8 Stage Coil Gun

11년도에 제작한 Coil gun 입니다.

만들게 된 계기는 호기심에서 부터 시작 되었습니다. 처음에는 인터넷으로만 정보를 모아 조금식 실험하면서 많은 정보가 쌓이게 되었습니다. 

아래의 사진은 코일을 감는 모습 입니다. 레이저 컷팅한 아크릴로 일정한 간격으로 배치한 이후 코일 권선비를 마추어 감았습니다.

지금 생각해보면 자기 차폐를 하였다면 더 큰 효율을 가졌을텐데 아쉬움이 남습니다. ㅎ

적외선 수신부와 발광부를 배치한 모습입니다.

발사체를 감지 하기 위한 센서로 사용 됨니다.

적외선 센서를 연결한 모습 입니다. 코일에 스위칭을 하기전 발사체를 감지하기 위한 적외선 센서를 이용하게 됨니다. 

조금식 완성 되어가는 모습 입니다. 캐패시터에 200V 가까이 충전되기 때문에 절연이 완벽한 아크릴로 케이스를 만들게 되었습니다. 

코일 스위치 소자는 SCR를 사용하였으며 SCR 소자에 대해 많은 공부가 되었습니다.

아래의 영상은 캐패시터를 충전 하는 모습 입니다. 일정 전압 이상 상승하게되면 duty cycle이 멈추도록 되어 있습니다. 즉 신호가 0로 떨어 짐니다.

피드백을 받아 충전 전압을 조절 합니다. 지금 영상은 충전 방전 실험하며 절열 파괴 및 내구성 실험을 하는 과정 입니다.

전원 스위칭 소자는 IGBT 와 Mosfet을 사용 할 수 있습니다.

 코일건을 만들면서 정말 많은 공부가 될 수 밖에 없는 부분은 고려해야 하는 부분이 많다는 점 입니다. (만들기 나름입니다.)

아래의 영상은 코일의 각 stage 검출 하는 과정 입니다. 

이 부분에서는 Real Time 이 매우 중용합니다. 발사체 검출 속도가 늦어진다면 다음 stage 코일에서 제대로 발사체를 가속시켜주지 못하기 때문입니다.

Software 와 Hardware 는 말 그대로 유연하고 딱딱한 의미 처럼 단순히 고속으로 처리하기 위해서는 하드웨어 logic을 이용하여 센서 검출시 즉각 반응하도록 설계 되었습니다. 

충전 및 컨트롤 기능을 MCU 에 프로그래밍한 모습입니다. 

최종 결과 영상 

발사체에 실을 매달아 실험한 최종 영상 입니다.

후기.

코일건을 만들면서 다양한 경험을 하게 되었습니다. 전기에 대해 조금더 알게 되니 다른 사람보다도 더 위협을 느끼게 되는것 같습니다.

그만큼 조심성이 많아 졌고 처음에는 관심만 가지고 있었지만 나중에는 푹 빠져서 틈틈히 만들게 되었습니다.  

지금의 생각을 가지고 다시 만든다면 스마트 하게 만들 수 있을것 갔고 발사체의 궤적과 예상 타겟팅 위치까지 계산 할 수 있을것 같습니다. ㅎ

코일건 만들 당시 수학공부에 개념이 없어서 실험 위주로 안정화를 했었지만 책보고 만드는게 제일 빠른 방법 입니다. ㅋ 물론 코일건을 만드는 책은 없겠지만 관련 지식은 책을 보면 어렵지만 상세하게 기술되어 있습니다.