كيف يمكن التحكم في تموجات وحدة التحكم بالطاقة الشمسية لمنع انخفاض حساسية وحدة 4G؟

لقد رأيت العديد من أنظمة كاميرات الطاقة الشمسية خارج الشبكة تفقد إشارة 4G في الميدان - ليس بسبب ضعف التغطية، ولكن بسبب ضوضاء مصدر الطاقة الخاص بها التي تقتل المستقبل من الداخل.

لمنع انخفاض حساسية وحدة 4G الناتج عن تموجات وحدة التحكم بالطاقة الشمسية، تحتاج إلى تطبيق ترشيح طاقة متعدد المراحل، واستخدام محثات محمية، وقمع ضوضاء الوضع المشترك على مستويات الأرض، والحفاظ على فصل مادي بين دائرة الطاقة التبديلية وواجهة RF لوحدة 4G. هذه الإجراءات الأربعة معًا يمكن أن تقلل من التداخل الكهرومغناطيسي الموصل والمشع إلى ما دون مستوى ضوضاء مستقبل LTE.

تموجات وحدة التحكم بالطاقة الشمسية ومنع انخفاض حساسية وحدة 4G

في هذه المقالة، سأرشدك خلال كل منطقة حرجة - من الترشيح عالي التردد وقياس التداخل الكهرومغناطيسي إلى تدهور الإشارة في العالم الحقيقي وتصميم التدريع. إذا كنت تقوم ببناء أو شراء أنظمة مراقبة 4G تعمل بالطاقة الشمسية للنشر عن بعد، فهذه هي التفاصيل الهندسية التي تفصل بين منتج موثوق به وفشل ميداني. دعنا نبدأ.

هل تستخدم وحدة التحكم بالطاقة الشمسية MPPT ترشيحًا عالي التردد لحماية إشارة 4G؟

يعتقد معظم الناس أن وحدة تحكم MPPT¹ خرجهم “نظيف بما فيه الكفاية”. كنت أعتقد ذلك أيضًا - حتى رأيت انخفاضًا في SINR بمقدار 12 ديسيبل على رابط 4G جيد تمامًا في اللحظة التي بدأت فيها الألواح الشمسية بالشحن عند الظهيرة.

نعم، يجب أن تتضمن وحدة التحكم بالطاقة الشمسية MPPT المصممة جيدًا ترشيحًا عالي التردد مخصصًا في مرحلة الخرج الخاصة بها لحماية إشارة 4G. بدونها، ستؤدي التوافقيات التبديلية من محول MPPT إلى رفع مستوى ضوضاء مستقبل LTE، مما يتسبب في فقدان الحزم، وانخفاض الإنتاجية، وحتى انقطاع كامل.

ترشيح عالي التردد لوحدة تحكم MPPT لحماية 4G

لماذا ضوضاء التبديل في MPPT خطيرة على 4G

تعمل وحدة تحكم MPPT عن طريق تشغيل وإيقاف التيار بسرعة. عادة ما يكون تردد التبديل بين 100 كيلو هرتز و 1 ميجا هرتز. يبدو هذا بعيدًا عن نطاقات 4G مثل B13 (746-756 ميجا هرتز) أو B71 (617-652 ميجا هرتز). ولكن هذه هي المشكلة: شكل موجة التبديل ليس موجة جيبية نظيفة. إنها موجة مربعة. والموجات المربعة تنتج توافقيات - مضاعفات صحيحة للتردد الأساسي - تمتد بعيدًا في طيف الترددات الراديوية.

على سبيل المثال، ستنتج وحدة تحكم تبديل بتردد 500 كيلو هرتز توافقيات عند 1 ميجا هرتز، و 1.5 ميجا هرتز، و 2 ميجا هرتز، وما إلى ذلك. بحلول الوقت الذي تصل فيه إلى التوافقي السابع، فإنك تجلس مباشرة فوق B13 نطاق LTE 13¹¹. هذه التوافقيات ضعيفة بشكل فردي، لكنها تتراكم. إنها تخلق مستوى ضوضاء واسع النطاق لا يمكن لمستقبل وحدة 4G تمييزه عن تداخل الإشارة الحقيقي.

