが精神衛生面上いいよね(?)


というわけで回路とソフトはほぼ完成です。

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。
DSC_3443

実際にソレノイドに取り付けるとこんな感じ。
DSC_3446

マガジンを入れるとこう
DSC_3447

ソレノイドを動かすとこんな感じになります。
DSC_3448

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。
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