Nahfeldantenne 125kHz wickeln

Hallo Gruppe,

ich schlage mir gerade die Nacht mit einer RFID-Antenne, 125kHz, um die Ohren. Habe im ersten Anlauf einen relativ pragmatischen Ansatz gewählt: Etwa 100 Wicklungen Kupferlackdraht in einen etwa 6cm Durchmesser fassende Luftspule gewickelt. Dann L vermessen, 1.76mH. Danach C berechnet für 125kHz, das wären 922 pF.

Die habe ich also parallel zur L geschaltet (hatte einen 1nF herumliegen, der nach Vermessung perfekt gepasst hätte) und gemessen. In meinem Messaufbau erhielt ich die maximale Amplitude von etwa 30V bei

86kHz (alles über 20V ist gut, 40V ist maximal zulässig).

Also C gesenkt, 820pF. Amplitude 42V bei 98 kHz.

C weiter gesenkt, 470pF. Amplitude 42V bei 99 kHz.

Und C weggelassen. Amplitude 42V bei 113 kHz.

Heißt das, die Spule ist untauglich, weil die parasitäre Kapazität des Schwingkreises bereits bei 1.1nF liegt? An was für Parametern kann ich da drehen, um die Spule vielleicht doch noch in einen Bereich zu bringen, in dem ich sie mit dem parallel-C dann in den gewünschten Bereich ziehen kann? Eigentlich ist mein einziger Parameter ja die Windungsanzahl. Oder spielt der Durchmesser vielleicht auch eine Rolle? Auf jedenfall irgendwas, was in 2 Pi f = (LC)^(-1/2) nicht mit drin ist :-(

Bin auf jeden Fall für Tipps sehr dankbar und falle jetzt erstmal in mein Bett.

Viele Grüße, Johannes

--
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Johannes Bauer
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Als weiteren pragmatischen Ansatz könntest Du Dir die Pollin-Spule besorgen und vermessen, die funktioniert mit deren Bausatz recht gut. Bestellnummer der Spule: 250 324 Der RFID-Bausatz (810059) wird momentan als ausverkauft gezeigt.

Gruß, Paul

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Paul Berger

Am 05.07.2013 03:22, schrieb Johannes Bauer:[...] > Heißt das, die Spule ist untauglich, weil die parasitäre Kapazität des > Schwingkreises bereits bei 1.1nF liegt? An was für Parametern kann ich > da drehen, um die Spule vielleicht doch noch in einen Bereich zu > bringen, in dem ich sie mit dem parallel-C dann in den gewünschten > Bereich ziehen kann? Eigentlich ist mein einziger Parameter ja die > Windungsanzahl. Oder spielt der Durchmesser vielleicht auch eine Rolle? > Auf jedenfall irgendwas, was in 2 Pi f = (LC)^(-1/2) nicht mit drin ist :-( Hallo,

Du könntest die Drähte auf mehr Abstand halten oder weniger Windungen bei größerer Spulenfläche erzeugen.

Peter

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Peter Thoms

Hallo Johannes,

könntest Du bitte Deinen Messaufbau etwas näher beschreiben? Das klingt nach zusätzlicher Belastung durch selbigen... Also z. Bsp. die Generatoreinkopplung sollte in dem Fall mit einer sehr kleinen Koppelspule erfolgen, keinesfalls parallel am Schwingkreis.

Viele Grüße, Peter

Am 05.07.2013 03:22, schrieb Johannes Bauer:

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gupemo

Am 05.07.2013 03:22, schrieb Johannes Bauer:

Hallo,

wie hast Du denn gemessen? Serien- oder Paralallresonanz und mit welchem Widerstand?

Der Lastwiderstand beeinflusst die Güte. IIRC das Verhältnis von L und C bei einer bestimmten Frequenz in der Praxis ebenso.

Bernd Mayer

Bernd Mayer

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Bernd Mayer

Allerdings. Es gab früher in Handbüchern zwar einfache Formeln wie man anhand geometrischer Form der Spule Induktivität/Windungszahl berechnet. Sind aber eher grobe Näherungen. An Wickeln und Messen führt meist kein Weg vorbei.

Soweit es um RFIDs geht kam ich damals mit einfachen Messschaltungen zurecht:

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Anbieter fertiger Spulen finden sich inzwischen öfters:

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Passen aber typisch nicht in die Kunstoffteile die man verwenden will. Und man muß Kapazität an Spule anpassen. Ich fand den umgekehrten Weg, d.h. Spule passend zu E6 Normreihe des Folienkonsators wickeln attraktiver.

MfG JRD

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Rafael Deliano

Der Durchmesser ist ziemlich wichtig :-)

Ein kleiner Pfuschzettel:

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Eine recht einfache Methode ist, einen Oszillator zu bauen und den Schwingkreis recht lose daran zu koppeln. Ablesen per Frequenzzaehler oder Digitalscope, die haben ja meist einen mit drin.

--
Gruesse, Joerg 

http://www.analogconsultants.com/
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Joerg

Die steht schon auf der Bestelliste, den RFID-Bausatz brauche ich nicht (habe genug RFID-Equipment hier). Trotzdem vielen Dank für den Tipp.

Viele Grüße, Johannes

--
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Johannes Bauer

Naja, "Messaufbau" war ein bischen übertrieben. Es handelt sich um einen RFID-Leser an den ich die Antenne angelötet habe und den ich vom PC aus über USB bediene. Das hat den Vorteil, dass die Messergebnisse, die da rauskommen, dann tatsächlich auch die effektiven Messergebnisse sind.

