Wpływ masy na L

Piotr Gałka wrote on 04.12.2020 17:50:

Nie napisałeś tego, ale zgaduję, że problemem jest zbyt mała moc dostarczana do karty krypto.

Co do indukcyjności to nie powinna się zmienić, jeśli ekran jest tak zrobiony, że ogranicza możliwość powstawania prądów wirowych.

If metal is placed close to the NFC antenna the alternating magnetic field generates some eddy currents in the metal. These eddy currents create a magnetic field in opposite direction; it absorbs power, and leads to detuning of the antenna due to a decreased inductance and quality factor.

Zmiana położenia, kształtu ekranu zmienia też pojemności pasożytnicze i przez to częstotliwość rezonansową całości. Ale zakładam, że to sprawdziłeś.

W PDF z zaleceniami odnośnie projektu anteny jest też informacja, żeby ekran był podłączany w jednym miejscu do masy - zakładam, że wynika to z chęci ograniczenia prądów wirowych.

An electrical shielding should be used to reduce the electrical field generated by the antenna coil itself. These loops must not be closed. The loops provide electrical shielding and improve the EMC behaviour. The shielding has to be connected in one point to system ground.

Mam podobny dylemat, bo zacząłem projektowanie czytnika RFID :-) i się zastanawiałem czy robić ekran przy antenie czy nie. I jak mocno będzie siać bez ekranu, pewnie niedługo się przekonam.

W dniu 04/12/2020 o 17:50, Piotr Gałka pisze:

Bzdura lub co najmniej stwierdzenie prowadzące na manowce...

Wróćmy do podstaw, czyli do fizyki. :-)

Indukcyjność jest wielkością określającą zdolność elementu do wytwarzania pola magnetycznego.

Przypomnijmy sobie również, że pierścień z przewodnika umieszczony w zmiennym polu magnetycznym wytwarza pole przeciwne... w efekcie pole pobudzające zmniejsza się...

Czyli zbliżanie do cewki L1 zamkniętego pierścienia odbiera zdolność cewki L1 do wytwarzania pola magnetycznego, co można podsumować wnioskiem, że indukcyjność L1 zmniejsza się (poprawnie byłoby mówić o indukcyjności całego układu).

Wyobraźmy sobie pętle o indukcyjności 1uH (L1). Umieśćmy pierścień w polu cewki L1 i uznajmy, że 50% pola L1 jest objęty przez ten pierścień, czyli mamy sprzężenie k=0.5. Załóżmy że przez cewkę płynie prąd zmienny 1A. W pierścieniu wzbudzi się prąd 0.5A o fazie przeciwnej. Dwa razy mniejszy prąd w pierścieniu i dwa razy mniejsza powierzchnia skasuje 1/4 pola, a 3/4 zostanie. Czyli oryginalna indukcyjność spadnie do wartości 75% oryginalnej.

Dopóki w pierścieniu nie ma strat, to i w oryginalnym obwodzie rezonansowym nie dochodzą dodatkowe rezystancje strat... Oczywiście jeśli mamy duże odstrojenie częstotliwości, to w oryginalnym obwodzie może zmienić się stosunek reaktancji do rezystancji, co będzie objawiać się zmianą dobroci obwodu rezonansowego (ale przy niedużych odstrojeniach pomijalne).

pzdr mk

W dniu 04/12/2020 o 17:50, Piotr Gałka pisze: > W dzieciństwie w jakiejś książce o elektronice (już niby tranzystory, > ale wszystkie elementy jeszcze jak z lampowych i transformator > głośnikowy na końcu wzmacniacza) wyczytałem, że zwarte zwoje w > uzwojeniach transformatorów wykrywa się poprzez pomiar dobroci uzwojenia > - że taki zwarty zwój nie zmienia indukcyjności a zmienia jedynie dobroć.

Bzdura lub co najmniej stwierdzenie prowadzące na manowce...

Wróćmy do podstaw, czyli do fizyki. :-)

Indukcyjność jest wielkością określającą zdolność elementu do wytwarzania pola magnetycznego.

Przypomnijmy sobie również, że pierścień z przewodnika umieszczony w zmiennym polu magnetycznym wytwarza pole przeciwne... w efekcie pole pobudzające zmniejsza się...

