Расчет антенны 125 кгц, 345мкГ, em-marine.

[Али777]

Добрый день уважаемые форумчане, начал делать считыватель карточек em-marine. В антеннах разбираюсь плохо. Параметры антенны, с индуктивностью 345мкГенри. Какой программой стандартной можно подсчитать? И ешо вопрос можно ли сделать антенну на печатной плате, будет ли она эффективна?, мне хотяб 1-2 см дальность считывания.

[SERJ]

125кГц, мне хотяб 1-2 см дальность считывания.

На таких низких частотах и при расстояниях в сантиметры речь может идти только об ИНДУКТИВНОЙ связи между двумя объектами, т.е. одна излучающая катушка(контур) на передающей стороне и индуктивная связь с катушкой(контуром) на приемной стороне. Чем выше будет эта ИНДУКТИВНАЯ связь, тем для Вас лучше.
Для улучшения связи часто делают не просто катушку, а колебательный контур и настраивают его на 125 кГц, но это опять не расчет антенны. Это только расчет колебательного контура по формуле Томсона.
При этом емкость в контуре получается порядка 4700 пф
В этом случае нужно просто согласовать этот колебательный контур с вашей схемой.

Ни о каких антеннах, а тем более расчетах антенн в данном случае и речи быть не может. Антенна работает по совсем другому принципу.

можно ли сделать антенну на печатной плате

Что то я сомневаюсь, что бы катушку индуктивностью 345 мкГн можно сделать печатной и при этом она будет приемлемых размеров.
Расчет здесь.
http://coil32.ru/calc/pcb.html

[Али777]

Я тоже сомневаюсь в катушке на ПП, однако кто то писал на просторах интернета, что видел как такие катушки с успехом работали. Я думаю сделать катушку индуктивности из медной проволоки. Буду экспериментировать таким образом: Намотаю чуть больше витков, начну подавать с платы микроконтроллера сигнал 125 кгц и смотреть осциллографом амплитуду. Только не могу понять как мне рассчитать размер этой самой катушки: кол-во витков, диаметр?, сечение провода имеется 0,69 мм. По формуле Томпсона все сходится: частота с емкостью и индуктивностью.

[SERJ]

Только не могу понять как мне рассчитать размер этой самой катушки: кол-во витков, диаметр?

Ссылку выше уже давал.
http://coil32.ru/calculate-on-line.html
Катушку удобнее сделать с подстроечным ферритовым сердечником, которым впоследствии и настраивать контур в резонанс.
Можно также мотать примерно, а потом измерить индуктивность, и уж по известной индуктивности по формуле Томсона рассчитать конденсатор.
http://tel-spb.ru/lc.html

[roman.com]

считыватель карточек em-marine

Да подождите вы с резонансами... Вы скорость считывания знаете? А то вы сейчас настроите в резонанс ... получите LC контур с высокой добротностью...
А как считывать импульсы будете ? А если там частота импульсов считывания 125кГц ? Вы об этом подумали?

[SERJ]

А если там частота импульсов считывания 125кГц ?

Я конечно в этом не очень спец, но там рабочая частота 125 кГц и передача идет с помощью АМ, поэтому скорость передачи не может быть больше порядка десятой части от рабочей частоты.

Т.е. думаю там возможно передать со скоростью не более 12 кбит/сек
А следовательно и полоса пропускания не более 12 кГц

Хотя кто его знает?

[Али777]

А как считывать импульсы будете ?

Насколько я понимаю именно с такой скоростью происходит считывание каждого импульса/бита. А в чем проблема то, считать данные. Мк atmega8 ведь будет считывать.

[roman.com]

Насколько я понимаю именно с такой скоростью происходит считывание каждого импульса/бита. А в чем проблема то, считать данные. Мк atmega8 ведь будет считывать.

Если бы частота считывания была ба равна частоте высокодобротного контура, настроенного в резонанс... то никто бы ничего не считал)))


Есть некая информация... на разный сайтах этих "считывателей... Например вот на сайте:

Маленький считыватель бесконтактных карт Em-Marine... дла-бла-бла... ))

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Расстояние чтения 10 см
Время чтения карты менее 300 мс
Выходной формат 26 бит Wiegand
...

Если 26 бит за 0,3 секунды = часота модуляции ~ 86,6 Гц, частота несущёй 125 кгц...

Ну если данные верны (если верить сайтам), то можно настроить антенну/контур в резонанс)) Будет больше дальность считывания.

[Али777]

Мнеб расчитать катушку индуктивности, а вопрос скорости считывания ребром не стоит, т.к. имеется готовая схема и готовая прошивка на мк. Уважаемый Serj, не могли бы скинуть более точную ссылку на выше добавленном сайте, для расчета катушек, чтоб на выходе получилась катушка такого типа

111111111111111111111.jpg

(6.06 КБ) 1070 скачиваний

[SERJ]

Прикинуть можно здесь.
http://coil32.ru/calc/rectangular-multi ... uctor.html
А потом лучше всего измерить и подобрать нужный конденсатор для получения резонанса, т.к. никакой расчет не даст 100% совпадения.
Также проверить и настроить на нужную резонансную частоту можно с помощью генератора ВЧ или с помощью осциллографа.
Вот здесь подробно написано.
viewtopic.php?p=1760094#p1760094

