Magnetisch veld genereren op PCB

[Anoniem: 144518]

Hallo,


Heeft iemand een idee of en hoe ik een zwak magnetisch veld kan opwekken enkel en allen door de koperbanen op van PCB.

Weet iemand hoe of een linkje naar informatie hierover?


Groet,
Tom

[w-dev]

Voor het opwekken van een magnetisch veld door middel van elektriciteit heb je een spoel nodig, om de koperbanen van de je pcb onstaan alleen elektrische velden, die weer op een anders werken.

[Sprite_tm]

Maar je kan wel een spoel 'wikkelen' door een spiraalvorm op je PCB te etsen lijkt me. Ik heb er geen ervaring mee, maar ik ben het geloof ik wel een enkele keer tegengekomen.TS: Wat is precies de bedoeling met je PCB-only magnetisch veld en wat is 'zwak' in deze context precies?

[Anoniem: 215707]

Om op je vraag te antwoorden: ja, want elke stroomvoerende geleider doet een magnetisch veld ontstaan immers elektriciteit= magnetisme..

[virus.elektro]

wat versta je onder zwak? welke veldsterkte denk je aan?
ik ken printen waar een hele trafo in een print zit. print wordt dan wel dikker trouwens maar het is gewoon mogelijk.

[naftebakje]

Ik denk dat je door te zoeken naar RFID een goed id kan krijgen van wat wel en niet mogelijk is, daarvoor gebruikt men doorgaans een spoel op het PCB zelf, die een elektromagnetisch veld opwekt (en voor zowel voeding als communicatie wordt gebruikt).

[Anoniem: 144518]

virus.elektro schreef op maandag 27 april 2009 @ 19:05:
wat versta je onder zwak? welke veldsterkte denk je aan?

Op zich zou 300 Oersted al genoeg zijn. Het ideaal ligt tussen de 3000 a 4000 Oersted.
Voor wie liever amperes per meter of Gauss heeft, zie Oersted hier.

Mijn vermoeden is dat dit niet zo moeilijk op te wekken moet zijn. Alleen wil ik het graag zo efficient mogelijk doen.

Ik dacht dat, als ik op de PCB de koperbanen in een fractal patroon neerleg, ik dan relatief veel baan op een relatief klein oppervlak duw en dus redelijk veel magnetisme creeer. Maar dit is slechts een niet onderbouwd idee. Kan dit op 1 of andere manier kloppen?

Groet,
Tom

[Sprite_tm]

300 oersted zegt me alsnog helemaal niets, en ik denk dat de meeste mensen er niet zoveel mee kunnen. Ik herhaal mijn vraag: wat is je uiteindelijke doel hiervoor?

En ik denk niet dat je met fractals veel verder komt; je wil dat de velden van de spoortjes elkaar versterken en dan zit je toch aan een 'platgeslagen spoel' vast, aka een spiraalvorm.

[Techneut]

Oersted is een tamelijk verouderde eenheid, bij mijn opleiding werd de A/m gebruikt. Spreekt misschien meer tot de directe verbeelding. Maar goed, het is eenvoudig om te rekenen, 1 Oe = 80 A/m (afgerond).

Enfin, 300 Oe = 24000 A/m en in dit nieuwere stelsel is voor een spoel H = IN/L. Even uitsluitend hoofdletters gebruikt om het verschil tussen de letters beter aan te geven (I = stroomsterkte in ampère, N = aantal windingen en L = lengte van de spoel in meters). Eigelijk geldt die formule voor een lange spoel, maar enfin even (bij benadering dan) tot de verbeelding waar je het over hebt, voor die 300 Oe ofwel 24000 A/m zou je bij een spoel van een centimeter lang en een stroom van 1A circa 240 windingen nodig hebben.
Een stroom van 1 A is natuurlijk vrij fors, bij printplaten gaat het doorgaans om hooguit enkele mA, wat dus voor hetzelfde resultaat beduidend meer windingen zou vragen (bij 1 mA dus 240.000 windingen). Al met al, die 300 Oe lijkt me zonder spoel, dus enkel met een zigzag printbaanspoortje, onmogelijk te realiseren.

