电磁炮项目日志

电磁炮项目2014年5月24号最终测试100m/s:

http://v.youku.com/v_show/id_XODMxMDM1Mjg0.html

http://www.zhangshengdong.com/post/2014-11-20/40064442672





2013年6月10日

1、正式启动电磁炮项目。

2、受(在变化磁场中导体会产生感应电流,为了抑制磁场变化,该电流受磁场作用会使导体远离磁场)这一现象启发,想到用带塑料头的铁管代替铁棒做子弹。据说汽车上油泵的铁油管挺细,应该符合要求,校外那些维修汽车的地方或许会有。

3、在淘宝上买了一批零件。400v1000uF的捕猎电容2个,二手货,据说可达450v900uF。直径3mm的自攻螺丝当子弹。AH3503霍尔元件一个,用来测线圈所产生的磁场强度。可控硅TYN825和TYN1225各一个,怕烧。漆包线0.15mm10米2个,1mm1米1个,0.47mm4米2个。内径14mm磁环1个,用来测试把漆包线缠在上面与绕成螺线管哪个效果好。12vDC转450vDC可调升压模块一个。

4、发现绕线的方法。其实只要保证从一个方向上看电流方向都一样就行,也就是说比如一直都是顺时针不管往左往右绕都行,想想看初中学的右手螺旋定理就是这个意思。

5、实验时可以先充几十伏,放一次电,测测电流,再充100伏,200伏~~

 

6月13号

1、用在实验室翻出来的一个50v10000uF电容、一个不知参数的线圈,做了一个简易的充放电电路,以此来验证原理。在实际试验中,由于没有1N4007,我用的是肖特基二极管来代替的。用了一个继电器来切换。实验记录网址:http://www.zhangshengdong.com/post/2013-06-13/40051816438 由于没有即时切断电流,所以铁棒在线圈中做的是简谐运动,由于阻力的影响,最后会停在线圈中央。

2、用锡棒代替铁棒重复上述实验,锡棒无影响。证实了实心的非铁钴镍类金属在线圈中是不受力的。在拍摄视频时重复的实验中,锡棒掉出,其原因应该是受铁棒运动影响的,因为在第一遍测试中,锡棒是一点都不动的。实验记录网址:http://www.zhangshengdong.com/post/2013-06-13/40051717100

3、用锡丝绕成线圈来模拟圆环,重复上述实验,目标依旧不动。但此实验依旧不能直接证明反向电流,即磁阻尼作用是否就是不适用的,还需进一步的实验才能证明。

4、事后问了一下物理系的陈杰,原来所有金属都会被磁场作用,只是作用的强度和方向不一样,故金属分为顺磁体、逆磁体和铁磁体。所以在只考虑电磁力吸引作用时,用铁磁体当子弹是最好的。而锡因为磁导率小,导致分子环流小,所以电流带来的推动力和磁场的吸引力都小,所以要观察到感应反向电流的作用,起码要顺磁体铝之类的。这样说来,感应反向电流与磁场吸力几乎是正比的,也就是说用永磁铁烤一下(消磁),再洗干净,就是完美的芯了。可以等子弹通过线圈后突然电流反向,这样还能进行二次加速呢~实验时可以先用单片机把时间卡住,先来证实实验原理,成了再把光电门加进去~~

5、由于震荡周期t=sqr(lc),所以C越小,放电越快,也就是说应该要选用小的C。但是Q=CU,C越小总电量越小。所以我和陈杰推导出放电i=dq/dt=Cdu/dt=CU0exp(t/RC)/RC=U0/Rexp(t/RC),故dq=Cdu=U0exp(tRC)R dt,所以q=U0Ce^(t/RC),当t为定值C为变量x时,可以简化为q=xe^(1/x),其图象为:,也就是说等拿到元件后测一下线圈的R为多少,然后带入公式,即可算出在那个参数下,C到底是越大越好还是越小越好了~~

 

6月14号

1、今天终于收到线圈了,但电容还没到货。然后我把那个0.15mm10M长的漆包线绕成1cm长的线圈,刮去漆皮焊上锡膏,测试电阻:线圈电阻为22欧。带入昨天的公式q=U0Ce^(t/RC),(注意:图中的0.1写错了,应为0.01,;因为10000uF=0.01F~~)可以发现由于放电时间特别短,趋向于0,所以所放电量q0=UC,这样说来以后就要买一堆电容回来串并联了~~

 

6月15号

1、在充电31v、10000uf的电容和上次我绕的那个线圈的情况下,放电,测得放电电流为0.7A。之前我们算得的公式是i=U0/Rexp(t/RC),在t约为0时,i=U0/R=31/22=1.4A,所以此式需要修正,因为L在放电时会产生一个反向电动势,所以i=(U0-U’)/R,我觉得可以简化为i=U0/(2R),但陈杰说U’是有严格解的,他正在解呢~~嗯,他解出来了,U’=L*U0/(R*R*C)。但是这样推出的L就是2.3H了,有点大了。以后有时间测一下放电时L两端电压。

2、我们还测试了scr可控硅,型号是TYN825,意思是耐压800v、电流25A。当scr有字那面对着你时,最左边的是阴极K、中间是阳极A、最右边是控制极G。然后我们直接把G接在单片机上,A接大电压大电流,K接手钻电机。发现G导通后,电机狂转,撤去G,电机依旧转,说明试验成功!不过后来感觉貌似scr被烧了~看来以后在控制极还是要串一个电阻,我估计200欧应该行吧,但是网上有人说是22欧的,有待实验证实吧。不过现在还是觉得IGBT好,可以关断,准备买两个试试~~

3、入手的那个霍尔元件AH503,还是不会用呀,也不知道输出的电压值通过什么公式转成磁场强度?谁能教教我啊?

