EMI (Interferência Electromagnética)

Os campos eletromagnéticos estão em toda parte. Essas áreas invisíveis de força, compostas por energia magnética e elétrica, podem ter origem em fontes artificiais ou naturais.

Por vezes, estes campos eletromagnéticos podem causar interferência ou perturbação noutro dispositivo elétrico ou eletrónico, provocando um fenómeno denominado interferência eletromagnética ou EMI.

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O que é EMI (Interferência Eletromagnética)?

EMI (interferência eletromagnética), também conhecida como RFI (interferência de radiofrequência), é uma perturbação ou interferência que afeta o funcionamento de um dispositivo elétrico ou eletrónico.

Essa interferência pode fazer com que os dispositivos eletrónicos funcionem mal ou deixem de funcionar completamente. Em alguns casos, isso pode levar a consequências graves, como falhas em dispositivos médicos, máquinas e equipamentos militares.

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O que causa a EMI?

A interferência eletromagnética é causada por campos eletromagnéticos desenvolvidos a partir de dispositivos elétricos ou eletrónicos criados pelo homem, fontes naturais e eventos.

Sempre que sinais eletrónicos se encontram na mesma frequência, eles interferem uns nos outros, causando EMI.

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Exemplos de EMI

EMI produzida pelo homem

A interferência eletromagnética fabricada (artificial ou produzida pelo homem) é causada por itens do dia a dia nas nossas casas (EMI residencial) e também por equipamentos e dispositivos usados no setor industrial (EMI industrial).

EMI residencial

As fontes de EMI residencial seriam todos os dispositivos e aparelhos eletrónicos em sua casa, especialmente aqueles que operam com sinal sem fios. Estes podem interferir com outros dispositivos eletrónicos em sua casa.

Felizmente, essas fontes de EMI geralmente não causam danos significativos. No entanto, a EMI no nosso ambiente está a tornar-se mais forte à medida que usamos cada vez mais dispositivos eletrónicos nas nossas casas, e isso pode causar mais perturbações.

À medida que os fabricantes trabalham para melhorar o desempenho de dispositivos como telemóveis, isso pode causar ainda mais interferência eletromagnética.

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Exemplos de interferência eletromagnética artificial residencial:

• Computadores portáteis, computadores, telemóveis e tablets
• Dispositivos Bluetooth e Wi-Fi
• Lâmpadas fluorescentes e OLED
• Fornos micro-ondas

EMI industrial

A EMI industrial ou comercial causa interferência mais significativa do que a EMI residencial, pois pode atingir áreas e dispositivos mais amplos. A EMI industrial pode afetar hospitais, operações militares, estações de TV/rádio e outros equipamentos e dispositivos próximos.

Exemplos de EMI industrial provocada pelo homem:

• Torres de telemóvel e redes de comunicação por satélite
• Linhas de energia elétrica de alta tensão
• Motores elétricos e geradores industriais
• Transmissores de televisão e rádio
• Sistemas de imagiologia médica, ressonância magnética, raios X e radioterapia

EMI natural

A interferência eletromagnética natural (EMI) é causada por fontes e eventos naturais, incluindo erupções solares, raios e auroras. A EMI natural pode, por vezes, ocorrer sem aviso prévio, causando graves interferências em dispositivos eletrónicos que não tenham sido devidamente protegidos.

Ocasionalmente, a interferência eletromagnética proveniente do sol pode afetar as transmissões por satélite. Por exemplo, se o sol estiver atrás do satélite, o ruído eletromagnético que ele cria pode encobrir a comunicação do satélite.

A EMI natural geralmente tem um impacto mais significativo em dispositivos mais antigos, enquanto muitos dispositivos modernos resistem bem aos efeitos causados pela EMI natural à medida que novas tecnologias surgem.

Exemplos de EMI natural:

• Tempestades, tempestades elétricas atmosféricas e relâmpagos
• As erupções solares e a radiação cósmica
• Os ventos solares, como a aurora boreal, conhecida como Luzes do Norte
• Eletricidade estática

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Tipos de interferência eletromagnética

A EMI pode ser categorizada com base em diferentes características, incluindo transmissão, duração, largura de banda e fonte.