Maakt me wel nieuwsgierig, hoe kom je precies op die 300 Oe en inderdaad, waar heb je het voor nodig?

Edit:
Bij het nog even nalezen van dit topic stuitte ik nog op de volgende reactie:

wouterdv schreef op maandag 27 april 2009 @ 17:12:
Voor het opwekken van een magnetisch veld door middel van elektriciteit heb je een spoel nodig, om de koperbanen van de je pcb onstaan alleen elektrische velden, die weer op een anders werken.

Bij alles wat onder spanning staat krijg je een electrisch veld, inderdaad iets volstrekt anders dan magnetische velden. Klopt helemaal.
Maar om elke geleider die stroom voert ontstaat een magnetisch veld. Dat veld is relatief gezien gering en met een spoel bundel je alleen maar de krachtlijnen.

PS: De door TS genoemde nog hogere waarden van 3000 tot 4000 Oe zijn enorme velden die, dat mag wel duidelijk zijn, alleen met heel forse spoelen zijn te realiseren.

[ Voor 26% gewijzigd door Techneut op 28-04-2009 18:43 ]

[Anoniem: 144518]

Sprite_tm schreef op dinsdag 28 april 2009 @ 10:57: Ik herhaal mijn vraag: wat is je uiteindelijke doel hiervoor?

Het zou leuk zijn om een magnetische kaart te emuleren via een PCB.

[Part]

Anoniem: 144518 schreef op dinsdag 28 april 2009 @ 19:05:
[...]


Het zou leuk zijn om een magnetische kaart te emuleren via een PCB.

Om te skimmen.

Probleem is dat je PCB spoor haaks op de leeskop moet staan.
Je zal dus 3 spoortjes per mm op de print moeten maken. De data zet je er op door wel of geen stroom door elk spoortje te laten lopen.
Dit is geen doen. De stroom moet hoog zijn en de spanning erg laag. Voor de aansturing van al die spoortjes heb je +/-200 kanalen nodig.

[Anoniem: 144518]

Part schreef op dinsdag 28 april 2009 @ 19:27:
[...]

Om te skimmen.

Eigenlijk kwam het idee doordat de pas van m'n vriendin geskimmed was.

Met een emulator zou je immers een pinpas kunnen maken die bij elk gebruik weer een ander nummer heeft. De nummers worden uitgegeven door de bank en die weet welk nummer er aan de beurt is.
Redelijk simpel anti-skimming. Alleen het pasje is toch moeilijker blijkbaar.

Heb eens ergens een filmpje tegengekomen waar m'n een ipod gebruikte om de magneet/spoel aan te sturen. Leuk idee natuurlijk maar niet zo echt handig. Bovendien was het zo ruw gebouwt dat het slechts 1 track kan emuleren...

Alle ideeen zijn welkem. Ik peins nog wat verder.

Groet,
Tom

[Techneut]

Alleen blijf ik nieuwsgierig hoe je op die waarde van circa 300 Oe kwam. Dat is een dermate fors veld dat nooit met dat voorgestelde zigzag printspoortje is te realiseren. Je zult tenminste een spoel nodig hebben.
Of had je dat inmiddels al begrepen?

[Stoney3K]

Techneut schreef op woensdag 29 april 2009 @ 00:12:
Alleen blijf ik nieuwsgierig hoe je op die waarde van circa 300 Oe kwam. Dat is een dermate fors veld dat nooit met dat voorgestelde zigzag printspoortje is te realiseren. Je zult tenminste een spoel nodig hebben.
Of had je dat inmiddels al begrepen?

Wikipedia: Magnetic stripe card

Magstripes come in two main varieties: high-coercivity (HiCo) at 4000 Oe and low-coercivity (LoCo) at 300 Oe but it is not infrequent to have intermediate values at 2750 Oe. High-coercivity magstripes are harder to erase, and therefore are appropriate for cards that are frequently used or that need to have a long life. Low-coercivity magstripes require a lower amount of magnetic energy to record, and hence the card writers are much cheaper than machines which are capable of recording high-coercivity magstripes. A card reader can read either type of magstripe, and a high-coercivity card writer may write both high and low-coercivity cards (most have two settings, but writing a LoCo card in HiCo may sometimes work), while a low-coercivity card writer may write only low-coercivity cards.