4、另外,我们发现了一个有趣的地方:由于q0=UC,而i=(U0-U’)/R,增大q可以增大威力,而可以通过增大U0或是C来增大q,但是增大U0,i也会变大。大i的元件很贵,所以还是增大C实惠~~其实真正奇妙的是,增大C但i却不会变!这就意味着你可以接无数个电容上去一起放电,却不用担心电流会爆掉~~所以我想并12个电容上去一起放电~~

 

6月17号

1、测试新到的450v1000uF二手电容。我们用升压模块把9v电压升压到412v(最高可以是500v),给电容充电。电容反映良好。但是我忘记加开关了,于是一群人望着升到412v的电容胆战心惊,生怕一个回流把学校的函数发生器给烧了。后来无奈,王耀德上去,剪了输入的正极线,这才了结~~

2、把电路板给焊好了,电路图是,是我设计的。但板子是林长浪焊的。嗯~板子还没测试呢,等有时间去试试看~~

 

6月19号

1、第一次实验证实了电路板的可用性; 同时猜测发射不出去是由于放电时间过长把子弹吸了回来。视频地址:http://www.zhangshengdong.com/post/2013-06-20/40051606785

2、第二次实验证实了并联电容的可用性。视频地址:http://www.zhangshengdong.com/post/2013-06-20/40050926036

 

6月21号

1、第一次实验测试了igbt的连接方式,失败,还是不会~~视频地址:http://www.zhangshengdong.com/post/2013-06-22/40051840338  买的是FGA25N120,但在protues中找不到,只好找了个看起来差不多的来模拟了,模拟的电路图:其实可以发现,V(GE)-V(Motor)~=6v,管子一直都没有导通嘛~~有谁知道igbt到底是怎么用的?

2、缠绕了新的200m线圈。之前的子弹老是打不出去,我们不是认为是放电时间过长导致子弹过了线圈中心受到反向拉力,于是我就里外里把线圈绕成长的纺锤体,这样估计子弹过了中点后电流就减小了,根据惯性或许能飞出来~~呼叫陈杰来做受力分析~~对了,这个线圈的线长是200m,是之前一个的10倍长,所以电阻也几乎是10倍大,达到210欧姆。

3、等以后有时间去测试一下用scr来触发这个线圈,没准儿就能射出来了呢~~刚才看了下,突然觉得轨道炮也不错,以后有时间也可以试试~~

 

6月22号

1、在百度 电磁炮贴吧上问了人,http://tieba.baidu.com/p/2409002840  发现了一个很好的电磁炮模拟软件:http://www.kuaipan.cn/file/id_2876103375376738.htm  贴吧上的人说我的电磁炮之所以发射不出去是因为线太细了。

2、

从这幅图可以发现我原来的线圈对子弹的力是缓慢增大的,其后果就必然是把子弹吸到线圈中央了嘛~~而当我把线圈换成用1m长的1mm粗的线绕成4cm长的线圈时:,可以发现受力是瞬间的一个高峰,这样估计就能发射出去了~~有时间试试~~

 

6月24号

1、今天大概是板子在scr的区域有某个地方线搭在上面短路了,于是第一次发射电磁炮时就看到scr处出现一个小电火花。然后,竟然本着侥幸的心理,我竟然再次把电容充满了!400v2000uF啊~~充满后才发现scr真的被烧掉了,线路断路,电容无法放电!~~于是我们只好愁眉苦脸的等到340v左后,实在等不下去了,由林长浪拿着大的螺丝起过去放电!然后就听到啪的一声巨响,看到一个十分明亮的蓝色电火花在空中绽放~~长浪一点事都没有,但螺丝起被电击融化的好几处~~太危险了~~

2、由于没有时间实验igbt电路,而最后一个scr已经烧掉了,所以在这段时间内可能都实验不了电磁炮了~~

 

6月26号

1、因为上次把scr给烧掉了,所以今天只好把scr的c极和e极焊在了一起~~然后,通过实验验证了那个模拟软件的结论:细铜丝是不适合做电磁炮线圈的,哪怕它增加了匝数~~实验视频地址:http://www.zhangshengdong.com/post/2013-06-27/40050447740

2、自己灵机一动,想到了IGBT的连接方法,并试验成功,电路图如下:但经测试,IGBT的控制极最小触发电压要6v或7v以上,而单片机只能提供5v~~这就意味着只能接外接电源,然后由单片机控制触发开关,即使用上拉电阻,电路图如下(一个是 信+ ,另一个是 12v ):

我们测试过,控制极最高电压打到12v依然工作正常,记得说明书上好像写的是最高电压20v,不过没敢真打到20v试试~~图中的那个二极管是1N4007~~

3、用1m长的直径1mm的漆包线缠成了这么一点儿线圈,阻值才0.5欧,是以前那个10m长直径0.15mm线圈的1/40~~

4、用上面的那个线圈来实验,充到400v,2000uF,一切换继电器(与线圈导通),结果就在电容上方的接线处出现一个红色电火花,然后就闻到一股焦糊味,应该是接口的杜邦线没连接好,致使在接口的大电压击穿空气。当然,这个依然不是重点,重点是电容里还有电(经测量,大概还有240v),但导线已经烧断放不了电了~~于是我们只好等浪子来处理~~英勇的人工电容放电 视频地址:http://www.zhangshengdong.com/post/2013-06-27/40051141879 ~~因为电容里只剩240v了,所以出现的是红色的电火花~~而上次,就是击穿大螺丝起子的那次,就是接近400v,出现的是蓝色的电火花,比这次的帅多了~~

