Frage:
Vorschlag, einen Faradayschen Käfig elektrisch zu deaktivieren
Nick Williams
2013-02-06 22:17:59 UTC
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Mein Plan ist es, letztendlich einen autonomen Faradayschen Käfig zu entwickeln. Das Projekt scheint sehr einfach zu sein; Ich bin mir jedoch nicht sicher, wie ich den Käfig effektiv steuern soll (ein- und ausschalten).

Ich habe zu Hause einen Prototyp eines Faradayschen Käfigs gebaut. Aus meiner Forschung zu diesen Käfigen ging hervor, dass ein nicht geerdeter Käfig ohne externe Ladung die von einem Mobiltelefon ausgehenden elektromagnetischen Wellen nicht blockieren sollte. Als ich das Telefon jedoch in den Käfig stellte, stellte ich fest, dass das Mobiltelefon immer noch seine Netzwerkfähigkeiten verlor.

Google hat keine Vorschläge zum elektrischen Deaktivieren der Eigenschaften eines Faradayschen Käfigs gemacht. Natürlich könnte ich eine Methode festlegen, bei der sich der Käfig öffnet und das Telefon wieder mit dem Netzwerk und Bluetooth verbunden werden kann. Ich sehe dies jedoch nicht als ideal an, da mein Entwurf bewegliche Teile beinhalten würde (ein endgültiger Entwurf, für den ich Tausende von Iterationen durchführen möchte).

Gibt es Vorschläge, wie der Faradaysche Käfig elektrisch deaktiviert werden kann?

Zusätzlicher Hinweis: Als ich dies schrieb, dachte ich nur daran, das Innere und Äußere des Käfigs zu erden. Nach meinem Verständnis erzeugt ein Faradayscher Käfig ein eigenes elektromagnetisches Feld, das externe und interne elektromagnetische Wellen aufhebt. Meine Argumentation zur Erdung von Innen und Außen ist, dass die elektromagnetischen Wellen aus dem Käfig entweichen könnten, wenn keine Ladung zur Erzeugung des elektromagnetischen Feldes vorhanden ist. Ist dies eine vernünftige Theorie?

TL; DR: Wie kann ich einen Faradayschen Käfig elektrisch deaktivieren?

Sie können einen Faradayschen Käfig nicht deaktivieren. Es wird nur dann kein Faradayscher Käfig mehr sein, wenn es kein * Gehäuse * eines * leitenden Materials * ist. Wenn Ihr Ziel darin besteht, dass der Käfig ein Signal einer bestimmten Wellenlänge durchlässt, stellen Sie Löcher im Käfig bereit, die größer als diese Wellenlänge sind.
Sie wissen, dass "Netzwerkfähigkeiten" Senden und Empfangen erfordern?
@shimofuri: Aus meiner Forschung sollte ein Loch von 1/10 bis 1/2 der Wellenlänge ausreichen, um die Wellen freizusetzen. Daher könnte ich im schlimmsten Fall den Käfig öffnen, um die Signale freizugeben.
@Kaz: Das ist mir klar; Ich bin mir auch nicht sicher, worum es bei meiner Frage geht, die Ihr Kommentar betrifft. Wenn ich "Deaktivieren des Faradayschen Käfigs" erwähne, ist meine Absicht, interne und externe Wellen durchzulassen. Obwohl es jetzt sehr klar zu sein scheint, dass das Deaktivieren des Käfigs nicht möglich ist.
Ich frage mich, ob dies mit Materialien wie Halbleitern anstelle von Metallen möglich ist. eher wie ein "Transistorkäfig", nehme ich an
Machen Sie Ihren Faradayschen Käfig aus einem Material, das über ein elektrisches Signal (oder etwas, das elektrisch ausgelöst werden kann, wie z. B. eine Temperaturänderung) von leitend zu nicht leitend geändert werden kann. Ich bin sicher, dass es etwas geben muss. Aber ich denke, die mechanische Lösung zum Öffnen des Käfigs wäre einfacher.
@vicatcu WTF? Hör auf, meine Gedanken zu lesen!
Die Halbleitermethode ist ein interessanter Vorschlag! Abhängig von der Position dieser Elemente; Vielleicht könnte nach Belieben ein "Loch" erzeugt werden, das groß genug ist, um in die Wellen zu passen? Verwenden Sie dann die Eigenschaften des Halbleiters, um dieses "Loch" abzudichten? Ich würde eine elektrische Lösung einer mechanischen vorziehen. Die Geschichte hat uns gelehrt, dass die Mechanik in Bezug auf Tausende / Millionen von "Schaltzyklen" viel weniger robust als die Elektrik ist.
Ich bin mir ziemlich sicher, dass ein Servo / großer Stepper, der viel höher bewertet ist als die tatsächliche Kraft, die zum Öffnen eines "Fensters" benötigt wird, und die Verwendung guter Scharniere diese mechanische Lösung rentabel machen würden
Ein Servo wäre ein einfaches Mittel, um den Faradayschen Käfig durch Öffnen eines Fensters zu "deaktivieren". Die Anwendung für mein Projekt erfordert, dass sich das Servo möglicherweise hunderttausend Mal bewegt. Mit so vielen Iterationen würde ich mich mit einem elektrisch implementierten Schalter wohler fühlen.
@NickWilliams sicher, aber ich bin bereit zu wetten, dass Sie diese Hunderttausende Male über einen relativ langen Zeitraum (Wochen, Monate, Jahre) ausführen. Sie können jederzeit eine gewisse Wartungszeit einbauen, um das Servo auszuschalten. Ich könnte mich jedoch völlig irren. :-)
@Andrew Sie haben Recht, es wird wahrscheinlich im Laufe der Jahre sein. Ich mag die interne / externe Anttena-Idee, weil ich möglicherweise auswählen kann, welche Frequenzen passieren, aber die Servolösung ist für mich immer noch eine praktikable Option. Ich könnte Frequenzen filtern, je nachdem, wie sehr ich den Käfig öffnen möchte, aber ich könnte nicht zulassen, dass eine größere Wellenlänge durchläuft, sondern eine kleinere stoppen.
Sie können den Käfig bis zu einem Punkt erwärmen, an dem er nicht mehr leitfähig genug ist, um HF zu absorbieren.
Sechs antworten:
user3624
2013-02-06 22:57:36 UTC
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Das Folgende ist nur eine Vermutung. Ich könnte völlig falsch liegen.

