Высокоскоростной таймер на чём сделать?

[Foton-4n]

И опять я с возможно глупым вопросом но всё же задам! Хочу заморочится с гаусс пушкой, попрошу не посылать! Нужен таймер ступеней, временные интервалы маленькие десятки мкс. Пока пришла идея сделать на компараторах на один вход подаётся с ЦАП на других кондёр, разряд кондёра. Наверняка есть цифровые таймеры для таким значений? Интересуют конечно однокристальные современные решения. ПЛИС я думаю справится но я еще их не прогил (тоже будет не просто еще интерфейс нарисовать типа UART или I2C). Пока хочу сделать 3 ступени но лишнее оно не помешает.

[kalobyte]

что делать-то надо? таймер делается на контроллере

[Brigadir]

И опять я с возможно глупым вопросом но всё же задам! Хочу заморочится с гаусс пушкой, попрошу не посылать! Нужен таймер ступеней, .

Нормальный вопрос, хотя я бы сделал по другому: два датчика(первый кондер, стартовый , не имеет датчика), отслеживающие прохождение снаряда по стволу и вовремя открывающие ключи для разрядки конденсаторов. Нафига городить таймер?

[Маньяк ИС]

У компов начала 21-го века был отличный порт - LPT, содержащий не менее 8 выходных ТТЛ линий и несколько добавочных, в т.ч. на вход. Программировать его можно из простого Кубасика , входившего в комплект поставки ДОС 6.22. или из-под W95/ W98. Максимальная дискретизация импульсов - 2 мгц.
На выход линий можно подключить ключи, например на КТ827А ( составной транзистор, 100 в, 20 ( 40 ) а.
Это, так сказать, для разработки программной модели.

[Foton-4n]

таймер делается на контроллере

Да так я и хотел сделать НО но вот когда посчитал про временные интервалы то малость затык встал в плане разрядности таймеров на таких временных интервалах.
Замечу что я не хочу делать игрушку а мощи хочу достигнуть норм, на каждую ступень хочу не менее 3000мкф при 450В поставить или даже 850В последовательно кондёры. Скажем если скорость снаряда достигнет 500м/с то 10 см будет проходить за 200мкс нужна ведь и хорошая разрядность
У меня что то пока не получается получить такую высокую частоту прерывания в пару МГц что бы программно уже мерить ведь 3 таймера и 16 битные числа, может на асме и достижимо.

Я для ДУ писал то до 35КГц дотянул (на 25Мгц) а дальше фиг а там в совокупности таймер и запись данных в массив примерно сколько же операций. Придётся конечно ассемблер заюзывать.

отслеживающие прохождение снаряда по стволу и вовремя открывающие ключи для разрядки конденсаторов.

И так думал но тут тоже малость сложность в следующим: задержки в цепях (открытие тиристора, разряд кондёра я ведь буду юзать обычные элекролиты) их надо корректировать или нет? Тем более при надлежащий конструкции ствола датчики не получится таскать и подстройка всё равно понадобится или опять нет? Разный вес снаряда потребует смещения времени открытия в соответствующую строну что бы магнитное поле катушки "пропадало" до выхода снаряда иначе тормозить будет. Ведь у меня платы на энергию а не фиксированную скорость потому придётся экспериментировать для лёгкого снаряда скорость будет ого. Отслеживание можно юзать для грубого расчёта времени прохождения.
Я думаю отслеживание + таймер это лучший вариант обычный МК с таким не справится. Датчики должны быть по оптоканалу магнитное ведь может им сделать "нехорошо".

Я уже планирую заказывать кондёры и тиристоры 70TPS12 с каждого кондёра 1000мкф тиристор думаю потянет?

