Dlinyj ([info]dlinyj) wrote in [info]ru_radio_electr,
2009-08-02 13:49:00
  • Previous
  • Memorize
  • Share
  • Next

Расчёт катушки индуктивности.

Приветствую коллеги. Раньше мне никогда до сего момента не приходилось иметь дело серьёзно с катушками индуктивности. Кроме как на лабораторных по ТОЭ 5 лет назад. Я мастерю RFID-эмулятор (для 125 кГц карточек), о потугах моих (пока неудачных) экспериментов можно прочитать тут: http://dlinyj.livejournal.com/tag/rfid . Собственно говоря вопрос встал в изготовлении нормальной катушки. Я купил провод 0,2 мм сечением. И начал смотреть различные даташиты. Многие умельцы, для ридеров, так и для эмуляторов (суть не важна) делают круглые катушки. Их проще считать и изготавливать, но они имеют существенный недостаток - их линейные размеры больше карточки. Я хочу изготовить катушку индуктивности в форме прямоугольника, с линейными размерами меньше карточки. Практически такую же, как стоит в настоящей карточке.


Разобранная RFID-метка


Т.е. примерные размеры 70х40 мм. Индуктивность этой катушки в идеале должна составлять 162 мкГн (чтобы повесить штатный конденсатор в 10 нФ). К сожалению, программы которые мне удалось нагуглить не умеют считать прямоугольные катушки. Да и к тому же не очень порой ясно как их использовать. Я заглянул в даташит, и смотришь в книгу видишь фигу у меня возникли ещё вопросы. Собственно говоря, расчёт прямоугольной катушки из AN710 Antenna Circuit Design for RFID Applications ( http://ww1.microchip.com/downloads/en/AppNotes/00710c.pdf ).


Формула расчёта прямоугольной катушки


Собственно говоря, вот в чём загвоздка. Мне известна индуктивности, длина и ширина будущей катушки. Но мне неизвестно её сечение. А нужно определить количество витков. Или говоря более серьёзно, то b и h являются функцией количества витков, аля b=f(N) и h=g(N). В данном случае я не преследую ультравысокой точности рассчёта, однако хотелось бы понять, как рассчитывается данная катушка. Можно конечно проделать десяток и итераций, и подогнать таки к заведомому результату, но мне кажется - это избыточный гемморой.

З.Ы. Волне достаточно будет посоветовать ХОРОШИЙ софт, для расчёта прямоугольных катушек.
UPD Всем спасибо. Намотал примерно 45 витков. Поставил конденсатор чуть меньшей ёмкости - всё работает. Отдельное спасибо [info]blacklion за помощь с расчётами!
Tags: Вопрос

  • Post a new comment

    Error

    switch

    Your IP address will be recorded 

     
    Help
  • 50 comments

[info]blacklion

August 2 2009, 10:00:22 UTC 2 years ago

Я полдхожу к задаче ничего не зная про катушки — как к математике.

Предельная толщина ведь тоже есть? Ну, прикинь пропорцию прямогуольника допустимую для тебя и перепиши формулу без b и h выразив их в витках и толщине провода (и пропорции сечения — например, произвольно выбрав что ты хочешь контур толщиной не более 1мм = 0.1см)ю

[info]dlinyj

August 2 2009, 10:07:55 UTC 2 years ago

Тут частично математика, а частично гадание на кофейной гуще ;). Допустим ширину катушки можно взять фиксированной (ну b). Допустим каркас такой. 2 мм положим - это 10 витков. Можно конечно построить две функции, и найти точку их пересечения ;). Но по моему это избыточный гемморой ;).

[info]blacklion

August 2 2009, 10:13:42 UTC 2 years ago

Да нет надо просто аш или бэ выбрать фиксированным, исходя из конструктива. И просто тогда всё сведётся к квадратному уровнению от числа витков так как h, b и N (ну и толщина провода, которую ты уже выбрал произвольно) связаны пропорцией.

[info]dlinyj

August 2 2009, 10:29:44 UTC 2 years ago

h и b зависят от N. Рассчёт твой был верен. Но был один недочёт, смотри:

Давай решим, что действительно у нас 5 витков в толщину максимум (1мм, провод 0.2) посчитаем:

h = 1
b = 0.02*N/5 = N*0.004 что это?

x = 4
y = 7
С = 13.1
L = 0.276*(13.1*N)^2 / (24.9948 + 0.036*N + 10) = 47.36436*N^2/(34.9948 + 0.036*N) = 162

Решаем относительно N получаем:

47.36436*N^2 = 5669.1576 + 5.832*N

N = (5.832 +- sqrt(5.832^2+4*5669.1576*47.36436))/(2*47.36436) =
= (5.832 +- 1036.3870406737745386829749776795)/94.72872 = 11.

11 витков получается. Хм. Мало на первый взгляд…

Непонятно как считается b! И витков должно выйти порядка 60-80.

[info]blacklion

2 years ago

  • Loading...

[info]dlinyj

2 years ago

  • Loading...

[info]dlinyj

2 years ago

  • Loading...

[info]dlinyj

2 years ago

  • Loading...

[info]blacklion

2 years ago

  • Loading...

[info]dlinyj

2 years ago

  • Loading...

[info]blacklion

2 years ago

  • Loading...

[info]dlinyj

2 years ago

  • Loading...

[info]blacklion

2 years ago

  • Loading...

[info]dlinyj

2 years ago

  • Loading...

[info]blacklion

2 years ago

  • Loading...

[info]dlinyj

2 years ago

  • Loading...

