Particle Accelerator Demo DEF Eindproject Groep 29

Je hoort relatief vaak dingen over deeltjesversnellers, en welverdiend, die dingen zijn best wel cool. Daarom hadden we bedacht dat we voor een eindproject het een goed idee was om een demo/model te maken van zo’n ding. Zo gezegd, zo gedaan.

Om het zo eenvoudig mogelijk te maken om het zelf te maken hebben we geprobeerd het ontwerp zo simpel mogelijk te houden. En, als bonus, is alles (behalve de 3D-print dan) te hergebruiken.

Materialen:

·      Koperlakdraad (0.1 mm dikte, ongeveer 10 meter lang)

·      Een magnetisch balletje (die van ons was 19 mm in diameter en kan hier gevonden worden)

·      9V batterij en een clipje daarvoor

·      Arduino

·      Breadboard

·      LED

·      LDR (light dependant resistor)

·      Mosfet (IRF 540)

·      Kabeltjes

·      Fillament voor de 3D printer

De benodigde gereedschappen zijn:

-       3D-printer

-       Een soldeerbout.

De baan wordt de basis van de gehele opstelling. De baan is geprint met een 3D printer. De baan heeft een lichte helling (van 25 graden) voor het geval het balletje zo hard gaat dat hij uit de baan vliegt. Verder hebben we ook een ontwerp voor de spoelhouder gemaakt dat eenvoudig aansluit op de baan (zie verschillende figuren). Zo'n soort baan kan je ook maken van bijvoorbeeld pvc buizen.

De enige instellingen voor 3D printer die nodig zijn is de support op de stukken waar de onderdelen het bed aanraken. Alle onderdelen zijn geprint met een laagdikte van 0.15 mm.

In totaal zul je ongeveer 120 gram 3D printen.

Voor de spoel gebruiken we geïsoleerd koperdraad met een diameter van 0.1 mm. Dat is koperdraad met een kunststof omhulsel als isolatie. De spoel kan op verschillende manieren gewikkeld worden. Wij hebben dit handmatig gedaan: we wikkelden een lang stuk koperdraad direct over de spoelhouder. Dit kan ook anders. Je kan bijvoorbeeld een spoelwikkelaar gebruiken of de spoelhouder aan een boormachine vastmaken en die langzaam laten draaien terwijl je de draad vasthoudt.

Als het goed is heb je nu al twee halve banen, een spoelhouder met spoel en een middenplatform. Toegevoegd filmpje laat zien hoe de baan in elkaar gezet hoort te worden.

Hierboven is een afbeelding van de schakeling toegevoegd. Zorg ervoor dat je draadjes hebt die lang genoeg zijn zodat er genoeg ruimte is om naar de bovenkant te gaan. Verder raden we aan de LDR, led in de spoel, koperdraad van de spoel en de batterijhouder te solderen.

Om de spoel aan te laten gaan wanneer het balletje wordt gedetecteerd door de sensor, moet code in Arduino geschreven worden. 

Sluit uw laptop met de code in de bijlage aan op de Arduino en upload de code. Nu is de Arduino geprogrammeerd. Mocht het niet werken heeft u de schakeling niet goed aangesloten.

(Het is geen ino bestand omdat dat helaas niet kon met instructable.)

Je bent nu ready-to-go! Leg het balletje bij de sensor en zie hem rond de baan rollen (totdat de batterij op is).

Dan, nog een paar laatste opmerkingen:

• de kabel om de arduino mee te verbinden is een beetje dik en de arduino past daarom niet helemaal goed in zijn houdertje.
• het balletje is heel magnetisch en wil nog wel eens vastplakken aan de componenten het is vooral irritant omdat dit eigenlijk gewoon een inherent probleem is en zal blijven.
• het balletje haalt soms niet de hele baan, dit komt door onder andere de opmerking hierboven, maar ook dat de pool van het balletje overeenkomt met de pool van de spoel en daardoor afgestoten wordt waardoor die de verkeerde kant op ging.
• omdat de baan niet zo zwaar is zal het balletje de baan een beetje wegschuiven en het daardoor ietsje minder goed doen (dat betekent dat het een stuk leuker is als je hem vasthoud of vastzet op een of andere manier :))
• het is nog steeds leuk om naar te kijken.