[Brigadir]

Фотон, я понял твои рассуждения, попробую обьяснить: начнем с магнитного поля: конденсатор предварительно заряжается (перед выстрелом), время заряда в принципе не так уж и актуально, ибо ты заряжать довольно долго будешь. А вот время разряда зависит от сопротивления катушки и емкости накопительного кондера. Так же важна длина катушки (надо расчитать так, чтобы кондер успевал отдать почти всю энергию за время пролета снаряда от начала до середины катушки). Датчик - его надо ставить на опережение, то есть перед катушкой. Вес снаряда (а значит и скорость разгона) - все пульки должны быть одинаковы как по весу, размерам и материалу (я так понимаю = сталь?). Что у тебя в качестве "снаряда"? Стержень? Шарик?
Собственно, можно обойтись и без датчиков положения снаряда....позже нарисую схемку, как я этот процесс представляю, сейчас надо на рабрту бежать....Буду использовать генератор - счетчик типа 561ИЕ8 (чтобы содать бегущее магнитное поле) - несколько ключей и длинную катушку с отводами для подключения к ключам. Причем общий вывод катушки подключен на выходе снаряда из ствола. Мысль такая: В момент старта включена вся катушка и счетчик за какие то доли секунды "укорачивает" магнитное поле катушки в сторону выхода снаряда и отключается. При этом: сопротивление катушки последовательно уменьшаеттся, а ток в витках так же растет, увеличивая магнитный поток. Этот процесс нарастания длиться микросекунды (всплеск энергии с нарастанием). Накопительные конденсаторы не нужны (уменьшаем габариты орудия). А вот источник энергии (аккумулятор с преобразователем) желательно иметь высоковольтный и достаточной мощности.
Наладка простая: просто регулируем частоту генератора до оптимальной величины (экспериментально). И не надо никаких сложностей типа МК, процессоров, таймеров и прочей шелухи, всё решить можно намного проще.
А любителям пострелять хочу посоветовать заняться более сложной задачей: дистанционное управление стрелковым оружием.
При создании удачной конструкции, можно смело обращаться к Шойгу и Ваша разработка наверняка получит одобрение ГлавКома.
Итак: обычный пулемет имеет вместо глаза стрелка веб камеру. Пулемет установлен на станке, который может поворачивать орудие влево- вправо и вверх- вниз. Сам стрелок находится вне зоны огня (в окопе) и пальчиком по монитору направляет ствол в нужное направление. Управлять можно по кабелю (надежнее) или по радиоэфиру.
Самое главное на войне - остаться в живых. Разобьют пулемет - хрен с ним, ещё наштампуем железяк и навешаем транзюков и моторчиков. Кстати: тут появляется возможность и программирования "выкашивания цепи противника"
А далее: пора и танки делать в виде роботов. На радио управлении. 21 век на дворе, а солдат всё бегает от осколков и пуль....

[Foton-4n]

МК не сложность а не отъедаемая часть каждого девайса.

А далее: пора и танки делать в виде роботов. На радио управлении. 21 век на дворе, а солдат всё бегает от осколков и пуль....

Это ясно дело, потому у меня на каждом девайсе есть интерфейс для работы по сети, уже заказал радиомодули, в более больших девайсах будет и беспроводной интерфейс уже. Я недавно проводил мини эксперимент по скорому с IP камерой и лазером ясно дело всё прошло удачно, но за место лазера можно юзать что то пострашнее и всё почти готово уже.

По поводу долго зарядки капов это врятли, я собрал вспышку 4 модуля по 900мкф 350В заряд за 950мс. А но тут что мне мешает сделать 1-3КВт питальнык.

А вот время разряда зависит от сопротивления катушки и емкости накопительного кондера. Так же важна длина катушки (надо расчитать так, чтобы кондер успевал отдать почти всю энергию за время пролета снаряда от начала до середины катушки)

Но я врятли смогу это щА сделать, тут и придётся экспериментально нащупывать где будет выше КПД. С каким снарядом и весом будет лучше работать конструкция. Сопротивление катушки будет мало менее 500мОм я думаю по любому, и с этим тоже придётся экспериментировать. В силу всех физических условий датчик без возможности корректировки окажется более чем бесполезен как это опережением может потребоваться куда больше или меньше. Я не могу проводить такие точные расчёты в данных вещах тем более мы не в идеальном мире и всё соблюсти в реальной конструкции в домашних условиях не получится 100%. Самым идеальным вариантном иметь только иметь всё и сразу датчики и таймеры.

