0

Electromagnetic interference in the automotive industry – part 1

28.05.2024

Electromagnetic interference in the automotive industry – part 1

If you can’t see something then …

does not mean that it does not exist. This statement, of course, can apply to many aspects but this time it will apply to electromagnetic waves. Their action is generally not directly visible. Nevertheless, all forms of wave interaction with devices have been encountered by all of us. The first example is storms and lightning. Sometimes a near storm causes TV viewing to be interrupted by signal fades or strange artifacts in the picture. The same is true of radio. Here, however, reception problems are less in the form of crackles. Many older users with a Safari radio in their Fiat 126p found out about an impending storm just by listening to the broadcast. And they were not meteorological announcements at all…. In the first of two articles, we will discuss what role electromagnetic interference plays in the automotive industry.

Interference vs. standards

This is an issue that has existed for a long time but has not been regulated from the beginning. This was due to the fact that electromagnetic interference at the beginning of automotive development was associated with spark ignition. And in fact, for many years they were not a problem. At this point it is worth distinguishing that the car can be a source but also a receiver of interference. Initially, very many of the systems the vehicle had on board were electromechanical designs. Such as ignition apparatuses, relayed alternator controllers, etc. These systems emitted a lot of interference that did not affect other vehicles but began to be a nuisance to radio listeners.

And it is the production of interference that disturbs (is perceived) that has become one of the most important reasons for the slant of various organizations on this topic. It was because of them that the first step was, for example, the introduction of metal braided ignition cables or candle pipes as shielding. This allowed a significant reduction in the generated interference. Similarly, manufacturers have begun to add in the car’s so called “”in-vehicle”. anti-interference capacitor (also called ignition coil capacitor, ignition apparatus). This was another important step in the fight against interference. It was often the failure of this capacitor that caused the radio listener to hear a distinctive crackling sound on the radio. And outside the window he could see a flashing motorcycle whose owner was unfortunately unaware of anything. From his point of view, the proper functioning of the components of the ignition system was correct. This was due to the fact that the capacitance of this capacitor was decreasing and the engine was working properly. Unfortunately, in practice, the street’s residents were the first to learn of the failure.

Electromagnetic compatibility

This is the slogan that many people have probably encountered. More under the acronym EMC (Electromagnetic compatibility). If anyone has had a chance to read the manual of any electronic device (especially radio equipment, as users of a smartphone or Wi-Fi router) there is often information in the specifications about meeting a standard related to this issue. In general, this term refers to the ability of a given device to operate in a particular electromagnetic environment , but also not to emit an electromagnetic field that interferes with the correct operation of other devices operating in that environment. For the automotive industry, two standards are particularly important: EN55012 / EN55025.

Today, it is standard that electronics must now pass many tests, including those specifically related to EMC. Manufacturers must meet standards but on the other hand strive to ensure that the solutions they use to meet them are cost-optimized. The very process of electromagnetic compatibility testing of electric, hybrid or internal combustion vehicles is performed by examining the electromagnetic interference of individual components. But it is also necessary to obtain the data you need by examining the entire product of the car. While products that are specific components of subassemblies are easier to test, the entire vehicle requires special facilities for this testing.

Tests in a reflection-free chamber

As a rule, EMC tests are performed in so-called. Reflection-free chamber. This electromagnetic compatibility test room has walls, ceiling and floor isolated from external electromagnetic fields. The finishing materials used, which absorb electromagnetic waves, give immunity to the influence of the outside world on the circuits under test. Making such a chamber for a large object such as a car, additionally requiring air supply and exhaust is expensive. Not to mention all the control and measurement equipment necessary for use during these tests.

Research costs are of great importance, which is why many design paths are supported by special software at the design stage. This is additionally important because the elaborate electronics of modern cars make it more difficult to achieve electromagnetic compatibility.

Simulation-based design systems have another important feature. They allow you to catch problems that may arise when all the components are integrated into the system. And this has a not inconsiderable impact on costs because fixing problems at the prototyping stage is much cheaper than at the production stage.

Elimination of interference

Examples of methods to eliminate interference are numerous. Following the principle that it is better not to do something than to protect yourself from it later, you have to start at the source. One of the best methods is shielding. It involves separating the device from the outside world with a layer of metal – e.g. foil, metal casing, fittings, etc. Unfortunately, it has several drawbacks. It is expensive because of the cost of the material used and the increase in weight it causes. With that said, the higher the frequency you want to eliminate, the thinner the materials used can be. Therefore, cheaper methods are used. An example is, for example, the use of inductive elements that have the ability to “stop” electromagnetic interference at the source.

