模块介绍:
功能性模块有:加速核心、供弹机、主控板,其余结构组件在此暂不作讨论。
一、加速核心
加速核心和本版大多数“炮”一样,作用是使用电能将弹丸的速度提升,是整个木仓的基础。
目前使用的加速核心为PCB-铜柱供电连接结构,开关方案为MIC4416驱动IRFP3206,第一个版本稳妥起见用的是3L提到的坛友的电路。
每级含有6个50V1000uf高频电解电容,与动力电源并联,这样并联的好处一是可以提高峰值电流增大磁力,二是减少动力电源的峰值电流,起到保护电池的作用。很多人担心电容的电压会逐级下降导致后级效果不佳,事实上使用的动力锂电暴力的功率能在弹丸运动到下一级的间隔时间内便完成充电(30m/s时)相关波形数据以后会上传,此贴中有之前的低压炮附加电容实验数据:
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加速核心共十级,注入速度10m/s,出口速度50m/s,平均每级动能增量在0.5J,每级线圈的选取都经过了大量仿真对比和一定量的实验,随着级数增加逐渐减少线圈电感与阻抗,原则是每一级释放能量接近,确保每一级的开关元件既不会损坏也不会负载过低。每级上动力电源与线圈之间有一熔丝连接。
在此使用了光电固定环,用途是定量控制每级线圈与光电管之间的距离,同时可以确保光电管处于对射位置,而且美观,光电固定环使用自制硅胶模具和环氧树脂浇筑制造,附图几张:
加速管道的选取让我非常纠结,原先计划使用透明PC管或四氟管,可以省去打孔的步骤,但是买的管子厚度变化较大有的部分子弹无法通过,而亚克力管一类太脆不耐磨容易断,也考虑过金属管但是嫌打孔麻烦,于是先暂用白色ABS管。
二、主控板
主控板的作用同样重要,把一个加速器变成一把能实用的木仓主要靠它。主要功能有:
1、供弹机通断控制、供弹机光电信号检测、供弹机放电电路与电容隔离(如果供弹机和电容直接并联的话开启时会使电容电压下降很多,整个加速过程都充不满)
2、电流过载保护
3、动力电源与加速核心连接控制(开机时PWM脉冲充电减少锂电池负担,电流过载自动切断功能暂未加入)
4、加速核心12V控制电源供给
5、扳机开关信号检测
6、波段开关选择击发模式(单发/三连射/5发每秒连射/10发每秒连射)
7、信息检测与反馈(现仅含有温度传感器与OLED显示屏反馈供弹机温度与电池电压)计划加入空弹检测、震动提醒、OLED常灭通过触摸暂时开启(防止夜间光源暴露)
其实目前主控板的功能只实现了基础的部分.....以后会慢慢改进完善
主控板上层为弱电,控制器为Arduino Nano,下层为强电,有供弹机线圈接口、动力电源输入接口、动力电源输出接口、12V控制电源输出接口。上下两板间通过排针连接,固定在枪托部位,枪托侧面开口方便主控板取出或控制器调试。