[Brigadir]

Фотон, я вот набросал структурную схемку. с "деталями" думаю сам справишься, если нет, нарисую полную схему.
Это как мой мозг соображает: про "бегушие огни" ты в курсе...здесь похожая конструкция, только она быстренько пробегается по виткам катушки, затягивая снаряд(разгоняет). Никаких кондеров, они тут ни к чему, ааккумулятор и так , в режиме почти КЗ выдаст хороший ток на катушку. В общем смотри, попробуй, может и удовлетворит такая схема.

[kaetzchen]

А любителям пострелять хочу посоветовать заняться более сложной задачей: дистанционное управление стрелковым оружием.
При создании удачной конструкции, можно смело обращаться к Шойгу и Ваша разработка наверняка получит одобрение ГлавКома.

тут ниче сложного нет, и уже давно прототипировано, для любителей FPV видео система 100 баксов, RC пульт и актуаторы, вложитесь в 150-300 баксов если сами ваяете,
типа "Шакал"(фильм).
Такая концепция актуальна только для спецопераций, а не боев, иначе и тачанку надо под турель изобретать

[Foton-4n]

Я понял НО ведь скорость снаряда растёт. В принципе всё тоже самое разницы вообще не вижу только удельная мощность ниже вот и всё. При раздельных катушках вся энергия уходит в катушку которая переходит на снаряд, а тут первые ступени только место занимать будут вот и всё так не делают. По факту получаем 1 ступень в конце а предварительные вообще не в тему. Зачем нужна ступень с пониженной мощностью место занимать размер увеличивать? В любом случае это ошибка.

АКБ это вообще глупость 100% кондёры при тех же размерах отдают энергию куда быстрее АКБ, ионистры вот другое дело все АКБ в сторонке курят.

А теперь по поводу низкой напруги: для этого понадобятся очень мощные и очень шустрые ключи, потери будут на порядки выше. Потому без сотен Вольт не обойтись, тиристоры и высокая напруга и кондёры дадут лучше результат чем транзюки и низкая напруга даже пусть и ионистры.
Кондёры при тех же размерах могут отдать гораздо больше энергии за короткое время что в данном случае и актуально.
Почему то везде для создания импульса юзают кондёры а не АКБ . Гаусс это не рельсотрон!
Не надо забывать что тут время действия 1 ступени в пределах 300-50мкс, за такое время блин наверное только не электролитические кондёры могу нормально отдавать энергию.
Я кричу что низкая напруга и большой ток это большая ошибка я не могу допустить её.

[Brigadir]

Фотон, здесь ты ошибаешься, начнем со снаряда: он не может мгновенно набрать скорость, скорость нагоняется постепенно , преодолевая инерцию покоя. Второе: магнитное поле чем ближе к сердечнику (снаряду) - тем эффективнее притягивает.
Мы делаем ствол (немагнитный) и катушку из толстого провода , намотка в один ряд. Сопротивление катушки малое, а значит ток потребления огромный . Магнитный поток как раз и зависит от силы тока и напряжения. Да, аккумулятор мгновенно "просадит" (лучше питаться от свинцового аккумулятора). По аналогии: стартер забирает во время запуска двигателя 200 - 300 ампер, но кратковременно, зато раскручивает тяжелый мотор. Ключи: транзистор долговременно может пропустить допустим 10 ампер, а в импульсе - 50 ампер, а то и больше и нихрена с ним не случиться. Разгон снаряда то занимает микросекунды? Мы на катушку даем охренительный ток , но кратковременно. Магнитное поле затягивает в катушку железный сердечник с максимальной магнитной силой, увеличаюшейся по мере переключения ключей (количество витков уменьшается , а значит растет ток и магнитная сила).
Конденсатор: штука то хорошая, но емкость по сравнению с аккумулятором на порядок слабее, а значит и энергия ничтожна.
Для Гаусса требуется довольно приличная мощность, хотя бы 1 киловатт. Второе: для разгона "снаряда" до приличной скорости надо иметь ствол не менее 30 сантиметров, а то и больше. Значит и катушка примерно такой же длины. Сердечниик затягивается до середины катушки, далее = торможение. Переключая отводы катушки , мы перемешаем её центр постепенно в сторону выхода снаряда из ствола, не допуская торможения сердечника. И выключаем, когда сердечник дошел почти до выхода из ствола. Остается только, регулируя частоту генератора, выбрать оптимальную скорость переключения для заданной массы данного сердечника (экспериментально) и носить с собою автомобильный аккумулятор