Removal of the “common-mode” coil in the motor circuit of the controller/setter:

Photo of turbocharger adjuster motor with interference isolation coils marked.
Photo of turbocharger adjuster motor with interference isolation coils marked.

It is precisely because of the resistance to electromagnetic interference that special data buses are designed for the automotive industry. A good example of this is CAN which works on the principle of a symmetrical signal. A disturbance that enters the harness with the signal will cause a voltage disturbance that will be equal in each wire. But their difference will remain at a level that the bus controller can correctly interpret.

The adjuster control electronics board (6NW009420) with a CAN bus input filter element (marked B82793C0104).
The adjuster control electronics board (6NW009420) with a CAN bus input filter element (marked B82793C0104).

Sources of electromagnetic interference in the automotive industry

Generalizing the subject of disturbance generation, it can be said that greater current and faster change in its intensity cause greater electromagnetic interference. Both in terms of intensity and frequency range. In the case of electric vehicles, virtually all components have electric power. Power systems are particularly important in this case because the functions they perform involve delivering large currents with rapid changes. This is especially true for motor power circuits and braking energy recovery.

Security and the systems that follow make electromagnetic compatibility important because many sensors become RF emitters. Any radars and the microwaves they use must operate so as not to interfere with other vehicles on the road. It can be said that inside the car, a person is in a sense separated from external electromagnetic fields. However, because the body is not uniform and has, for example, a fair share of glass in the surface, it is to some extent permeable to waves. If this were not the case then not even smartphones would work inside.

The end of AM radio?

Recently, many automakers have decided to remove the AM receiver from electric vehicles. In Poland, after the gradual dismantling of medium- and long-wave transmitters, the lack of such a receiver is not a problem. However, there are places where AM radio is important because of its range. There are more than 4,000 broadcasters in the U.S. with more than 80 million monthly listeners. It is important to remember that wireless Internet is not available everywhere, and there is no substitute for streaming-only reception and the use of the so-called “ wireless Internet “. internet radio. In the aforementioned United States, the radio station additionally plays an important informational role in large agricultural areas. It was the National Association of Agricultural Broadcasters that strongly protested the removal of AM receivers from vehicles.

Even such obvious equipment as power windows and mirrors can be that source of interference that prevents the use of analog AM radio. But they are used casually and securing them is doable. Unfortunately, shielding the drive train of an electric car is much more difficult and costly. As the manufacturers additionally argue, additional means of enabling AM radio would result in increased weight. And the resulting reduction in coverage….

Other disruptions and their impact on daily life and motoring will appear in Part 2 of the article.

Recommended

12.06.2024
Electromagnetic interference in the automotive industry – part 2
Electromagnetic interference in the automotive industry – part 2 The noise around us Today, de...
28.05.2024
Electromagnetic interference in the automotive industry – part 1
Electromagnetic interference in the automotive industry – part 1 If you can’t see someth...
16.05.2024
How to find a good auto mechanic
How to find a good auto mechanic Finding a good mechanic is key to keeping your car in good conditio...
25.04.2024
Battery – it’s not enough to replace, you need to program – part 2.
Battery – it’s not enough to replace, you need to program – part 2. As it was in t...
17.04.2024
Car air conditioning service and ozone
Car air conditioning service and ozone Servicing of car air conditioning is recommended at least onc...
03.04.2024
The battery – it’s not enough to replace it, it needs to be programmed – part 1.
The battery – it’s not enough to replace it, it needs to be programmed – part 1. I...
20.02.2024
Testing turbine adjusters – a guide to DTE tester updates
Testing turbine adjusters – a guide to DTE tester updates Until recently, th...
24.01.2024
Multimeter or oscilloscope…. How about the QST-5?
Multimeter or oscilloscope…. How about the QST-5? Nowadays, for auto mechanics, accurate diagn...

Why us?

25 years of experience
Over 25 years of experience in the automotive industry gives us the position of an expert who sets trends in innovative car diagnostics. Our greatest pride are hundreds of satisfied customers and numerous industry awards.
The company's mission is "Innovation in Every Car Workshop"
We support car repair shops in their development through education and training, thanks to which we overcome barriers in working with modern car diagnostic equipment
Always close to the customer
Our values inspire us to create devices that create a new workshop reality, giving mechanics a sense of security, the possibility of professional development, independence and increasing profits.