 

6月27号

1、今天实验时,啪啪啪 炸得跟放鞭炮一样~~第一次比较严重的爆炸是把线圈的接头给炸了:,然后我们重新焊了板子,并且把所有的杜邦线全部去掉,接头改为涂上厚厚的锡用导线相连,并用热熔胶全部封死~

~~但新板子上的继电器又给炸了:

继电器的两面都给炸飞了,可以看到继电器里面是上下吸合的:

,后来在我们拆继电器时,发现在继电器的背面我一直都没拍到的地方,有个1N4007,被整个给炸没了,尸骨无存~~于是,我们又焊了新的板子,用上了igbt,这样在继电器切换后再打开igbt,就不会因为继电器瞬间吸合时击穿触点而炸掉了~

~~由于实验室里的单片机暂时不好用,而电源上有一个旋钮的电位器坏了,现在只能用2个电源输出,但我的新板子要3个电源输入,所以只好等以后新买的电位器换上后才能实验新板子了~~

 

7月1号

1、全副武装的去做实验:

有护目镜、墨镜和耳塞~~

2、实验上次的线路板~用电池盒启动继电器,再用实验室的电源发生器导通igbt,没什么大问题,不过子弹依然被吸到了线圈中央,看来以后非要用个单片机来快速关断不可了~~对了,后来没有即时关断电源,竟然把igbt控制极上的保护限流电阻给烧了~以后要降低电压了,大概10v以下吧~~

 

3月5号

1、上午,实验一个假期前的电路还是否能用。第一次充放电成功。第二次不小心把scr控制极电压加到9点多伏,烧了。以后加到5伏串上10欧或100欧的电阻就行。一开始先冒烟。然后电容的大电流一过,scr中间就炸开了。

 

3月6号

1、上午去买了415伏的空气开关,晚上用空开替换了scr后,竟然第一次把子弹打了出去。第二次重复实验时,地线的拧线处可能松了,就把线炸飞了,不过子弹还是打出来了。

 

3月7号

1、晚上,发现继电器失灵,只好重新换了继电器,然后把线圈换成之前绕的大概0.7mm的3层的,然后把瓶子打飞出去了一段距离。但后来发现继电器又坏了,应该是电压太大了。只好明天再去弄个空气开关试试。以后还是要用电子开关才行。

 

3月9号

1、晚上,用两个空气开关,不用继电器进行实验。每次都成功。

实验发现,线圈要粗,也就是电阻不能太大,否则绕再多圈威力也不够。

还是这个0.7mm绕了两三层的威力大,上一个图中的线圈虽然绕的层多,但线太细电流小,威力都没能把子弹打出去。当然也可能是电流小所以放电慢,产生反拉。这要等我的igbt到了才能测出来了。

有时间还是要在电脑上模拟出来。

 

3月11号

1、找到一个关于电容 并联充电,串联放电 的电路图。

 

3月12号

1、用新绕的2mm的线圈做测试,结果应该是电流太大了吧,把电线给炸了。等以后有时间准备把零件都拆开单独测试看有没有损坏,然后用才买的粗的电源线重新连接做测试。

3月14号

1、找了光耦4n35、scr 70tps12、igbt h20r1202的datasheet,和两个别人做电磁炮的网址:http://www.geekfans.com/thread-51959-1-1.html
http://tieba.baidu.com/p/2918645463 还有百度贴吧电磁炮吧的仿真软件。仿真了2mm的绕法:

 

3月15号

1、我用的igbt型号是h20r1202,标准Vg是5.8伏。我把5.8伏正极接g极,负极接e极。然后把c极和led和100欧电阻和e极串联。现在的情况是,打开g极的5.8伏电源,led立马亮。但关闭g极的电源,led缓慢变暗。后来问了下王耀德,据说是由于漏电流引起的。准备明天试试推挽式的接法。

并且用1mm的线圈做了测试,发现与线圈差不多长的子弹威力最大,与管子差不多粗的子弹,威力也大。以后准备用那个长子弹了。对了,测试的长子弹是把一枚钉子的底锯掉制成的,威力现在已经能在塑料瓶的底部打出一个白点了。

 

3月16号

1、确认了昨天焊接的igbt被高温烧坏,所以只剩一个igbt组成不了推挽式电路,只好继续催卖家尽快发货。

2、然后用scr,型号是bta41800b,做开关,先测试了控制30伏电机的通断,完全成功。但是把它应用到电磁炮上,由于bta41800b的最大电流是41安,而电磁炮竟然大于这个电流,于是把bta41800b给炸掉了。但是空气开关可以耐住电磁炮的电流,所以明天去查一下那个型号的空开的跳闸电流。

3、网上有人说,可以在igbt的g极和e极之间并联一个10k电阻,即可快速关断,有时间试试。

4、一开始用了一个大的金属外壳的scr,但是却发现它不加电时是导通的,所以才换了bta41800b。猜想:可能这个大的是双向可控硅,然后控制方式是没电时正向导通,有电反向(也可能是正电流负电流)。所以有时间试一试,若是可行,可以做一个控制电机正反转的电路。

5、突然想到,bta41800b是能耐41安800伏的,而跟它一起串联在放电电路上的空开才是32安400伏的,scr的功率远大于空开,但为什么空开没跳掉而scr却炸掉了呢?会不会是因为电子的运动方向与电流相反,所以看电流是先经过空开,但其实看的是电子先经过的scr,所以scr被炸掉了但空开没跳。~~

