線圈槍，正如許多人（包括我）所認為的那樣，不僅僅是一個有趣的玩具，它周圍有一個管子和幾個線圈，可以向一定距離發射彈丸。桑迪亞國家實驗室的科學家認為，線圈槍可以設計成以更高的速度加速粒子，足以逃避地球引力。是的，你沒聽錯！線圈槍將來可能用于發射衛星。也許有人已經嘗試過它，并且目前正在研究它。除了太空應用外，軍方似乎還對另一種形式的線圈炮感興趣，稱為軌道炮或鐵路炮，可以發射射彈。

所有這些都讓我對構建自己的線圈槍版本產生了興趣。此外，只需單擊一個按鈕，就可以玩并觀看金屬彈丸從線圈中彈出，這非常令人滿意。在此之前，我們想明確表示，這個項目純粹是為了教育目的，所以如果你想制造這把槍來逃避高中的欺凌，那么也許你應該去看心理學家。該項目還涉及飛行金屬件和高壓，因此在使用時要小心。話雖如此，讓我們開始吧。

所需材料

銅線（漆包）

紅外傳感器（測速型）

紅外射頻44N 場效應管

BC557 PNP 晶體管

10k 和 1K 電阻器

7805 調節器

0.1uF

按鈕

面包板

電源 （RPS）

9V電池

線圈槍如何工作？

線圈槍背后的基本原理是載流導體會在其周圍感應磁場，法拉第已經說過。為了提高該磁場的強度，載流導體以線圈的形式纏繞。現在，當這個線圈通電時，它會在它周圍產生一個磁場，這個磁場足夠強，可以吸引金屬（或其他鐵磁性）碎片（又名彈丸）進入它。

這種布置只會將彈丸從一端吸引到其中，當它到達另一端時，它將再次被吸引到線圈內部，因此彈丸將在幾次振蕩后保持在線圈本身內。這是因為在此過程中，彈丸被磁化并充當磁鐵，因此只要存在磁場，彈丸（磁鐵）就會傾向于僅停留在線圈內。但是線圈槍應該從中發射彈丸，因此我們應該使用傳感器來檢查彈丸是否到達線圈的另一端以及何時應關閉線圈，這樣彈丸將以相同的速度行進并逃出線圈。

這聽起來可能很簡單，但使用多個線圈會增加復雜性。通過使用多個線圈，彈丸通過線圈時可以提高速度。另一項具有挑戰性的任務是為線圈提供足夠的電流。線圈在 24V 時可能消耗 5A 至 10A 的電流，具體取決于線圈的匝數和厚度。因此，為了獲得如此高的電流，大多數人使用大電容器來處理它。但是為了簡單起見，在我們的教程中，我們將構建一個單級線圈槍并使用RPS單元為其提供動力。

電路圖

下圖顯示了該單級線圈槍的完整電路圖。

如您所見，電路非常簡單。電路中的主要元件是線圈本身;我們將在下一個標題中看到如何構建它。線圈由我們的 RPS 由 24V 電源電壓供電，電源通過N 溝道 MSFET IRF544Z進行控制（開關）。晶體管的柵極引腳通過一個10k電阻（R1）向下拉，二極管D1用于在線圈放電時旁路反向電流。

MOSFET 是 N 溝道，因此它保持關斷狀態，直到在本例中為柵極引腳提供 5V 柵極閾值電壓。這是通過PNP晶體管（BC557）的按鈕完成的，當按下按鈕時，5V被提供給MOSFET的柵極引腳，線圈被打開。這將吸引彈丸并將其推過另一端。一旦彈丸到達另一端，紅外傳感器就會感應到它，并通過 5K 限流電阻向 PNP 晶體管的基極引腳發送 1V 信號。這將打開晶體管，因此 5V 至 MOSFET 將被斷開，線圈也將關閉。因此，彈丸將從線圈中逸出并發射出去。為紅外傳感器供電并觸發晶體管和 MOSFET 的 5V 電壓由 7805 穩壓器 IC 從 9V 電池調節。

繞組線圈

如前所述，該電路中最重要的元件是線圈。在開始纏繞線圈之前，您應該決定彈丸尺寸是多少，就我而言，我使用螺絲刀鉆頭作為彈丸。但是您可以選擇任何具有鐵磁性特性的東西。選擇彈丸后，我們必須選擇一個孔管狀結構，該結構剛好足以使彈丸滑動而不會產生太大的摩擦。我嘗試使用空筆芯筆，它對我來說效果很好。您可以根據彈丸的大小選擇一個。然后圓柱形底座的長度可以達到5cm。最后還購買中等厚度的漆包銅線，礦井厚0.8mm。

收集完所有必需的材料后，播放您最喜歡的播放列表并開始將線圈纏繞在圓柱形底座的頂部。確保繞組不會一個接一個，也不會輕易松開。對第一層纏繞進行精細處理后，您可以使用絕緣膠帶（電工膠帶）將其固定到位，然后開始類似地將第二層放在其頂部。請注意，如果您在到達第一層的終點后從左到右開始，則應始終僅在一個方向上纏繞線圈，然后再從左開始纏繞第二層。您可以重復此步驟，直到達到 5-7 層。我制作了大約 6 層，每層大約有 60 圈。我的線圈布置如下圖所示。我使用了兩個3D打印盤（白色）只是為了將線圈固定到位，它們是可選的。

使用線圈總是具有挑戰性的，必須正確繞組才能正常工作，就像在特斯拉線圈項目中一樣，由于線圈繞組不當，許多人無法獲得正確的輸出。

迷你線圈槍的工作原理

構建線圈后，您可以繼續將其連接到線圈槍電路的其余部分。請記住，線圈的功耗可能高達5A，因此線圈部分不能構建在面包板上，因為面包板的額定電流通常僅為500mA。因此，您可以通過焊接組件在性能板上構建完整的電路，也可以按照粗略的方法直接通過面包板焊接高功率線，如下圖所示。

如您所見，線圈由穩壓電源夾（鱷魚夾）通過 MOSFET 通電，其引腳直接焊接到電線上。MOSFET的柵極引腳只需要5V，因此它被帶到面包板，在那里構建其余電路，包括穩壓器、晶體管和開關。試驗板通過電池夾由 9V 電池供電。

要測試線圈槍項目，只需將金屬片放入線圈內，然后按下面包板上的按鈕即可。這應該將彈丸發射到線圈外。還要確保不要連續按下按鈕，因為這會在彈丸發射后再次為線圈通電，并可能永久損壞線圈。