Elektromanyetik Fırlatıcı Yapımı

Konu, 'Devre Arşivi' kısmında Kemal Okur tarafından paylaşıldı.

  1. Kemal Okur

    Kemal Okur Yetkili Kişi Yönetici

    Kayıt:
    7 Şubat 2015
    Mesajlar:
    340
    Beğeniler:
    197
    Meslek:
    Mekatronik Mühendisi
    En İyi Cevap:
    10
    Değerlendiriler:
    +247 / 3 / -2
    Üniversite:
    Fırat Üniversitesi
    Projenin Amacı

    Bu projede sargılı elektromanyetik fırlatıcı kuramının açıklanması, küçük boyutlarda sargılı tip elektromanyetik fırlatıcı yapılması, formülasyon ve görseller yardımıyla elektromanyetik fırlatıcının deneysel verilerinin elde edilmesi amaçlanmaktadır.

    Manyetik Alanın Üretimi

    Üzerinden akım geçen bir iletkenin çevresinde manyetik alan oluşur.Bu durumda manyetik alan iletkenden geçen akımla doğru orantılıdır.Buna Amper yasası denir ve aşağıdaki formülle gösterilir.
    Adsaız.png
    Burada H: akımı tarafından üretilen manyetik alan şiddeti ve dl ise integrasyon yolu boyunca uzunluğun diferansiyel elemanıdır. SI birim sisteminde; I amper olarak verilirse; H, metre başına amper-sarım olarak elde edilir.

    Adasız.png
    Manyetik alan şiddeti H, bir anlamda manyetik akının oluşmasında akımın gösterdiği etkinin bir ölçüsüdür. Çekirdekte üretilen manyetik alan akısının şiddeti çekirdek malzemesine de bağlıdır.Bir malzemedeki manyetik akı yoğunluğu B ve manyetik alan şiddeti H arasındaki bağıntı aşağıdaki gibi verilir.

    Aaadsız.png

    Elektromanyetik Fırlatıcılar Kuramı

    Elektromanyetik fırlatıcıların çalışmasının temel ilkeleri elektromanyetik kurama dayanır.Gerçekleştirilmek istenen durum, değişen ya da hareket eden güçlü bir elektromanyetik alan oluşturarak, hareket ettirilecek ya da fırlatılacak nesnenin bu elektromanyetik alanı takip etmesini sağlamaktır. Kuramsal olarak elektromanyetik alanın hareket etme hızında bir sınır olmadığı için, itici kuvvetin hızına ulaşması beklenen durumda, hızlandırılan nesne için de bir hız limiti yoktur.

    Bu fırlatıcı türünde asenkron motorlarda olduğu gibi, elektromıknatıslara benzer bir yapı kullanılmaktadır. Bir sargıdan akım aktığında sargının çevresinde manyetik alan oluşturacaktır. Sargının iç hacminde bu manyetik akı yoğunlaşacaktır. Metalik bir cisim(mermi) sargının yakınına yerleştirilecek olursa manyetik akı, düşük relüktanslı olması nedeniyle bu cisim içinden akmayı tercih edecek ve manyetik indüksiyon oluşturarak cismi içine çekecektir. Aşağıdaki şekilde sargılı fırlatıcının ilkesel gösterimi verilmiştir.

    Aaadsız.png
    Tek bir sargı kullanmak yerine, yan yana dizilmiş belirli sayıda sargılar kullanıldığında ve içinde hareket eden cismin hızına da bağlı olarak uygun bir hızda “elektrik akımın tetiklenmesi” gerçekleştirildiğinde, fırlatma işlemi yapılmış olacaktır.Üstteki şekildeki sargıdan akım geçirildiğinde sargı içinde oluşan elektromanyetik alan mermiyi içine doğru çekmek isteyecektir.Bu noktadan hareketle, yan yana dizilmiş ve sıra ile akım verilen sargılar mermiyi içlerine çekerek hızlandıracaklar ve sargının bittiği yerde kazandığı kinetik enerji ile mermi dışarı fırlatılacaktır.

