Vanligen handlade projekten om att, på vårt labb eller hos kunden, mäta produktens EMC-parametrar och – utifrån resultatet samt granskning av utförandet – råda, instruera och stödja konstruktörer av el- och elektronikprodukter i syfte att uppnå önskade EMC-egenskaper.

Felande styrsystem

Vi fick en förfrågan från en svensk tillverkare av båtmotorer, om vi med kort varsel kunde ställa upp och lösa ett akut störningsproblem på en katamaran levererad från ett utländskt varv till Grekland. Båten skulle sättas i trafik om några dagar. Problemet beskrivits på följande sätt: en 150 W kortvågsradiosändare, installerad ombord, störde ut styrsystemet för waterjetmotorerna, varje gång den aktiverades. Styrsystemet låste sig.

Jag fick ta på mig uppgiften att flyga ner till Aten och försöka lösa problemet.

• vad orsaken skulle kunna vara?
• hur skall jag gå i väga?
• vad jag behöver ta med mig?

Jag insåg att det måste vara radiofrekventa fält, som kopplar in till styrsystemet. Jag hoppades kunna hitta kopplingsvägen och åtgärda det. Jag packade ner alla instrument, jag trodde mig behöva, samt skyddskomponenter; bland annat koppartejp och common mode ferriter. Jag hade två stora paket utrustning med mig. Jag möte en tekniker från den svenska uppdragsgivaren på Kastrup, där jag bytte plan. Han skulle hjälpa mig till rätta på plats i hamnen och på båten. (Till min förvåning: all bagage han hade var en plastpåse med plånboken och en skruvmejsel i.) Vi anlände på torsdagskvällen till vårt hotell i Pireus. Termometern visade nära 30 grader C redan på morgonen, på väg till båten. Det var ett tiotal grupper som jobbade samtidigt med olika uppgifter på de system som de ansvarade för. De två kaptenerna fick sin utbildning samtidigt. Läget verkade vara något kaotiskt.

Det första jag alltid gör, när man kommer till ett ställe med störningsproblem, är att be folk att beskriva symptom och problem samt bakgrund. Det andra är, att jag orienterar mig och inspekterar de olika elementens lokalisering:

• Sändarantennen var installerad på akterdäck.
• Styrsystemet var installerad under däck: det bestod av två enheter: en till vardera styrbords och babords jetmotorer.
• Styrsystemet var installerat i två skåp ca 20 cm från durken (skrovet), som bestod av aluminium.
• Kabelanslutningarna var samlade på skåpens undersidor.
• Några kablars kabelskärm-anslutning verkade vara ändrade. De var olika: någon hade försökt åtgärda problemet genom att ”jorda kabelskärmen”, dvs att med en ca 30 cm lång gröngul ledning ansluta kabelskärmen till båtens durk.

Vi blev informerade om att detta var den sjätte båten av samma typ som levererades från samma varv med exakt samma utförande och de tidigare levererade båtarna hade inte problemet. Ja, det är riktigt, att en tekniker var tidigare plats före mig som försökte åtgärda problemet. Av bilden framgick att teknikern inte hade några EMC-kunskaper med sig i bagaget. Kabelskärmen skall anslutas enligt figur 2 eller 3.

För övrigt var allt kaotiskt; olika grupper jobbade med att få igång de olika systemen. Ibland blev det ”black-out”, strömmen gick på hela båten och ibland var borta i långa stunder. Luftkonditioneringen var utslagen och temperaturen steg till över 40 grader. Med hjälp av medhavd mätutrustning mätte jag upp elektrisk fältstyrka och av fältet injicerade strömmarna i diverse kablage. Mätningarna gav relativt snabbt besked om att kopplingsvägen för störningsströmmen in till systemet gick via en kabel ansluten till en styrspak.

Jag undersökte kabeln med den högsta uppmätta strömmen närmare. Den av sändaren inducerade störningsströmmen låg på ca 80 dB(µA) (ca 10 mA), vilket i och för sig inte är så anmärkningsvärt. Detta motsvarar krav enligt lätt-industri-standard och enligt EN 61000-4-6. Jag fick krypa in i trånga utrymmen och inspektera kabeln: kabeln visade sig vara skarvad på ett ställe långt inne i ett kryputrymme under styrpulpeten. Det fanns inte mycket att välja på än att krypa in och undersöka skarvningens utförande. Skärmarnas sammanfogning i skarven föreföll vara tvivelaktig, så första åtgärden blev att förbättra densamma med lite koppartejp. Strömmätningen visade mycket riktigt 6 dB (50%) förbättring. Det räckte dock inte ty störningsproblemet var kvar.

Uppmuntrade av framgången monterade jag några ferriter på kablarna, vilka dämpar common mode strömmen.  Strömmätningen visade nu ca 20 dB (10 ggr) lägre värde. Och störningen i styrsystemets funktion var nu borta!

Förklaring

Trotts att leverantören hävdade, att båten var i exakt samma utförande som de fem tidigare levererade och som för övrigt inte uppvisade samma problem, så var den avvikande. Enligt ritningarna skulle två separata skärmade kablar, tiilhörande två olika system  löpa parallellt till en kombinerad manöverenhet med en joystick för styrning av waterjet-motorerna och en tryckknapp för att aktivera autopilotsystemet. Kablarna var ganska tjocka och styva och skulle löpa i trånga utrymmen samt vara anslutna till nämnd manöverenhet, som satt väldigt trångt längs ut i förarsätets armstöd.

Det visade sig att någon montör har tyckt att det skulle vara mycket smidigare att dra en gemensam kabel för båda systemen. Tänkt och gjort: klippte av de båda skärmade kablarna, skarvade ihop med en gemensam skärmad kabel på en längd av 7 – 8 m sista biten. Därmed sattes den tidigare högfrekvensmässiga isoleringen mellan systemen ur spel (se figur 4).

De två systemen, dvs autopiloten och waterjet-styrningen, hade blivit oavsiktligt sammankopplade via den gemensamma kabelsträckan på några meter. Dessutom fick det ”nya” (sammankopplade) systemet en mycket större fysisk utbredning och därmed mottagningsförmåga på kortvågsradio än wattenjet-styrsystemet i sig. Våra fixa-lösningar medförde lägre inkopplad HF-energi till systemen, vilket gjorde att det fungerade trotts den HF-mässiga sammankopplingen av de två skilda systemen.

Här gällde det också att man måste vara kreativ och hitta på lösningar på oväntade problem som dyker upp.