 

3月17号

1、今天没什么时间弄电磁炮,所以只测试了一下光耦。原来以为b极可以不用加电压的,不过没成功 以后有时间再测试下加电压的。

 

3月18号

1、那个大的双向可控硅bcr50gm还是没弄懂怎么用~

2、型号是h20r1202的igbt上回g极断电后,串在c和e上的led很缓慢的才熄灭,网上有人说这是由于pn结的电容效应引起的,解决的办法是在g和e极上并联一个10k电阻。今天试了一下,没有10k电阻,就用6.2k代替了。实验完全成功,一断开g极led就熄灭了。

还拍了一个视频,不好放上来。

3、发现充电电路上用的空开型号里有个C62,即跳闸电流是62安,而放电电路上用的则是32安的,可能这就是导致2mm的新线圈跳闸的原因,等明天有时间把62安的换到放电电路上再试试新线圈。

 

3月22号

蓝桥杯终于比完啦

1、晚上只实验了红外对管的电路,用的就是从网上找的那幅图:

(长正短负,据说红外发射管工作电压是1.1~1.5v)

只不过由于电阻的稀少,所以发射管上串的是2.1k的电阻,接收管串的是64k的。实验发现,把发射电路的总电压由0升至8伏,接收电路总电压是5伏,接收管两端电压由4.8降至3.5左右。实验基本成功。不过看来还是光电门好用,有时间买几个来试试。

2、找了一些资料、图片:

 

3月23号

1、上午用能耐63安的空开做放电电路的开关试了下2mm的线圈,直接在空开接口处喷出火花了,

连铜都被电流熔掉了,

查了一下,铜的熔点是1084度。然后发现空开这一路不论合上还是拉下,都是开路,也就是说空开的这一路被炸坏掉了。~幸亏我买的是两路空气开关,还有一路能用,不过我的20块钱啊~~

2、下午测试了大功率scr,型号是70tps12,

测试控制小灯泡成功,70tps12的字面对自己,从左往右针脚分别是k极接地,a极接大电源,g极接控制电源,1~1.5v即可导通。我在g极上串了一个10欧电阻,2.1v即可导通,后来为了保险我加到了3.5v。

然后就测试用70tps12控制电磁炮了,成功,一共打了两次,都可以,证明scr没被烧坏。

因为后坐力太大,会使线圈后退,造成现场一片狼藉。

3、后来发现瓶底竟然被打穿了!

一共用70tps12打了2次,所以有2个洞,看来还是快速的导通和关断能防止线圈对子弹的反拉,使威力更大。

 

3月24号

1、今天下午辛辛苦苦的按照上次查的标准绕了1.2mm的线圈。

只不过因为手工绕的松,所以原本应该是2.5cm长的线圈,被我绕成了3cm多。所以本来预计用17.84m的线,被我用了25m。

2、然后接上昨天的电路,先后用买的标准子弹和自己剪的钉子做了实验。

发现威力跟昨天的老线圈差不多,甚至还不如它大。

3、好吧,明天再绕一个1mm的线圈,要是依然一样的话,就去找长春哪边有绕线圈的地方,用机器绕去。

4、后来,穷极无聊之中,我第一次用电磁炮打麦克风奶茶的那种瓶子为乐。刚打的时候,目标瓶子纹丝未动,只听得子弹掉在地上的脆响。我还以为子弹被反弹回来了呢,不由大为沮丧。哪知找子弹时,突然发现漏水了,原来是子弹太快,瓶子还未来得及动就被打了个通透。

其实是整个被撕裂了一个大口子~~

 

3月25号

1、上午,用1mm的线按照上次模拟的规格绕了线圈。深有感触还是机器绕的好,以后再绕线圈一定要出去找机器。然后连电容做实验,在瓶底上打出一个大的划痕,不过感觉应该是比老线圈威力大。

2、后来下午,突然想到电容并联并不等于电流加大,因为电压电阻是一定的,所以电流大小也是一定的,电容并联是延长了放电时间。也就是说我们可以用3个电容并联,于是做实验。发现貌似确实大了一点,在瓶底打了一个小孔。

3、但是4个电容并联和1个单独放电威力都减弱,应该是出现反拉了。等于说在2个电容并联时可能子弹还没运动到线圈中央就已经没电了,所以延长放电时间能增大威力。

4、后来又分析了子弹,发现子弹的直径和子弹的长度越与线圈相匹配威力越大。于是我就去五金店买钉子。结果去的是一家小五金店,与管子差不多直径的只有钻头,但是这个钻头前面像鱼钩一样有两个突起,但还是买了一个,5块钱。然后又去找汽修店,拜托他们把前面的突起磨平,顺便把多余的长度截掉。于是,因为是钻头,竟然还磨坏了他们的一个砂轮,那个工人一边磨一边抱怨怎么这么硬的呢~

5、然后拿回来做测试。威力十分大,直接把瓶底打穿了!