Sie können einen Käfig nicht deaktivieren, aber Sie können möglicherweise ein schaltbares "Leck" im Käfig verursachen.

Stellen Sie sich vor, Sie haben einen Käfig mit zwei Antennen. Eine Antenne innen, eine außen. Die beiden Antennen sind mit einem Draht verbunden. Wo der Draht durch die Wand des Käfigs verläuft, platzieren Sie einen Schalter (oder ein Relais oder was auch immer). Wenn das Loch im Käfig kleiner als 1/4 Wellenlänge ist und der Schalter effektiv verhindert, dass das Signal in den Käfig eindringt, haben Sie möglicherweise etwas.

Möglicherweise müssen Sie das Loch und den Schalter ausgefallen abschirmen, um Leckagen bei ausgeschaltetem Schalter zu vermeiden. Sie können auch eine oder beide Antennen an die Wand des Käfigs anschließen, wenn der Schalter ausgeschaltet ist.

Es wird wahrscheinlich nie perfekt sein, aber es kann tun, was Sie wollen. Sofern Sie kein Forigen-Spion sind, beabsichtigen Sie, unsere Sicherheit in sensiblen Militärkomplexen zu deaktivieren. Dann wird es nicht funktionieren. Dazu müssen Sie die geheime Kombination kennen, die übrigens 1234 ist.

Ich schätze Ihren Einfallsreichtum, der "Middle-Man" -Ansatz ist eine gute Idee. Das Endprodukt kann Bluetooth und das Netzwerk idealerweise separat deaktivieren / aktivieren. Vielleicht ist dieser Ansatz dabei effektiv. Unabhängig davon haben Sie mir eine gute Plattform gegeben, auf der mehr Forschung meinerseits erforderlich sein wird. Vielen Dank!
@NickWilliams Nur zu Ihrer Information, da Sie neu hier sind. Lassen Sie Ihre Frage ein oder drei Tage lang stehen, bevor Sie eine Antwort annehmen. Dies hält den Anreiz für andere aufrecht, zu antworten, und gibt möglicherweise eine bessere Antwort als meine.
Danke, da ich neu bin, verstehe ich die sozialen Nuancen hier immer noch nicht. Ich werde warten, um eine Antwort zu akzeptieren.
pjc50
2013-02-06 22:38:19 UTC
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Ihre Analyse des Käfigs ist nicht richtig: Er erzeugt kein eigenes Feld, sondern fungiert als Antenne oder Induktor und absorbiert die gesamte emittierte HF-Energie. Die Energie wird als Wirbelstrom im Käfig abgeführt.