Transmissão

A EMI por transmissão pode ser categorizada em dois tipos principais:

• EMI conduzida
• EMI irradiada

EMI conduzida

Na interferência eletromagnética conduzida, as fontes de EMI estão em contacto físico umas com as outras. Por exemplo, ao longo de linhas de energia ou um motor grande. Pode ter visto um exemplo disso quando tem vários itens em sua casa usando o mesmo circuito elétrico e ligar um dispositivo faz com que outro funcione mal.

EMI irradiada

A interferência eletromagnética irradiada é a forma mais comum de EMI. Esse tipo provém de fontes sem contacto direto entre si. A transmissão é sem fios e pode viajar pelo ar, espaço, plástico e isolantes sem precisar de uma ligação elétrica.

Duração

Outra forma de categorizar a interferência eletromagnética é pela duração ou por quanto tempo a interferência dura.

A EMI por duração pode ser categorizada em:

• Contínuo
• Esporádico

EMI contínua

Quando a fonte de EMI causa um sinal prolongado, isso é chamado de interferência contínua. Você encontraria essa EMI em um motor que funciona de forma constante ou em um circuito eletrónico. Muitas vezes, são fontes de baixa tensão, como iluminação e fontes de energia em sua casa.

EMI esporádico

A interferência esporádica também é chamada de impulso porque a fonte causa apenas interrupções temporárias. Isso ocorreria no caso de uma tempestade elétrica, erupções solares ou uma descarga eletrostática.

Largura de banda

Podemos dividir ainda mais os tipos de EMI em subcategorias usando a sua largura de banda. Existem interferências eletromagnéticas de banda estreita e banda larga.

EMI de banda estreita

A banda estreita é frequentemente causada por um transmissor de rádio ou uma forma de oscilador. Ela afeta apenas uma única banda ou uma banda estreita de frequências. Embora esse tipo de interferência geralmente não tenha um efeito significativo em equipamentos eletrónicos, ela deve ser mantida dentro de limites aceitáveis.

EMI de banda larga

A banda larga afeta grandes porções do espectro de rádio e em muitas frequências diferentes. É frequentemente causada por equipamento com mau funcionamento. Algumas das fontes de EMI de banda larga podem ser termostatos, reguladores de tensão, sistemas de ignição, radares e transmissores de comunicação, geradores de impulsos e computadores pessoais.

Fonte

Conforme explicado anteriormente, a EMI pode ser classificada pelo tipo de fonte - EMI natural e artificial.

A EMI por fonte pode ser categorizada em:

• Equipamentos e dispositivos criados pelo homem
• Fontes e eventos naturais

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Como é transmitida a EMI?

Existem diferentes métodos pelos quais a EMI é transmitida. O mecanismo de acoplamento da EMI descreve o caminho que a EMI percorre ao viajar da fonte até o receptor. Para corrigir o problema causado pela EMI, é essencial compreender como ela chega ao receptor.

Métodos de transmissão EMI:

• Condução
• Radiação
• Capacitivo
• Indutivo/Magnético

EMI por condução

Os condutores (fios e cabos) ligam a fonte de EMI ao recetor. Isto é muito comum nas linhas de energia elétrica.

EMI por radiação

A EMI é emitida ou irradiada sem uma ligação física entre a fonte de EMI e o recetor - esta é a forma mais comum de acoplamento.

EMI capacitiva

Isso acontece com dois dispositivos conectados. Há uma variação na tensão da fonte de EMI que transfere capacitivamente uma carga para o receptor.

EMI indutiva/magnética

Isto utiliza o princípio da indução eletromagnética para induzir correntes no alvo devido a campos magnéticos variáveis entre a fonte e o alvo.

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Como medir a EMI?