Я бы лучше занялся другою затеей: коротко расскажу: ствол, электрозапал (искрой) и простейший реактивный патрон (см. рисунок).
Если нет пороха - напихай серу от спичек. Просто и со вкусом.

[Foton-4n]

Чем сильнее магнитное поле тем быстрее снаряд будет набирать скорость или я ошибаюсь опять ? Я понимаю тот факт что первые катушки должны иметь бОльшую индуктивность что бы растянуть во времени импульс.
Я как то более естественно вижу физические процессы. По вашему лучше дать на начальные ступени меньше мощи чем больше? То есть дав в 5-20 раз больше я получу меньшее ускорение по вашему ?

Не один АКБ не сравнится с конденсатором/ионистром это факт. АКБ не могут отдавать энергию быстро это тоже факт. Энергия кондёра ничтожна но ведь нам нужен импульс а не долговременное питание, на то время которое нужно нам АКБ не чего не сможет отдать по факту. Ствол 30см а разве он бы мог быть меньше 1м?
А теперь представьте токи в килоампер при напруге 12-24В? По мне такие токи с трудом получится создать в простой конструкции при такой напруге да еще и ключи и всё такое. К мощным полевикам надо будет еще очень мощные драйвера заюзать. Какие 50А я думать даже не могу это не токи для таких вещей это игрушки.
Покажите удачный пример создания импульса с помощью АКБ? Сколько АКБ сможет отдать за 500мкс? Кондёр за это время может отдать неограниченное количество энергии вот в чём прикол зависит только от ёмкости!!! При сравнении внутреннего сопротивления АКБ и кондёра АКБ просто ничтожен. Про деградацию АКБ я говорить не хочу и прочую пакость.

Скорость нарастания тока в катушках при таких напруге 24В врятли сравнится с напругой 450В или 900В , А токи с кондёрами там будут несколько килоампер а с АКБ на 24В дай Бог бы 300А натянуть в КЗ да еще и за какое время они достигнут таких значений?

Почему для вспышки юзается кондёр а не АКБ с ключём? .
Хотел бы я увидеть примеры где АКБ является источником гигантских мощностей на короткое время .

Так на последок: время включения катушки только на подлёте снаряда и выключения до достижения середины а вот тЕрь посчитать какое это время будет это уже сотни мкс, я боюсь что даже обычный электролит не сможет так быстро отдать энергию (даже ничтожной энергии кондёра будет предостаточно), про керамику то я не сомневаюсь.

[просто КОТ]

Я боюсь, что ты сильно разочаруешься,замыкая ионистор... Хотя и, да, аккумулятор быстро разряжаться никому не обещал.

Полевик... Шаблонно. Всем кажется что лучше,а если подумать? Если ты хочешь сотни ампер в импульсе, то надо никак не ключ с ограниченным сопротивлением. Или биполярник, или IGBT.

Про внутреннее сопротивление... тут всё не так просто. LC так или иначе ограничит минимум этого времени,и ничего тут не попишешь.

Ну и про вспышку заблуждаешься. там Высокие ВОльты разумно объяснены -- напряжение горения дуги порядка сотен вольт, и её поджиг в киловольт. Вот что вынуждало питать её ВВ источником. В то же время, галогенки на сотни ватт имеют питане в спокойные 12В. И все довольны.

[Foton-4n]

Я хочу юзать кондёры.

LC так или иначе ограничит минимум этого времени,и ничего тут не попишешь

Но так чем выше напруга тем время нарастания будет выше ведь!

галогенки на сотни ватт имеют питане в спокойные 12В. И все довольны.

