Un set di fari da lavoro LED è stato montato il mese scorso. Adesso la radio ricetrasmittente soffia ogni volta che sono accesi, oppure il sistema di guida si sposta di qualche centimetro, oppure la banda AM diventa inutilizzabile appena il motore sale di giri. Si controllano i documenti e i fari portano un E-mark.
Entrambe queste cose possono essere vere nello stesso momento, ed è la parte che nessuno spiega. Un'omologazione viene rilasciata a un faro in una condizione di prova definita. L'interferenza colpisce una macchina intera. Questo articolo parla della distanza tra queste due frasi, e di che cosa si fa dentro quella distanza.
Prima di tutto: dimostrare che sono davvero i fari
Due minuti di interruttore fanno risparmiare un pomeriggio di teoria. Si avvia la macchina con i fari spenti e si ascolta il ricevitore disturbato. Poi si accendono i fari uno alla volta. Infine li si fa funzionare a motore spento, con la sola batteria: se il rumore segue i fari e non l'alternatore, il problema è isolato. Se il rumore c'è con tutti i fari spenti, è inutile continuare a leggere di fari: un alternatore, un inverter, una centralina di riscaldamento o un componente d'accensione in avaria si comportano allo stesso modo.
Conviene annotare quale faro, e se il rumore cambia con il fascio acceso rispetto al faro semplicemente alimentato. Un faro silenzioso alla massima emissione e rumoroso quando viene attenuato sta indicando che la sorgente è il metodo di attenuazione, non il faro.
Irradiato o condotto: stabilirlo prima di acquistare qualsiasi cosa
Ogni driver a commutazione produce un po' di rumore elettrico: è così che funziona la commutazione. La domanda è come quel rumore arriva al ricevitore. Ha due strade, e richiedono rimedi diversi. Il rumore irradiato lascia il faro o il suo cablaggio sotto forma di campo elettromagnetico e viene raccolto dall'antenna. Il rumore condotto viaggia lungo il cablaggio del veicolo fino a tutto ciò che condivide quella alimentazione.
Il motivo per separarli subito è economico: un nucleo di ferrite sul cavo di alimentazione non ha alcun effetto su un percorso irradiato, e schermare il faro non risolve il rumore che sta già viaggiando lungo il cablaggio. Gran parte dei consigli che circolano in rete è un unico rimedio applicato alla cieca a entrambi i casi.
| Che cosa si osserva | Percorso più probabile | Dove intervenire |
|---|---|---|
| Il rumore cambia spostando o rifacendo il percorso del cavo d'antenna | Irradiato | Separazione e posa: cablaggio dei fari lontano dall'antenna e dal suo cavo |
| Il rumore non cambia con la posizione dell'antenna e segue l'alimentazione | Condotto | Alimentazione e massa: filtraggio, collegamento a massa, posa dei cavi |
| Peggiora con più fari accesi | L'uno o l'altro, con accumulo | Trattare prima il faro peggiore, poi ripetere la prova; non montare filtri su tutti |
| Solo in AM, FM pulita | Condotto, bassa frequenza | Lato alimentazione; qui ferrite e filtraggio sono i rimedi più efficaci |
| GPS o ISOBUS disturbati, audio pulito | Irradiato, frequenza più alta | Separazione fisica; i filtri sull'alimentazione servono raramente |
| Presente con i fari alimentati ma non accesi | Standby del driver o circuito di attenuazione | Il faro stesso: il rimedio è un faro diverso |
L'omologazione si misura su un faro; l'interferenza colpisce una macchina
Questo è il meccanismo dietro la contraddizione del primo paragrafo, e non è una scappatoia: è il modo in cui l'omologazione deve funzionare.
Una misura delle emissioni secondo la CISPR 25 si esegue in una condizione specificata: il faro sta su un banco non conduttivo dentro una camera schermata, collegato attraverso un cablaggio di lunghezza e disposizione definite, alimentato attraverso una rete di impedenza normalizzata, con l'antenna a distanza fissa. Ognuna di queste condizioni esiste per rendere i risultati ripetibili tra laboratori diversi. Nessuna di esse descrive un trattore.
Sulla macchina, lo stesso faro ha un cablaggio lungo diversi metri che corre insieme ad altri cavi, un ritorno di massa condiviso con altri carichi, una staffa di montaggio che può collegarlo elettricamente al telaio oppure no, e un'antenna ricevente a uno o due metri. Montandone otto, le loro emissioni si sommano. Un faro misurato ampiamente entro il limite può comunque far parte di un'installazione che dà problemi, e l'omologazione non è mai stata una promessa sull'installazione.
La conseguenza pratica per chi acquista: un'omologazione dice che il faro è stato progettato e verificato rispetto a un limite. Non dice che un numero qualsiasi di fari, cablati in un modo qualsiasi, resterà silenzioso accanto a un ricevitore qualsiasi. Un fornitore che promette la seconda cosa sta promettendo qualcosa che nessuno è in grado di provare.