Let er wel even op dat dit soort kaarten niet met een PCB en een spoeltje werken maar met permanent ferromagnetisch materiaal in de kaart. Dat kan iets hogere veldsterktes hebben ...

Overigens zijn alle pinpassen ter wereld juist met high-coercivity stripes gebouwd, dus als je een pinpas wil emuleren mag je nog even een factor 10 bij je gewenste veldsterkte optellen.

(Hoeveel zijn die veldsterktes trouwens in Tesla's, sinds ik hier nog nergens een fatsoenlijke SI-unit gehoord heb?)

[AlexanderB]

Stoney3K schreef op dinsdag 05 mei 2009 @ 13:12:
Magstripes come in two main varieties: high-coercivity (HiCo) at 4000 Oe and low-coercivity (LoCo) at 300 Oe but it is not infrequent to have intermediate values at 2750 Oe. High-coercivity magstripes are harder to erase, and therefore are appropriate for cards that are frequently used or that need to have a long life. Low-coercivity magstripes require a lower amount of magnetic energy to record, and hence the card writers are much cheaper than machines which are capable of recording high-coercivity magstripes. A card reader can read either type of magstripe, and a high-coercivity card writer may write both high and low-coercivity cards (most have two settings, but writing a LoCo card in HiCo may sometimes work), while a low-coercivity card writer may write only low-coercivity cards.

euh.. je spreekt jezelf tegen

[mux]

Je kunt gewoon met één baantje op je print al het gewenste effect bereiken. In plaats van je pasje erlangs te swipen houd je hem stil en laat je een microcontroller één baantje snel van polariteit wisselen. Het gaat dan wel behoorlijk opvallen gezien je (heel kortstondig) wel gigantische stromen door zon baantje moet jagen om aan je gewenste veldsterkte te komen, en je een H-brug nodig hebt om te kunnen reversen, samen met een microcontroller.

[Techneut]

Is dit serieus of is het een geintje?
Kan wel, zeker, maar het werkt maar één heel kort ogenblik, ongeveer een microseconde of zoiets, daarna is de hele handel verdampt of opgefikt. Althans bij de veldsterkte die je probeert te bereiken c.q. nodig zou hebben rond dat spoortje van hooguit een paar centimeter.

[mux]

Ik ben serieus hoor. De pulsjes hoeven sowieso maar heel kort te zijn - milliseconden. Dan kun je zelf uitrekenen wat dat kan hebben. Ik gok dat je er zeker wel 50A doorheen kunt jagen.

In MOSFETs jaag je (nouja, ik) namelijk ook rustig kortstondig 100-150A door een stukje gouddraad (geleidt slechter dan koper) van een paar (2-3) millimeter tussen pin en silicium. Dat houdt het gemakkelijk 20ms vol. Misschien is een berekening beter op zijn plaats.

Zeg dat je 35um koper hebt, en een baantje van 2cm lang. Flink dikke koperbaan, doe eens 100 mil (2.54mm). Dat heeft een inhoud van 1.778 mm^3, massa van 0.0159 g, dat is 2.5014e-004 mol oftewel daar kun je 0.0061 J/K aan warmte in kwijt (wikipedia). Zeg dat je van kamertemperatuur naar 94V-0-toelaatbare temperaturen mag gaan, dat is 135 graden. Dus 115 graden temperatuursverhoging. Dan kun je 0.7 J aan energie in je stukje koper rossen. De resistiviteit van koper is 16.78 nΩ·m, dan is de weerstand R=rho*l/A = 16.78*0.02/(35*10^-6 * 0.00254) = 3.8 mohm. Dan is de gedissipeerde energie E=Pt=I^2Rt. Je mag 0.7J kwijt, dus je relatie tussen pulsduur en stroomsterkte wordt t=E/(I^2R)=185.4/I^2. Stel dat een swipe 0.25s duurt, dan mag je er dus RMS ruim 25A doorheen gooien. Da's flink zou ik zeggen.

Je magnetisch veld bij 25A, één winding. Ik voel nu al dat dat gaat tegenvallen. Toch maar berekenen... 1 'winding', H=I/L=25/0.02=1250 A/m ~15.7 Oe. Dat is niet voldoende. Ten opzichte van mijn berekening zul je dus:
- Kortere swipe = sterkere pulsen
- meer turns
oid moeten maken. Best lastig nog...

