Grüß Gott, ich habe hier für ein Projekt einen kleinen Empfänger, der Signale über eine interne Spule samt Verstärkerschaltung empfängt und weiterverarbeitet. Die Signale entstehen dadurch, dass ein analoges, massiv vorverstärktes Audiosignal auf eine Spule mit festem Durchmesser gegeben wird. Das Problem besteht nun darin, dass die Reichweite des Spule nicht ausreicht. ( Die Reichweite muss 3m betragen, allerdings kommen wir nur auf etwa 1,75m, bevor der Empfänger nicht mehr in der Lage ist das Signal zu deciphern.) Meine Frage ist nun wie ich die Spule anpassen kann, um eine möglichst hohe Sendeleistung zu erzielen. Ich habe die Anzahl der Windungen erhöht, aber die Sendeleistung ging zurück, offenbar gibt es also irgendwo ein Optimum. Ich will nun nicht dutzende Experimente machen und dann irgendwie die optimale Windungszahl approximieren, da ich dafür zu wenig Spulendraht habe. Da ich kaum etwas über Physik weiß, würde ich gerne wissen ob hier jemand ggf. einen Weg kennt um die Sendeleistung über die Windungszahl zu optimieren, oder ob es eine entsprechende Formel gibt. MfG
Wie sieht die Form der Spule aus (Durchmesser). Wie ist der Aufbau: Luftspule, Ferrit oder Eisenkern. Welche Frequenz?
Nimm was fertiges, z.B. RFID schafft bis 10m.
Vinc M. schrieb: > Meine Frage ist nun wie ich die Spule anpassen kann, um eine möglichst > hohe Sendeleistung zu erzielen Vinc M. schrieb: > Da ich kaum etwas über Physik weiß Die physikalischen Grundlagen des Elektromagnetismus erlernen. Deine Frequenz ist so niedrig, dass du dich im magnetisch wirksamen Bereich aufhältst. Luft ist ein schlechter Magnetfeldleiter. Die Magnetfeldlinien treten vorne an der Spule genau so aus wie hinten. Man könnte die dich wohl nicht interessierende hinteren Wege erst mal kürzen, in dem man beide Spulen um einen magnetisch gut leitfähigen Kern ergänzt, Stichwort Topfkern. Oder hinten einfach ein Blech und in der Mitte ein zylindrischer Spulenkern. Dabei sollte man die magnetische Sättigung des Kernmaterials beachten mehr (Strom, Windungen) bringen nicht mehr ausser dass die Spule heisser wird. Bleibt die Frage nach der Induktivität, oder warum Trafos nicht nur 1 Windung haben. Die betrifft den Leerlaufstrom. Trafos sollen möglichst wenig Energie verballern, wenn sekundär keine Last dran hängt. Deine sekundäre Last macht eh keinen Unterschied weil sie extrem gering ist. Für dich gilt also das Optimum aus Wicklungswiderstand und Amperewindungen zu finden, der Draht sollte nicht durch zu viele Windungen und zu hohen Widerstand zu heiss werden während die Stromaufnahme gering bleiben sollte und trotzdem die maximale Magnetisierung (Sättigung) erreicht werden kann. Je kleiner die Spannung aber grösser der Strom den dein Verstärker kann, um so weniger Windungen. Allerdings wird dein Verstärker 4 Ohm vorgeben. Dein Draht sollte also so lang sein, dass er 4/Ohm hat, oder man darf den Verstärker nicht weit aufdrehen (bei 0.4Ohm z.B. nur auf 1/10 der Spannung,xeas auch nur 1/10 der Leistung ergibt.
Gerald K. schrieb: > Wie sieht die Form der Spule aus (Durchmesser). > > Wie ist der Aufbau: Luftspule, Ferrit oder Eisenkern. > > Welche Frequenz? Ich setze die Fragerunde mal fort: Spannung bzw. Leistung des "analogen, massiv vorverstärkten Audiosignals"?
MaWin schrieb: > Luft ist ein schlechter Magnetfeldleiter Zum Glück, sonst gebe es einen magnetischen Kurzschluss.
Vinc M. schrieb: > Meine Frage ist nun Was willst du denn machen? Welche Informationen willst du da "massiv verstärkt" in die Welt trompeten? > Ich habe die Anzahl der Windungen erhöht, aber die Sendeleistung ging > zurück, offenbar gibt es also irgendwo ein Optimum. Du musst die Spule GROOOOßßßß machen, mit viel Durchmesser. So machen es die Hörgeräteschleifen in Museen oder Kirchen. > massiv vorverstärktes Audiosignal In Zahlen? Mein größter PA-Verstärker hat 3kW RMS-Leistung pro Ausgang. Damit wäre für mich ein Signal "massiv vorverstärkt". Damit dürfte auch eine suboptimal gewickelte Spule recht weit kommen. > Die Signale entstehen dadurch, dass ein analoges, massiv vorverstärktes > Audiosignal auf eine Spule mit festem Durchmesser gegeben wird. Das > Problem besteht nun darin, dass die Reichweite des Spule nicht ausreicht. Ich kenne Sender, die senden Informationen mit ein paar mW einige Meter weit. Du scheinst mir da auf einem Um- oder gar Irrweg zu sein... > da ich dafür zu wenig Spulendraht habe. Ohne Witz? Merk dir eines: die Entwicklung eigener Ideen bis zur Produktreife kostet Geld. Und da dürfte 1kg Kupferdraht nicht das Problem sein.