حل مرشح Pi

الحل الأكثر فعالية للأجهزة هو مرشح π (مرشح باي (Pi filter)²) موضوعة بين خرج MPPT ومدخل طاقة وحدة 4G. يستخدم مرشح باي مكثفين ومحثًا واحدًا مرتبة في تكوين C-L-C. يعمل مثل السد - فهو يمنع الضوضاء الموصلة من المرور عبر سكة الطاقة.

إليك دليل أساسي لاختيار المكونات:

المكوّن	القيمة الموصى بها	الغرض
مكثف الدخل (C1)	100 ميكروفاراد بوليمر تانتالوم، مقاومة تسلسلية مكافئة منخفضة (low ESR)	لامتصاص تموجات التردد المنخفض
محث التسلسل (L1)	10 ميكروهنري خانق ذو قلب فيرايت	لحجب الضوضاء من التردد المتوسط إلى العالي
مكثف الخرج (C2)	10 ميكروفاراد MLCC + 100 نانوفاراد MLCC + 10 بيكوفاراد MLCC بالتوازي	لتحويل التوافقيات عالية التردد إلى الأرض

لماذا المكثفات المتعددة مهمة

لا يمكن لمكثف كبير واحد تصفية جميع الترددات. مكثف بقيمة 100 ميكروفاراد رائع في امتصاص تموجات 100 كيلوهرتز، ولكنه يصبح عديم الفائدة تقريبًا فوق 10 ميجاهرتز بسبب محثه الداخلي الخاص (محث التسلسل المكافئ (ESL)¹²). لهذا السبب تحتاج إلى وضع مكثفات سيراميكية أصغر بالتوازي. يتعامل مكثف 100 نانوفاراد مع نطاق الميجاهرتز. يلتقط مكثف 10 بيكوفاراد الضوضاء حتى نطاق الجيجاهرتز. معًا، يشكلون جدار ترشيح واسع النطاق.

في Loyalty-Secu، نقوم بتصميم أنظمة كاميرات PTZ الشمسية 4G الخاصة بنا مع هذا الترشيح متعدد المراحل المدمج في اللوحة الرئيسية. لا نعتمد على وحدة التحكم الشمسية الخارجية وحدها لتوفير طاقة نظيفة. نتعامل مع كل سكة طاقة متجهة إلى وحدة 4G كمصدر محتمل للضوضاء ونقوم بتصفيتها عند نقطة الدخول.

محثات محمية أمر لا يمكن التفاوض عليه

المحث الموجود داخل وحدة تحكم MPPT هو أكبر مصدر وحيد للتداخل الكهرومغناطيسي المشع (EMI). إذا كان يستخدم محثًا غير محمي ذو قلب أسطواني، فإن المجال المغناطيسي يتسرب في جميع الاتجاهات. يمكن لهذا المجال أن يقترن مباشرة بخط تغذية هوائي 4G أو حتى بمسارات التردد اللاسلكي على لوحة الدوائر المطبوعة (PCB).

تحقق دائمًا من أن وحدة تحكم MPPT تستخدم ملفات حث محمية³, ، ملفات حث ذات مسار مغناطيسي مغلق. تحتوي هذه الملفات الحثية على التدفق المغناطيسي داخل جسم المكون. يمكن أن يكون الفرق في الانبعاثات المشعة بين ملف حث محمي وغير محمي 20 ديسيبل أو أكثر - وهذا هو الفرق بين رابط 4G يعمل وآخر معطل.