[info]dlinyj

2 years ago

  • Loading...

[info]dlinyj

2 years ago

  • Loading...

Deleted comment

[info]blacklion

August 2 2009, 10:15:06 UTC 2 years ago

Ну вот и посчитал чушь, взяв h в миллиметрах вместо сантиметров (0.1).

[info]dlinyj

August 2 2009, 10:27:17 UTC 2 years ago

Надо считать всё в милиметрах.

[info]blacklion

2 years ago

  • Loading...

[info]dlinyj

2 years ago

  • Loading...

[info]dlinyj

2 years ago

  • Loading...

[info]blacklion

2 years ago

  • Loading...

[info]shikonkitsune

August 2 2009, 10:41:19 UTC 2 years ago

Чтото Вы тут сложности себе героически создаете, и советчики тоже.

1. вариант. Формула похожа на ту которая гуляет по разным справочникам десятки лет и подозреваю округленно выведенная. Если катушка не очень толстая по сравнению с размерамы, можно просто отбросить члены связанные с ее толщиной, все равно они там только слегка для коррекции. Если очень сильно хочется, потом посчитать вторую итерацию, для тонкой катушки резултат поменяется немного.

2. вариант, большой компютерной дубинки. Забить формулу в excel или calc и применить solver

[info]dlinyj

August 2 2009, 10:45:46 UTC 2 years ago

Эксель! ЭВРИКА!!!! Точняк, ща посчитаем

[info]cornered_rat

August 2 2009, 11:25:35 UTC 2 years ago

Даже если катушка очень толстая, то члены 9b и 10h можно отбросить. Грустно видеть, что народ привык тупо использовать калькуляторы-эксели и перестал утруждать себя грубыми прикидками в уме. Нафига знать индуктивность до 3-го знака после запятой, если ты к ней потом прилепишь конденсатор, у которого ёмкость с погрешностью 20% ? :)

[info]dlinyj

2 years ago

  • Loading...

[info]blacklion

2 years ago

  • Loading...

[info]cornered_rat

2 years ago

  • Loading...

[info]blacklion

2 years ago

  • Loading...

[info]dlinyj

August 2 2009, 11:19:43 UTC 2 years ago

http://community.livejournal.com/ru_radio_electr/615556.html?thread=9895300#t9895300

Вот тред с картинками, что получилось. Что-то меня смущает 640 витков. Кстати если h и b приравнять нулю, то разница выйдет не велика.

[info]denkoshka

August 2 2009, 10:54:29 UTC 2 years ago

Я буду краток: M$ Excel ;)

[info]zps_

August 2 2009, 11:16:06 UTC 2 years ago

оффтопик:
А почему именно карточка. у меня есть таги-капсулы - 18*5,4 мм, можно вставить куда угодно. Там катушка на пластиковой палочке просто намотана в кучу витков и залита сверху смолой.
И нельзя ли использовать катушку из этой разобранной карточки?

[info]dlinyj

August 2 2009, 11:18:17 UTC 2 years ago

У меня просто всего этого нет, я бы использовал. А вот использовать катушку из этой карточки я не могу по двум причинам:
1. Жалко карточку.
2. Я не знаю её индуктивности.

[info]zps_

August 2 2009, 11:26:02 UTC 2 years ago

Я ничего не понимаю в катушках и радиотехнике и карточек таких не разбирал (работаю с неразборными), но что-то мне подстказывает, что до чипа в виде капли там есть всё, что необходимо для работы устройства на этой частоте, а чип лишь модулирует. Вобщем проехали :)

[info]dlinyj

2 years ago

  • Loading...

[info]denizzzka

August 2 2009, 18:04:04 UTC 2 years ago

оффтопик:

оффтопик:
а как витки катушки на фотографии держатся? приклеены ко дну? больно ровненько

[info]dlinyj

August 2 2009, 18:09:30 UTC 2 years ago

Re: оффтопик:

Склеены между собой.

[info]dlinyj

August 2 2009, 18:09:41 UTC 2 years ago

Re: оффтопик:

Её можно достать.

[info]mikhno

August 2 2009, 19:06:43 UTC 2 years ago

а что мешает намотать катушку приблизительно нужныж размеров и замерить индуктивность + 3-8 раз подкорректировать индуктивность количествм витков?

[info]dlinyj

August 2 2009, 19:13:46 UTC 2 years ago

Ничего не мешает, кроме того, что нечем мерять индуктивность...

[info]mikhno

August 2 2009, 20:07:14 UTC 2 years ago

решение в лоб - любой примитивный LC генератор + такой же кварцованный частотомер.
как вариант - взять поюзать E 7-15 или нечто подобное.

[info]dlinyj

2 years ago

  • Loading...

[info]mikhno

2 years ago

  • Loading...

[info]dlinyj

2 years ago

  • Loading...

[info]ferho

August 3 2009, 11:08:14 UTC 2 years ago

Для общего развития: есть ещё карточки в виде брелка, с круглой катушкой.
Могу отсыпать десяток на эксперименты :)

[info]ferho

August 3 2009, 11:12:38 UTC 2 years ago

горят от наводок точно так же как и обычные карточки, электрики раз в месяц меняют
http://alpla.ru/brelok.JPG

[info]dlinyj

August 3 2009, 11:27:38 UTC 2 years ago

Я всегда за ура на эксперименты такие вещи :).

[info]ferho

August 3 2009, 11:37:45 UTC 2 years ago

Стучи в асю 441699, договоримся
Create an Account
Forgot your login or password?
Facebook Twitter More login options
English • Español • Deutsch • Русский…