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MaWin schrieb: > Dein Draht sollte also so lang sein, dass er 4/Ohm hat, oder man darf > den Verstärker nicht weit aufdrehen (bei 0.4Ohm z.B. nur auf 1/10 der > Spannung,xeas auch nur 1/10 der Leistung ergibt Wichtiger wäre die Impedanz:
Es gibt diese Hörgeräte-Schleifen in Kirchen und Vortragssälen. Das sind Luftspulen mit großer Fläche. Wenn die Impedanz einigermaßen stimmt, kann man einfach den Lautsprecherausgang eines Audioverstärkers benutzen. Das wären etwa 2-8 Ohm. Ein Kabel mit vielen Einzeladern ist die einfachste Möglichkeit, alle Adern werden hintereinandergeschaltet. Schon der Gleichstromwiderstand kommt dann in diese Größenordnung. Den kann man einfach aus der Gesamtlänge, Aderzahl und -Querschnittsfläche und dem spezifischen Widerstand von Kupfer berechnen.
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Allgemein zur Technik: Die Frequenz der Signale entspricht dem menschlichen Hörspektrum, da es sich um eine Audioanwendung handelt. Es ist eine Luftspule mit einem Durchmesser von etwa 7cm. Ich habe den Schaltkreis des Hauptverstärkers in Ermangelung anderer Möglichkeiten aus einem Logitech Z120 USB-Lautsprecher mit einer überragenden Leistungsaufnahme von etwa 1W herausgeschlachtet. Die Kabel die an den eigentlichen Lautsprecher herangelötet wurden habe ich an einen Aux-Stecker umgelötet, daran habe ich nun die selbstgewickelte Spule gesteckt. Außerdem habe ich das Audiosignal mit einem Headphone Amplifier vorverstärkt, dadurch ging die Reichweite von etwa 20cm auf die besagten 175cm, weshalb ich es mir wohl nicht verkneifen konnte diesen Aufbau als "massiv" zu bezeichnen. Nun, für die von mir anvisierte Anwendung reicht es aus, der Aufbau darf eine bestimmte Größe ohnehin nicht übersteigen. MaWin schrieb: > Dein Draht > sollte also so lang sein, dass er 4/Ohm hat, oder man darf den > Verstärker nicht weit aufdrehen (bei 0.4Ohm z.B. nur auf 1/10 der > Spannung,xeas auch nur 1/10 der Leistung ergibt Nun gut, ich habe jetzt eine neue Spule mit dem Widerstandswert der Lautsprecher angefertigt. Ich komme jetzt tatsächlich auf eine Reichweite von etwa 3,5m... Insofern ist das Problem gelöst, vielen Dank!
Gerald K. schrieb: > Wichtiger wäre die Impedanz: Irrelevant bei der niedrigen Frequenz und Induktivität.
Vinc M. schrieb: > Ich habe die Anzahl der Windungen > erhöht, aber die Sendeleistung ging zurück, Du musst die Zahl der Windungen beim Empfänger erhöhen.
Ist das ein einmaliges Experiment oder willst du deine magnetische Übertragung durch etwas Vernünftiges ersetzen, zum Beispiel Infrarot-Licht oder Funk in einem höheren Frequenzband?
"ein analoges, massiv vorverstärktes Audiosignal " "Logitech Z120 USB-Lautsprecher mit einer überragenden Leistungsaufnahme von etwa 1W herausgeschlachtet. "Außerdem habe ich das Audiosignal mit einem Headphone Amplifier vorverstärkt" Wie gut, daß allen klar wird, was es bedeutet, ein massiv vorverstärktes Audiosignal erzeugen und gefahrlos auf dem Experimentiertisch unter Kontrolle zu halten. Ich dachte schon, alleine die Vorverstärkung hätte 3 kW Ausgangsleistung. mfg
Vinc M. schrieb: > Die Frequenz der Signale entspricht dem menschlichen Hörspektrum, da es > sich um eine Audioanwendung handelt. Je niedriger die (bei einem breiten Bereich die niedrigste) Frequenz desto größer die nötigen Spulendurchmesser für optimale Ergebnisse - und je breitbandiger (falls so breitbandig), desto Kacke. Jdfs. ist solch eine Übertragung so gut wie nicht linear über jenen Frequenzbereich zu kriegen. Stört das nicht in Deiner Anwendung??? Kann ich mir ehrlich gesagt kaum vorstellen... oder korrigierst Du? Aber auch wenn ist das doch Herumgedoktere an unnötigen Symptomen. Audio wurde schon seit Urzeiten noch viel weiter übertragen. Und das ginge (für 1-Ort-zu-1-Ort) mit verblüffend kleinen Spulen (z.B. aus zwei älteren AM-Radios, als Sendespule die größere der beiden). Das würde beide Probleme auf einmal lösen, bei optimalem Ergebnis - ganz ohne Leistung ohne Ende reinzupumpen... https://www.google.com/search?client=opera&q=Amplitudenmodulation&sourceid=opera&ie=UTF-8&oe=UTF-8
roehrenvorheizer schrieb: > Ich dachte schon, alleine die Vorverstärkung hätte 3 kW > Ausgangsleistung. Nicht nur Du verstehst unter "massiv" etwas anderes. :-)
Der Trick für hohe Reichweiten ist Resonanz, d.h. eine konstante Trägerfrequenz. Ich hab z.B. mal mit einem Transistor einen Oszillator auf ~100MHz aufgebaut. Gespeist mit einer 4,5V Flachbatterie und einen NF-Verstärker in Reihe. Die Spannungsänderung bewirkt eine Frequenzmodulation, d.h. mit einem UKW-Radio konnte man die NF hören. Natürlich sollte auf der Frequenz kein anderer Sender sein.
Vinc M. schrieb: > da ich dafür zu wenig Spulendraht > habe. ...dann wars das wohl jetzt...ist aber auch zu elend...keine Ahnung und keinen Draht...schlimmer geht nicht mehr...
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