Lineaire Versneller

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.

Share

    Recommendations

    • Tiny Home Contest

      Tiny Home Contest
    • Fix It! Contest

      Fix It! Contest
    • Furniture Contest 2018

      Furniture Contest 2018

    2 Discussions

    For the code I suggest you post the ".ino" file

    We are going to make a linear accelerator. Use is made here of a number of coils over a tube and a magnet here. The coils will be switched on and off successively, by means of an arduino, so that the magnet is accelerated through the tube. We want to show that coils generate a magnetic field and that a magnet
    experiences a force in this, so that it will be accelerated.

    Step 1: Requirements And Materials

    Materials
    duct tapepvc pipe (4 cm diameter)copper wire (many)neodymium magnet (must pass through the pvc pipe)breadboardbreadboard wirearduino3x mosfet3x switchelectricity wirepossibly lego blocks with wheels (for your magnet, so you can make a car from it.Necessities
    solder devicewire cutterstrip plierscomputervoltage source 20 volts

    Stick the copper wire with a piece of tape on the pvc pipe, making sure that
    you have another piece of wire of at least 7 cm protrude. Turn the copper wire around the PVC pipe several times so that you create coils. It does not matter if you cross the wire over itself. If you want the coil stronger, so that you can get a larger acceleration, you have to make more windings. You also have to take into account that the longer your coil is, the less strong it is. Our coils are behind a 5, 7 and 9 cm long and all have around 1000 turns. When
    you have rotated the number of turns you wanted to stick the end again
    with a piece of duct tape, where you have to make sure that you let a
    piece of thread out. After this you leave about 3 cm open and then you start with a new coil. You repeat this as often as you like. (we have therefore made 3 coils)You can now also stick the lego brick with wheels to your magnet using duct tape. We have the axles on which the wheels are still smeared with silicone
    gel, so there is less friction and the wheels would roll better.

    We will now connect the coil to our mosfets and arduino. All steps are shown above in pictures. Place the 3 mosfets and the arduino in your breadboard. There are 3 pins on each mosfet. The lower pin of the mosfet is connected to the Ardruino using a breadboard wire. The middle pin is connected to the minus side of the power generator. And finally you connect the top pin of the mosfet to the coil, which is connected to the plus side of the generator. This will have to be soldered to the copper wire. This way you connect all mosfets. The mosfets themselves must be connected to each other in parallel.We will now program the arduino so that the coils switch on and off in time when the magnet passes through. For this you can use the following code:

    The intervals that you have between switching your reels on and off will
    depend on how far your reels are apart, how long they are and how strong
    they are / how many windings they have. Because of this you probably can not exactly take over our intervals. By trying a bit yourself you can find the suitable intervals. If you want to adjust the intervals you have to do that by changing the numbers between the brackets at "delay".If it works, your linear accelerator works now. You can now create a standard for it, but this is not necessarily necessary.