Interferensi Elektromagnetik
Sederhananya, interferensi elektromagnetik (EMI) adalah efek medan elektromagnetik (misalnya frekuensi radio) pada peralatan dan sistem elektronik yang sensitif. Ini menyebar ke area yang sangat luas dan dapat menyebabkan kerusakan serius pada sistem Anda. Untungnya, ada dua kemungkinan solusi untuk masalah ini: pemfilteran dan pelindung.
Penyaringan dan pelindung EMI adalah dua teknik berbeda yang digunakan untuk mengatasi masalah EMI pada perangkat atau sistem elektronik. Dengan sistem elektronik, ada kekhawatiran tentang sensitivitas terpancar dan terkonduksi serta emisi terpancar dan terkonduksi, yang merupakan derau EMI dari sistem.
Tapi apa bedanya?
Penyaringan
Sejarah singkat EMI, EMC, dan kebutuhan perlindungan
Pada tahun 1930-an, ketika radio dengan cepat menjadi kebutuhan rumah tangga di seluruh dunia, pengguna mulai memperhatikan efek frekuensi yang aneh pada peralatan elektronik dan listrik lainnya. Fenomena ini, yang dikenal sebagai "gangguan elektromagnetik", dengan jelas menunjukkan perlunya cara untuk melindungi peralatan dari sinyal radio yang salah.
Solusi untuk masalah ini muncul pada tahun 1933, ketika International Special Committee on Radio Interference (CISPR) dari International Electrotechnical Commission (IEC) di Paris mengeluarkan rekomendasi paling awal untuk meminimalkan EMI. Pembatasan emisi terjadi ketika sistem saling berhubungan untuk memastikan bahwa kebisingan yang dihasilkan dalam satu sistem tidak mengganggu kinerja yang lain.
Kebutuhan akan metode dan peralatan penyaringan dan pelindung EMI yang lebih komprehensif untuk aplikasi pertahanan diakui sejak tahun 1967, ketika kapal induk USS Forrestal, yang dikerahkan di Teluk Tonkin untuk mendukung pasukan AS di Vietnam, mengalami bencana kebakaran ketika elektronik anomali memicu roket Zuni. Ini mengakibatkan 134 kematian dan hampir 200 luka-luka. Belakangan ditentukan bahwa akar penyebab kecelakaan itu adalah konektor kabel berpelindung yang tidak dipasang dengan benar dan beberapa medan elektromagnetik di dek penerbangan, yang menyebabkan roket terbakar dan membakar tangki bahan bakar pesawat di dekatnya.
Belakangan, ketika ponsel dan perangkat elektronik portabel lainnya menjadi lebih umum pada 1990-an, beberapa maskapai penerbangan menyadari bahwa sinyal dari perangkat ini dan lainnya dapat mengganggu avionik, sehingga menghambat penerbangan yang aman atau kemampuan navigasi pesawat. Pemimpin militer telah menemukan bahwa interferensi elektromagnetik, baik alami maupun buatan manusia, dapat secara serius mengganggu teknologi Global Positioning System (GNSS), membuat kendaraan udara tak berawak tidak dapat terbang dengan andal. Interferensi GNSS dan EMI yang disebabkan oleh aktivitas militer merupakan masalah penting dalam keselamatan penerbangan penerbangan sipil yang berlanjut hingga saat ini.
Setelah gangguan radio, banyak bentuk lain dari EMI dikenali, termasuk gelombang mikro, inframerah, dan sinar gamma dan sinar-X, yang masing-masing dapat dihilangkan dengan berbagai metode dan peralatan. Rekomendasi CISPR membentuk dasar standar internasional modern untuk Pencegahan EMI dan menentukan bagaimana peralatan elektronik dapat hidup berdampingan tanpa gangguan yang mempengaruhi kinerja. Ini disebut kompatibilitas elektromagnetik.
Kompatibilitas elektromagnetik (EMC) mendefinisikan kemampuan operasional peralatan listrik dan elektronik yang dapat diterima saat terpapar ke sumber elektromagnetik eksternal dan saat membatasi energi elektromagnetik yang tidak diinginkan yang dihasilkan secara internal.
EMC terdiri dari tiga aspek: membatasi radiasi interferensi elektromagnetik yang dihasilkan oleh peralatan, kerentanan peralatan terhadap sumber interferensi elektromagnetik eksternal, dan kekebalan peralatan saat beroperasi di lingkungan tertentu.
Berbagai jenis interferensi elektromagnetik
EMI secara umum dapat dikategorikan menjadi empat jenis berdasarkan sumber atau bandwidth sinyal aslinya. Narrowband EMI dihasilkan oleh transmisi ponsel, radio atau TV, sedangkan EMI broadband memiliki spektrum radio yang lebih luas dan dihasilkan oleh radiasi yang tidak disengaja dari sumber sinyal seperti saluran transmisi listrik. Bergantung pada sumber radiasi, EMI dapat dikategorikan sebagai disengaja, tidak disengaja, antar sistem atau intra sistem:
EMI yang tidak disengaja atau "tidak berfungsi" dihasilkan oleh peralatan yang tidak disengaja seperti peralatan las, motor DC, komputer, dan saluran listrik.