Czyli zbliżanie do cewki L1 zamkniętego pierścienia odbiera zdolność cewki L1 do wytwarzania pola magnetycznego, co można podsumować wnioskiem, że indukcyjność L1 zmniejsza się (poprawnie byłoby mówić o indukcyjności całego układu).

Wyobraźmy sobie pętle o indukcyjności 1uH (L1). Umieśćmy pierścień w polu cewki L1 i uznajmy, że 50% pola L1 jest objęty przez ten pierścień, czyli mamy sprzężenie k=0.5. Załóżmy że przez cewkę płynie prąd zmienny 1A. W pierścieniu wzbudzi się prąd 0.5A o fazie przeciwnej. Dwa razy mniejszy prąd w pierścieniu i dwa razy mniejsza powierzchnia skasuje 1/4 pola, a 3/4 zostanie. Czyli oryginalna indukcyjność spadnie do wartości 75% oryginalnej.

Dopóki w pierścieniu nie ma strat, to i w oryginalnym obwodzie rezonansowym nie dochodzą dodatkowe rezystancje strat... Oczywiście jeśli mamy duże odstrojenie częstotliwości, to w oryginalnym obwodzie może zmienić się stosunek reaktancji do rezystancji, co będzie objawiać się zmianą dobroci obwodu rezonansowego (ale przy niedużych odstrojeniach pomijalne).

pzdr mk

W dniu 05/12/2020 o 08:55, mk pisze:

Poknociłem... Jeszcze raz! :-)

W powyższym scenariuszu, w pierścieniu wzbudzi się prąd 1A o fazie przeciwnej i skasuje całkowicie tę część strumienia wytworzonego przez L1, która skojarzona jest z pierścieniem. Czyli przy wspomnianym sprzężeniu połowa strumienia zostanie skasowana, czyli oryginalna indukcyjność L1 zmniejsza się o połowę.

pzdr mk

Oczywiście, że zwarty zwój zmienia indukcyjność. Tak się mierzy indukcyjność rozproszenia. Kilka miesięcy temu zrobiłem mikromocowe izolowane czujniki zwarcia działające na dokładnie tej zasadzie. Pobierają 1-3 mikrowaty, w zależności od napięcia zasilania.

Usuń sobie tę masę nożykiem do tapet i sprawdź. :)

Pozdrawiam, Piotr

W dniu 2020-12-04 o 21:13, Zbych pisze:

Tak. Pech chciał, że jednocześnie z nową płytką była też nowa karta do oprogramowania. Antena identyczna, obwód dopasowania identyczny (jak w poprzednich projektach), z kartą jest normalna komunikacja - wniosek - hardware działa. Gdy dochodzi do momentu autoryzacji czytnika do karty ta przestaje odpowiadać. Naturalne jest szukanie błędu w swoich obliczeniach krypto. A karta przestała odpowiadać bo jak zaczynała intensywniej liczyć to siadało zasilanie.

Brałem pod uwagę że prądy wirową zabierają energię, a nie brałem, że obniżają L. Traktowałem tamtą masę jako już 'wystarczająco poza polem'. Z drugiej strony anteny mam ferryt (gruby, nie nalepkę) kilka mm większy od anteny. Zakładałem, że 'ściąga' on pole na zewnątrz anteny na tyle na siebie, że wpływ masy na zewnątrz anteny (w płaszczyźnie anteny) jest znikomy.

PDF-y o projektowaniu anten RFID czytałem jakieś 16..18 lat temu i nie były mi potem potrzebne. Dopóki nie wdepnęliśmy w karty krypto powielenie raz zrobionej i dopasowanej anteny w nowych konstrukcjach sprawdzało się bez problemów. A czy zasięg jest 5cm czy 4,5cm nie było istotne.

Nic nie sprawdzałem bo nie robiłem żadnych prototypów. Pojemność równoległą do anteny mam rzędu 200pF. Założyłem, że pojemności o których piszesz są rzędu pojedynczych pF i zapewne podobne jak w układzie w którym to wszystko działało. Biorąc pod uwagę, że nie stosuję kondensatorów lepszych niż 5% to uznałem to za nie istotny drobiazg.

