Construindo uma gaiola de Faraday para loja de ferragens

A maioria dos leitores de Hackaday sem dúvida está familiarizada com a gaiola de Faraday, pelo menos no nome, e quase todo mundo possui uma: se você já ficou olhando um saco de pipoca girar lentamente dentro de um micro-ondas, você deve ter visto a invenção de Michael Faraday em 1836 em Ação. No entanto, apesar de ser um dispositivo tão conhecido, o hacker médio ainda não possui um em seu arsenal. Mas por que?

Pode ser que haja uma certa mística sobre as gaiolas de Faraday, uma suposição de que sua construção requer técnicas ou materiais fora do domínio do hacker doméstico. Embora seja verdade que construir uma gaiola de Faraday perfeita para uma determinada frequência envolve matemática e atenção cuidadosa aos detalhes, montar um modelo simples para uso geral e experimentação acaba sendo rápido e fácil.

Como um exercício de hacking minimalista, construí recentemente uma gaiola básica de Faraday com materiais provenientes da Home Depot e achei que seria interessante não apenas descrever sua construção, mas também dar algumas ideias de como colocá-la em uso prático em casa. laboratório. Embora dificilmente seja um espécime perfeito, ele claramente funciona e não precisou de nada que não pudesse ser adquirido localmente em qualquer lugar do mundo.

No nível mais básico, uma gaiola de Faraday é um invólucro feito de um material condutor que bloqueia os campos eletromagnéticos. Em comparação com um escudo de Faraday, a variante da gaiola não é um objeto sólido, mas sim uma malha metálica. Entre outras vantagens, permite a observação do sujeito dentro da jaula. Simplificando: se você simplesmente deseja proteger um dispositivo de interferência (ou evitar que ele cause interferência), basta colocá-lo em uma caixa de metal; mas se você quiser algo que possa experimentar, provavelmente desejará uma gaiola.

O truque é garantir que os orifícios no material da gaiola sejam menores do que o comprimento de onda que você deseja bloquear. É o mesmo princípio que permite usar arame padrão como refletor de RF, desde que você esteja trabalhando com frequências relativamente baixas. Mas, à medida que a frequência-alvo aumenta, o comprimento de onda fica pequeno o suficiente para passar pela tela de arame, então você precisa usar algo mais apertado. Mas quão pequeno é pequeno o suficiente?

Para começar, precisamos encontrar o comprimento de onda da frequência que queremos bloquear. Isso pode ser encontrado dividindo a velocidade da onda em metros por segundo por sua frequência em hertz. Como estamos lidando com uma onda de rádio sabemos que ela estará viajando na velocidade da luz, e para a frequência digamos que queremos bloquear 2,4 GHz. Então a matemática vai ficar assim:

A regra geral para uma gaiola de Faraday é que as aberturas não devem ser maiores que 1/10 do comprimento de onda, que em nosso caso é de 12,5 mm (aproximadamente 1/2 polegada). Por sorte, "pano de hardware" de aço com tamanhos de malha de 1/2″ e 1/4″ está amplamente disponível. No papel, qualquer um deve funcionar, mas acabei optando pelo 1/4 ″ por segurança.

Com a malha em mãos, o próximo passo é construir uma espécie de moldura para ela. Acontece que a Home Depot tem caixotes de madeira em sua seção de armazenamento, que são fortes e relativamente baratos. Você também pode construir uma moldura com pedaços de madeira ou cano de PVC, que pode acabar sendo mais barato se você não se importar em gastar tempo para construí-la.

Tirei algumas ripas de um lado da caixa para facilitar a visualização do interior, mas, além disso, a construção consiste simplesmente em embrulhar a caixa com o pano de hardware. Fiz uma peça longa que começou na frente e enrolou até a parte de trás e, em seguida, duas peças menores para "cobrir" as laterais. No final, não é totalmente diferente do embrulho de presente; se o embrulho de presente fosse de metal e tivesse uma tendência desagradável de cortar você, de qualquer maneira.

Uma coisa a prestar muita atenção é onde as peças da malha se sobrepõem. Você deseja manter uma boa conexão elétrica e evitar lacunas; portanto, sobreponha as peças em pelo menos alguns centímetros para garantir a segurança. Prendi o pano de hardware à caixa com um grampeador elétrico, então também certifiquei-me de colocar alguns grampos extras nas áreas onde a malha se sobrepunha para garantir que estivessem bem unidos.