كيف تقيس تأثير التداخل الكهرومغناطيسي لدائرة شحن الطاقة الشمسية على مستقبل LTE؟

اعتدت أن أخمن ما إذا كان متحكم الطاقة الشمسية يسبب مشاكل في شبكة الجيل الرابع. ثم بدأت في القياس. أخبرت البيانات قصة مختلفة تمامًا عما افترضته.

لقياس تأثير التداخل الكهرومغناطيسي، استخدم محلل طيفي⁵ لمقارنة مستوى الضوضاء لوحدة الجيل الرابع مع تشغيل وإيقاف تشغيل متحكم الطاقة الشمسية. راقب مؤشر قوة الإشارة المستلمة (RSSI) و SINR⁴ في نفس الوقت. إذا ظل مؤشر قوة الإشارة المستلمة (RSSI) كما هو ولكن انخفضت نسبة الإشارة إلى التداخل والضوضاء (SINR) بشكل كبير عند بدء الشحن، فإن متحكم الطاقة الشمسية يسبب تدهورًا في المستقبل من خلال تداخل موصل أو مشع.

قياس تأثير التداخل الكهرومغناطيسي للشحن الشمسي على مستقبل LTE

اختبار المقارنة بين حالتين

أبسط طريقة اختبار وأكثرها موثوقية هي مقارنة بين حالتين. تحتاج إلى محلل طيفي (حتى جهاز SDR منخفض التكلفة يعمل للفحص الأولي) والوصول إلى واجهة تشخيص وحدة الجيل الرابع (أوامر AT أو لوحة تحكم إدارية تعرض مؤشرات RSSI و RSRP و RSRQ و SINR).

الخطوة 1: في الليل، عندما لا تكون الألواح الشمسية تشحن، سجل القيم الأساسية:

• RSSI (مؤشر قوة الإشارة المستلمة)
• SINR (نسبة الإشارة إلى التداخل بالإضافة إلى الضوضاء)
• RSRP (قوة إشارة المرجع المستلمة)

الخطوة 2: عند الظهيرة الشمسية، عندما يعمل متحكم MPPT بكامل طاقته، سجل نفس القيم مرة أخرى.

الخطوة 3: قارن مجموعتي البيانات.

كيفية تفسير النتائج

القياس	الليل (لا يوجد شحن)	الظهيرة (شحن كامل)	ماذا يعني ذلك
قوة إشارة الاستقبال (RSSI)	-75 ديسيبل ميلي واط	-75 ديسيبل ميلي واط	قوة الإشارة لم تتغير — إشارة البرج مستقرة
SINR	18 ديسيبل	6 ديسيبل	مستوى الضوضاء ارتفع بحوالي 12 ديسيبل — تم تأكيد انخفاض الحساسية
RSRP	-85 ديسيبل ميلي واط	-85 ديسيبل ميلي واط	قوة الإشارة المرجعية لم تتغير
جودة الإشارة المرجعية المستلمة	-8 ديسيبل	-16 ديسيبل	جودة الإشارة تدهورت بسبب التداخل

هذا النمط — ثبات قوة إشارة الاستقبال (RSSI) مع انخفاض نسبة الإشارة إلى الضوضاء (SINR) — هو البصمة الكلاسيكية للتداخل الذاتي. وحدة الجيل الرابع تستقبل نفس كمية الإشارة من البرج، ولكن الضوضاء داخل الجهاز زادت. وبالتالي تنهار نسبة الإشارة إلى الضوضاء.

موصل مقابل مشع: إيجاد المسار

بمجرد تأكيد وجود انخفاض في الحساسية، تحتاج إلى معرفة كيف تصل الضوضاء إلى وحدة الجيل الرابع. هناك مساران:

المسار الموصل: تنتقل الضوضاء عبر أسلاك إمداد الطاقة من وحدة التحكم إلى الوحدة. يمكنك اختبار ذلك عن طريق تشغيل وحدة الجيل الرابع مؤقتًا من مصدر طاقة نظيف على طاولة الاختبار (مثل بطارية بدون منظم تبديل). إذا تحسنت نسبة الإشارة إلى الضوضاء (SINR)، فإن المسار الموصل هو المشكلة الرئيسية.