Jeśli bardziej chodzi o 'jednym' to tak. Jeśli o 'podłączony' to wtedy chodzi o pole elektryczne. Tego co by się działo jakby ekran podłączyć w kilku miejscach ja nie traktował bym jako prądów wirowych tylko jako zwarty zwój. Dla mnie zwarty zwój to większe zło, niż kawałek przewodnika (gdzieś obok) w którym powstają prądy wirowe, ale w sumie chodzi o to samo.

Według mnie robić. Chodzi o zamknięcie pola elektrycznego w jak najmniejszym obszarze. Bez ekranu to pole (na antenie występują nie tylko prądy ale też napięcia) sprzęga się z całym światem zewnętrznym i wraca do masy przez kabel zasilający czytnik. Będzie widziane jako prąd CM w tym kablu (nawet jak jest ekranowany). Według mnie ze względów EMC to chodzi bardziej o zawarte w tym polu harmoniczne niż f podstawowe.

W przykładowej aplikacji CR95 użyli w filtrze EMC koralika Wurtha. W notach aplikacyjnych chyba o tym nie pisali (dawno było, nie pamiętam). Stosuję te koraliki. Zalety:

- koraliki nie mogą rezonansować na wyższych częstotliwościach. Wady:

- chyba nieco większe straty na f podstawowej (w porównaniu do L),

- nie znalazłem żadnego odpowiednika,

- ile razy mam jakiś problem z obwodem antenowym (jak tym razem) to najpierw podejrzewam, że ktoś mi zmontował jakiś 'odpowiednik'. P.G.

W dniu 2020-12-05 o 08:55, mk pisze:

Już dawno zaobserwowałem u siebie takie zjawisko, że pewne informacje w dzieciństwie przyjmowałem bez weryfikacji jako 'prawdy objawione'. Miałem taką małą (wielkości ludzika LEGO) figurkę górnika. Babcia powiedziała, że to 'węglarz'. Utrwaliło się tak, że przez wiele lat nie skojarzyłem, że ten 'węglarz' i górnik to to samo.

Tamta informacja była zapewne praktyką inżynierską dotyczącą problemu znalezienia zwartego zwoju w uzwojeniu transformatora. Emalia wtedy była jakaś inna - łatwiej się kruszyła i nawijając zwoje na ścisk na prostokątnym w przekroju karkasie w miejscach najostrzejszego zgięcia było ryzyko zwarcia z poprzednim zwojem. Masz 1000 zwojów w tym jeden zwarty. Widocznie zmiana L wtedy była znikoma, a obciążenie wykrywalne. P.G.

W dniu 2020-12-06 o 17:17, Piotr Wyderski pisze:

Jak wiesz, też to robiłem. Tylko, że moje pierwsze podejście opierało się na założeniu, że zwarty zwój dodaje straty. To co obserwuję faktycznie na takim jednym zwoju nie zgadza mi się do końca z żadną teorią. Uznałem, że to wynika z nieliniowości ch-ki rdzenia i dałem sobie spokój z podejściem teoretycznym na rzecz podejścia praktycznego. Ostateczne rozwiązanie wykonuje pomiar impulsem 15mA 100ns jakieś 10 razy na sekundę. Poszło do produkcji. Rdzenie mają bardzo duże rozrzuty

- jak będziemy mieli 100szt to się sprawdzi, czy dałem na to wystarczające marginesy. Jakbym miał potrzebę zrobić to z minimalnym zużyciem energii to z wyjątkiem przerzutnika pamiętającego wynik całą resztę bym zasilał tylko na te 100ns. To wymagało by dodatkowych elementów, a obecne rozwiązanie (włącznie z zasilaczem) miało być przede wszystkim jak najmniejsze.

Szkoda urządzenia i czasu. Wystarczyło mi potwierdzenie, że prądy wirowe w metalowych elementach w otoczeniu obniżają L. P.G.

Użytkownik "Piotr Gałka" napisał w wiadomości grup dyskusyjnych:rqdpbu$51s$1$ snipped-for-privacy@news.chmurka.net...

Hm, to nie wiem, czy to byla dobra ksiazka.

