Quiero construir una pistola portatil portátil y soy un novato completo [cerrado]

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Me gustaría entrar en el mundo de las aficiones electrónicas haciendo una carabina, y hasta ahora sé que entiendo los conceptos básicos del dispositivo y que necesito grandes cantidades de corriente directa.

Sin embargo, estoy desconcertado en cuanto a dónde comenzar a calcular. Me gustaría fijarme X cantidad de joules / kjoules de energía eléctrica y trabajar a partir de eso, pero sé que cosas como la longitud del riel y cómo los rieles se empujan entre sí podrían afectar el rendimiento, por lo que me gustaría saber;

  • ¿Cómo se relacionan Farads con los julios (conozco la fórmula J / V ^ 2 pero eso no fue lo suficientemente claro)?
  • ¿Debo optar por un solo condensador potente o un grupo de otros más pequeños, especialmente porque quiero descargar la carga lo más rápido posible?
  • ¿Qué tipo de metal conductor debo usar que sea lo suficientemente conductor para la aceleración y lo suficientemente duradero para resistir el retroceso y otras fuerzas involucradas?
  • ¿Cómo debo enfriarlo o lidiar con el calor?
  • ¿Habría mucho calor para comenzar con una pistola portátil?
  • ¿El recubrimiento ABS sería un cuerpo apropiado para la pistola, protegiendo al usuario de los amperajes letales que estarán involucrados?
  • ¿Cómo ayuda exactamente la longitud del riel al caso, ya que usaría un bípode para un rifle largo si eso aumentara mi eficiencia?
  • ¿Sería una mejor idea tener balas conductoras, balas aisladas con descartes y sabots conductores, o una apertura estable que simplemente se detenga en el extremo del cañón por cualquier medio que pueda encontrar al tiempo que permito que la bala aislada sin unir ¿afuera?
  • ¿Debo mantener mi circuito simple para usar solo interruptores, una batería, un condensador y algunos LED, o hay componentes de circuito más eficientes?
  • Me gustaría tener un mecanismo de control que encienda el LED rojo cuando se está cargando, verde cuando está cargado, ¿cómo puedo hacer eso? En mi bosquejo simple del circuito, tengo V-switches (no sé el nombre técnico) alineados de manera que las luces se enciendan correctamente durante el curso de mi activación planeada de tres etapas, pero las mejores ideas son obviamente bienvenidas.
  • ¿Un condensador perderá su corriente cuando ninguno de los extremos esté conectado a un circuito completo, pero ambos tienen cables conectados a ellos? Supongo que no, pero es mejor prevenir que lamentar.
  • ¿Hay alguna forma de asegurarse de que el condensador haya agotado toda su carga?
  • ¿Cuál sería una buena idea para mejorar la seguridad y la eficiencia?

Gracias de antemano!

    
pregunta lychnus

1 respuesta

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Un proyectil de 10 g que se mueve a 100 m / s tiene una energía cinética dada por 1/2 m (v^2) , es decir, 50J.

Suponga una eficiencia del 10%, por lo que necesita suministrar 500J desde el banco de capacitores. Supongamos que estamos usando el número sugerido de 16milifard. Reorganizar F = J/V^2 a V = sqrt(J/F) . Eso produce un comparativamente modesto 176V. Por supuesto, esa es la energía para cargarlos completamente, y no se puede usar todo debido a la caída de voltaje.

Supongamos que se inicia un riel de 50 cm y un proyectil estacionario (en la práctica, se lanzan mecánicamente). Por s = (v1 + v2) t/2 que nos da 1 / 100s de tiempo de aceleración. Eso produce una potencia instantánea de 50kW y una corriente de ~ 280A. La entrega de ese tipo de corriente requiere cableado de resistencia extremadamente baja y barras de distribución y será bastante difícil de lograr en un diseño portátil. Sospecho que un diseño práctico utilizará un voltaje más alto para compensar este problema y compensar la caída de voltaje a medida que se descarguen los condensadores. Quizás solo el 10-20% de la carga se puede usar de manera efectiva.

Se debe evitar colocar interruptores en la ruta de alimentación, ya que la corriente tenderá a soldarlos.

Problemas de calor: un disparo arrojará unos cientos de J de calor en los rieles y el aire a su alrededor. El enfriamiento por aire servirá para bajas tasas de fuego.

Seguridad: es un término relativo. Nunca vas a conseguir esto aprobado por la CE. Cubrir todo en ABS (o tubería de PVC) para mantener los dedos alejados del alto voltaje, la temperatura y las partes móviles es un buen comienzo. También aplico un barniz aislante o un revestimiento conforme a todo el metal expuesto en las partes internas (excepto las superficies activas de los rieles), como un intento de doble aislamiento y de mantener la humedad.

Indicador de carga: este es realmente el menor de tus problemas. Comience con un voltímetro.

Descarga de la tapa: ¡permanecerán cargadas a voltajes letales! Las "resistencias de purga" se usan generalmente para drenarlas. Tenga en cuenta que la descarga de un paquete 500J a través de una resistencia de 1W tendrá que tomar al menos 500 segundos. El voltímetro es útil aquí para observar la descarga.

Sabot: no creo que esto se haga normalmente, y eso complica enormemente todo.

Construcción: tiene un pequeño problema de ingeniería mecánica para garantizar que los rieles estén bien fijos pero al mismo tiempo aislados eléctricamente entre sí y con el chasis. Puede hacer que los aisladores se ajusten alrededor de los tornillos y pernos, pero el espacio requerido para hacer esto a niveles de kV puede ser un problema.

También será un problema poner los rieles lo suficientemente paralelos y poner en contacto el proyectil sin demasiada fricción o arco eléctrico.

    
respondido por el pjc50

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