المسار المشع: تشع الضوضاء عبر الهواء من ملف وحدة التحكم، أو مسارات لوحة الدوائر المطبوعة، أو الكابلات، وتتداخل مع هوائي الجيل الرابع أو مسارات الترددات الراديوية. يمكنك اختبار ذلك عن طريق إبقاء مصدر الطاقة المسبب للضوضاء متصلاً ولكن مع إبعاد وحدة التحكم الشمسية فعليًا لمسافة بعيدة (متر واحد أو أكثر) باستخدام أسلاك تمديد طويلة. إذا تحسنت نسبة الإشارة إلى الضوضاء (SINR) مع المسافة، فإن الإشعاع هو المسار المهيمن.

في معظم أنظمة كاميرات الطاقة الشمسية في العالم الحقيقي، يساهم كلا المسارين. ولكن الضوضاء الموصلة عادة ما تكون أسهل وأرخص في الإصلاح باستخدام المرشحات. تتطلب الضوضاء المشعة التدريع، أو تغييرات في التصميم، أو الفصل المادي.

مسح مسبار المجال القريب

لتشخيص أكثر تقدمًا، استخدم مسبار تداخل كهرومغناطيسي للمجال القريب⁶ قم بتوصيل المجس بمحلل طيفي. حرك المجس ببطء عبر سطح لوحة الدوائر المطبوعة أثناء تشغيل وحدة التحكم MPPT. سترى النقاط الساخنة للانبعاثات - عادةً مفتاح FET، والمحث، ومسارات الإدخال/الإخراج للمحول. هذا يخبرك بالضبط أين تضيف التدريع أو تعيد توجيه المسارات.

في Loyalty-Secu، نجري هذا المسح بالمجال القريب أثناء مرحلة البحث والتطوير لكل تصميم جديد للكاميرات الشمسية PTZ. نكتشف مشاكل التداخل الكهرومغناطيسي قبل وصولها إلى مرحلة الإنتاج. هذا هو أحد الأسباب التي تجعل أنظمتنا تحافظ على اتصالات 4G مستقرة حتى في المناطق ذات الإشارة الضعيفة مثل مزارع تكساس الريفية أو مواقع خطوط أنابيب كندا النائية.

هل ستقلل وحدة التحكم بالطاقة الشمسية منخفضة الجودة من سرعة تحميل 4G الخاصة بي في مناطق الإشارة الضعيفة؟

كان لدي عميل في غرب تكساس - لنسميه ديفيد - أبلغ أن كاميرات الطاقة الشمسية الخاصة به كانت تعمل بشكل جيد في الصباح والمساء ولكنها تنخفض إلى سرعات تحميل غير قابلة للاستخدام كل يوم بين الساعة 11 صباحًا و 3 مساءً. لم تتغير برج الخلية. بدت أشرطة الإشارة كما هي. لكن البيانات لم تتحرك.

نعم، ستؤدي وحدة تحكم شمسية منخفضة الجودة بالتأكيد إلى تقليل سرعة تحميل 4G الخاصة بك، خاصة في المناطق ذات الإشارة الضعيفة. يرفع ضوضاء التبديل من وحدة تحكم رخيصة مستوى ضوضاء المستقبل، مما يقلل مباشرة من SINR. في مناطق الإشارة القوية، يمكن للوحدة تحمل ذلك. في مناطق الإشارة الضعيفة، حتى زيادة صغيرة في الضوضاء تدفع الارتباط إلى ما دون الحد الأدنى لعتبة SINR لمخططات التعديل الأعلى، مما يجبر المودم على العودة إلى معدلات بيانات أبطأ أو الانقطاع تمامًا.