6、用scr触发也测试成功。

7、最后,经过一番评估,决定放弃之前的 400伏并联充电,800伏串联放电 的策划,因为这种变电路必须要用到单刀双掷开关,而之前的双向scr一直都未测试成功,而且这种变电路太复杂,不安全,故放弃之。

8、未来就直接转入制作二级加速。不过在此之前还要测试70tps12串上100欧左右的电阻接5伏电能否触发。还要买一堆光电门和一块液晶屏还有单片机,来对子弹测速以及触发一二级开关。

 

3月27号

1、在单片机上写了一个按键检测的程序,当按下开发板上的按键时,板子上的灯亮。测试成功。

2、后来,用一样的程序,准备靠按键控制70tps12的通断来点亮led。结果发现不按下按键时,led导通,按下时led反而熄灭。后来发现原来这块板子上的led是低电平触发,而板子上的按键按下后竟然也是低电平,平时却是高电平。所以当我用原程序控制70tps12时,就是反的啦~也正因为此,导致我不能实验用单片机控制电磁炮了。

3、明天用我的船型开关试试。不过要串上1n4007,还是直接用垃圾的单片机更保险一点。

 

3月28号

1、实验了用单片机驱动70tps12,失败。不知道是因为外围电路还是单片机本身上拉太弱,明天用上拉电阻试试。

 

3月29号

1、上午试着用上拉电阻和单片机驱动70tps12,但单片机的电流还是太小了,导致根本无法控制70tps12。

2、后来就试着用光耦4n35,但发现做测试的led是半亮,估计是哪边电阻加大了。这个方式驱动后来估计应该能成功,只是当时就直接放弃转而去找三极管了,所以等以后有时间可以试试。

3、然后当时就想,不是因为电流太小而不能驱动scr吗,那我就去找个电流放大电路吧。于是找着找着就又想到了用开关三极管控制电源和scr。于是就找到了三极管ss8050。

4、后来好不容易设计出电路后,发现单片机的针脚还是不能控制,led一直不亮。

5、最后发现,51单片机的引脚最大驱动电流只有20mA,而驱动ss8050最少要40mA。感叹51的驱动能力实在是太小了,要是ardiuno直接就是40mA了呢。

6、最后在一番绞尽脑汁之后,想到,我用个上拉电阻再给它20mA不就行了。于是粗略一算,上拉电阻50欧(后来查看电路图时发现好象是20欧,而且ss8050的b极我是直接接单片机的,虽然标准导通电压是1v,但貌似我测量时才0.7+v,scr好象是0.9+v)。连上电路,哇!最终成功啦~~

真是太好啦~

7、明天先重复一遍实验,然后串上1n4007,再上电磁炮试试~~

 

3月30号

1、照着昨天的电路图连接,发现不行。貌似是一直亮?有点忘了。因为后来发现接触不良很严重,所以明天可以再试试。

2、后来百度 单片机ss8050,发现直接在g极上串一个1k电阻接单片机,即可控制。不过貌似关断后led还有微弱亮光。

3、后来各种调试,不过接70tps12的g极那里只串了一个10欧电阻,结果后来发现单片机拉低后,led两端电压逐渐上升,不知是不是被烧坏了。等明天再用电机测一测。

 

3月31号

1、今天反复测试了昨天的电路,发现用ss8050在一开始导通和关断70tps12是没有问题的,但来回切换次数变多了后,就会出现关不掉的情况。

2、一开始以为是scr的pn结电容效应,但后来发现貌似不是。

3、再后来,各种百度,http://m.doc88.com/p-210659643709.html 发现除了用npn型的ss8050做的开关电路外,还有一种是用pnp型的ss8550做的,而且由于是高电平关断,所以貌似效果更好的样子。

4、于是乎就按照电路图连了一下,效果不错,不过scr的g极上原来10欧电阻发热很快,估计是ss8550电流放大倍率太高了。后来一直把这个电阻加到30欧才不明显发热。不过不知道会不会影响导通效果。不过测试电机一点问题都没有了,次次能关断。

5、等明天再测试一下电机两端电压和三极管电流,没问题了就焊成板子。要记得在51的输入输出端加1n4007。

 

4月2号

1、今天晚上把昨天的用ss8550触发70tps12的电路焊到了板子上,并且还在每个接口都连上了1n4007。但一上板测试led就发现不亮。于是乎就各种检测。最后突然发现,单片机输出的高电平是5.34v,而我给ss8550接的是5v的外电源,并且我的电路是高电平阻断低电平导通的。所以,后来我直接用单片机的5v就成功啦~

2、最后还发现,1n4007也是有压降的,所以在单片机的pin脚那不能串1n4007,否则就会无法导通。最后的电路图是这样的。

3、第一次上板测试,触发完全成功。不过用的是2个电容并联,连瓶底都没打穿,感觉威力还是比以前小了。

4、第二次上板测试用的是3个电容并联,一下就打穿瓶底了。不过再后来的检查中,越发觉得好象是打到了以前的洞中,不过威力的确是比2个电容并联要大了。

5、有时间把板上的电阻换成1k和10欧的再试试。

6、然后瓶子已经被打得千疮百孔,也要换了。

7、再然后 ,接下来就是要测试光电门了。

8、应该再去买几个电容了。

 

4月3号

1、昨天的板子,改成1k和10欧的请刘旭东焊好啦~~

2、然后,用16位计时器中断,先设定好但不开启,然后等检测到信号再开启中断,没有信号就关闭信号的方法,做好了精度是1微秒的计时程序。

3、在距离检测位约10厘米处测量自由下落的子弹,子弹约3厘米长,测出25000多微秒,用g为10笔算得22000多微秒,因为是粗略计算,所以基本是比较符合的~~

4、另外就是因为光电门间距比炮管大2mm,所以直接放上去很难测量到。纠结了一下午,结果李丹在炮管上包了一层纸就能很好的测量了,真奇葩(貌似是因为亚克力的导光率实在是太大了~)~~

5、明天有时间连电磁炮试试,若是成功的话,我的毕业设计就基本完成了~~

 

