понедельник, 14 августа 2017 г.

Газшутинг - озвучиваем макеты пулемётов и пушек

Вместе с мастерской D-Arma Meridem занимаюсь разработкой комплектов газшутинга.


Теория

Газшутинг - это технология, позволяющая значительно удешевить эксплуатацию макетов оружия на реконструкционных мероприятиях.



Типичный пулемёт "потребляет" за мероприятие порядка 500 патронов, что при цене холостого патрона в 20 рублей выливается в 10 тысяч только на патроны. С пушками вообще ужас - эти чудовища жрут по 100-200 грамм чёрного пороха за выстрел.

Идея газшутинга очень проста - обеспечить быстрое сгорание каких-нибудь альтернативных материалов, желательно недорогих и распространённых. В нашем случае это пропан и кислород. Пропан можно получить на любой газовой заправке, а кислород заправляют ...., так как он широко используется в газовой сварке.

Итак, остаётся обеспечить порционное поступление газов в оптимальной пропорции, их смешивание и поджиг.

Конструкция

Конструктивно всё просто - нам нужно: 
  1. смешивать газы - для этого есть камера, в которую введены патрубки для подачи газа;
  2. пожечь смесь - для этого в камере установлена свеча зажигания (от мопеда или автомобиля);
  3. отмерить газ в нужной пропорции, для чего патрубки подключены через клапаны к редукторам на каждом баллоне. Клапаны позволяют подавать газ и прекращать его подачу (достаточно быстро и чётко), а регулировкой давления на выходе редукторов мы можем подобрать параметры смеси тонко;
  4. обеспечить подачу газа, затем дать ему время для смешивания и после этого дать искру для поджига. Для этого стоит электроника и катушка зажигания от мопеда.
Камера обычно переходит в ствол, при этом опробованы длины ствола от примерно 30 см до метра с гаком. Работает, хотя звучат по разному. Ещё надо бы поэкспериментировать с разными внутренними диаметрами стволов...

Собственно, я занимаюсь электроникой для этого дела.

Электроника

Задача простая - подать сигнал открытия клапанов, через некоторое время закрыть клапна, далее короткий промежуток времени на то, чтобы газы смешались и далее обеспечить подачу искры.

Техниески обнаружилась куча нюансов, связанных с мерзким поведением катушки зажигания и влиянием наводок от неё на микроконтроллер.

По сравненю с катушкой клапана просто душки: работают в широком диапазоне напряжений, для борьбы с индуктивными выбросами фактически и делать ничего не надо. Хотя, можно и диод подставить.

А вот катушка.... Эта сволочь с гасящим диодом не работает. Лучит в пространство очень злобно. Да ещё и при срабатывании посылает лучи поноса импульсные помехи, иногда сбивающие микроконтроллер с "мысли"...

Так что пришлось найти довольно злобные по параметрам транзисторы. И всё равно на критичные проекты к катушке лучше всего ставить либо старый добрый  IRF4905, или вообще ставить внешнюю катушку зажигания с электроникой (пробовали "тойотовские" Denso, шикарная искра).

Платы были заказны у китайцев, как обычно не обошлось без доработок:
  1. приколхожен другой стабилизатор (требуется удалить часть дорожек и снять чуток маски на земляном слое;
  2. добавлен диод перед стабилизатором, иначе при включении катушки разряжается конденсатор перед стабилизатором и иногда выключается или глючит микроконтроллер;
  3. для критичных случаев транзистор запуска катушки выносится с платы.

Результат

На сегодняшний момент отлажены комплекты для пулемётов и пушек.

Пулемётные позволяют "регулировать" скорострельность в пределах от 450 до 1000 (с шагом 50) "выстрелов" в минуту работают с мопедной катушкой зажигания. Регулировкой давления газа можно менять характеристики звука и вылета пламени.

450 в/мин

1000 в/мин

 Пушечные - из настроек - время подачи газа в диапазоне от 0.5 до 3 секунд с шагом 0.5 секунды. Работают с внешней автомобильной катушкой (типа Denso). Регулировкой давления газа можно регулировать точный сотав смеси, добиваясь нужного "звучания" и вылета пламени.