Oleh : Ismayadi Ismail
Institut Teknologi Maju (ITMA)
Universiti Putra Malaysia
Sejak bermulanya komunikasi melalui radio telah wujudnya kesan-kesan negatif dari gangguan gelombang secara sengaja dan juga tidak sengaja dan keperluan masalah ini perlu diatasi bagi meningkatkan kemantapan komunikasi yang berkesan. Pada 1993, satu mesyuarat bagi International Electrotechnical Commission (IEC) telah diadakan di Paris yang disokong oleh International Special Committee on Radio Interference (CISPR) bagi membincangkan penyelesaian masalah gangguan EMI terhadap peralatan elektronik. Hasil dari laporan teknikal yang diterbitkan dari semasa ke semasa oleh pihak terbabit, peraturan penggunaan alat elektronik telah berevolusi dan menjadi peraturan di seluruh dunia. Pada tahun 1979, had sah terhadap penyebaran EMI dari semua peralatan digital telah dibuat berdasarkan kajian yang dilaporkan oleh CISPR. Pada pertengahan 1980, ahli Kesatuan Eropah telah menyelaraskan peraturan tersebut bagi semua alat elektronik dan sekarang terdapat banyak lagi negara yang telah mengambil langkah yang sama bagi menghadkan penyebaran EMI bagi alat elektronik.
Penggunaan telefon bimbit di dalam kapal terbang semasa penerbangan adalah ditegah kerana dibimbangi wujudnya bahaya terhadap kapal terbang dan penumpang. Larangan tersebut dikeluarkan kerana penggunaan telefon bimbit dikatakan boleh memberi kesan terhadap kelengkapan sistem navigasi di dalam kokpit dan peralatan sedemikian mestilah ditutup semasa kapal terbang di udara. Penggunaan telefon bimbit dan juga peralatan sejenis dengannya telah ditegah oleh badan yang berkuasa seperti Federal Aviation Administration di Amerika dan juga pihak berkuasa yang lain di seluruh dunia. Banyak alasan dan sebab telah diberikan serta ujian telah dilakukan bagi mengenal pasti sebarang kemungkinan yang akan timbul akibat penggunaan telefon semasa penerbangan.
Masalah utama penggunaan telefon bimbit ataupun peralatan elektronik lain adalah gangguan terhadap sistem komputer penerbangan akibat perisai elektromagnet yang lemah dan menyebabkan kegagalan kawalan sistem. Dr. Steve Sangwine dari University of Essex dalam bukunya yang bertajuk Electronic Components and Technology telah mentakrifkan sebarang tenaga elektrik atau elektromagnet yang tidak dikehendaki mengganggu operasi normal sesuatu sistem diklasifikasikan sebagai gangguan gelombang elektromagnet atau dalam Bahasa Inggeris Electromagnetic Interference (EMI). EMI ini boleh mengganggu operasi sesuatu alat disebabkan oleh penggunaan alat lain. Contohnya, seseorang yang menonton televisyen akan melihat terdapatnya gangguan pada siaran (snow effect) di kaca tv ketika seseorang yang lain menggunakan alat pengering rambut. Selain itu gelombang yang tidak dikehendaki ini juga boleh menyebabkan penggunaan telefon bimbit terbatas. Sama seperti larangan penggunaan telefon bimbit dalam penerbangan, penggunaannya di hospital juga amat tidak digalakkan kerana boleh mengganggu peralatan elektronik di hospital untuk tujuan rawatan pesakit.
Terdapat tiga faktor bagi membolehkan proses EMI berlaku iaitu wujudnya sumber isyarat gangguan, medium perantaraan serta penerima gelombang. Jika salah satu daripada faktor-faktor ini tidak wujud, maka EMI tidak akan terjadi. Keberkesanan untuk menerima gelombang (receptor element) bergantung kepada kekuatan sumber isyarat, medium perantaraan dan jarak daripada sumber. Mekanisme perantaraan di antara sumber dan penerima adalah sangat kompleks bagaimanapun jika alat-alat ini diasingkan kepada tiga komponen asas iaitu antena, alat dan talian (kabel), maka mekanisme ini boleh difahami. Terdapat dua cara yang membolehkan isyarat EMI memasuki dan meninggalkan sistem elektronik iaitu secara kekonduksian di sepanjang talian dan kabel serta secara radiasi melalui ruang terbuka contohnya ruang udara.
Sebarang peranti elektrik atau elektronik yang mempunyai arus dan voltan yang berubah-ubah boleh menjadi sumber kepada EMI. Sumber EMI boleh dikelaskan kepada dua kategori iaitu sumber semulajadi dan sumber yang dihasilkan oleh manusia. Sumber yang terhasil daripada manusia pula boleh lagi dibahagikan kepada menggunakan gelombang dan tanpa menggunakan gelombang.