4月4号

1、今天早上做测试时发现,用昨天的程序测时间不稳定。

2、分析代码发现,我用的是检测引脚为高则计时的数加1。但这样的方法天生就不准。

3、于是我花了一天的时间把它改为了:信号接到INT0口,同时把计时器的TMOD设置为16位计时器的GATE触发模式。利用信号的上升沿和下降沿做激发,TH0和TL0从0开始自动计时,信号结束后直接读取TH0*256+TL0就是高电平的宽度了~

4、测试了几十次,基本都是23000微秒左右,这与我粗略笔算得出的22000多微秒是高度吻合的。可以说,一个精度达1微秒的高精度计时/测速器就做好啦~~

5、那么接下来就是先在中断函数中写一个引脚拉高的语句,看对测速有什么影响。

6、然后看看那个大单片机有几个5v电源引脚,大于四个就可以直接做二级电磁炮了,要不不到四个那干脆用两个单片机好了,懒得扩展了,但还要再买个液晶屏~

7、再然后就是看能不能关断电容对线圈的大电流放电,若可以,则找出最佳关断和导通位置。

8、不过看来得再买管子和线圈,还有,先去问问有没有绕线的地方。

 

4月7号

1、今天下午,用前几天优化好的测速部分对电磁炮进行了测速。一开始先用2个电容并联,速度达10米每秒。

2、然后用3个电容并联,速度达到了21米每秒。

3、后来通过测试子弹的不同初始位置发现,子弹头刚进线圈1或2毫米处威力是最大的,达到37米每秒,可直接射穿塑料瓶底。而且子弹的不同起始位置与威力大小的关系,并不是线性的关系,超过一定距离子弹威力掉得很厉害。也就是说,并不是出现反拉,仅靠把子弹起始位置往后放一些就可以解决啦~

4、然后把1mm的线圈换成了1.2mm的线圈,威力竟然更大了,达到40米每秒,直接就把红牛的不锈钢瓶底打穿了~

5、后来经过调试,最后威力达到44米每秒。对着塑料瓶底中央最厚的部分连打了3次就彻底打穿了。

6、然后精确测量了子弹的长度,达37.8mm。

7、把程序里原来的30000换成了37800,速度达到47米每秒。

8、然后用新程序测试了打苹果醋的玻璃瓶底。速度为41,一炮打穿。场面挺震撼~

9、然后测试了刘旭东焊的新板子,结果板子底部炸掉了。一检查发现,他把400伏的正极和负极的引线靠得太近了,所以大电流一下击穿空气,就把桌面炸掉了。

10、然后用赵丹焊的老板子测试。由于电阻选用的太大,导致scr导通不完全,速度只有20,但也射穿了塑料瓶底。

11、明天有时间测试一下刘旭东那块板子还能不能用,能的话就把元件拆下来重新焊一块引脚间距大的。

12、然后有时间还要找一下长春哪里有绕线圈的地方,去考察一下是怎么绕的。

13、然后还要再买2个电容,2根管子,2卷1.2的漆包线,还有几块洞洞板和5个光电门。

 

4月8号

1、测试了昨天炸掉的板子,元件都是好的,于是自己就把引脚间距拉大,重新焊了一块,用的是插针。

2、结果一上电磁炮,scr正负极那(也就是1脚和2脚)就击穿,炸的桌上火星四处乱滚。

3、于是不用杜邦线,改为把导线绕在插针上,结果一开火就击穿。

4、虽然不知道为什么,但基本可以确定大电压不能用插针~

5、无奈了,只好在晚上用专门的电源线把scr的3个针脚引出来,并在针脚接线处用热缩管绝缘固定。坐等明天测试。

 

4月9号

1、发现1k连ss8550,10欧连70tps12的接法是一直处于导通状态的。并且单片机打到关闭信号的”漏电流”导通的scr而打出的子弹速度也是20,也就是说scr根本就没有什么不完全导通之说~

2、后来一直改到4k和20欧才能正常控制。也就是说现在有两个控制组合,还有一个是2k和30欧的~~

3、然后写了程序让它导通后1ms关闭,结果子弹的速度是一样的。也就是说scr 70tps12真的无法关闭~~

4、还是去找个大功率igbt吧~或者问问看双向可控硅能不能关断~~

5、最后,在并联3个电容的情况下,子弹尾进入管子1mm多一点速度是最快的,用70tps12触发达20米每秒,用空开是40。

并联2个电容,用scr速度为15,但用空开是12。

6、也就是说,空开的确会损失一部分能量,所以3个电容时scr反拉大,而空开由于损失能量所以反拉小,故3个电容空开速度快。但2个电容时,反拉都几乎没有,而空开会损失一部分能量,故scr速度快。

7、所以还是要找igbt或看看双向可控硅能不能关断电路。

 

4月10号

今天测试了二级加速电磁炮。

1、一开始的时候,我犯了一个低级错误,我把要检测的针脚在INIT函数里置零了,结果光电门就不能检测了~~

2、然后测试不加液晶程序的二级加速,成功了。由于原有光电门离二级线圈有大概6cm远,故要加一个延迟启动。发现延迟4ms子弹被反拉向后射出,3ms反拉停留在二级线圈中,2ms射出,1ms射出且威力最大(目测)。

3、但加上液晶的程序,二级线圈就无法打开了。

4、后来把液晶的函数放在打开二级线圈的if语句块中,并且在打开线圈后delay一会儿在调用液晶,就可以打开二级线圈了~~

5、但现在的问题是目测二级加速的子弹速度很快,但测出来的却只有13。

6、明天先测一下3电容空开的,看是不是40,若是就把测速和触发分开,写到两个单片机中。

 

