许多人（包括我在内）都认为线圈枪不仅仅是一个有趣的玩具，它带有管子，周围几乎没有线圈，可以发射一定距离的弹丸。桑迪亚国家实验室（Sandia National Laboratories）的科学家们认为，可以设计一种螺旋炮，以更高的速度加速粒子，该速度足以逃避地球的重力。是的，你听到的是对的！将来可能会使用线圈枪发射卫星。也许有些人已经尝试过它，而且目前正在研究它。除了太空应用之外，军方似乎还对另一种可能会发射弹丸的线圈枪（称为“铁路枪”或“铁路枪”）感兴趣。
所有这些使我对构建自己的版本的线圈枪感兴趣。同样，单击按钮并观看并观看金属弹丸从线圈中弹出，也非常令人满意。在开始之前，我们想清楚地表明，该项目纯粹是出于教育目的，因此，如果您希望在逃脱高中那头恶霸时制造这种枪，那么您可能应该去找心理学家。该项目还涉及飞行金属件和高压，因此在使用时要小心。话虽如此，让我们开始吧。
所需材料
- 铜线（漆包线）
- 红外传感器（测速型）
- IRFZ44N MOSFET
- BC557 PNP晶体管
- 10k和1k电阻
- 7805调节器
- 0.1uF的
- 按钮
- 面包板
- 电源（RPS）
- 9V电池
卷取枪如何工作？
线圈枪的基本原理是载流导体将在其周围感应磁场，法拉第说过。为了提高该磁场的强度，载流导体以线圈的形式缠绕。现在，当线圈通电时，其周围会产生足够强的磁场，以将金属（或其他铁磁）弹片（也就是射弹）吸引到其中。
这样的布置将仅从一端将弹丸吸引到其中，而当其到达另一端时，它将再次被吸引在线圈内部，因此，弹丸将在很少的振荡后保留在线圈自身内部。这是因为在此过程中，弹丸会被磁化并充当磁体，因此只要存在磁场，弹丸（磁体）就会倾向于仅留在线圈内。但是线圈枪应该从其中发射弹丸，因此我们应该使用传感器来检查弹丸是否到达线圈的另一端，并且当线圈应该关闭时，这样弹丸将以相同的速度行进，并且从线圈中逸出。
听起来很简单，但是通过使用多个线圈可以增加复杂性。通过使用多个线圈，弹丸穿过线圈时可以提高其速度。另一个具有挑战性的任务是为线圈提供足够的电流。根据匝数和线圈厚度，线圈在24V时可能消耗5A至10A的任何电流。因此，为了获得如此高的电流，大多数人使用大电容器来应对。但是在我们的教程中，为了使事情简单，我们将构建一个单级线圈喷枪，并使用RPS单元为其供电。
电路原理图
下图显示了此单级线圈喷枪的完整电路图。
如您所见，电路非常简单。电路中的主要组件是线圈本身。我们将在下一个标题中看到如何构建它。所述线圈被供电形式的24V电源电压，形成我们RPS，供给进行控制（切换）通过N沟道MSFET IRF544Z。晶体管的栅极引脚通过一个10k电阻（R1）下拉，当线圈放电时，二极管D1用于旁路反向电流。
MOSFET是N沟道，因此它保持截止状态，直到在这种情况下5V的栅极阈值电压提供给栅极引脚为止。这是通过PNP晶体管（BC557）上的按钮完成的，当按下按钮时，会将5V电压提供给MOSFET的栅极引脚，并打开线圈。这将吸引弹丸并将其推向另一端。弹丸到达另一端时，红外传感器会感应到它，并通过1K限流电阻将5V信号发送到PNP晶体管的基极引脚。这将打开晶体管，因此5V至MOSFET将断开，线圈也将关闭。因此，弹丸将从线圈中逸出并被发射出去。由9V电池提供的7805稳压器IC调节为IR传感器供电并触发晶体管和MOSFET的5V电压。
缠绕线圈
如前所述，该电路中最重要的组件是线圈。在开始缠绕线圈之前，您应该确定弹丸的大小，在我的情况下，我将螺丝刀用作弹丸。但是您可以选择任何具有铁磁性能的材料。选择弹丸后，我们必须选择一种类似孔管的结构，该结构足以使弹丸滑动，尽管没有太多摩擦。我尝试使用空的笔芯，它对我很有用。您可以根据弹丸的大小选择一个。然后，圆柱形底座的长度可以达到5厘米。最后还购买了中等厚度的漆包铜线，矿用为0.8mm粗。
收集完所有必需的材料后，播放您喜欢的播放列表，然后开始将线圈缠绕在圆柱底座的顶部。确保绕组不要彼此搭接并且不容易松动。精磨完第一层绕组后，您可以使用绝缘胶带（电气胶带）将其固定在适当的位置，然后类似地开始在其顶部缠绕第二层。请注意，如果您在到达第一层的末端之后从左至右开始缠绕，则应该始终仅沿一个方向缠绕线圈，而从左开始则是第二层缠绕。您可以重复此步骤，直到达到5-7层。我制作了大约6层，每层大约有60圈。我的线圈布置如下图所示。我已经使用了两个3D打印磁盘（白色）只是为了将线圈固定到位，它们是可选的。
使用线圈始终是一项挑战，必须正确缠绕才能正常工作，就像在特斯拉线圈项目中一样，由于线圈缠绕不正确，许多人无法获得正确的输出。
迷你线圈枪的工作
建造线圈后，您可以将其连接到线圈枪电路的其余部分。请记住，线圈可能消耗高达5A的电流，因此线圈部分不能构建在面包板上，因为面包板通常仅额定500mA的电流。因此，您可以通过焊接元件在穿孔板上构建完整的电路，也可以按照粗略的方法直接通过面包板焊接大功率线路，如下图所示。
如您所见，线圈由mosfet的稳压电源夹（调节夹）供电，该mosfet的引脚直接焊接到电线上。 MOSFET的栅极引脚仅需要5V，因此被带到了面包板上，剩下的电路包括稳压器，晶体管和开关。该线路板由9V电池供电，虽然电池夹。
要测试线圈枪项目，只需将金属片放在线圈内，然后按面包板上的按钮即可。这应该将弹丸发射到线圈外部。另外，请确保不要连续按下按钮，因为在射弹发射后，线圈会再次通电，并可能永久损坏线圈。可以在视频中找到该项目的完整工作。
希望您构建该项目并使它正常工作。如果您有任何疑问，可以将其保留在下面的评论部分，或将其发布在我们的论坛上以解决其他技术问题。