[Techneut]

Die berekening die je maakt in je laatste alinea is precies wat ik bedoelde, ik had dit zelfde sommetje nl. ook al veel eerder met 1 A, gecombineerd met eveneens een kort spoortje gemaakt en dat leidde me even tot de veronderstelling dat je een geintje maakte.
Die 300 Oe die TS zich voorstelde is dus niet niks, zeker niet een "zwak magnetisch veld" zoals hij het bewoordde. Laat staan een veelvoud ervan zoals hij iets later veronderstelde nodig te hebben.

[Jaap-Jan]

Anoniem: 144518 schreef op dinsdag 28 april 2009 @ 21:02:
[...]


Eigenlijk kwam het idee doordat de pas van m'n vriendin geskimmed was.

Met een emulator zou je immers een pinpas kunnen maken die bij elk gebruik weer een ander nummer heeft. De nummers worden uitgegeven door de bank en die weet welk nummer er aan de beurt is.
Redelijk simpel anti-skimming. Alleen het pasje is toch moeilijker blijkbaar.

Heb eens ergens een filmpje tegengekomen waar m'n een ipod gebruikte om de magneet/spoel aan te sturen. Leuk idee natuurlijk maar niet zo echt handig. Bovendien was het zo ruw gebouwt dat het slechts 1 track kan emuleren...

Alle ideeen zijn welkem. Ik peins nog wat verder.

Groet,
Tom

Niet echt zinvol om nu nog een alternatieve magneetstrip te ontwikkelen. SEPA komt eraan (werkt met een chip) en betalen met je mobieltje (door middel van NFC) ook, dus dan heb je geen brakke magneetstrip meer nodig.

[mux]

Sinds wanneer zijn tweakers enkel bezig met de meest zinvolle en zichzelf terugbetalende dingen

[bazzzzzz]

Waarom gaat iedereen hier van een enkelzijdige pcb uit? Alleen al duallayer zou een grote verbetering zijn laat staan als je 5 layers gebruikt ofzo(solderen wordt dan wel erg lastig maar als je het goed ontwerpt dan moet dat best te doen zijn! De prijs kan dan wel weer een beperkende factor wezen......

[Fish]

de hamvraag is eigelijk of je er ook nog mee wil kunnen lezen.
want dat kun je gevoelijk vergeten zonder spoel

daarnaast wil je hem voor het schrijven waarchijnlijk wel door een gemotoriseerd dingetej heen trekken om de data evenredig te verdelen over de magneetstrip. op dat moment is een kop ook niet echt een probleem meer

[Sprite_tm]

Zowiezo denk ik dat het wel gaat meevallen. Een magneetcard-reader heeft vaak een spoel als oppik-element, wat betekent dat er betere 'ontvangst' is bij een sneller wisselend magneetveld: uit mijn hoofd is de snelheid van de wisseling van het magneetveld maal de sterkte van het magneetveld zelf namelijk gelijk aan de spanning op de spoel. Omdat je een magneetkaart er zelf met een beperkte snelheid langsheentrekt, zijn de 'overgangen' vrij flauw en traag. Pak je daarentegen een spoel kan je daarvan binnen no-time het veld omdraaien, waardoor de oppikspoel ook redelijk heftig reageert terwijl de velden in kwestie niet eens zo extreem zijn.

Wil je het uitproberen, doe dan es een poging om met een on-PCB spoeltje geluid uit een oude cassetterecorder te halen. Niet onderbouwd, maar mijn gevoel zegt dat je daar namelijk ongeveer dezelfde orde van grootte aan veld voor nodig hebt.

[TommyboyNL]

En anders kan je voor een poep en een scheet een magneetkaartlezer uit China halen (De bekende DX...). daar moet je het signaal ook van het oppikelement af kunnen tappen.

Edit: Daar zijn ze helaasch uitverkocht... Misschien kan je ergens een tweedehands pinunit vandaan trekken?

[ Voor 24% gewijzigd door TommyboyNL op 09-05-2009 18:30 ]