4月11号

1、今天一开始测2电容scr是11多,接近12。

2、然后测试了用2个单片机,一个管触发,一个管测速,延时1ms,虽然成功开炮,但速度只有15多。

3、然后怀疑是延时长了,故去掉延时重新测试,是21米每秒。虽然约等于两个单级2电容的速度之和,但不符合二级电磁炮效率比单级高~

4、故明天写一个us级延时试试。

5、然后还要试试3电容空开速度是不是40。

6、对了,可以把触发一起改为边沿中断试试。

7、再测试一下直接用延时打开二级,不用触发了。

8、然后发现显示速度那块的整数部分一直用的都是老程序30000的那个,明天更新成37800试试。~~

9、然后网上买了4个igbt,等到货后全部并联进行触发,若没炸就减成3个,2个,1个试试。

10、还要买电容和光电门还有管子和线圈了,看看哪边能绕线圈的。

 

4月12号

1、修改好程序后,用3电容并联加1.2mm线圈和空开测试,时间700us,速度为54,是对的,而且是目前最快的了~可惜忘了拍照留底了~

2、用3电容1mm线圈空开,速度是47.547~

3、然后,新程序2电容1.2线圈空开,速度是20.257。

4、用2电容1mm线圈空开,速度22.923~~

5、才发现昨天不小心的一次击穿事故,竟然把插针用的钢给打断了!

6、用2电容1mm线圈scr,速度竟然达到35.829!

7、那昨天是怎么回事?又试了一次,速度是32.061。要不我再试一次?又打了一次,是31.343~

8、而且其实之前还有两次都忘记复位了,用两次时间之和算出来的是15,所以单次也是30多,也就是连续5次都是30以上的速度~

9、那昨天怎么会测出11的呢?会不会是两个scr触发电路不同?换个试试~

10、换了一个scr和触发电路,速度是27.814。再试试。速度是29.508,看来两个scr都是30左右,也就是说昨天的电路肯定有问题~~

11、接了二级电磁炮不延时,速度是41.042。我再加个1ms延时试试。速度是44.多。再加个2ms试试。速度是59.904。

12、光电门距离第二级线圈约有6cm,按30m/s算,延时2ms正好到。所以我再试试3ms就应该有反拉了,表现为速度降低。速度为25.488。~

13、然后编了一个delay_100us()的函数,进行测试,结果单片机的那个c52芯片烧掉了~一通电就变得滚烫,针脚也没反应了~~明天正好去繁荣路采购一堆吧~~

14、总结一下,我觉得烧掉单片机芯片的应该和电磁炮没关系,不然早就烧了。原因应该是以前我用的是小的那个移动电源,只有500mA和1A的,今天我用的是大的移动电源,是1A和2A的,而烧掉的那个单片机正好接的就是2A的口,而且单片机的usb线貌似也被烧了,输电能力弱。另一个可能的原因是我有一个开关是从单片机引脚接到单片机地的,而今天我是把另一个单片机的地接到烧毁单片机的引脚的,而且开启导通的时间长,以后只能接到同一单片机上,并且开启导通时间不能太长。

 

4月13号

1、去繁荣路买了芯片,还找到了可以绕线圈的地方~~

2、然后在网上问了为什么单级电磁炮速度有30,但两级就只有59了~网友回复,动能是和速度平方成正比的~好吧,60的平方是3600,是30平方900的4倍,看来我的二级炮效率非常高呢~~

3、然后网友还说,电磁炮周围磁场很强的,所以很有可能感应电流会把单片机给烧了~

4、看来我要去多买些长杜邦线了~~

5、之后的任务就是加上一个光电门,使之可以分别测出一,二级速度~~

6、然后多次测试,使整个系统稳定,然后找个大板子把电路板单片机炮管之类的固定在上面,整个毕业设计就弄好啦。

 

4月14号

1、今天用新买的52芯片测试了电磁炮,打出了51.012。

2、然后还把电容的接线给炸了~~

3、然后又打了一次,结果子弹穿过瓶子打中了对面的铁管,然后钻头竟然折了~照片是我把它扳回来之后照的~~

4、明天用502胶粘一下试试~~

5、之后又测试了那个4.2mm的标准弹,结果管口测出44米每秒的速度还被拉回来向后射出去了~

6、所以明天试一下把二级电容减成1个~~

7、据说内径4mm的管子也可以打4.2的标准弹~待会儿可以买一根试试~~

8、然后等买的内6mm的两根管子到货后,可以一根按钻头子弹的规格缠,另一根按标准子弹的规格~~

9、等电路都稳定下来后,就可以全部黏在板子上了,多次测试没问题后,可以以写论文了~~

 

4月15号

1、今天真是个记得纪念的日子。由于怀疑反拉,所以在我把二级电容减成一个之后,打出了126m/s的高速!为了保险,又打了一次,120~

2、这就证明一级2个1000uf电容,二级1个这样的组合威力是最大的~~~

3、可惜120的这一次彻底把子弹头给打断了~

4、所以下午只好去又买了一根钻头,据说是钻陶瓷的~然后拿给汽修的去磨掉两翼,不出所料又磨坏人家一个砂轮,然后磨的时候他那边的一桶油还着火了~~

5、然后拿回来之后发现直接自由落体子弹会在管子中间卡住,于是又买了锉刀磨了一个下午~~然后新子弹大约比旧子弹长1mm多~

6、程序暂时没改~~然后用新子弹打了一次,109的速度,实际应该再高一些~

7、这时突然想到会不会是测速部分坏了,于是让它测了个大约25cm(管长)自由落体,理论速度应小于2.2m/s,实际测得2.17m/s~又测了一次,是2.169~~