وحدة تحكم شمسية منخفضة الجودة تقلل سرعة تحميل 4G

العلاقة بين SINR والإنتاجية

لفهم سبب حدوث ذلك، تحتاج إلى معرفة كيف يتكيف 4G LTE مع ظروف الإشارة. تتفاوض محطة القاعدة والوحدة على مخطط تعديل وترميز (MCS) بناءً على SINR الحالي. يسمح SINR الأعلى بتعديل أكثر تعقيدًا، مما يعني معدلات بيانات أسرع.

نطاق SINR	التعديل النموذجي	سرعة التحميل التقريبية
> 20 ديسيبل	64QAM	10-15 ميجابت في الثانية
13-20 ديسيبل	16QAM	5-10 ميجابت في الثانية
5-13 ديسيبل	QPSK	1–5 ميجابت في الثانية
< 5 ديسيبل	QPSK (معدل منخفض) أو انقطاع	< 1 ميجابت في الثانية أو لا توجد خدمة

الآن تخيل أن موقعك لديه SINR أساسي يبلغ 10 ديسيبل - بالفعل في منطقة “ضعيفة ولكن قابلة للعمل”. تضيف وحدة تحكم شمسية رخيصة 6 ديسيبل إلى مستوى الضوضاء. ينخفض SINR الفعال لديك إلى 4 ديسيبل. تنخفض الوحدة من QPSK بمعدل معقول إلى حافة الاتصال. يتوقف تحميل الفيديو. تفشل الإنذارات في الإرسال. يصبح النظام غير موثوق به بالضبط عندما يجب أن يعمل بأقصى طاقته - خلال ساعات النهار عندما يكون شحن الطاقة الشمسية نشطًا وتكون الكاميرا في أمس الحاجة إليها.

ما الذي يجعل وحدة التحكم “منخفضة الجودة” من حيث الترددات الراديوية

السعر وحده لا يخبرك ما إذا كان المتحكم سيسبب تدهورًا. إليك اختصارات التصميم المحددة التي تتخذها وحدات التحكم الرخيصة:

محثات غير محمية. هذه هي المشكلة رقم واحد. تشع المحثات ذات القلب المفتوح أو شبه المحمية مجالات مغناطيسية تتزاوج مع دوائر الترددات الراديوية القريبة. يستخدم المتحكم الجيد محثات مغلفة بالكامل ومقولبة بمسارات مغناطيسية مغلقة.

لا يوجد ترشيح للإدخال/الإخراج. غالبًا ما تتخطى وحدات التحكم ذات الميزانية المحدودة مكثفات مرشح الإخراج أو تستخدم مكثفًا إلكتروليتيًا واحدًا فقط. تتمتع المكثفات الإلكتروليتية بمقاومة تسلسلية مكافئة عالية ومحاثة تسلسلية مكافئة عالية - فهي عديمة الفائدة تقريبًا فوق 1 ميجاهرتز. بدون مكثفات فصل سيراميكية، تمر جميع ضوضاء التبديل عالية التردد مباشرة إلى الحمل.

تصميم لوحة الدوائر المطبوعة سيئ. تعمل حلقات التيار الواسعة على لوحة الدوائر المطبوعة كهوائيات حلقية. يقلل المتحكم المصمم جيدًا من مساحة حلقة تيار التبديل عن طريق وضع مكثف الإدخال، و FET، والمحث بالقرب من بعضها البعض قدر الإمكان. تنشر اللوحات الرخيصة هذه المكونات، مما يزيد من الانبعاثات المشعة.

لا يوجد انتشار طيفي. تستخدم وحدات التحكم MPPT المتطورة تعديل تردد الانتشار الطيفي⁷. بدلاً من التبديل بتردد ثابت يبلغ 500 كيلو هرتز، يتذبذب التردد بين، على سبيل المثال، 450 كيلو هرتز و 550 كيلو هرتز. هذا ينشر طاقة التوافقيات عبر نطاق ترددي أوسع، مما يقلل من ذروة التداخل عند أي تردد فردي. تقوم وحدات التحكم الرخيصة بالتبديل بتردد ثابت، مما يركز كل طاقة التوافقيات في قمم ضيقة يمكن أن تقع مباشرة على قناة LTE.

