Apakah Gangguan Elektromagnetik?

Apakah Gangguan Elektromagnetik?

Definisi Gangguan Elektromagnetik

Gangguan elektromagnetik (EMI) didefinisikan sebagai gangguan yang mempengaruhi rangkaian elektrik akibat induksi atau radiasi elektromagnetik.

Gangguan elektromagnetik (EMI) didefinisikan sebagai gangguan pada rangkaian elektrik akibat induksi elektromagnetik atau radiasi elektromagnetik eksternal. Ini terjadi ketika medan elektromagnetik dari satu perangkat mengganggu perangkat lainnya.

Gelombang elektromagnetik (EM) diciptakan 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 menurut frekuensi (atau panjang gelombang) mereka. EMI dihadapi oleh kita semua dalam kehidupan sehari-hari dan diperkirakan akan menghadapi 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 sepanjang spektrum elektromagnetik yang luas, termasuk frekuensi radio dan mikro. Ini mengganggu perangkat elektrik lainnya. Setiap perangkat dengan arus listrik yang berubah-ubah dengan 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 mengganggu meskipun tidak berada pada frekuensi yang sama. Interferensi 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 Interferensi Frekuensi Radio.

EMI dapat dengan mudah mempengaruhi fungsi perangkat elektronik. Secara umum, karena ada aliran listrik melalui rangkaian dalam perangkat elektronik, cenderung menghasilkan sejumlah radiasi elektromagnetik. Energi yang dihasilkan dari perangkat 1 dipropagandakan melalui udara sebagai radiasi atau dikopel ke kabel perangkat 2. Hal ini menyebabkan perangkat 2 tidak berfungsi. Energi dari perangkat 1 yang mengganggu operasi perangkat 2 dikenal sebagai Gangguan Elektromagnetik.

Penyebab EMI

EMI dapat berasal dari berbagai sumber termasuk peristiwa alami seperti petir dan sumber buatan manusia seperti peralatan industri.

• Transmisi dari TV

• Radio AM, FM, dan Satelit

• Badai magnetik matahari

• Petir yang menyala dengan tegangan tinggi dan arus tinggi

• Radar bandara, Discharge Elektrostatik, dan Derau Putih

• Sumber daya listrik mode switching

• Pengelasan busur, Bantalan Motor, dan Kontak Listrik

Jenis-jenis EMI

EMI Buatan Manusia

EMI buatan manusia terjadi dari perangkat elektronik lain yang dibuat. Jenis interferensi ini terjadi ketika dua sinyal mendekati satu sama lain atau ketika beberapa sinyal melewati satu perangkat pada frekuensi yang sama. Contoh yang baik adalah ketika radio di mobil mengambil dua stasiun secara bersamaan.

EMI Alami

Jenis EMI ini juga mempengaruhi perangkat, tetapi bukan buatan manusia, melainkan EMI terjadi akibat fenomena alam di bumi dan angkasa seperti Petir, Badai Listrik, derau kosmis, dll.

Metode klasifikasi kedua didasarkan pada durasi EMI. Durasi interferensi berarti periode waktu di mana perangkat mengalami interferensi.

EMI Berkelanjutan

Ketika sumber terus-menerus mengeluarkan EMI, disebut EMI berkelanjutan. Sumber tersebut bisa buatan manusia atau alami. EMI terjadi karena mekanisme koppeling yang lama antara sumber EMI dan penerima. Jenis EMI ini muncul dari sumber seperti rangkaian yang mengeluarkan sinyal berkelanjutan.

EMI Impulsif

Jenis EMI ini terjadi untuk durasi yang sangat singkat seperti pulsa. Jadi, disebut EMI impulsif. Sumbernya bisa alami atau buatan manusia seperti jenis EMI berkelanjutan. Contoh yang baik untuk memahami adalah suara derau dari saklar, pencahayaan, dll yang mengeluarkan sinyal yang dapat 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 Lebar Pita Luas.

EMI Lebar Pita Sempit

Jenis EMI ini terjadi pada frekuensi tunggal yang dihasilkan dari osilator. Bisa juga terjadi akibat berbagai jenis distorsi dalam pemancar. Biasanya, dalam sistem komunikasi, EMI lebar pita sempit memainkan peran yang sangat kecil dan dapat diperbaiki dengan mudah. Namun, batas interferensi harus dikontrol dalam batas tertentu.

EMI Lebar Pita Luas

Perbedaan utama dari EMI lebar pita sempit adalah jenis EMI ini tidak terjadi pada frekuensi tunggal. 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 Koppeling EMI

Mekanisme koppeling EMI membantu memahami bagaimana EMI dihasilkan dari sumber dan mencapai penerima. Untuk memperbaiki masalah yang terjadi akibat EMI, sifat EMI dan bagaimana koppeling dari sumber ke penerima harus dipahami dengan jelas. Beberapa jenis koppeling adalah Konduksi, Radiasi, Kapasitif, dan Induktif. Dengan memahami mekanisme koppeling, EMI dapat dikurangi dengan mengambil tindakan untuk mengurangi koppeling dan tingkat interferensi.

Koppeling Konduksi

Koppeling konduksi terjadi ketika emisi EMI berjalan sendiri sepanjang konduktor, kabel, dan kabel yang menghubungkan sumber dan penerima. Ketika ada konduksi sepanjang rute di mana sinyal berjalan, emisi konduksi terjadi dan ini dipahami sebagai EMI konduksi. Ini dapat muncul sepanjang garis daya atau kabel interkoneksi apa pun. Konduksi dapat terjadi dalam salah satu dari dua mode,

Mode Umum

EMI terjadi ketika derau berkembang pada fase yang sama ketika dua konduktor digunakan. Contoh: +ve dan -ve dari kabel daya

Mode Diferensial

Ketika dua konduktor digunakan, jika derau berada di luar fase pada konduktor, dikatakan beroperasi dalam mode diferensial.

Koppeling Radiasi

Jenis koppeling 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 Diradiasikan.

Koppeling Kapasitif

Jenis koppeling ini dicapai antara dua perangkat yang terhubung. Terjadi ketika tegangan yang berubah dari sumber, kapasitif mentransfer muatan ke korban.

Koppeling Induktif

Ketika konduktor menginduksi interferensi pada konduktor lain yang ditempatkan dekat berdasarkan prinsip induksi elektromagnetik, menghasilkan EMI yang dikenal sebagai EMI Koppeling Magnetik. Dalam kata-kata 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 Koppeling EMI

EMI dapat ditransfer dari sumber ke penerima melalui konduksi, radiasi, kapasitif, dan koppeling induktif.

Mengurangi EMI

Tanah Ground

Dalam industri, sinyal dan arus pengembalian 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 rangkaian, sistem ground harus dipertimbangkan sehingga sistem bekerja dengan persyaratan keselamatan yang diperlukan. Ketika menggambar ground atau 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 isu-isu keselamatan.

Jenis ground yang paling bermanfaat untuk aplikasi frekuensi rendah adalah single-point ground seperti yang ditunjukkan dalam gambar di bawah ini. Ketika rangkaian atau kabel sensitif digunakan, hubungan seri atau rantai, harus dihindari karena arus pengembalian dari tiga rangkaian mengalir melalui impedansi ground umum yang menghubungkan rangkaian.

Dari gambar, terlihat bahwa potensial ground dari rangkaian 1 tidak hanya ditentukan oleh arus pengembalian melalui impedansi Z1, tetapi juga oleh arus pengembalian dari rangkaian 2 dan 3 melalui impedansi yang sama. Pengaruh ini disebut koppeling impedansi umum dan merupakan cara fundamental koppeling derau.