8、这就证明测速部分没有问题~也就是说我的二级电磁炮速度真的上120啦~~

9、然后找了张厚木板,洗干净后把这些零件(除了炮管)全部粘上去了~后来急着去吃饭所以忘拍照了~~

10、明天先接上电试试,若没有问题,就等再加上一个光电门分别测出一级和二级的速度~然后多测试几次就可以最终固定电路啦~~

 

4月16号

1、上午把线路连好后试了一下,结果忘记加子弹了~后来就发现2个电容并联的第一级总是充不上电。猜会不会是单片机坏了,结果测试是好的,猜会不会是scr坏了,结果测试也是好的~于是排除就排除到电容上了,怕会不会是电容被击穿了~结果拆开纸套一看,发现是导线被炸断了~~

2、这样就知道是为什么了~原因是电能经过线圈转为磁能,以前有子弹时磁能转化为子弹的动能,而这次没有子弹,全部的磁能就通过lc振荡的方式给电容反向充电,而这个反向电流特别的大~~

3、后来修好后,打了一炮,200m/s~~

4、先穿透了瓶子,然后又打穿近10cm厚里面塞满报纸的纸盒~可惜子弹没能打透出来~~

5、然后把程序中的37800换成新子弹的38000,又加了一级测速~~进行测试,第一级26.931的时候,第二级208.791~

6、但当第一级23.27时,第二级才92.457~~

7、当第一级22.028时,第二级才63.651~~

8、这是因为我的第二级触发是以30m/s算的固定时间延迟来触发的~~

9、明天改成测速单片机用3个数据口和2个使能口与触发单片机通信,当使能口1为0时,触发单片机就延时4*数据1+2*数据2+数据3,然后触发第二级~~具体是第一和第三光电门测速,当第二光电门出现下降沿时,触发单片机就把使能口2拉低,测速单片机发现使能口2被拉低之后,就把距离(减去一个子弹长,应该大约为3cm)除以T0的速度,所得时间精度为100us左右~写入3个数据口,然后拉低使能1~~

 

4月17号

1、今天上午原本是准备重新写程序的,结果把一大堆东西搬到实验室后,测试了几次原有电路,都打出了100+,于是就不想重写程序了。

2、准备明天再加一个光电门到二级线圈的入口处,这样延时时间和距离都变短了,误差就变小了~~

3、另外,现在还有一个问题就是,有时候二级速度会测不到,或许是因为子弹太快了吧~有时间看看到底怎么回事~~

4、然后,下午就准备开始写论文了~~

 

4月18号

1、今天上午,用原来的板子测试了一下,发现一级速度才18左右二级40左右。

2、然后在二级线圈后面加了一个光电门替换了原有那个在中间的进行触发,延时时间试了几次最后定在800us,但速度依然是18和40。大概线路哪边又有什么问题了吧~

3、不过不想弄了,现在的速度打瓶子什么的都够了,二级线圈效率也在2以上,通过毕业论文应该是没问题了~所以下午就继续写论文吧~~

4、明天试一下往小了改会怎么样。

 

4月19号

1、今天把两个数显电压表头分别加到了一级和二级电容上,这样就可以实时显示电容的电压了。为了配合使用这两个数显电压表头,我还加了一个4节5号电池盒给它供电。

2、然后改为了用3节18650串联,接开关和升压模块还有空开,给电容充电。于是整个电路就变为了这样:

3、但是很悲催的是,今天测了几次,都只能打出25左右的速度了,不过也有可能是因为我把延时改小了的原因~

4、明天改成8或9,甚至更大试试。

5、然后,在液晶最后面加上两次速度的比值。

 

4月20号

1、中午,测定了新子弹的长度,是4cm。

2、然后在屏幕最后加上了两级速度平方的比值。并且测试了把延时调为300us的速度,第一次测试是62。

3、然后把延时调为了2,4,5等进行测试,速度都是20多30多,基本是3最快,但第二次测试延时3,速度就只有27了~

4、27这个速度只能在穿过一层纸箱后在玻璃瓶上打一个洞。

5、这个速度有点小了~以后多试试,看应该怎么调。

 

4月21日

1、一开始打了几次都是100多的,后来准备打玻璃酒瓶录像的时候,就变慢了,好奇怪。

 

4月22号

1、今天故意不断电连打了几次,速度都挺快。

2、然后发现由于我是以30m/s为标准设的延时时间,所以第一级速度越接近30m/s就越与延时时间相符,并且的确也是子弹速度越快线圈效率就越高~~可惜忘记打玻璃瓶了,明天试试~~

 

4月23号

1、今天打了2次,一次72,一次50。72的是正打上去的,只把啤酒瓶打出一个洞,不得不说啤酒瓶真硬~50的那次是稍微斜着打上去的,把啤酒瓶半个底给掀掉了,以后就用塑料袋包个玻璃瓶斜着打吧~~

 

4月24号

1、今天晚上在写论文时,突然发现可以把二级触发写在中断中,上升沿触发,打开后延时一会儿关闭。

 

4月25号

1、实际操作时发现,51单片机只能下降沿触发,要实现上升沿除非加反相器。但我电路都固定好了,再改起来麻烦,于是就不改了~

 

4月26号

1、终于将论文写完啦~

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