التكلفة الحقيقية لتوفير 5 دولارات على وحدة تحكم

وضع ديفيد شائع. لقد وفر 5 دولارات لكل وحدة باستخدام وحدة تحكم MPPT عامة من مورد غير موثوق به. ولكن كل رحلة شاحنة إلى موقع كاميرا بعيد تكلفه 300-500 دولار في العمالة والوقود. بعد ثلاث زيارات للموقع محاولًا تشخيص “مشاكل الشبكة” التي كانت في الواقع تداخلًا ذاتيًا، أنفق أكثر على استكشاف الأخطاء وإصلاحها من تكلفة نظام الكاميرا بأكمله.

عندما أعدنا تصميم نظامه بمنصتنا المتكاملة للطاقة الشمسية PTZ - التي تتضمن مرحلة MPPT مفلترة ومحمية بشكل صحيح - استعادت سرعات التحميل في منتصف النهار من أقل من 1 ميجابت في الثانية إلى 4-6 ميجابت في الثانية ثابتة. لا مزيد من رحلات الشاحنات. لا مزيد من مكالمات العملاء النهائيين الغاضبين.

لهذا السبب أقول دائمًا لمشتري B2B: وحدة التحكم الشمسية ليست مجرد مكون طاقة. إنها مكون ترددات راديوية. تعامل معها على هذا النحو.

هل توجد طبقة تدريع مخصصة بين لوحة الطاقة وهوائي 4G؟

عندما بدأت لأول مرة في تصميم أنظمة كاميرات 4G الشمسية، اعتقدت أن إبقاء لوحة الطاقة وهوائي 4G على جانبي العلبة كان كافيًا. لم يكن كذلك. تسرب الضوضاء عبر مستوى أرضي¹², ، عبر الكابلات، وعبر كل فجوة في الغلاف.

نعم، يجب أن يتضمن نظام مراقبة 4G شمسي مصمم بشكل صحيح طبقة حماية مخصصة - عادةً قسم معدني أو علبة حماية - بين لوحة تحويل الطاقة وهوائي 4G وواجهة الترددات الراديوية الأمامية. تخلق هذه الحماية تأثير قفص فاراداي الذي يمنع EMI المشع من دوائر التبديل، ويمنعه من الاقتران بسلسلة مستقبل LTE الحساسة.

طبقة حماية بين لوحة الطاقة وهوائي 4G

لماذا المسافة المادية وحدها ليست كافية

يفترض العديد من المهندسين أن وضع هوائي الجيل الرابع على بعد 5 سم أو أكثر من لوحة الطاقة يحل مشكلة الإشعاع. قد ينجح هذا في اختبار معملي في الهواء الطلق. ولكن داخل غلاف كاميرا مغلق - خاصةً غلاف معدني أو شبه معدني - يختلف الوضع تمامًا.

تخلق الأغلفة المعدنية انعكاسات. يرتد التداخل الكهرومغناطيسي عن الجدران ويمكن أن يتركز بالفعل في أماكن غير متوقعة. تعمل الكابلات كموجّهات موجية، تنقل الضوضاء من طرف إلى آخر من الغلاف. كابل إمداد الطاقة لوحدة الجيل الرابع خطير بشكل خاص لأنه يمتد من لوحة الطاقة الصاخبة مباشرة إلى وحدة الترددات الراديوية الحساسة، ويعمل كمسار للضوضاء الموصلة والمشعة.

