Optimizando la fuerza del campo magnético de una bobina

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Para un proyecto personal, he hecho un rediseño del proyecto MagSpoof de Samy Kamkar. Básicamente, es posible usar un electroimán, un puente en H y un microcontrolador para engañar a un lector de tarjetas magnéticas y hacer que piense que una tarjeta se ha deslizado y le da información arbitraria. Diseñé y soldé una PCB pequeña con carga USB, paquete de iones de litio y un controlador H-bridge más pequeño (DRV8835: no es divertido soldar) que el original.

Funciona a la perfección cuando se ejecuta una alimentación de 5V ISP, con una bobina de ~ 100 vueltas, 30 mm de diámetro, cable 30 AWG. El problema es que cuando lo ejecuto con la batería de ión de litio (~ 3.7v, la batería está conectada directamente al controlador h-bridge mediante un interruptor), el campo magnético no tiene suficiente energía para transmitir datos significativos a la tarjeta. lector: el lector de tarjetas simplemente escupe un mensaje de error, lo que indica que vio algo pero no detectó ningún dato. Con 5 V de potencia y la configuración de la bobina descrita anteriormente, puedo mantenerla a más de un par de pulgadas de distancia y aún así obtener una transmisión confiable.

Desde entonces he agregado un convertidor de refuerzo a la placa para aumentar mi voltaje a 5V. Sin embargo, me gustaría determinar el diseño de la bobina que producirá el campo magnético más fuerte.

¿Cómo hago para determinar esto? Como lo entiendo, agregar giros aumentará la intensidad de campo, pero agregar giros aumentará la resistencia de la bobina y por lo tanto reducirá la corriente. Por lo tanto, hay un número óptimo de giros en algún lugar del centro.

¿Cómo se determinará este valor?

    
pregunta willem.hill

2 respuestas

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El campo magentic es proporcional a los amperios de giro. Puede aumentar el número de vueltas o la corriente. Una corriente más alta es posible usando un cable más grueso, ley de ohms simple I = U / R, donde R = ρl / A donde l es la longitud del conductor, A es el área de la sección transversal del conductor y ρ (rho) es el específico Resistencia eléctrica del material.

Para la misma cantidad de vueltas (la misma l), al aumentar el grosor del cable, la sección transversal (A) obtiene una menor resistencia.

También se debe tener en cuenta que, a mayor corriente, también se puede saturar el material del núcleo (estrangulador de hierro), por lo que quizás también se use un estrangulador más grande.

    
respondido por el Marko Buršič
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Como se mencionó en otra respuesta, la intensidad del campo magnético es proporcional a los amperios y giros. Sin embargo, la corriente es dictada por el voltaje de excitación y la reactancia inductiva de la bobina. Dado que la inductancia (para una bobina enrollada) aumenta con los giros al cuadrado, generalmente es contraproducente agregar turnos. Un ejemplo simple es duplicar los giros: la inductancia aumenta 4 veces y, por lo tanto, la corriente disminuye 4 veces y el efecto neto es que los giros de amperios se han reducido en dos.

  

Tal como lo entiendo, agregar giros aumentará la intensidad de campo, pero   añadiendo vueltas aumentará la resistencia de la bobina y por lo tanto reducirá   actual.

Si el diseño de su bobina está en el punto de causar preocupaciones sobre la resistencia de la bobina, entonces no es un buen diseño: la impedancia dominante debe ser reactiva, como se indicó anteriormente.

Siempre hay un valor óptimo, pero esto depende de varios factores de los que realmente no nos ha hablado: -

  • diseño del oscilador
  • régimen de sintonía
  • Corriente disponible para el oscilador / bobina
  • Diseño / forma de la bobina, etc.
respondido por el Andy aka

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