Multimetr czy oscyloskop… A może QST-5?

Obecnie dla mechaników samochodowych, precyzyjna diagnoza usterek pojazdów jest kluczowa dla skutecznej naprawy. Warto zastanowić się nad wyborem narzędzia, które umożliwi szybkie i dokładne badanie układów elektrycznych i elektronicznych w samochodach.

W artykule tym przyjrzymy się popularnym narzędziom stosowanym w diagnostyce – multimetrowi i oscyloskopowi, a także pokażemy, jak przyspieszyć pracę wykorzystując specjalizowany sprzęt do testowania czujników.

Dobry multimetr w warsztacie

Przy wyborze sprzętu dedykowanego do warsztatu samochodowego, należy zwrócić uwagę na kilka istotnych cech i funkcji, które mogą znacząco ułatwić pracę przy diagnostyce samochodowej:

  • Zakresy pomiarowe i dokładność. Większość dostępnych multimetrów posiada zakresy napięcia oraz prądu w zupełności wystarczające do wykonywania pomiarów układów elektrycznych w pojazdach. Podobnie podstawowe parametry dokładności nie muszą być wygórowane 0,5% to poziom zadowalający w warsztacie. Przydatna może okazać się wyższa rozdzielczość – szczególnie cenne okażą multimetry pokazujące setne części Oma na zakresie rezystancji. Rozdzielczość zwykle wyrażana jest jako liczba cyfr wyniku bądź maksymalna liczba w jakiej odczytujemy mierzone wartości.
  • Funkcje specjalistyczne. Warto poszukać miernika z funkcjami dedykowanymi dla diagnostyki samochodowej, takimi jak pomiar częstotliwości czy wypełnienie sygnału PWM. Funkcja ta pozwoli nam sensownie sprawdzić sterowanie elementów wykonawczych takich jak nastawniki czy zawory.
  • Odporność na warunki pracy: Multimetr powinien być solidny i odporny na warunki panujące w warsztacie samochodowym, takie jak wstrząsy, kurz, smary czy wilgoć.
  • Bezpieczeństwo. Warto wybrać miernik renomowanej firmy, posiadający odpowiednie zabezpieczenia na wszystkich zakresach prądowych. Kwestie bezpieczeństwa nabierają szczególnego znaczenia przy pracy z napędami hybrydowymi i elektrycznymi.

multimetr w warsztacie

Dobre multimetry oferują możliwość wykonywania rozmaitych pomiarów. Warto korzystać z funkcji dedykowanych motoryzacji.

Do czego przyda się oscyloskop cyfrowy

Oscyloskop cyfrowy, jak na przykład oscyloskop Scope DT, to niezastąpione narzędzie diagnostyczne w warsztacie samochodowym, umożliwiające dokładną analizę sygnałów elektrycznych w pojazdach. Wybierając oscyloskop do warsztatu warto sprawdzić jakie napięcie wejściowe akceptuje, także czy posiada odpowiednie sondy i dostępne akcesoria takie jak cęgi prądowe. W przypadku oscyloskopu dokładność pomiarów napięcia wcale nie jest głównym czynnikiem charakteryzującym sprzęt.

Jedni preferują przystawki oscyloskopowe dołączane do komputera za pomocą złącza USB, inni wybiorą samodzielne urządzenia, które wyświetlają przebiegi na własnym ekranie. Istnieją zarówno oscyloskopy stołowe, wymagające do pracy zasilania z sieci, jak również urządzenia przenośne, zasilane z wbudowanego akumulatora. Dwa kanały pozwalają wykonać typowe a także bardziej zaawansowane pomiary.

Odkryj potęgę precyzyjnych pomiarów z nowoczesnym oscyloskopem warsztatowym! Ten zaawansowany sprzęt pomiarowy oferuje niezrównane możliwości analizy sygnałów elektronicznych. Na zdjęciu widać innowacyjny oscyloskop warsztatowy z ekranem o wysokiej rozdzielczości, umożliwiający precyzyjną diagnostykę fal i szczegółową analizę parametrów elektrycznych. Doskonały dla profesjonalistów pracujących w branży elektroniki. Poznaj wszystkie funkcje tego oscyloskopu warsztatowego już teraz!