Szczegolnie ze ... jak zmierzyc dobroc ? XL/RL z definicji, skoro XL sie nie zmienia, to musi sie zmienic RL :)

Tylko ze ten RL to chyba jakis zastepczy ...

Poza tym ... taki jeden zwarty zwoj powinien zmniejszyc ilosc zwojow w cewce. Jak tych zwojow duzo, to moze jest to pomijalnie male, ale jak ich jest 10 ...

No jakos tak to powinno byc.

A po zwarciu pierscienia ?

Hm, w takiej cewce duzo pola magnetycznego jest blisko drutow. Przechodzi srodkiem, wraca na zewnatrz.

A jak umiescisz takie pierscienie metalowe, to pole blisko na zewnatrz nie przejdzie - musi sie odsunac ... i droga w powietrzu sie wydluza, a indukcyjnosc spada - przynajmniej tak mi sie wydaje :-)

Hm, ale ferryt powinien mocno zmienic indukcyjnosc.

Zelazkiem ? te tasmy na goraco puszczaja ..

Najprosciej zrobic eksperyment - chocby termotransferem :-)

J.

W dniu 2020-12-07 o 14:35, J.F. pisze:

Niewiele pamiętam, poza tym było przyswajane przy bardzo niedużej wiedzy zarówno elektronicznej jak i ogólnej (byłem w podstawówce) więc mogło być zapamiętane błędnie.

To była druga książka o elektronice (tytułu nie pamiętam) jaką czytałem. Pierwsza była ta (tylko, że ja miałem wydanie z 53 roku):

ław%20Klimczewski%20-%20ABC%20radioamatora.PDF

Po dłuższym zastanowieniu to chyba był taki opis, że badane uzwojenie (w którym szukamy zwartych zwoi) nakładamy na rdzeń przyrządu pomiarowego. Jakie uzwojenie pomiarowe - nie mam pojęcia. To chyba była informacja, że jak w badanym uzwojeniu są zwarte zwoje to nie zmieni to istotnie indukcyjności uzwojenia pomiarowego, ale zmieni się jego dobroć bo zwarty zwój zabierze i zamieni na ciepło część energii dostarczanej do uzwojenia pomiarowego. Ja nie zapamiętałem słów tylko sens wypowiedzi. W ogóle to kiedyś robili cuda z cewkami w zwykłym radioodbiorniku. Czy we współczesnym sprzęcie znajdzie się gdzieś cewkę nawiniętą koszykowo licą w/cz.

Z jednej strony ferryt wystający kilka milimetrów poza zewnętrzny zwój. Sądziłem, że pole zewnętrzne w płaszczyźnie anteny jest dzięki niemu skupione tuż koło zewnętrznego zwoju i przechodzi przez ten ekran (rozcięte zwoje na obu warstwach). Więc tyle co ten ekran przeszkadza to i tak mam w pakiecie a jak go rozciągnę na zewnątrz to tam już pola mało. Nie mam żadnych programów do symulacji pola.

Tak nie pomyślałem. Nie sądziłem, że te pierścienie (jakby do niczego nie podłączony zwój) mu przeszkadzają, tylko, że przez nie przechodzi. A jeśli mu przeszkadzają odsuwając pole to jak ja je rozciągnąłem do krańców płytki to wymusiłem jeszcze dalsze odsunięcie.

Zmienia. Aby nie wprowadzać zamieszania nadmiarem parametrów podałem tylko indukcyjności bez rdzenia.

Nigdy nie opanowałem termotransferu. A eksperyment 'zrobił się sam' w ilości 100szt.

Po eksperymentach zmieniam w tych czytnikach pojemność równoległą do anteny ze 150+22 na 180+33. P.G.

Tak, pamiętam.

A jak zwarty zwój będzie z nadprzewodnika?

Pozdrawiam, Piotr

E-e, przecież to jest transformator. Przy sprzężeniu idealnym impedancja transformuje się z kwadratem przekładni. Masz zwarty zwój na wtórnym, to się te miliomy przetransformują do zwarcia na pierwotnym. Żadna energia nie musi być tracona, na uzwojeniach nadprzewodzących efekt będzie identyczny. Przy sprzężeniu nieidealnym (czyli efektywnie idealny transformator w szereg z dławikiem po której tam sobie wolisz stronie) pozostaje tylko indukcyjność rozproszenia.