Il R10 arriva ai trattori agricoli, ed è lì che morde di più
Quasi tutto quello che si legge su questo problema è scritto pensando alle automobili, perché è lì che ci si accorge di una radio rumorosa. La versione più difficile del problema sta sulle macchine operatrici. Il Regolamento ONU n. 10 si applica alle categorie di veicoli L, M, N, O, T, R e S, e la categoria T è quella dei trattori agricoli: per questo il regolamento riguarda anche l'illuminazione da lavoro e non soltanto le automobili.
Su un trattore la vittima non è quasi mai la radio in cabina. Sono la guida GPS, una rete ISOBUS, un modem telematico o un collegamento di correzione RTK. Questi cedono in modo diverso da una radio: invece del soffio udibile arrivano la deriva di posizione, un segnale di correzione che cade o un canale del controllo di sezione che commuta in ritardo. Nessuno sente niente, e l'operatore dà la colpa al ricevitore.
Questo cambia la diagnosi. Quando si insegue un guasto intermittente della guida automatica, «spegnere i fari da lavoro e ripetere la passata» va messo in cima all'elenco, non in fondo.
La direzione opposta: quando è la radio a disturbare il faro
Tutto quanto precede riguarda le emissioni, cioè il rumore che esce dal faro. Il R10 verifica due direzioni, e alla seconda non viene quasi mai data attenzione: l'immunità. Il faro deve continuare a funzionare quando il veicolo attraversa un campo elettromagnetico esterno, e un faro può non superare una direzione pur superando l'altra.
Sul campo si presenta come una segnalazione che sembra assurda finché non la si sente qualche volta: i fari da lavoro sfarfallano, si affievoliscono o si spengono esattamente per tutto il tempo in cui l'operatore tiene premuto il tasto di trasmissione della ricetrasmittente. Non è rotto niente. Un trasmettitore a un metro dal faro gli manda addosso un campo molto più forte di qualunque cosa incontrerà su strada, e un driver con scarsa immunità reagisce riavviandosi oppure uscendo di regolazione.
Lo stesso sintomo compare vicino ai tralicci dei trasmettitori lungo le strade, alle pese con lettori RFID e intorno ai riscaldatori a induzione in officina. La diagnosi è facile, una volta che si sa che cosa cercare: il guasto è perfettamente correlato con qualcuno che trasmette e cessa nell'istante in cui quella persona rilascia il tasto. Nessuna quantità di massa o di ferrite sul lato installazione lo risolve: l'immunità è progettata dentro il faro oppure non c'è, e questo la rende una questione d'acquisto più che di montaggio.
Vale la pena chiederlo esplicitamente, perché un fornitore che parla soltanto di emissioni potrebbe aver provato una sola direzione.
I rimedi, nell'ordine in cui li proveremmo
L'ordine è quello del costo, ed è voluto. I primi due passi non costano nulla e risolvono una quota ampia dei casi reali; l'ultimo è l'unica cura vera quando il problema è il faro stesso.
| Passo | Che cosa fare | Perché sta in questa posizione |
|---|---|---|
| 1 – Massa | Metallo nudo, bullone dedicato, rosetta dentellata, ritorno corto. Controllare ogni faro, non solo quello rumoroso | Una massa scadente rende il cablaggio un'antenna migliore e alza il rumore condotto. Gratis, e spesso è tutta la risposta |
| 2 – Posa dei cavi | Separare il cablaggio dei fari dai cavi d'antenna e dai cavi di segnale sensibili. Incroci ad angolo retto, mai percorsi paralleli | L'accoppiamento cala in fretta con la distanza. Costa qualche fascetta |
| 3 – Alimentazione schermata o intrecciata | Usare cavo schermato secondo la specifica del costruttore, collegato a massa a una sola estremità | Collegarlo a entrambe le estremità può creare un anello che peggiora le cose |
| 4 – Nucleo di ferrite o filtro | Montarlo sull'alimentazione vicino al faro e ripetere la prova | Efficace contro il rumore condotto, inutile contro quello irradiato. Cura il sintomo, non la causa |
| 5 – Sostituire il faro | Se il rumore resta con un solo faro su massa pulita e cavo corto, la sorgente è il driver | A valle non c'è niente che risolva un driver rumoroso |
Un avvertimento sul passo 4, dato che è la risposta preferita della rete: un nucleo di ferrite costa poco e a volte cambia tutto, ma partire da lì significa rischiare di spendere per sopprimere il sintomo di un difetto di massa che non sarebbe costato nulla riparare.