نهج علبة التدريع

الحل الأكثر فعالية هو علبة معدنية علبة تدريع¹⁰ ملحومة مباشرة فوق وحدة الجيل الرابع على لوحة الدوائر المطبوعة. هذه ممارسة قياسية في تصميم الهواتف الذكية، وتعمل بنفس القدر من الفعالية في أنظمة الكاميرات الصناعية.

يجب أن تفي علبة التدريع بهذه المتطلبات:

• المادة: فولاذ مطلي بالقصدير أو معدن mu للحماية المغناطيسية.
• التأريض: نقاط لحام متعددة تربط العلبة بمستوى أرضي لوحة الدوائر المطبوعة. نقطة تأريض واحدة ليست كافية - فهي تنشئ هوائي فتحة عند الترددات العالية.
• سلامة اللحام: لا توجد فجوات أو فتحات أطول من 1/20 من الطول الموجي عند أعلى تردد محل اهتمام. بالنسبة لشبكة LTE بتردد 700 ميجاهرتز، يعني ذلك عدم وجود فجوات أطول من حوالي 21 ملم.

تقسيم مستوى اللوحة

بالإضافة إلى علبة التدريع، يجب تصميم لوحة الدوائر المطبوعة نفسها مع فصل واضح للمناطق:

منطقة الطاقة: تحتوي على محول MPPT، ودائرة شحن البطارية، ومنظمات الجهد. تحتوي هذه المنطقة على صب أرضي خاص بها متصل بالمستوى الأرضي الرئيسي من خلال عدد محدد من الفتحات.

منطقة الترددات الراديوية: تحتوي على وحدة الجيل الرابع، وحامل بطاقة SIM، وشبكة مطابقة الهوائي، وموصل الهوائي. تتمتع هذه المنطقة بـ مستوى أرضي¹² تحتها. لا يجب أن تمر مسارات الطاقة أو إشارات التبديل عبر هذه المنطقة.

المنطقة الرقمية: يحتوي على المعالج الرئيسي ومُرمّز الفيديو والذاكرة. تقع هذه المنطقة بين مناطق الطاقة والترددات الراديوية وتعمل كحاجز.

خانقات الوضع المشترك على كل كابل

كل كابل يعبر من منطقة الطاقة إلى منطقة الترددات الراديوية هو ناقل ضوضاء محتمل. يشمل ذلك:

• كابل طاقة التيار المستمر لوحدة 4G
• خطوط بيانات USB أو UART بين المعالج ووحدة 4G
• خطوط إشارة بطاقة SIM

يجب أن يمر كل من هذه عبر خانق الوضع المشترك⁹. خانق الوضع المشترك هو نوع خاص من المحثات ملفوف على قلب واحد مع لفّتين في اتجاهين متعاكسين. تمر الإشارات التفاضلية العادية دون فقدان. لكن ضوضاء الوضع المشترك - النوع الذي يحول الكابلات إلى هوائيات - يتم امتصاصها.

خرزات الفريت كخط دفاع أخير

بالإضافة إلى خانقات الوضع المشترك، ضع خرزة فريت⁸على دبوس إدخال الطاقة لوحدة 4G. تعمل خرزة الفريت كمقاوم يعتمد على التردد. عند الترددات المنخفضة (من التيار المستمر إلى بضعة ميجاهرتز)، يكون لها مقاومة صفرية تقريبًا. عند الترددات العالية (100 ميجاهرتز وما فوق)، فإنها تقدم مقاومة كبيرة، وتحول ضوضاء الترددات الراديوية إلى حرارة.

اختر خرزات الفريت ذات المقاومة العالية عند الترددات المهمة. لـ نطاق LTE 13¹¹ (حوالي 750 ميجاهرتز)، اختر خرزة ذات ذروة مقاومة بالقرب من هذا التردد. تنشر كل من Murata و TDK منحنيات المقاومة مقابل التردد لخطوط منتجات خرزات الفريت الخاصة بهما - استخدم هذه المنحنيات لإجراء الاختيار الصحيح.