    Bu fırlatıcının eşdeğer devresi temelde bir anahtar üzerinden paralel olarak bağlanmış bir sargı ve bir kondansatörden ibarettir.Bu elektriksel devre aşağıdaki şekilde gösterilmiştir.

    Aaadsız.png
    Üstteki şekildeki devre oldukça sade olup, sargıdan tekrar kondansatöre akacak ters(negatif) akım, aynı devreden birden fazla bağlanması durumunda, tetikleme zamanının ayarlanması gibi ihtiyaçlardan dolayı devreye bazı ilave elemanlarında bağlanmasını zorunlu kılar.

    Sargılı Elektromanyetik Fırlatıcılar

    Sargılı fırlatıcılar ardışık sürücü sargılar kullanılarak oluşturulan elektriksel itme kuvveti ile bu sargılar arasındaki cismin fırlatılması ilkesine dayanır.Sargılı fırlatıcılar daha çok orta hızlarda fakat büyük kütleli cisimlerin fırlatılmasında önemli rol oynamaktadırlar. Aşağıdaki şekillerde sargılı fırlatıcıların genel yapısı ile örnek bir fırlatıcı tabanca prototipi gösterilmiştir.

    Adsız.jpg

    Devre Şeması

    Adsız.jpg

    Malzeme Listesi

    # 4 ADET 9V BATARYA
    # 1 ADET 5.1V 5W ZENER DİYOT (D1)
    # 2 ADET SWITCH
    # 1 ADET 100Ω 0.5W DİRENÇ (R3)
    # 1 ADET 2.7KΩ 0.5W DİRENÇ(R2)
    # 1 ADET 100Ω 5W DİRENÇ(R1)
    # 1 ADET LED DİYOT(D2)
    # 8 ADET 4700μF 35V ELEKTROLİTİK KONDANSATÖR
    # 1 ADET BT151 TRİSTÖR
    # 1 ADET 6M 0.50 mm BOBİN TELİ (6 metrede sınırlı kalmayabilirsiniz ancak sarım sayınıza göre hesaplamalarda değişiklikler olacaktır.)

    Elektromanyetik fırlatıcı.jpg

    Kondansatörler


    Elektromanyetik fırlatıcı yüksek akımlara ateş etme anında ihtiyaç duymaktadır.Bu yüksek ve ani akımı elde etmek için uygulamada kondansatör kullanılmıştır.Sistemimizde 8 adet 4700μF 35V kondansatör paralel bağlanarak 37.600μF 35V değerinde yani 0.037 F’lık kondansatör grubu oluşturularak yüksek akım kaynağı sağlanmıştır.

    kondansatör.jpg
    Kondansatörler güç kaynağına bir seri direnç ile bağlandığı için başlangıç akımı V/R ile sınırlanır ve R direncine bağlı olarak şarj süresi değişir.Sistemimizde bu direncin değeri 100Ω’dur. Şarj süresi aşağıdaki denklemden hesaplanabilir.

    τ=RxC
    Burada τ (to) zaman sabitidir ve birimi saniyedir.

    R=100Ω ve C=0.037F olduğundan sistemin zaman sabitesi τ=3.7 sn olarak bulunur.
    Buna göre DC kaynak ile kondansatör grubu yaklaşık 5τ sürede yani yaklaşık 20 saniyede şarj olacaktır.
    Doğru akım kaynağına bağlı kondansatör grubundaki zamana bağlı gerilim değeri aşağıdaki denklemle hesaplanabilir.

    formül.jpg
    Burada
    V=40V
    τ=3.7 sn
    t=20 sn olarak alınacak olursa;