A EMI pode ser medida utilizando um analisador de espectro, osciloscópio ou medidor de campo RF de banda larga. Esses dispositivos podem detectar e medir a intensidade e a frequência dos sinais eletromagnéticos em um determinado ambiente. Eles também podem ser usados para identificar a fonte da EMI e determinar se ela está dentro dos níveis seguros ou se está causando interferência em outros equipamentos eletrónicos.

Dispositivos para detetar ou medir interferências eletromagnéticas

• Analisador de espectro
• Osciloscópio
• Medidor de campo RF de banda larga

Analisador de Espectro

Estes podem medir as frequências num sinal para determinar se existe alguma interferência. Podem detetar EMI intencional e não intencional. Um analisador de espectro mede a amplitude do sinal em relação ao domínio da frequência.

Osciloscópio

São frequentemente utilizados para identificar interferências eletromagnéticas em sinais de alta tensão, como linhas de energia elétrica. Medem a amplitude do sinal em relação ao domínio do tempo e são frequentemente utilizados em conjunto com um analisador de espectro.

Medidor de campo RF de banda larga

Mede a quantidade de EMI numa determinada área. É uma das ferramentas mais comuns utilizadas para detetar e medir EMI.

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Proteção contra interferência eletromagnética

Para que os dispositivos eletrónicos possam coexistir, eles precisam ser capazes de operar sem afetar negativamente uns aos outros. Existem vários métodos que podem ser usados para reduzir a interferência eletromagnética produzida por componentes eletrónicos dentro de um projeto.

Um método implementado em muitos dos nossos designs de TFT e ecrãs táteis capacitivos para ajudar a reduzir a EMI consiste em incluir uma camada de blindagem EMI revestida com polímero, além de um aterramento adicional que cobre o cabo de fita plana de conexão.

Muitos dos nossos módulos de caracteres e ecrãs LCD oferecem uma seleção de opções de ligação à terra que podem ser configuradas por meio de almofadas de jumper na placa de circuito impresso do ecrã. Algumas opções incluem ligar a estrutura metálica frontal à terra CC ou isolá-la da terra elétrica para que possa ser ligada diretamente à terra do chassis.

As mesmas opções de ligação à terra aplicam-se aos orifícios de montagem do ecrã LCD. Os jumpers da placa de solda podem ser configurados para selecionar ligações à terra do chassis ou ligações elétricas à terra CC.

Entre em contacto connosco na Newhaven se desejar implementar qualquer uma destas opções ou outras soluções de aterramento personalizadas para atender às suas necessidades.

Como reduzir o EMI?

Aqui estão algumas recomendações adicionais de design que podem ajudar a reduzir o ruído EMI num novo design.

• Proteja os cabos de dados e de interface.
• Filtre as linhas de alimentação, dados e controlo.

Proteja os cabos de dados e de interface

Use cabos blindados, blindagens de ferrite ou até mesmo fita de cobre para ajudar a reduzir as emissões de ruído ou impedir a transmissão de ruído.

Filtre a fonte de alimentação, os dados e as linhas de controlo

Adicionar pequenas quantidades de resistência em série às linhas de dados e controlo também ajudará a reduzir as transmissões de ruído. Adicionar condensadores de filtro às linhas de alimentação também é uma boa prática de design.

Colocar componentes de filtragem, como resistências, condensadores, indutores ou ferrites, mais perto da fonte do ruído produzirá resultados melhores e mais eficazes.

Considere utilizar circuitos reguladores para produzir a tensão de saída desejada, pois estes normalmente apresentam menos ruído EMI do que as fontes de alimentação comutadas ou os conversores CC-CC.

Se o design de um produto incluir componentes adicionais, como moldura frontal, suporte de montagem, malha EMI, blindagem ITO, etc., certifique-se de que esses componentes estejam ligados ao terra por um caminho curto.

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Tudo sobre EMI - [Vídeo]

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Os nossos engenheiros de aplicações estão disponíveis para responder às suas perguntas e ajudar a fornecer opções e soluções para reduzir a EMI no seu projeto de exibição.