نهجنا في Loyalty-Secu

في أنظمة كاميرات المراقبة بالطاقة الشمسية 4G الخاصة بنا، ننفذ جميع طبقات الحماية الأربع:

1. غلاف معدني للحماية فوق وحدة 4G مع لحام أرضي بـ 8 نقاط.
2. فصل المناطق على مستوى اللوحة مع مستويات أرضية مخصصة.
3. خانقات الوضع المشترك على جميع الكابلات بين المناطق.
4. خرز الفريت على خطوط الطاقة والإشارة التي تدخل منطقة الترددات الراديوية.

نقوم أيضًا بإجراء فحص كامل للامتثال المسبق للتوافق الكهرومغناطيسي¹³ على كل تصميم جديد قبل إرساله إلى مختبر معتمد. هذا يلتقط المشاكل مبكرًا ويوفر أسابيع من وقت إعادة التصميم. بالنسبة لعملائنا من الشركات مثل ديفيد، هذا يعني أن المنتج يعمل من اليوم الأول - لا يوجد تصحيح ميداني، ولا زيارات ميدانية، ولا عقود ضائعة.

الخاتمة

يتطلب التحكم في تموج وحدة التحكم الشمسية لمنع ضعف إشارة الجيل الرابع ترشيحًا متعدد المراحل، ومحاثات محمية، وتأريضًا مناسبًا، وعزلًا ماديًا للترددات الراديوية - وكلها مصممة من البداية، وليست مُصلحة في الميدان.

---

1. تعرف على كيفية زيادة وحدات التحكم MPPT لكفاءة الألواح الشمسية ولماذا يمكن أن يتداخل ضوضاء التبديل الخاصة بها مع الجيل الرابع. ︎↩︎ 2. افهم كيف يقوم مرشح Pi (C-L-C) بحظر الضوضاء الموصلة من مصادر الطاقة التبديلية. ︎↩︎ 3. شاهد لماذا تعتبر المحاثات ذات المسار المغناطيسي المغلق ضرورية لتقليل التداخل الكهرومغناطيسي المشع من المحولات التبديلية. ︎↩︎ 4. نسبة الإشارة إلى التداخل بالإضافة إلى الضوضاء هي المقياس الرئيسي لأداء LTE واكتشاف ضعف الإشارة. ︎↩︎ 5. استخدم محلل طيف لقياس مستوى الضوضاء وتحديد التداخل الموصل/المشع. ︎↩︎ 6. تساعد مجسات المجال القريب في تحديد النقاط الساخنة للانبعاثات على لوحة الدوائر المطبوعة للعزل المستهدف. ︎↩︎ 7. يقلل الانتشار الطيفي من ذروة التداخل عن طريق تغيير تردد التبديل عبر نطاق. ︎↩︎ 8. توفر خرزات الفريت مقاومة تعتمد على التردد لامتصاص ضوضاء التردد العالي على خطوط الطاقة. ︎↩︎ 9. تكبح الاختناقات المشتركة الضوضاء التي تظهر على كلا خطي الإشارة بالنسبة للأرضي. ︎↩︎ 10. تنشئ علبة حماية معدنية قفص فاراداي لحجب التداخل الكهرومغناطيسي المشع من وحدة الجيل الرابع. ︎↩︎ 11. يُستخدم النطاق 13 (746-756 ميجاهرتز) بشكل شائع في أمريكا الشمالية ويمكن أن يكون عرضة للتداخل التوافقي. ︎↩︎ 12. يقلل مستوى الأرضي الصلب من حلقات الأرضي ويوفر مسار عودة منخفض المقاومة لتيارات الترددات الراديوية. ︎↩︎ 13. يلتقط اختبار الامتثال المسبق للتوافق الكهرومغناطيسي مشاكل الانبعاثات المشعة/الموصلة في وقت مبكر من دورة التصميم. ︎↩︎