Sumber EMI semulajadi ialah sumber isyarat gangguan yang berkaitan dengan fenomena semulajadi termasuk fenomena discas atau mengecas atmosfera, contohnya seperti pemendakan statik dan isyarat matahari. Isyarat gangguan semulajadi boleh dipindahkan melalui medium medan elektromagnet. Ia melibatkan pergerakan tenaga daripada sumber dan menyerakkan atau menyebarkan gelombang ke ruang bebas dan seterusnya ke peranti.
Menurut Dr. Berhard E. Kaiser dalam bukunya yang bertajuk Principles of Electromagnetic Compatibility, sumber isyarat elektromagnet yang berkaitan dengan peranti atau sistem yang dihasilkan oleh manusia boleh dibahagikan kepada dua iaitu sumber menggunakan gelombang dan sumber tanpa gelombang. Peralatan yang mengguna gelombang adalah seperti radar, telefon bimbit, kapal terbang dan lain-lain lagi. Sumber yang tidak melibatkan penggunaan gelombang adalah seperti suis, motor elektrik, lampu fluoresen dan banyak lagi. Peralatan elektrik dan elektronik yang berada berhampiran di antara satu sama lain juga mempunyai potensi untuk menghasilkan gangguan elektromagnet selain daripada gangguan yang wujud di dalam sistem sendiri.
Secara umumnya, EMI daripada sumber manusia dan semulajadi, kedua-duanya mempengaruhi sistem (melalui mekanisme penyerakan atau pengaliran) dan menyebabkan sistem yang telah direkabentuk untuk sesuatu fungsi tidak dapat beroperasi dengan baik.
Bahan ferit digunakan sebagai alat penumpas (supressor) gangguan EMI dalam peralatan elektronik
Pengawalan masalah gangguan EMI ini melibatkan implimentasi kaedah dan cara berbeza yang berkait rapat dengan perkembangan fasa sistem, contohnya seperti rekabentuk, pengeluaran konsep serta fasa operasi. Ia juga bergantung kepada beberapa faktor iaitu impedans sumber, frekuensi lebar jalur gangguan, panjang talian/kabel dan juga tahap gangguan. Faktor-faktor tersebut perlu diambilkira sebelum membuat alat penumpas (suppressor) untuk menghapuskan kesan gangguan EMI. Selain itu, perekabentuk juga perlu tahu samada gangguan EMI tersebut berpunca daripada sistem itu sendiri ataupun dari peralatan lain.
Penggunaan peralatan elektronik yang semakin bertambah masa kini, beroperasi pada frekuensi-frekuensi yang tertentu akan menjanakan isyarat gangguan EMI sehingga 10 kali ganda frekuensi alat tersebut. Contohnya komputer peribadi dengan pemprosesan yang beroperasi pada 40MHz menghasilkan EMI sehingga 400MHz. Untuk mengatasi masalah ini, bahan ferit digunakan bagi menumpaskan isyarat gangguan EMI ini dengan membenarkan alat tersebut beroperasi dengan baik. Bahan ferit adalah sejenis bahan seramik dengan sebatian kimia ferum teroksida, Fe2O3 sebagai komponen utama adalah bahan magnet yang banyak sekali digunakan sebagai magnet kekal, transformer, induktor dan dalam pelbagai lagi aplikasi elektronik. Penumpas EMI yang menggunakan bahan ferit biasanya digunakan sebagai elemen peranti dua terminal. Penumpas EMI ferit memerlukan frekuensi jalur lebar, faktor Q yang rendah dan mempunyai impedans yang tinggi. Sifat-sifat bahan ferit yang berguna dan sesuai bagi bahan penumpas ini adalah kerana ia mempunyai sifat-sifat kehilangan tenaga yang tinggi dengan pertambahan frekuensi. Oleh itu lebih banyak gangguan boleh diserap dan ini boleh meminimakan masalah resonans.
Perkembangan teknologi dan penggunaan peralatan elektronik pada masa kini telah memberikan sumbangan yang besar kepada kehidupan manusia. Perkembangan ini menghasilkan berbagai bentuk pencemaran gelombang EMI yang boleh mengganggu operasi sesuatu alat. Bahan penumpas EMI amat diperlukan bertujuan mengurangkan kesan gangguan ini. Kajian penggunaan bahan ferit sebagai penumpas EMI telah lama dijalankan terutamanya di Institut Teknologi Maju (ITMA) dan Fakulti Sains, Universiti Putra Malaysia yang telah mempelopori bidang ini. Beberapa IPTA lain termasuklah USM dan UNITEN juga terlibat dalam kajian tersebut.
Catatan :// Artikel ini diterbitkan di Dewan Kosmik Januari 2011. Diterbitkan semula di MajalahSains.Com dengan kebenaran penulis
Berikan Komen Anda Di Sini