Apa itu Gangguan Elektromagnetik
Apa itu Gangguan Elektromagnetik?
Definisi Gangguan Elektromagnetik
Gangguan elektromagnetik (EMI) didefinisikan sebagai gangguan yang mempengaruhi sirkuit listrik karena induksi atau radiasi elektromagnetik.
Gangguan elektromagnetik (EMI) didefinisikan sebagai gangguan pada sirkuit listrik karena induksi elektromagnetik atau radiasi elektromagnetik eksternal. Hal ini terjadi ketika medan elektromagnetik dari satu perangkat mengganggu perangkat lainnya.
Gelombang elektromagnetik (EM) dibuat ketika medan listrik berinteraksi dengan medan magnet. Mereka bergerak dengan kecepatan 3,0 × 10^8 m/s di ruang hampa. Gelombang EM dapat bergerak melalui udara, air, benda padat, atau bahkan ruang hampa.
Gambar di bawah ini menunjukkan spektrum EM yang digunakan untuk mewakili berbagai jenis energi EM berdasarkan frekuensinya (atau panjang gelombang). EMI dihadapi oleh kita semua dalam kehidupan sehari-hari dan diperkirakan akan mengalami inflasi eksponensial di masa depan karena jumlah perangkat nirkabel dan standar yang semakin banyak, termasuk telepon seluler, GPS, Bluetooth, Wi-Fi, dan komunikasi jarak dekat (NFC).
EMI dapat terjadi di berbagai rentang spektrum elektromagnetik, termasuk frekuensi radio dan mikro. Ini mengganggu perangkat listrik lainnya. Setiap perangkat dengan arus listrik yang berubah-ubah secara cepat dapat menghasilkan emisi elektromagnetik.
Jadi, emisi dari satu objek "mengganggu" emisi dari objek lain. Ketika satu EMI mengganggu yang lain, hal ini menyebabkan distorsi Medan Elektromagnetik. Radiasi elektromagnetik dapat saling mengganggu dan mengacaukan meskipun mereka tidak berada pada frekuensi yang sama. Gangguan ini dapat didengar di radio ketika frekuensi diubah dan di TV ketika sinyal menjadi terdistorsi, gambar menjadi terganggu. Oleh karena itu, dalam spektrum frekuensi radio, EMI juga dikenal sebagai Gangguan Frekuensi Radio.
EMI dapat dengan mudah mempengaruhi fungsi perangkat elektronik. Secara umum, karena ada aliran listrik melalui sirkuit di perangkat elektronik, cenderung menciptakan sejumlah radiasi elektromagnetik. Energi yang dihasilkan dari perangkat 1 dipropagasi melalui udara sebagai radiasi atau dikopel ke kabel perangkat 2. Hal ini mengakibatkan kerusakan pada perangkat 2. Energi dari perangkat 1 yang mengganggu operasi perangkat 2 dikenal sebagai Gangguan Elektromagnetik.
Penyebab EMI
EMI dapat berasal dari berbagai sumber termasuk peristiwa alam seperti petir dan sumber buatan manusia seperti peralatan industri.
Transmisi dari TV
Radio AM, FM, dan Satelit
Badai magnetik matahari
Petir yang berkedip dengan tegangan tinggi dan arus tinggi
Radar bandara, Discharge Elektrostatis, dan Noise Putih
Sumber daya listrik mode pemutusan
Pengelasan busur, Bantalan Motor, dan Kontak Listrik
Jenis-jenis EMI
EMI Buatan Manusia
EMI buatan manusia terjadi dari perangkat elektronik buatan lainnya. Jenis gangguan ini terjadi ketika dua sinyal berdekatan satu sama lain atau ketika beberapa sinyal melewati satu perangkat pada frekuensi yang sama. Contoh yang baik adalah ketika radio di mobil memilih dua stasiun secara bersamaan.
EMI Alam
Jenis EMI ini juga mempengaruhi perangkat, tetapi bukan buatan manusia, melainkan EMI terjadi karena fenomena alam di bumi dan luar angkasa seperti Petir, Badai Listrik, noise kosmis, dll.
Metode klasifikasi kedua didasarkan pada durasi EMI. Durasi gangguan berarti periode waktu di mana perangkat mengalami gangguan.
EMI Berkelanjutan
Ketika sumber terus-menerus mengeluarkan EMI, hal ini dikenal sebagai EMI berkelanjutan. Sumber bisa buatan manusia atau alami. EMI terjadi karena mekanisme penghubungan panjang antara sumber EMI dan penerima. Jenis EMI ini muncul dari sumber seperti sirkuit yang mengeluarkan sinyal berkelanjutan.
EMI Impuls
Jenis EMI ini terjadi untuk durasi yang sangat singkat seperti pulsa. Jadi, disebut EMI Impuls. Sumbernya bisa alami atau buatan manusia seperti tipe EMI berkelanjutan. Contoh yang baik untuk memahami adalah noise yang didengar dari sakelar, pencahayaan, dll yang mengeluarkan sinyal yang bisa menyebabkan gangguan pada tegangan dan arus.
Metode klasifikasi ketiga didasarkan pada lebar pita EMI. Lebar pita EMI merujuk pada rentang frekuensi yang dialami oleh EMI. Berdasarkan ini, EMI dibagi menjadi dua jenis, yaitu EMI Lebar Pita Sempit dan EMI Lebar Pita Luas.
