Introduction: Lineaire Versneller

We gaan een lineaire versneller maken. Hierbij wordt gebruik gemaakt van een aantal spoelen over een buis en een magneet hier in. De spoelen zullen achtereenvolgens aan en uit worden gezet, door middel van een arduino, zodat de magneet versneld wordt door de buis. We willen hiermee laten zien dat spoelen een magnetisch veld opwekken en dat een magneet hierin een kracht ondervindt, waardoor hij versneld zal worden.

Step 1: Benodigdheden En Materialen

Materialen

  • duct tape
  • pvc pijp (4 cm doorsnee)
  • koperdraad (veel)
  • neodymium magneet (moet door de pvc pijp heen passen)
  • breadboard
  • breadboard draad
  • arduino
  • 3x mosfet
  • 3x schakelaar
  • elektriciteitsdraad
  • eventueel lego blokjes met wieltjes (voor aan je magneet, zodat je er een autootje van kan maken.

Benodigdheden

  • soldeer apparaat
  • kniptang
  • strip tang
  • computer
  • spanningsbron 20 volt

Step 2: Draai De Spoelen

Plak het koperdraad met een stukje tape op de pvc pijp, zorg hierbij dat je nog een stukje draad van minstens 7 cm hebt uitsteken. Draai het koperdraad meerdere keren om de pvc pijp heen, zodat je spoelen creëert. Het maakt hierbij niet uit als je de draad over zichzelf heen kruist. Als je de spoel sterker wilt, zodat je een grotere versnelling kan krijgen, moet je meer windingen maken. Ook moet je er rekening mee houden dat hoe langer je spoel is hoe minder sterk hij is. Onze spoelen zijn achter een volgens 5, 7 en 9 cm lang en hebben allemaal rond de 1000 windingen. Als je het aantal windingen hebt gedraaid die je wou plak je het uiteinde weer vast met een stukje duct tape, waarbij je weer moet zorgen dat je een stukje draad uit laat steken. Hierna laat je ongeveer 3 cm open en begin je vervolgens met een nieuwe spoel. Dit herhaal je zo vaak je wilt. (wij hebben dus 3 spoelen gemaakt)

Je kan nu ook eventueel de legoblokje met wieltjes aan je magneet vast plakken met behulp van duct tape. Wij hebben de assen waaraan de wieltjes zitten nog ingesmeerd met silicone gel, zodat er minder wrijving was en de wieltjes dus beter zouden rollen.

Step 3: Maak Het Electrische Circuit

We gaan nu de spoel verbinden aan onze mosfets en arduino. Alle stappen staan hierboven aangegeven in plaatjes. Plaats in je breadboard de 3 mosfets en de arduino. Aan elke mosfet zitten 3 pinnen. De onderste pin van de mosfet verbind je ,met behulp van een breadboard wire, aan de ardruino. De middelste pin verbind je aan de min kant van de stroom generator. En als laatste verbind je de bovenste pin van de mosfet aan de spoel, die verbonden is aan de plus kant van de generator. Deze zal je aan het koperdraad moeten solderen. Zo verbind je alle mosfets. De mosfets zelf moet je parallel aan elkaar schakelen.

Step 4: Programmeer Arduino

We gaan nu de arduino zo programmeren dat de spoelen op tijd aan en uit schakelen als de magneet er door heen gaat. Hiervoor kan je de volgende code gebruiken:

int slnd1 = 2;
int slnd2 = 3;
int slnd3 = 4;

void setup() { 
pinMode(slnd1, OUTPUT); 
pinMode(slnd2, OUTPUT); 
pinMode(slnd3, OUTPUT);} 

void loop() { 
digitalWrite(slnd3, HIGH); 
delay(95); 
digitalWrite(slnd3, LOW); 
digitalWrite(slnd2, HIGH); 
delay(300); 
digitalWrite(slnd2, LOW); 
digitalWrite(slnd1, HIGH); 
delay(580); 
digitalWrite(slnd1, LOW); 
delay(2000);}

De intervallen die je tussen het aan en uitschakelen van je spoelen hebt, zullen afhangen van hoe ver je spoelen uit elkaar zitten, hoe lang ze zijn en hoe sterk ze zijn/ hoe veel windingen ze hebben. Hierdoor kan je waarschijnlijk niet precies onze intervallen overnemen. Door zelf een beetje te proberen kan je de geschikte intervallen vinden. Als je de intervallen wilt aanpassen moet je dat doen bij door de getallen tussen de haakjes bij "delay" te veranderen.

Als het goed is werkt je lineaire versneller nu. Je kan er nu eventueel een standaard voor maken, maar dit is niet perse nodig.