«Conforme alla CISPR 25» non è la stessa frase di «titolare di omologazione R10»
Questa distinzione decide che cosa si sta comprando davvero, e conviene metterla nella richiesta d'offerta invece di scoprirla dopo.
| Che cosa chiedere | Che cosa dimostra | Che cosa non dimostra |
|---|---|---|
| Numero di omologazione ECE R10 | Che un'autorità di omologazione ha rilasciato un'omologazione rispetto al regolamento | Che l'installazione sulla macchina sarà silenziosa |
| Rapporto di prova CISPR 25 | Che il prodotto è stato misurato con il metodo della norma, e con quale risultato | Che sia stata rilasciata un'omologazione, né quale classe fosse l'obiettivo |
| In base a quale regolamento è stato rilasciato l'E-mark | Se la marcatura copre l'EMC (R10) oppure una funzione fotometrica | Che ogni funzione del faro sia omologata |
| Condizione di prova utilizzata | Lunghezza del cablaggio, alimentazione e se il faro è stato provato da solo | Come si comportano insieme più fari sul cablaggio della macchina |
L'asimmetria va detta con chiarezza: un'omologazione R10 presuppone che siano stati applicati i metodi di misura CISPR, perché il regolamento li richiama. L'affermazione che un prodotto «è conforme alla CISPR 25» descrive un metodo di prova, non un'omologazione. Per come i quadri ECE, DOT e SAE si dividono per mercato, si vedano le certificazioni per l'illuminazione dei veicoli.
Che cosa possiamo mettere sul tavolo
Misuriamo le emissioni irradiate nella nostra camera EMC, e i rapporti di prova CISPR 25 sono disponibili su richiesta per i modelli in esame. Basta indicarci il mercato di destinazione e se la funzione è rivolta alla strada: confermeremo quali omologazioni si applicano; della certificazione ci occupiamo noi, non la rimandiamo indietro al cliente.
Due scelte progettuali contano più di qualsiasi filtro aggiunto dopo. Un driver resinato mantiene il circuito di commutazione stabile dal punto di vista meccanico e termico, e quindi ne mantiene stabile il comportamento. E un progetto multitensione che regola sull'intero intervallo 9–32 V non lavora al margine della propria finestra su una macchina a 12 V con un'alimentazione al limite, che è esattamente la condizione in cui i circuiti di commutazione diventano rumorosi. I fari veri e propri si trovano in fari da lavoro LED.
Per chi sta scrivendo un capitolato invece di riparare una macchina, la guida all'acquisto per ordini all'ingrosso elenca per intero i documenti che vale la pena nominare in una richiesta d'offerta.
Domande frequenti
I fari LED emettono energia a radiofrequenza?
Sì: lo fa ogni driver a commutazione. I diodi in sé sono silenziosi; il circuito che regola la corrente che li alimenta commuta molte migliaia di volte al secondo, e i fronti di commutazione generano energia su una banda larga. La domanda tecnica non è mai se ci sia emissione, ma soltanto se resti sotto il limite e lontana dai ricevitori che ha intorno.
Perché i proiettori a LED disturbano la radio mentre le vecchie lampadine no?
Una lampadina a incandescenza è una resistenza senza alcuna elettronica dentro, quindi non emette praticamente nulla. Sostituirla con un gruppo LED mette un convertitore a commutazione dove prima c'era un pezzo di filo, di solito dentro l'alloggiamento del proiettore e collegato allo stesso cablaggio che passa vicino all'antenna. Del veicolo non è cambiato niente: è stata aggiunta una sorgente nuova in una posizione sfavorevole.
Come si evita che i fari LED disturbino la radio?
Nell'ordine: riparare le masse dei fari, separare il cablaggio dei fari dal cavo d'antenna, usare cavo schermato collegato a massa a una sola estremità, poi montare un nucleo di ferrite sull'alimentazione vicino al faro. Se un singolo faro con una massa pulita e un cavo corto continua a produrre il rumore, la sorgente è il faro e nessun rimedio esterno lo cura.
Un nucleo di ferrite risolve il problema?
A volte, e soltanto contro il rumore condotto. Se l'interferenza cambia spostando il cavo d'antenna, il percorso è irradiato e una ferrite sull'alimentazione non ha alcun effetto. Non è al quarto posto per caso.
Un E-mark significa che il faro non può disturbare nulla?
No, e nessuna omologazione può significarlo. Significa che un'autorità ha rilasciato un'omologazione rispetto ai limiti del regolamento, nelle sue condizioni di prova. L'interferenza è una proprietà dell'installazione – il numero di fari, il cablaggio, le masse e ciò che riceve lì vicino – e nessuna prova su un singolo faro può fare promesse su tutto questo.
L'interferenza può danneggiare l'elettronica che disturba?
A questi livelli le emissioni disturbano la ricezione, non danneggiano l'hardware. Il costo è operativo, non fisico: un sistema di guida che deriva, una radio inutilizzabile, un collegamento telematico che cade. Su una macchina che lavora con il controllo di sezione o la guida automatica è già abbastanza caro anche senza che si sia rotto niente.
Se succede su una sola macchina della flotta
Allora la variabile quasi certamente non è il faro. Stessi fari, stessa specifica di cablaggio, comportamento diverso significa che su quella macchina c'è qualcosa di diverso: una massa non fatta a regola d'arte, un cavo d'antenna spostato durante una riparazione, un accessorio aftermarket che condivide l'alimentazione. Conviene confrontare fisicamente la macchina silenziosa e quella rumorosa invece di ragionare sui fari e, se le due sembrano identiche e si comportano in modo diverso, conviene inviarci le fotografie.