Viele Grüße, Johannes

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Johannes Bauer

Mein RFID-Leser bietet eine Funktion, die den Bereich von 80...170 kHz durchsweept und jeweils die Amplitude vermisst. Wie das genau funktioniert kann ich dir leider nicht sagen, ich hab das Ding nicht gebaut, sondern nutze es nur.

Viele Grüße, Johannes

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Johannes Bauer

Hmm, die Induktivität habe ich ja vermessen, aber das hat dann trotzdem nicht hingehauen. Was ist denn dann die optimale Geometrie für 125kHz, oder lässt sich das nicht pauschal sagen?

Die Pollin-Spule steht schon auf der Bestelliste.

Ich wollte halt nur grobe Anhaltspunkte haben, was ich beim Wickeln anders machen kann (weil es ja offenbar nicht nur auf die Induktivität/Kapazität ankommt, sondern noch auf andere Faktoren).

Viele Grüße, Johannes

--
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Johannes Bauer

Habe ich gemerkt :-) Hab gerade noch einen zweiten Anlauf gemacht, Durchmesser 9cm, die funktioniert *erheblich* besser als der erste Versuch und sogar erheblich besser als die Standard-RFID-Antenne, die beim Leser dabei war. Ich will aber das Optimum rausholen, da geht noch mehr! Nur wüsste ich gern in welche Richtung ich drehen muss, damit das hinhaut.

Hm, da lässt sich aber nur L in Abhängigkeit von der Geometrie berechnen. Ich habe ja L gemessen, das sollte also ja sogar besser sein. Oder hab ich was Übersehen?

Viele Grüße, Johannes

--
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Johannes Bauer

Kommt darauf an was fuer RFID Du damit machen moechtest. Normalerweise gilt fuer Antennen "groesser = besser", aber bei RFID an Registrierkassen und dergleichen gilt das oft nicht, weil die bewusst auf einen begrenzten Erfassungsbereich ausgelegt sind.

Wie bzw. womit hast Du L gemessen? Falls das eine reine Impedanzmessung war, ist dabei die unvermeidliche Kapazitaet zwischen den einzelnen Windungen herausgerechnet worden?

Man muss bei solchen Dingen normalerweise die Resonanz finden. Das geht schlecht ueber Einzelmessungen von L und C. Ich mache das meist ueber lose Kopplung, manchmal nach dem Prinzip Dipmeter. Wobei ich mein richtiges Dipmeter nur im MHZ-Bereich und hoeher verwenden kann, fuer

125kHz habe ich keines. Koennte man aber bauen.
--
Gruesse, Joerg 

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Joerg

Auf eigene Gefahr:

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Ich hab sie damals nicht abgedruckt weil schwer zu verifizieren war ob sie stimmen. OT: gibts inzwischen preiswertere, brauchbare field solver Programme ? Die Elektomaschinenbauer scheinen sowas zu haben ...

Es macht keinen Sinn die Induktivität getrennt zu betrachten: die Teilbaugruppe ist der LC-Schwingkreis, also zwei Bauteile. Die Sollfrequenz die man treffen will ( ca. 125kHz ) ist fest, Güte Q und Impedanz wären aber erstmal variabel. Theoretisch ermöglicht grosse Antennen-Abmessung eine grosse Reichweite. Aber eben auch grössere Probleme. Praktisch liegt man oft z.B. durch Kunstoffteile in die der Drahtwickel eingelegt werden soll geometrisch ohnehin sofort fest. Wenn man an fertiger Leiterplatte klebt, sind wohl letztlich die meisten Paramter an denen man drehen konnte fix. Und man kann nur noch Antenne mit ungefähr den Abmessungen und dem Induktiviätswert verwenden den sich der Hersteller für die Leiterplatte ausgedacht hat.

MfG JRD

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Rafael Deliano

Neulich gerade entdeckt: elmer

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Kai-Martin Knaak

Ich habe als ich die Spule für einen HTRC110 brauchte auch erst berechnet, dann bei Nennfrequenz angeschlossen und solange abgewickelt bis der Wert passte. Die beste Reichweite hatte ich knapp neben dem Pegelmaximun. Der abgewickelte Draht wirkt sich nur geringfügig auf die Resonanzfrequenz aus.

Die Spulenberechnung versagt vermutlich weil man kein vernüntige "l" bei der Spule hat.

--
MFG Gernot
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Gernot Fink

Nun ja, die Kopplung muß passen; wenn das tag winzig ist, dann geht es ggf. unter bei einer riesigen Antenne :)

-ras

--

Ralph A. Schmid 

http://www.schmid.xxx/ http://www.db0fue.de/ 
http://www.bclog.de/
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Ralph A. Schmid, dk5ras

Bedenke, je größer die Antenne, je schärfer die Richtwirkung. Meistens jedenfalls.

--
hdw
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horst-d.winzler

Stimmt. Mit einer 100mm Spule erkannte ein HTRC110 in Grundschaltung die implantierbaren Microtransponder nicht mehr vernünftig. Mit 50 mm als Kompromiss gingen Chipkarten und Microtransponder ganz ordentlich. Die Reichweite war da ca. 70mm für die Chipkarte, 30mm der Microchip.

Gernot

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MFG Gernot
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Gernot Fink

Im Nahfeld gilt das nicht ohne weiteres. Kommt darauf an, was Johannes damit vorhat.

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Gruesse, Joerg 

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Joerg

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