Oscyloskop to przyrząd pomiarowy, który rejestruje i prezentuje sygnał w czasie. Jego częstotliwość próbkowania znacznie przekracza możliwości typowych mierników.

Częstotliwość próbkowania w przypadku motoryzacji nie jest najważniejsza (chyba, że zamierzamy diagnozować szybkie magistrale jak FlexRay czy MOST). Niektóre oscyloskopy wyróżniają kanały izolowane bądź różnicowe, które zapewniają maksymalne bezpieczeństwo pomiarów i minimalizują ryzyko uszkodzenia komponentów.

Inne specjalistyczne funkcje takie jak analiza protokołów komunikacyjnych znajdą zastosowanie tylko, gdy użytkownik potrafi je wykorzystać. Dobre oscyloskopy to te, które będziemy regularnie używać. Ważniejsze od pamięci lub ilości przebiegów na sekundę okazują się przejrzyste interfejsy i wygodne w użyciu oprogramowanie.

Jakie przewagi daje praca z oscyloskopem:

  • Analiza sygnałów w czasie rzeczywistym: Oscyloskop pozwala na obserwację zmian napięcia w czasie rzeczywistym, co jest niezastąpione przy diagnozowaniu skomplikowanych problemów elektrycznych
  • Badanie sygnałów cyfrowych i analogowych: Dzięki możliwości analizy zarówno sygnałów cyfrowych, jak i analogowych, oscyloskop umożliwia kompleksową diagnostykę w nowoczesnych pojazdach.
  • Detekcja zakłóceń i nietypowych zjawisk: Oscyloskop pozwala na wykrycie nietypowych zjawisk, takich jak impulsy napięcia, fluktuacje czy zakłócenia, które mogą być trudne do wykrycia za pomocą zwykłego multimetru.

Co to jest QST-5 i do czego służy?

Tester czujników QST-5 jest narzędziem diagnostycznym służącym do testowania różnych typów czujników wykorzystywanych w motoryzacji. Tester obsługuje wiele rodzajów popularnych czujników stosowanych w pojazdach. QST-5 może być używany zarówno w pojeździe, jak i poza nim, ponieważ zapewnia własne zasilanie dla badanych czujników. Przyrząd posiada kabel, który kończą trzy przewody z końcówkami umożliwiającymi podłączenie do czujnika.

Odkryj efektywność testera czujników! Zaawansowane narzędzie do precyzyjnych pomiarów czujników w motoryzacji. Idealne dla diagnostyki czujników w profesjonalnych zastosowaniach w warsztacie samochodowym.

QST-5 pozwoli przetestować wiele popularnych czujników, oferując także dodatkowe funkcje pomiarów rezystancji, pojemności czy indukcyjności.

 

Przykłady praktyczne

Nowoczesne pojazdy są wyposażone w złożone systemy elektryczne i elektroniczne, które odpowiadają za kontrolę niemal każdego aspektu funkcjonowania samochodu – od zarządzania silnikiem i bezpieczeństwa po komfort i wydajność.

Kluczową rolę w tych systemach odgrywają czujniki, które są oczami i uszami komputerów pojazdów, ciągle monitorując i dostarczając danych o stanie różnych komponentów i systemów. Zobaczymy, jakie konkretnie możliwości mają rozważane urządzenia przy badaniu konkretnych elementów.

Czujnik temperatury

  • Multimetr – zmierzymy rezystancję czujnika i napięcie wyjściowe w trakcie pracy.
  • Oscyloskop – uzyskamy napięcie na czujniku w trakcie pracy, tak jak w przypadku multimetru. Wykres napięcia jest na tyle wolny, że musimy wybrać skalę czasu rzędu co najmniej 10 minut na działkę by zobaczyć dynamikę zmian.
  • QST-5 – otrzymamy rezystancję czujnika (podobnie jak w przypadku multimetru), a po wybraniu skali (dla typowych czujników) także wartość temperatury z czujnika.

Odkryj efektywne testowanie z nowoczesnym testerem czujników QST-5! Zaawansowane narzędzie do precyzyjnej diagnostyki czujników w warsztacie. Idealne dla profesjonalistów. Poznaj możliwości tego testera już teraz!

Czujnik temperatury sprawdzimy także multimetrem czy oscyloskopem. Na ekranie QST-5 odczytamy rezystancję jak i mierzone temperatury.