Спойлер

Проверьте свой контур на соответствие и тогда решите, перематывать или нет. Он у вас должен иметь резонансную частоту порядка 300 кгц и довольно хорошую добротность.
Если у Вас нет приборов для этой проверки, то используйте те, что у Вас есть по максимуму.
Вот например в этой теме я писал и сам для примера показывал как использовать осциллограф для определения резонансной частоты колебательного контура и оценить его добротность.
viewtopic.php?p=1746255#p1746255
Если в вашем осциллографе нет выхода импульсов синхронизации, то сделайте генератор прямоугольных импульсов на частоту 1 – 2 кгц по любой схеме. Удобно на КМОП микросхемах и проверяйте.
http://www.chipinfo.ru/literature/radio ... 44_45.html
Что бы не искать я те сообщения сюда перенесу.
Там спрашивали:
"Как измерить резонансную частоту колебательного контура подручными средствами."

Способов много.
Крутить генератор и искать максимум показаний ВЧ вольтметра.
При этом нужно учитывать внесенные паразитные емкости и индуктивности. Просто их нужно минимизировать.



Или так.
Возбуждаем контур импульсом и смотрим частоту ударных колебаний.
viewtopic.php?p=494258#p494258
Кому как удобнее. В данном случае можно и добротность контура определить, хотя по первому варианту это тоже можно сделать.





И много еще других способов.

Конденсатор связи между генератором и контуром должен быть по крайней мере раз в 20 - 50 меньше, чем конденсатор в колебательном контуре, что бы генератор не шунтировал контур и меньше влиял на измерение.
Т.е. чем меньше, тем лучше. Главное, что бы хватало для наблюдения синусоиды на экране.

Вот я сейчас собрал такую схему. Конденсатор в контуре 330 пф, а конденсатор связи 18 пф
Так выглядят ударные колебания в контуре.



Это я их немного развернул на осциллографе.



А это развернул, что бы подсчитать частоту.
У меня получилась резонансная частота моего контура прядка 750 кгц, т.к. на осциллографе стоит развертка 1мкс/дел.

Добротность можно оценить подсчитав количество колебания до того, как амплитуда упадет в 23 раза.
Само собой, чем больше колебаний насчитаете, тем значит больше добротность.

Т.е. используйте имеющиеся у вас приборы по максимуму.
Осциллографом можно не только форму сигналов смотреть. Это очень универсальный прибор.

На форуме даже тема есть.
Как измерить резонансную частоту?
viewtopic.php?f=21&t=115403

[Али777]

Отлично, Спасибо!!! Как изучу, так приступлю к экспериментам.

[roman.com]

я бы на вашем месте взял бы для начала просто катушку

111111111111111111111.jpg

(6.06 КБ) 882 скачивания

и подключил бы к дешифратору... А параллельно катушке осциллограф... и посмотрел бы сигнал считывания. А потом бы думал стоит ли делать резонанс или нет...

[Али777]

Думаю стоит для логического завершения темы описать получившееся в итоге устройство. По расчетам калькулятора получилось 66 витков проволоки диаметром 0.8мм. И начал я их мотать. Однако карточки не стали считываться. Пришлось увеличить еще десяток витков. Карточки начали считываться на расстоянии 1 см. Добавил ешо 10 витков уже распознавание увеличилось до 3 см. В итоге получилось 88 витков. Получается что в реальности кол-во витков другое, возможно на это влияет плотность получившейся катушки. А ведь мне нужно довести дальность распознавания до 10-15 см! Этож около 200 витков штоли?

[noise1]

Катушка должна быть плоская, ферриты нельзя, вы сжимаете магнитное поле катушки. Провод можно и 0,08.

[DmitryG]

Прошу прощения за воскрешение темы. Как раз этим же решил заняться.

Есть несколько вопросов:

Катушка должна быть плоская, ферриты нельзя, вы сжимаете магнитное поле катушки. Провод можно и 0,08.

Что именно значит плоская: как трубочка или как диск?
Плоская, прям в 1 слой? Или какое-то соотношение должно быть? К чему стремиться?

Толщина проволки как я понял не имеет большого значения для прибора, а с точки зрения простоты намотки какую лучше выбрать?

Проволку лучше намотать одну к одной или можно как получится как у автора поста получилось? Большая будет разница?

И еще такой рисунок-вопрос. Планирую такой пластиковый корпус с антенной, платами, кнопками и болтами. Диаметр корпуса порядка 50 мм. Вопрос: насколько такое расположение антенны (на рисунке медного цвета), болтов, плат (голубым/синим) будут мешать и создавать проблемы друг другу?

[GARMIN]

Плата будет короткозамкнутым витком внутри катушки, это обнулит чувствительность. Возможно нужна магнитная экранировка платы.

[DmitryG]

GARMIN писал(а):

Плата будет короткозамкнутым витком внутри катушки, это обнулит чувствительность. Возможно нужна магнитная экранировка платы.

спасибо. Попробую подвигать.


Подскажите, а на что влияет индуктивность?

Предположим я поставлю катушку индуктивностью не 345мкГ, а 1000мкГ, подберу по калькулятору конденсатор. Это как-то повлияет на дальность приема?

Еще вопрос, повлияет ли как-то увеличение напряжения с 5 вольт до 12 (+/- вольт)? Стоит ли этим заморачиваться?