Сколько галогенка выдаёт мощности за 2мс? У вас фотик есть попробуйте без вспышки на 1/320 выдержке и что получится не чего, надо импульс а не постоянную мощность.

Или биполярник, или IGBT.

На низкой напруге это очень круто. Да и они не умеют быстро открываться и закрываться еще одна проблема. Потому я и говорю тиристор!

Я ведь хочу не мотор крутить и не компрессор питать для пневматики! Нужен импульс короткий менее 1мс. Еще раз говорю покажите мне плиз пример использование АКБ для создание таких импульсов.

Я боюсь, что ты сильно разочаруешься,замыкая ионистор...

Я боюсь без рук останешься про замыклку молчу!!!
http://www.maxwell.com/products/ultraca ... 285-series
10кА ток КЗ покажите мне АКБ который смог бы столько отдать!!!!!

[Brigadir]

Чем сильнее магнитное поле тем быстрее снаряд будет набирать скорость или я ошибаюсь

Не один АКБ не сравнится с конденсатором/ионистром

Скорость нарастания тока в катушках при таких напруге 24В врятли сравнится с напругой 450В или 900В , А токи с кондёрами там .

Собственно, я спорить не намерен, судя по Вашим рассуждениям....Делайте свой таймер,
Я просто предложил решить эту задачу намного проще.

[Foton-4n]

В споре рождается истина! Огромное спасибо что натолкнули на идею разной индуктивности катушек. Но вот снижать мощность я не когда не намерен, тем более что вы предложили вообще не стыкуется с реальной задачей. Ведь уже всё проверено давно и конструкцией и с созданием импульса

[Маньяк ИС]

В принципе подход ТС правильный.
Но только с коммутацией килоамперных токов - некотрый вакуум.
Тиристор замкнет кондер на катушку, снаряд подтянется... а ток - не прекратится, поскольку разрядить кондер за единицы мс нереально, и начнется торможение вылетающего снаряда остаточным током, т.к. тиристор нельзя отключить.
Выход - применять многочисленные сборки транзюков.
Из совковых по массогабариту - очевидно, подходящи 2Т812А ( для напряженией до 500 в. постоянного ).
( Как вариант - КТ847А, он в полтора раза более сильный по току, особенно импульсному, или КТ8144 - они сильней по току КТ812А в 3.5 раза, но дороже тоже изрядно ).
Например, для получения 1 кА - 100 шт. параллельно, с выравнивающими разисторами в эмиттерах, исходя из допустимого пикового тока 12 а. ( со скважностью 1:100 ). Примерный номинал выравнивающего резистора ( в эмиттере ) для пикового тока 12 а. - 0.05 ом 0.5 вт ( и ток 12 а ! ).
Обращаю внимание на допустимые токи конденсаторов - они редко превышают 1 килоампер ( за 1-ю мс разряда ). Выход - параллельное соединение конденсаторов существенной мощности ( и емкости ). Приблизительный расклад - параллель 10 шт. 220 мк 450 в. , соединенные 2 мм проволокой - для получения пикового тока более 2 кА.
Как сделать таймер - можно использовать общий счетчик, например на 8 бит, и несколько схем сравнения - на включение и отключение триггеров питания катушек. Код для сравнения со счетчиком - выставлять перемычками.
*
Катушку мотать мелким проводом - типа 0.51 ( а лучше - 0.35 ) , но параллельно не менее 10 проводов - для минимизации сопротивления и получения огромного числа витков. Следует ориенироваться по номинальному сопротивлению - что бы не проколоть транзисторы по току при первом же выстреле. Рекомендуемое при пиковом 1 кА 500 в. - 0.50 ом.
Принять меры по защите транзисторов от выброса напряжения на катушке при снятии тока.
*
Вышеприведенные прикидки - для снаряда до 20 грамм.
*
По материалам из специсточников ( США ) , для морского дела имеются прототипы ( инфа 10-лет давности ), не уступающие пороховым образцам.