 

Czujnik ABS

  • Multimetr – nie powinniśmy podłączać multimetru do aktywnych czujników ABS.
  • Oscyloskop – uwidocznimy przebieg sygnału impulsów czujnika – możemy zwrócić uwagę na równomierność generowanych impulsów. Po odpowiedniej konfiguracji możemy odczytać takie parametry jak częstotliwość i inne parametry sygnału.
  • QST-5 – uzyskamy informację o poziomach prądu płynącego przez czujnik. Odczytamy również chwilową wartość częstotliwości sygnału, a także w łatwy sposób policzymy impulsy w trakcie obrotu kołem. Równomierność generowanych impulsów możemy pośrednio ocenić obserwując miganie kontrolki LED

Czujnik wału korbowego (pasywny)

  • Multimetr – zmierzymy rezystancję czujnika.
  • Oscyloskop – zobaczymy przebieg napięcia wyjściowego w trakcie pracy. Zmierzymy amplitudę, częstotliwość i ocenimy równomierność kształtu. Wizualnie wykryjemy problemy takie jak uszkodzone zęby na kole impulsatora bądź jego “bicie” względem czujnika.
  • QST-5 – zmierzymy rezystancję i indukcyjność czujnika. W trakcie pracy (kręcenie rozrusznikiem przy odłączonym sterowniku) odczytamy amplitudę oraz częstotliwość sygnału. Tester powinien wskazać liczbę impulsów (zębów) na kole impulsatora.

Czujnik wałka rozrządu

  • Multimetr – nie powinniśmy podłączać multimetru do aktywnych czujników położenia wałka rozrządu.
  • Oscyloskop – zobaczymy przebieg napięcia wyjściowego w trakcie pracy. Przy pomocy oscyloskopu zmierzymy amplitudę, częstotliwość i ocenimy równomierność kształtu.
  • QST-5 – ustalimy układ wyprowadzeń i prąd pobierany przez czujnik. W trakcie pracy (kręcenie rozrusznikiem przy odłączonym sterowniku) zmierzymy częstotliwość sygnału. Wizualnie dioda LED pozwoli ocenić obecność i równomierność impulsów.

Porównanie

Na podstawie przytoczonych przykładów poniżej pokażemy, jak poszczególne urządzenia sprawdzają się w diagnostyce czujników. Choć jest to tylko fragment zagadnień warsztatowych, reprezentuje ważną część diagnostyki i pokazuje do czego w praktyce będziemy używać sprzętu.

Multimetr

+ Uniwersalność: mierzenie napięcia, prądu i rezystancji.

+ Prostota obsługi i łatwa dostępność.

– Multimetry są mniej skuteczne w analizie złożonych sygnałów, jakie często generują czujniki w pojazdach.

Oscyloskop

+ Zaawansowana diagnostyka: Pozwala obserwować faktyczne przebiegi sygnałów w czasie, co jest istotne przy diagnozowaniu skomplikowanych problemów elektrycznych.

– Wymaga większych nakładów (wyższa cena) oraz dodatkowego zaangażowania związanego z nabyciem wiedzy.

Tester QST-5

+ Prostota użytkowania: zaprojektowany z myślą o warsztacie, ma interfejs użytkownika przyjazny dla mechaników.

+ Często nie wymaga wiedzy na temat układu połączeń testowanych elementów.

+ Dostarcza szczegółowe informacje na temat parametrów pracy typowych czujników oraz pozwala na ich ocenę również poza pojazdem

Podsumowanie

Dla mechanika samochodowego bez zaawansowanego szkolenia z zakresu elektryki i elektroniki, QST-5 może okazać się najprostszym w użyciu narzędziem. Jest dedykowany do konkretnego zastosowania – diagnostyki czujników – i posiada w tym zakresie wiele ułatwień.

Multimetr jest bardziej uniwersalny, ale ma wiele ograniczeń, podczas gdy oscyloskop warsztatowy w diagnostyce pojazdów oferuje zdecydowanie największe możliwości diagnostyczne. Ale jednocześnie jest najbardziej wymagający w obsłudze.

Mechanicy wyposażeni w odpowiednie narzędzia, takie jak tester QST-5, są w stanie szybko i skutecznie diagnozować i naprawiać usterki związane z pracą czujników, zapewniając kompleksową i profesjonalną usługę serwisową.

2024 DeltaTech Electronics. All rights reserved.
Skip to content