Soweit ich weiß, können Sie einen Faradayschen Käfig nicht elektrisch deaktivieren.

Es ist offensichtlich, dass Sie mit der Physik der Elektrizität sehr gut vertraut sind. Ich schätze Ihre Einsicht. Vielen Dank! Sie haben mich vor dem Aufwand bewahrt, experimentell zu versuchen, den Käfig zu deaktivieren.
Muss der Käfig kontinuierlich leitfähig sein?Wenn Sie einen Käfig aus einem Gitter mit ein paar Transitoren an jedem Knoten bauen würden, der die Gitterbeine verbindet / trennt, ist es dann immer noch ein Faradayscher Käfig, bei dem alle Knoten "ausgeschaltet" sind?
Bobbi Bennett
2013-02-06 23:38:18 UTC
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Setzen Sie ein Fenster in Ihren Käfig, damit das Signal durchkommt. Testen Sie dies, um sicherzustellen, dass Sie ein Signal durch das Fenster erhalten.

Ziehen Sie nun zwei Drahtgeflechte über das Fenster, eines nach oben und unten, eines vor und zurück. Halten Sie die Maschen voneinander isoliert. Testen Sie das. Sie möchten, dass das Signal weiterhin durchkommt.

Setzen Sie nun Dioden über jeden Kreuzungspunkt. Es wird viele Dioden geben. Zum Schließen des Fensters die Dioden in Vorwärtsrichtung vorspannen. Um das Fenster zu öffnen, spannen Sie die Dioden in Sperrrichtung vor.

Zu verrückt? Stellen Sie dann einfach eine Antenne nach außen, schließen Sie sie an die Antenne im Inneren an und schalten Sie die Diode erneut über die Antennenkabel in den Käfig. Denken Sie daran, die äußere Hülle des Koaxial-Antennendrahtes an dem Käfig zu erden, an dem sie eingesetzt wird. Oder verwenden Sie SMA-Schottverbinder, um die Leitung in den Käfig zu führen.

Natürlich völlig ungetestet. Eine in Vorwärtsrichtung vorgespannte Diode ist jedoch eine ziemlich praktische Möglichkeit, ein HF-Signal auszuschalten. Möglicherweise müssen Sie die Diode in Sperrrichtung vorspannen (um ihre Kapazität zu verringern), um sie vollständig zu öffnen. Ich habe dies nur für gewöhnliche HF-Signale verwendet, nicht für Mikrowellen-Ghz-Signale. Für das Mobiltelefonband müssen Sie PIN-Dioden verwenden, die für Ghz ausgelegt sind. Normale alte Gleichrichterdioden haben zu viel Kapazität.

Dies ist ein faszinierender Vorschlag. Wenn die Dioden in Sperrrichtung vorgespannt sind, trennt der offene Stromkreis die beiden Maschen. Die internen und externen Antennen sind auch etwas, über das ich nachdenke. Danke für den Vorschlag!
Zwei Maschen paralleler Leiter, die in einem Winkel von 90 Grad zueinander stehen, wirken als gekreuzte Polarisatoren. Es wird kein Signal ausgegeben.
Kommt auf den Abstand an. Aber ja. Machen Sie sie also zu 1 Wellenlängensegmenten, und sie werden zu Antennen.
Posipiet
2013-02-07 00:52:11 UTC
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Sie können einen Faradayschen Käfig nur dann elektrisch deaktivieren, wenn Sie ihn grundsätzlich von außen schmelzen.

Die Bedeutung von "Faraday-Käfig" ist: eine vollständig äquipotentielle Umgebung eines beliebigen Volumens.

Es spielt keine Rolle, welches Potenzial (Boden, isoliert oder eines) der Käfig hat. Faradaysche Käfige sind normalerweise geerdet, da sie sicher von außen berührt werden können. Das ist alles. Das Erden eines Faradayschen Käfigs hat keinerlei Einfluss darauf, was in ihm vor sich geht.