[Foton-4n]

Так вот я и говорю про тот момент что включение может происходить много раньше что бы катушка пусть и не даст полное ускорение но зато не будет тормозить то есть: подобрать время так когда данная ступень будет давать максимальное ускорение. Именно экспериментально выяснить время которое даст максимум ускорения.
Просто я точно знаю что не как не попаду в максимальный КПД да и близко даже не попаду в нужную точку использую только датчики как время разряда кондёра и скорость нарастания тока будет из разряда хз.

Да кстати как то давно начиная я попытался в стробе для поджига применить транзюк и не слабый не чё не вышло, потом поставил тиристор и всё встало на места, я тогда сделал вывод что транюки не совсем айс для импульсных огромных токов.

Кондёры с низким импедансом ясно дело. Конечно сравнивая электролит на 1мкф и плёночный кз даёт на порядки сильнее искру.
Да кстати совковые детали лет 10 уже не в руках не держал.

[Маньяк ИС]

1. Почему я посоветовал совковые комплектующие - так за использование импорта меня выгонят с работы - не шутка. По крайней мере несложных деталек... К тому же совковые комплектующие могут работать или не работать, в отличии от фальшивок непонятного производства ( "маленький кристалл").
2. Примерный аналог КТ8144 - BUX98A, по примерно 160 руб оптом в Москве.
3. При применении транзисторов следует ориентироваться на их кооэффициент усиления - он для больших кристаллов минимален - в районе 6-15. К тому же имеет место быть значительное сопротивление перехода в открытом состоянии - оно может доходить до 0.1 ом ( при экстремальных импульсных токах , например 50 а. ).
4. Приблизительная схема на BUX98A - 30 шт. параллельно с выравнивающими резисторами в эмиттерах ( для тока 50 а. на 1 шт. - 0.03 ом проволочный, падение напряжения при 50 а. - около 1.5 в. ). Управляющий ток полного открытия сборки транзисторов - 1000а/8 = 125 а. Соответственно, ставим в управление еще 3 шт. этих транзисторов в сборке с выравнивающими резисторами в эмиттерах, их управляющий ток будет - 125а/8 = 16 а. - т.е. необходим еще 1 шт. управляющий транзистор ( такой же ). Его управляющий ток будет 16а/8 = 2 а, что несложно обеспечить схемными методами на низковольтной части. Примерная схема электрическая принципиальная ( Э3 ) ключа :

5. При проектировании ствола возникла идея отказаться от жесткого нормирования таймингов и применить все-таки оптические датчики входа в катушку и выхода из неё. Управление всем этим хозяйством - без вариантов - МК с быстродействием не менее 50 млн. рег-рег, или 20 млн память-память.
6. Снаряды - строительные гвозди с отпиленной шляпкой. Или даже с неотпиленной
7. Альтернативный ( простецкий ) вариант - все-таки на тиристорах, с подбором емкости кондюков - которые следует брать уже не электролиты с мутными параметрами, а серии, например, К73-17 - на 400в. 4.7 мк, в параллель кучку - примерно до 100-200 мк. Тиристоры следует выбрать с пиковыми повторяющимися токами достаточной величины - например, не менее 2 ка.
Емкость кондюков следует подбирать экспериментально по максимальной дульной энергии снаряда ( а она может быть и большой ! ).
8. Примерный размер орудия - 0.6 м, катушки по 5-10 см. калибром, толщиной по 2-3 см, нацепленные через 3-8 см. на пластиковую трубку ( дуло ).

[Foton-4n]

1. Почему я посоветовал совковые комплектующие - так за использование импорта меня выгонят с работы - не шутка.

Да что ж впрямь такое. Я что ли жаловаться нас пойду или сдавать .

Да DSP чую придётся заюзывать там бешеное быстродействие конечно.

ДА конечно с такими связками транзюков малость геморнее. То что вы привели уж лучше IGBT они куда лучше компактнее и шустрее всё же там работы ведутся постоянно и результаты есть.

Но тиристоры я хочу ставить 70TPS12 не более чем на 470мкф или даже 220мкф. Да даже и IGBT лучше не все параллелить а потом резюкаим выравнивать а повесить на каждый ключ номинальную ёмкость, и ключам не накладно и нам проще.