-Intentional EMI (IEMI) adalah EMI yang dipancarkan oleh peralatan yang dirancang khusus, seringkali sebagai bagian dari sistem peperangan elektronik seperti penanggulangan elektronik dan senjata pulsa elektromagnetik (EMP).
-Intersystem EMI adalah interferensi yang dihasilkan antara dua komponen sistem atau perangkat, sedangkan intersystem EMI terjadi antara dua atau lebih sistem independen.
Berbagai jenis EMI
Apa itu Penyaringan EMI?
Penyaringan EMI merupakan pertimbangan penting dalam desain dan pembuatan peralatan elektronik untuk memastikan pengoperasian yang andal dan kepatuhan terhadap peraturan kompatibilitas elektromagnetik (EMC).
Penyaringan EMI adalah proses mengurangi atau menghilangkan interferensi yang disebabkan oleh sinyal elektromagnetik pada perangkat atau sistem elektronik. Ini adalah teknik yang digunakan untuk menyaring sinyal elektromagnetik (noise) yang tidak diinginkan yang dapat mengganggu pengoperasian peralatan elektronik atau menyebabkan interferensi elektromagnetik.
Filter EMI biasanya ditempatkan pada input atau output perangkat dan dapat dipasang di panel atau dipasang di PCB. Mereka terdiri dari kombinasi komponen pasif seperti kapasitor, induktor, dan resistor yang dirancang untuk menipiskan atau menekan EMI dalam rentang frekuensi tertentu. Mereka umumnya digunakan dalam peralatan elektronik seperti catu daya, peralatan audio, sistem komputer, dan peralatan elektronik lainnya dengan keandalan tinggi dan persyaratan EMC.
Filter EMI biasanya adalah filter low-pass yang memungkinkan sinyal frekuensi rendah melewatinya sambil memblokir sinyal frekuensi tinggi atau "noise". Kapasitor memblokir frekuensi tertentu sambil membiarkan yang lain lewat. Kapasitor mengalir ke bidang tanah, sehingga mengurangi sinyal frekuensi tinggi. Induktor bekerja secara berbeda; mereka menyerap energi frekuensi tinggi dan mengubahnya menjadi panas, sehingga menekan kebisingan frekuensi tinggi. Filter khusus dapat "disetel" untuk memenuhi persyaratan frekuensi tertentu dengan "mengubah" kombinasi kapasitor dan induktor.
Filter EMI dapat dibagi menjadi dua jenis: filter mode diferensial dan filter mode umum. Filter mode diferensial melemahkan interferensi yang terjadi antara dua jalur sinyal, sedangkan filter mode umum melemahkan interferensi yang terjadi antara jalur sinyal dan ground.
Apa itu pelindung EMI?
Perisai EMI adalah proses mengurangi radiasi elektromagnetik yang dipancarkan oleh perangkat atau sistem elektronik dan mencegah sinyal elektromagnetik eksternal mengganggu pengoperasian perangkat tersebut. Perisai EMI diperlukan karena radiasi elektromagnetik dapat mengganggu pengoperasian perangkat elektronik lain dan menyebabkan malfungsi atau kesalahan .EMI shielding melibatkan penggunaan bahan konduktif, seperti tembaga atau aluminium, untuk memblokir atau melemahkan sinyal elektromagnetik agar tidak masuk atau keluar dari perangkat.
Pelindung EMI dapat dilakukan dengan menempatkan pelindung konduktif (disebut sangkar Faraday) di sekitar perangkat atau dengan melapisi perangkat dengan bahan konduktif. Pelindung atau pelapis konduktif menciptakan penghalang yang mencegah sinyal elektromagnetik masuk atau keluar dari peralatan, sehingga mengurangi risiko interferensi elektromagnetik. Pelindung EMI dapat diterapkan pada komponen elektronik, papan sirkuit, kabel, atau bahkan seluruh perangkat atau sistem elektronik.
Penyaringan vs. Perisai
Pilihan antara memfilter dan melindungi bergantung pada berbagai faktor, seperti sensitivitas perangkat dan jumlah EMI yang akan dihasilkan. Konduktivitas, ukuran, dan biaya juga berperan dalam memilih solusi EMI terbaik.
Shielding mengambil pendekatan komprehensif untuk manajemen EMI, sementara filter menargetkan area EMI tertentu. Perisai memantulkan energi yang masuk sambil tetap menghasilkan beberapa penyerapan. Energi ini diubah menjadi panas dan karena itu memerlukan beberapa jenis manajemen termal. Selain itu, kualitas bahan yang digunakan untuk pelindung tidak hanya memengaruhi hasil, tetapi juga bobot sistem, yaitu pelindung yang lebih tebal lebih efektif, tetapi juga lebih berat. Sementara perisai memantulkan dan menekan EMI, filter menghilangkan EMI dengan mengatasi titik rentan dalam sistem yang paling banyak menimbulkan gangguan. Akibatnya, filter dapat disesuaikan untuk memenuhi kebutuhan spesifik.