    20 sn sonunda kondansatör grubundaki gerilim değeri (t)=39.8V olarak bulunur.
    Kondansatörü bir DC kaynağa bağladığımızda kondansatörden doluncaya kadar akım akar. Kondansatör dolduğunda uçları arasındaki gerilim maksimum değerine ulaşır.Bu gerilim, kendisini besleyen kaynağın gerilimine eşittir.Dolduğunda kondansatör uçları ve kondansatörü besleyen kaynağın uçları arasında potansiyel fark sıfır olacağı için devreden akım akmaz. Dolayısıyla dolma zamanı dışında bir kondansatör DC gerilim altında açık devre davranışı gösterir.
    Sistemimizde 20 sn sonra kondansatör grubu dolacak ve açık devre davranışı gösterecektir. Dolayısıyla akım 100Ω ve 2.7KΩ’luk paralel bağlı dirençlerden geçerek bobin üzerine düşecektir.Bobin üzerine düşecek akımı hesaplayacak olursak;

    Reş=(0.1kΩx2.7kΩ)/(0.1kΩ+2.7kΩ) = 96Ω

    V=IxR formülünden V=39.8V ve R=96Ω yazılacak olursa bobin üzerine düşecek olan akım;
    0.41A olarak bulunur.

    Bobin

    İndüktör olarak da isimlendirilirler.Bobin; farklı şekillerde sarılmış iletkenlarden oluşan devre elemanlarıdır.

    Sistemimizde bobin aşağı resimde görüldüğü gibi sarılmış ve sarım sayısı
    N=120’dir.

    bobin.jpg

    Kuvarslı cam boru (yada plastik herhangi bir nesnede olabilir örn: içi çıkarılmış kalem) etrafına sarılmış bobinin boyutları aşağıda şekilde gösterildiği gibidir.


    bobin.jpg
    Manyetik Alan Şiddeti

    bobin.jpg
    Formülünden N=120, =0.41A, l=0.023m ise H=(120x0,41)/(0,023) buradan.
    H=2139.13 A.s/m bulunur.

    Manyetik Alan

    µ=B/H
    formülünden
    bobin.jpg
    ve H=2139.13 A.s/m yerine yazılırsa

    B=0.00268T olarak hesaplanır.

    bobin.jpg

    ferromanyetik malzeme.jpg

    devre.jpg
    (Uygulamanın gerçekleştirilmiş görüntüsü)
    Not: Devreyi kurduktan ve çalıştırdıktan sonra devre 2. kez çalışmayabilir bu durumda kondansatöleri boşaltmanız gerekmektedir. Kondansatörler tekrardan yüklendiğinde devre ikinci kez çalışacaktır.

    Video
     

    Ekli Dosyalar:

    Son düzenleme: 26 Ağustos 2016
    • Beğen Beğen x 4
  2. Mehmet Göltaş

    Mehmet Göltaş MB Üyesi

    Kayıt:
    3 Kasım 2016
    Mesajlar:
    2
    Beğeniler:
    0
    En İyi Cevap:
    0
    Değerlendiriler:
    +0 / 0 / -0
    Tüm malzemeleri topladım, bobinimi sardım ancak 5 watt diyot eksik kaldı. İnternetten almayı düşünüyorum.

    ''Ücretsiz Kargo Tek Lot 10 ADET 1N5338BRLG DO-201 1N5338B 1N5338 5 Watt Surmetic 40 Silikon Zener Diyot''

    ürün adı bu sizce sipariş etmeli miyim? 15 TL tutuyor
     
  3. Mehmet Göltaş

    Mehmet Göltaş MB Üyesi

    Kayıt:
    3 Kasım 2016
    Mesajlar:
    2
    Beğeniler:
    0
    En İyi Cevap:
    0
    Değerlendiriler:
    +0 / 0 / -0
    6,8V Zener Diyot 5 watt 1 Adetlik Paket
    [​IMG]

    buda 2 TL + Kargo[​IMG][/IMG]
     
  4. Kemal Okur

    Kemal Okur Yetkili Kişi Yönetici

    Kayıt:
    7 Şubat 2015
    Mesajlar:
    340
    Beğeniler:
    197
    Meslek:
    Mekatronik Mühendisi
    En İyi Cevap:
    10
    Değerlendiriler:
    +247 / 3 / -2
    Üniversite:
    Fırat Üniversitesi
    @Mehmet Göltaş merhabalar,

