Simple Coilgun

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Simple Coilgun

Status: stable

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Beschreibung A small coilgun
Autor: Luca
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Beschreibung

Hierbei handelt es sich um ein Projekt, das ein Schüler (Luca) bei uns im Backspace für den Physikunterricht erarbeitet hat. Durch die Unterstützung von unseren Mitgliedern konnte er einen Einstieg in den Aufbau von elektronischen Schaltungen sowie die Programmierung von Mikrokontrollern erhalten, Löten lernen und ein spannendes Physik-Experiment durchführen.

Funktionsprinzip

Ein ferromagnetisches Projektil bzw. ein Magnet wird durch das Magnetfeld einer Spule in deren Mitte gezogen. Dabei muss der Strom abgeschaltet werden, sobald die Spulenmitte erreicht wird, um ein Abbremsen des Geschosses zu verhindern.

Schaltung

Die Spule wird durch einen von einem Arduino-Board angesteuerten MOSFET an- und abgeschaltet. Parallel zur Spule ist ein 10 Ohm Widerstand und eine Diode geschalten, um zu verhindern, dass nach Abschalten der Spule der von ihrem eigenen Magnetfeld induzierte Strom den MOSFET beschädigt, und um das Abklingen dieses Stroms zu beschleunigen.


Schaltplan

Material

Gaußkanone

  • Kunststoffröhre
  • Kupferlackdraht
  • Klebeband
  • Mate-Kapseln zur Spulenbegrenzung ;)
  • Eisenstab

Schaltung

  • MOSFET
  • Diode
  • 10 Ohm Widerstand
  • 10 kOhm Widerstand
  • Lochrasterplatine
  • Draht


Aufbau

Die Schaltung wird entsprechend des Schaltplans aufgebaut. Die Spule besteht aus dem Kupferlackdraht, welcher um die Kunststoffröhrer gewickelt wird. Mit den Mate-Kapseln und dem Klebeband wird die Spule in ihrer Form gehalten. Aus dem Eisenstab werden längliche Projektile gesägt. Bei uns hatten diese ca. 3 mm Durchmessser und waren ca. 13 mm lang. Durchmesser von Eisenstab und Kunststoffröhre sollten so aufeinander abgestimmt werden, dass die Projektile gut durch die Röhre passen.

Spulensteuerung

Die Schaltung wird mit einem Arduino Nano angestuert. Der Mikrocontroller ist so programmiert, dass beim Drücken eines Buttons für eine hartkodierte Zeit Strom in der Spule fließt. Danach wird einige Sekunden lang der Input des Buttons ignoriert, um das wiederholte Anschalten der Spule zu verhindern.

Video

Bilder