EMI Lebar Pita Sempit
Jenis EMI ini terjadi pada satu frekuensi yang dihasilkan dari osilator. Hal ini juga dapat terjadi karena berbagai jenis distorsi dalam transmitter. Biasanya, dalam sistem komunikasi, EMI lebar pita sempit memainkan peran yang sangat kecil dan dapat diperbaiki dengan mudah. Namun, batas gangguan harus dikendalikan dalam batas tertentu.
EMI Lebar Pita Luas
Perbedaan utama dari EMI lebar pita sempit adalah bahwa jenis EMI ini tidak terjadi pada satu frekuensi. Ketika melihat spektrum magnet, jenis EMI ini mencakup spektrum yang luas dan ada dalam bentuk yang berbeda. Sumbernya bisa alami atau buatan manusia. Contoh sumber buatan manusia adalah pengelasan busur, di mana percikan terus-menerus dikeluarkan. Demikian pula, contoh sumber alami adalah Sun-outs untuk sistem TV satelit.
Mekanisme Penghubungan EMI
Mekanisme penghubungan EMI membantu memahami bagaimana EMI dihasilkan dari sumber dan mencapai penerima. Untuk memperbaiki masalah yang terjadi karena EMI, sifat EMI dan bagaimana EMI dikopel dari sumber ke penerima harus dipahami dengan jelas. Beberapa jenis penghubungan adalah Konduksi, Radiasi, Kapasitif, dan Induktif. Dengan memahami mekanisme penghubungan, EMI dapat dikurangi dengan mengambil langkah-langkah untuk mengurangi penghubungan dan tingkat gangguan.
Penghubungan Konduksi
Penghubungan konduksi terjadi ketika emisi EMI berjalan sendiri melalui konduktor, kawat, dan kabel yang menghubungkan sumber dan penerima. Ketika ada konduksi sepanjang rute di mana sinyal berjalan, emisi yang dikonduksi terjadi dan ini dipahami sebagai EMI yang dikonduksi. Hal ini dapat muncul sepanjang garis listrik atau kabel interkoneksi apa pun. Konduksi dapat terjadi dalam salah satu dari dua mode,
Mode Umum
EMI terjadi ketika noise berkembang dalam fase yang sama ketika dua konduktor digunakan. Misalnya: +ve dan -ve dari kabel listrik
Mode Diferensial
Ketika dua konduktor digunakan, ketika noise berada di luar fase pada konduktor, dikatakan bekerja dalam mode diferensial.
Penghubungan Radiasi
Jenis penghubungan yang paling umum terjadi ketika sumber dan penerima dipisahkan oleh jarak yang besar, lebih dari satu panjang gelombang. Tidak ada kontak fisik antara sumber dan penerima karena EMI diradiasikan melalui ruang ke penerima. Oleh karena itu, ketika sinyal yang tidak diinginkan ditransfer dari sumber ke penerima melalui teknik radiasi melalui ruang, disebut EMI yang Diradiasikan.
Penghubungan Kapasitif
Jenis penghubungan ini dicapai antara dua perangkat yang terhubung. Hal ini terjadi ketika tegangan yang berubah dari sumber, secara kapasitif mentransfer muatan ke korban.
Penghubungan Induktif
Ketika konduktor menginduksi gangguan pada konduktor lain yang ditempatkan di dekatnya berdasarkan prinsip induksi elektromagnetik, hal ini menghasilkan EMI yang dikenal sebagai EMI yang Terkait Magnet. Dalam istilah sederhana, ketika medan magnet yang bervariasi hadir antara sumber dan korban, arus yang cukup akan diinduksi dalam rangkaian korban. Hal ini mengakibatkan transfer sinyal dari sumber ke korban.
Mekanisme Penghubungan EMI
EMI dapat ditransfer dari sumber ke penerima melalui konduksi, radiasi, kapasitif, dan penghubungan induktif.
Mengurangi EMI
Ground Bumi
Dalam industri, sinyal dan arus pulang dibawa menggunakan sistem ground. Mereka juga membentuk referensi untuk rangkaian analog dan digital, sehingga melindungi manusia dan peralatan dari kesalahan dan petir. Ketika arus mengalir dalam sistem grounding, hal ini menyebabkan perbedaan potensial.
Ketika petir menyambar, hal ini menyebabkan perbedaan potensial dalam unit ribuan volt. Sejak awal desain sirkuit, sistem ground harus dipertimbangkan sehingga sistem bekerja dengan persyaratan keselamatan yang diperlukan. Ketika menggambar ground atau melakukan troubleshooting masalah ground, pertama-tama diperlukan untuk menentukan di mana arus mengalir.
Ketika berbagai jenis ground bertepatan, arus mungkin tidak kembali melalui jalur yang diasumsikan. Grounding yang tepat bergantung pada beberapa faktor seperti frekuensi dan impedansi, panjang kabel yang diperlukan, dan masalah keselamatan.
Jenis ground yang paling bermanfaat untuk aplikasi frekuensi rendah adalah ground titik tunggal seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini. Ketika rangkaian atau kabel sensitif digunakan, koneksi seri atau rantai, harus dihindari karena arus pulang dari tiga sirkuit mengalir melalui impedansi ground umum yang menghubungkan sirkuit-sirkuit tersebut.
Dari gambar, terlihat bahwa potensial ground sirkuit 1 tidak hanya ditentukan oleh arus pulangnya melalui impedansi Z1, tetapi juga oleh arus pulang dari sirkuit 2 dan 3 melalui impedansi yang sama. Pengaruh ini disebut penghubungan impedansi umum dan merupakan cara dasar penghubungan noise.