    6.8v zener diyot işinizi rahatlıkla görür onu kullanabilirsiniz :)
     
    • Beğen Beğen x 1
  5. tmr_1995

    tmr_1995 MB Üyesi

    Kayıt:
    26 Nisan 2017
    Mesajlar:
    1
    Beğeniler:
    0
    En İyi Cevap:
    0
    Değerlendiriler:
    +0 / 0 / -0
    Üniversite:
    Selçuk Üniversitesi
    Tasarım projesi olarak bunu yapiyorumda.Benim devrede hersey anlatilan gibi LED felan yaniyor ama firlatici çalişmadi.Bobin telim 0.3 mm kalinliginda idi.Acaba bu yüzde çalışmamış olabilir mi ?
     
  6. astute.boss

    astute.boss MB Üyesi

    Kayıt:
    17 Ağustos 2017
    Mesajlar:
    5
    Beğeniler:
    0
    En İyi Cevap:
    0
    Değerlendiriler:
    +1 / 0 / -0
    Üniversite:
    Yozgat Şehitler Fen Lisesi
    @Kemal Okur Merhaba,Fırlatıcı projenizi yapıyordum tamamladım atış yaparken atışı yapmadı.Tristörden bobine giden kablo yerine Kondansatörün eksi ucunu bağladığımda çalıştı ancak attığını tekrar çekiyor ve verimsiz oluyor.Sorun tristörde mi dir?
     
  7. Kemal Okur

    Kemal Okur Yetkili Kişi Yönetici

    Kayıt:
    7 Şubat 2015
    Mesajlar:
    340
    Beğeniler:
    197
    Meslek:
    Mekatronik Mühendisi
    En İyi Cevap:
    10
    Değerlendiriler:
    +247 / 3 / -2
    Üniversite:
    Fırat Üniversitesi
    @astute.boss Merhabalar,

    Devre şemasında gösterildiği şekilde devrenizi tekrardan kurun çalışmama nedeni kondansatörlerin tam olarak boşaltılmaması yani ilk fırlatmayı yaptıktan sonra kondansatörler dolmuyor bunu gidermek için kondansatör grubunun - ucunu topraklamanız gerekmekte. Bunu yaptğınızda ikinci atışta birinci atış kalitesinde olacaktır. Siz eğer tristörü iptal ederseniz dediğiniz gibi atış kalitesi olmaz tristör orada bir nevi hızlandırıcı ve anahtarlama görevi görüyor. Geri çekilme olayında ise bobin uçlarına bağladığınız kabloların yönlerini değiştirerek manyetik akı yönünü değiştire bilirsiniz.
     
  8. astute.boss

    astute.boss MB Üyesi

    Kayıt:
    17 Ağustos 2017
    Mesajlar:
    5
    Beğeniler:
    0
    En İyi Cevap:
    0
    Değerlendiriler:
    +1 / 0 / -0
    Üniversite:
    Yozgat Şehitler Fen Lisesi
    @Kemal Okur Sorun ikinci atışta değil.Tristörden çıkan kabloyla hiç atış yapmıyor.(İlk atışı da yapmıyor.)Kondansatörlerin dolmasında sıkıntı yok.Tristörden bobine giden kabloyu çıkartıp yerine direk kondansatörün eksi ucundan verdiğimde sıkıntı yaşamıyorum.Tristörün tetikleme yaptığını multimetreyle ölçtüm ancak tristörün Anot ve Katot uçlarından devamlı 35 V ölçtüm anahtarın açılıp kapanması etki etmiyor tristöre.Yardımcı olursanız çok sevinirim.
     