Angenommen, Sie haben einen isolierten Faradayschen Käfig, der vom Blitz getroffen wird. Dies würde den Faradayschen Käfig aufladen. Sie im Käfig wären immer noch sicher, da es auf jeder Oberfläche im Inneren das gleiche Potenzial gibt. Wohlgemerkt, geladene Körper tragen Ladung nur von außen. Aber technisch gesehen wären Sie auf dem gleichen Potential wie der Käfig - aber da es überall im Käfig gleich ist, gibt es keine Differenzspannung, daher keinen Strom und daher kein Absterben.

Wenn Sie nun Ihren geladenen Käfig verlassen und den Boden betreten, fließt die im Käfig gespeicherte Ladung durch Sie und wird ziemlich gefährlich.

Elektromagnetische Wellen können je nach Frequenz in den Faradayschen Käfig eindringen. Dies hängt mit der Dicke des Käfigs und der Tiefe der durch die Wellen induzierten Oberflächenwirbelströme zusammen. Wikipedia erklärt das alles ganz nett. Aber auch dies hat nichts mit der Bodenhaftung Ihres Käfigs zu tun.

http://en.wikipedia.org/wiki/Faraday_cage

Zum Beispiel Ihre Mikrowelle, die ein Faradayscher Käfig mit den Wellen im Inneren ist es funktioniert genauso gut, wenn Sie die Erdung entfernen.

Ich nehme an, ein Sprung vom Käfig zum Boden wäre das einzig sichere Mittel, um einen geladenen Käfig zu verlassen. Vielen Dank, dass Sie das Potenzial des Käfigs geklärt haben. Mir ist jetzt klar, dass der Boden nur zu Sicherheitszwecken genutzt wird. Vielen Dank für Ihre Perspektive.
Wenn der Käfig hinsichtlich seiner Kapazität ein erhebliches Potenzial hat, sagen wir ein paar MV, ist er hoch genug über der Erde, so dass Sie nicht herausspringen möchten :-)
DrFriedParts
2013-02-07 02:12:43 UTC
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Falsches Problem?

Ihre Frage ist zwar interessant, setzt jedoch Tatsachen voraus, die nicht belegt sind. Es gibt eine nicht unterstützte Annahme, dass Sie einen Faradayschen Käfig verwenden müssen.

Kommunikation deaktivieren, nicht Strahlung

Wenn Ihr Ziel nur darin besteht, Kommunikation selektiv zu deaktivieren, Dann müssen Sie nur noch einen Störsender (Breitband-Hochleistungsemitter) neben Ihrem Prüfling (Device-Under-Test, DUT) verwenden. Sie können den Störsender dann ein- und ausschalten, um die Kommunikation zu deaktivieren.

Einfach. Luftig. Schön.

Sie haben Recht, dass meine Annahme, dass ich einen Faradayschen Käfig benötige, nicht unterstützt wird. Ich habe nicht die genaue Kenntnis elektromagnetischer Signale, um eine "große Vorstellung" davon zu haben, was ich verwenden sollte, um meine Absichten auszuführen. Ein Störsender wäre effektiv; Ich glaube jedoch, dass dies einen Nachteil hat. Ich bin mir nicht sicher, wie effektiv ein Störsender ist, aber ich gehe davon aus, dass er einige Meter beträgt. Der Störsender würde in einer Testeinrichtung verwendet, meine Mitarbeiter würden es nicht schätzen, wenn ich ihre Prüflinge störe: D Vielen Dank für Ihren Einblick.
Dann setzen Sie den Störsender * und * den Prüfling * und * den Kommunikationspartner des Prüflings in den Faradayschen Käfig.
Jet59black
2015-08-05 10:51:45 UTC
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Ich denke, die Erstellung eines elektromechanischen Gehäuses zum Erstellen eines Öffnungs- / Schließfensters wäre die effektivste Lösung.

Die Verwendung eines "Störsenders" ist interessant, aber nicht sehr plausibel, da dies Ihre Probleme stören kann Empfang der Nachbarn. Ein zusätzlicher Fehler bei der Verwendung eines Störsenders kann sein, dass diese Dinge sehr teuer sind!

Ich bin neugierig, @NickWilliams, haben Sie am Ende eine gute Lösung mit Antennen implementiert ...



Diese Fragen und Antworten wurden automatisch aus der englischen Sprache übersetzt.Der ursprüngliche Inhalt ist auf stackexchange verfügbar. Wir danken ihm für die cc by-sa 3.0-Lizenz, unter der er vertrieben wird.
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