Pytanie, czy i wtedy trzeba było nawijać koszykowo licą. To naprawdę mogł być syndrom zbyt małej brytfanki. Podobnie jak używanie srebrzanki. Srebro ma tylko o 5.5% lepszą przewodność niż miedź, a i to przy optymalnej strukturze krystalicznej metalu. Słyszałem, że naiwnie srebrzona powierzchnia miedzi (bez np. przetopienia laserowego osadzonej warstwy) ma dziwną strukturę krystaliczną i zysk w ogóle staje się niemierzalny.

Pozdrawiam, Piotr

Użytkownik "Piotr Gałka" napisał w wiadomości grup dyskusyjnych:rqlpko$j84$1$ snipped-for-privacy@news.chmurka.net... W dniu 2020-12-07 o 14:35, J.F. pisze:

[...]

Uzwojenie transformatora. Caly karkas z drutami, po rozmontowaniu rdzenia.

I to moze byc to.

Za mlodu robilem sobie prosty generator na jednym tranzystorze i cewce (z odczepem). Jak cewka byla na antenie ferrytowej - dosc ladnie wykrywalo to zwarte zwoje, bo zblizenie takiego do konca preta anteny zmienialo czestotliwosc.

Ale ten generator to raczej na jakies nasycenie rdzenia byl wrazliwy, a nie na indukcyjnosc.

Nie. Ale

-moze nie trzeba, bo rdzenie lepsze,

-moze nie te czestotliwosci,

-a moze pojemnosci przeszkadzaly ... lampom ?

A to owszem - moze sporo zmieniac ..

To teraz skalpel lub frezarka :)

I pomaga?

Bo przypomnialem sobie, ze niektore karty dzialaja ... wiec problem z czestotliwoscia, indukcyjnoscia, czy amplitudą ?

J.

W dniu 2020-12-07 o 19:03, Piotr Wyderski pisze:

Jak w sklepie za rogiem będzie się dawało kupić kabelek z nadprzewodnika to sprawdzę :) P.G.

W dniu 2020-12-07 o 21:09, J.F. pisze:

Tak. Zasięg odczytu kart krypto który wynosił 0 (karta na styk z płytką w jednej, jedynej pozycji się czytała) wynosi teraz 3cm.

Częstotliwość jest narzucana kwarcem. Problem jest z ilością energii dostępnej dla karty. P.G.

Użytkownik "Piotr Gałka" napisał w wiadomości grup dyskusyjnych:rqo2h0$o1b$1$ snipped-for-privacy@news.chmurka.net... W dniu 2020-12-07 o 21:09, J.F. pisze:

No tak, strojenie warikapem to nie jest rozwiazanie produkcyjne :-)

Ale jesli dobroc spadla ... to i pasmo sie poszerzylo :-)

J.

Użytkownik "Piotr Gałka" napisał w wiadomości grup dyskusyjnych:rqo1sd$n5p$1$ snipped-for-privacy@news.chmurka.net... W dniu 2020-12-07 o 19:03, Piotr Wyderski pisze:

Ludzie gdzies kupuja, i to takie "wysokotemperaturowe", na ciekly azot.

Tylko one raczej w brylach, nie w drutach ...

P.S.

?v=sLFaa6RPJIU po polsku ?

J.

W dniu 2020-12-08 o 16:12, J.F. pisze:

Nie jestem na bieżąco w warikapach. Nad płytką mam jakieś 2mm miejsca. Pewnie takie (koniecznie SMD) by się znalazły ale to ostateczność. P.G.

Są takie varicapy, tylko dla zmyłki sprzedaje się je pod nazwą "kondensator ceramiczny, dielektryk Y5V". Zobacz sobie C(V):

Nieliniowego dławika też się da użyć. Zrobiłem tak w jednym prototypie, ale niestety projekt zdechł. Ale pamiętam, że L(I) w zakresie 10:1 spokojnie uzyskiwałem.

Z drugiej strony, w innym projekcie użyłem 100nF z C0G. Wot technika...

Pozdrawiam, Piotr