  9. Kemal Okur

    Kemal Okur Yetkili Kişi Yönetici

    Kayıt:
    7 Şubat 2015
    Mesajlar:
    340
    Beğeniler:
    197
    Meslek:
    Mekatronik Mühendisi
    En İyi Cevap:
    10
    Değerlendiriler:
    +247 / 3 / -2
    Üniversite:
    Fırat Üniversitesi
    tristörün anat katot ve gate uçlarını doğru tayin ettiğinizden eminsiniz değilmi çünkü eğer gate ucundan tetikleme almazsa tristör iletime geçmez. Tristör Bt151 bu tristörün datasheet ine bakarak bacaklarına tekrardan bağlantı yapınız.
     
  10. astute.boss

    astute.boss MB Üyesi

    Kayıt:
    17 Ağustos 2017
    Mesajlar:
    5
    Beğeniler:
    0
    En İyi Cevap:
    0
    Değerlendiriler:
    +1 / 0 / -0
    Üniversite:
    Yozgat Şehitler Fen Lisesi
    Eminim de devreyi sil baştan kuracağım ilgilendiğiniz için teşekkür ederim.Piller bitti yenisini alınca tekrar kuracağım.Başka tetikleyici sistemi yapılabilir mi ?
     
  11. astute.boss

    astute.boss MB Üyesi

    Kayıt:
    17 Ağustos 2017
    Mesajlar:
    5
    Beğeniler:
    0
    En İyi Cevap:
    0
    Değerlendiriler:
    +1 / 0 / -0
    Üniversite:
    Yozgat Şehitler Fen Lisesi
    @Kemal Okur Hocam şuan farkettim multimetreyle kondansatörlerin voltajını ölçerken tristörün anahtarını kapalı konuma getirince birden değil yavaş yavaş boşalma oluyor.Sanki direnç bağlayıp deşarj yapar gibi bu yüzden etki etmiyor ne yapmalıyım ?
     
  12. astute.boss

    astute.boss MB Üyesi

    Kayıt:
    17 Ağustos 2017
    Mesajlar:
    5
    Beğeniler:
    0
    En İyi Cevap:
    0
    Değerlendiriler:
    +1 / 0 / -0
    Üniversite:
    Yozgat Şehitler Fen Lisesi
    [ÇÖZÜLDÜ] İlgilendiğiniz için teşekkürler.İyi çalışmalar.
     
    • Yardımcı Yardımcı x 1
  13. Oner_5500

    Oner_5500 MB Üyesi

    Kayıt:
    27 Kasım 2017
    Mesajlar:
    3
    Beğeniler:
    0
    En İyi Cevap:
    0
    Değerlendiriler:
    +0 / 0 / -0
    Üniversite:
    Ondokuzmayıs üniversitesi
    Merhaba arkadaşlar anlayamadığım bir nokta var cisim nasıl oluyor da fırlıyor şimdi pipete sarılı bir bobin düşünelim içine bir toplu iğne koyalım diğer uçtan nasıl oluyor da fırlıyor detaylı bir şekilde açıklarmısınız
     
  14. Hüseyin55

    Hüseyin55 Enerji Sistemleri Mühendisliği MB Üyesi

    Kayıt:
    30 Kasım 2017
    Mesajlar:
    10
    Beğeniler:
    1
    Meslek:
    Öğrenci
    En İyi Cevap:
    0
    Değerlendiriler:
    +1 / 0 / -0
    Üniversite:
    Fırat Üniversitesi
    Merhaba Eletromanyatik Enerji Dönüşümü dersi için bir proje yapmam gerekiyor ve bu projeyi 1 haftadır inceliyorum detaylı bilgi vermeniz çok güzel (hesapamalar,devre şeması,ve görünüm v.s) projeye birkaç güne başlayacagız 1 arkadaşım ile sorumuz olduğunda yardımcı olabilecek birisi varmıdır acba buraya sorsak cevap alabilirimiyiz
     
  15. Kemal Okur

    Kemal Okur Yetkili Kişi Yönetici

    Kayıt:
    7 Şubat 2015
    Mesajlar:
    340
    Beğeniler:
    197
    Meslek:
    Mekatronik Mühendisi
    En İyi Cevap:
    10
    Değerlendiriler:
    +247 / 3 / -2
    Üniversite:
    Fırat Üniversitesi
    direkt benimle irtibata geçin elimden gelen yardımı yaparım.
     
  16. Hüseyin55

    Hüseyin55 Enerji Sistemleri Mühendisliği MB Üyesi

    Kayıt:
    30 Kasım 2017
    Mesajlar:
    10
    Beğeniler:
    1
    Meslek:
    Öğrenci
    En İyi Cevap:
    0
    Değerlendiriler:
    +1 / 0 / -0
    Üniversite:
    Fırat Üniversitesi
    Hocam yarın başlıyoruz Allah izin verirse burdan sorun olursa yazarim size cok sağolun
     
  17. Serdar Akb

    Serdar Akb MB Üyesi

    Kayıt:
    16 Aralık 2017
    Mesajlar:
    2
    Beğeniler:
    1
    En İyi Cevap:
    0
    Değerlendiriler:
    +1 / 0 / -0
    Üniversite:
    Bilgi ünv.
    Elektro manyetik sapanlar su anda çok sayıda denemesi yapılmakta olan bir şeydir acak 5 - 10 sene icersinde bence çok daha çnem kazanıcaktır.
    Bunun nedeni ise uzayda tamamen insansız yapılıcak madencilik sonucunda dünya yada daha basit olarak ayı hedef alan manyetik sapanlar ile malzemeler astriod gibi düşük yerçekimli yüzeylerden iyi hesaplanarak istenen noktalara atılıcaktır diye düşünüyorum. Ayrıca aynen balık ve zıpkın mantığı ile komsu atroidlere koprüler kurmak mümkün olcaktır.
     
  18. munezokan

    munezokan MB Üyesi

    Kayıt:
    3 Kasım 2017
    Mesajlar:
    1
    Beğeniler:
    0
    En İyi Cevap:
    0
    Değerlendiriler:
    +0 / 0 / -0
    Üniversite:
    Toros Üniversitesi
    Merhaba devreyi anlatıldığı gibi kurdum led kapasitörler dolarken yanıyor sonrasında sönüyor tristörün katot ucunu bobine götürdüğümde bazen atış yapıyor bazen yapmıyor bazende sadece içindeki cismi titretiyor nerde hata yapıyorum yardımcı olursanız çok sevinirim.
     
  19. 15-15

    15-15 MB Üyesi

    Kayıt:
    20 Mart 2018
    Mesajlar:
    1
    Beğeniler:
    0
    En İyi Cevap:
    0
    Değerlendiriler:
    +0 / 0 / -0
    Abi sistemi tam olarak yaptık . Fakat bobinden manyetik bir enerji oluşmadı. Hatamızı anlayamadık hala . Anahtar açma sırasını veya kondansatörlerin dolumun da mı bir sıkıntı yapıyoruz. Akım olctügumuz durumlarda da bir sıkıntı fark etmedik. Çok iletken var temas vardır falan dedik düzelttik iletken sorunlarını yine çözülmedi. Yardım edersen çok sevenirim abi . Çünkü biz bu konuda daha gelişmiş bir sistem kuracaktik ve teorik olarak kondansator harici sistemleri fazlasiyla biliyoruz lakin mekaniğe dokunce sıkıntı oluştu. Şimdiden teşekkürler.

    Bunları deneme amaçlı yaptık fakat bunlar bile istediğimiz gibi olmadı . Yardım edebilirsen ....
     

    Ekli Dosyalar:

  20. Murat altan

    Murat altan MB Üyesi

    Kayıt:
    2 Nisan 2018
    Mesajlar:
    1
    Beğeniler:
    0
    En İyi Cevap:
    0
    Değerlendiriler:
    +0 / 0 / -0
    Üniversite:
    Ege üniverstesi
    Abi ban bunu ikat buyu nasil yapilir bilgi verirmisin

    Acilll

    Devresini atarsan sevinirim