Éliminer les interférences radio d’un chargeur Apple
(substack.com/oh8hub)- Lors de l’utilisation d’un MagSafe Charger en voiture, le balayage radioamateur de la bande 2 m à 145 MHz s’arrêtait et un bruit parasite franchissait le squelch
- Quand le signal de recharge sans fil de 105–205 kHz se couple au câble de connexion, celui-ci peut se comporter comme une antenne et rayonner la fréquence fondamentale ainsi que ses harmoniques
- Des interférences ont été observées non seulement à 145 MHz, mais aussi dans la bande aéronautique autour de 124 MHz, ce qui peut affecter les utilisateurs de radios VHF
- L’expérience de correction a consisté à ajouter de l’atténuation en enroulant une ferrite snap-on mix 31 autour du câble USB ; la pièce utilisée était la Fair-Rite 0431167281, au prix de 2,21 €
- Avec une configuration où le câble était enroulé 3 fois, le problème n’a plus pu être reproduit avec un talkie-walkie radioamateur portable, même s’il reste regrettable de devoir compléter un produit à 40 € avec un composant séparé
Interférences VHF révélées en voiture
- Le problème est apparu alors qu’un MagSafe Charger d’Apple était monté sur un support de voiture pour utiliser en même temps la recharge sans fil et la navigation
- Alors qu’un émetteur-récepteur radioamateur portable dans le véhicule surveillait les fréquences locales, le balayage s’arrêtait sur la bande 2 m à 145 MHz et un fort bruit parasite franchissait le squelch
- Des interférences radio similaires ont aussi été observées autour de la fréquence aéronautique de 124 MHz
- Les produits implémentant les spécifications de recharge Apple MagSafe et Qi injectent un signal haute fréquence de 105–205 kHz dans la bobine pour créer un champ magnétique, que l’appareil à recharger convertit ensuite en électricité
- Si le câble de connexion se comporte alors comme une antenne, la fréquence fondamentale et plusieurs harmoniques peuvent être rayonnées
Expérience d’atténuation avec une ferrite
- La meilleure solution serait que le fabricant assure correctement le blindage du produit dès sa conception, mais sur un produit déjà acheté, l’essai a consisté à ajouter de l’atténuation côté câble
- La méthode expérimentale consistait à réduire les interférences en enroulant le câble en cause autour d’une bille de ferrite choisie de manière appropriée
- La pièce utilisée était une Fair-Rite snap-on ferrite 0431167281, en matériau mix 31, au prix de 2,21 €
- Le critère de sélection était de savoir si le produit présentait une impédance élevée autour de la fréquence problématique de 145 MHz
- Le graphique de la fiche technique a été vérifié dans la plage 100–200 MHz, en particulier autour de 145 MHz
- N=1, N=2, N=3 désignent le nombre de tours du câble autour de la ferrite ; l’expérience a utilisé 3 tours
- Le câble pouvait être enroulé jusqu’à 5 fois, mais la longueur restante devenait trop courte, d’où le choix d’une configuration à 3 tours
- D’après la fiche technique, l’impédance autour de 145 MHz se situe dans une zone où elle baisse rapidement, mais reste encore à environ 1000 Ω ; si l’on se fie aux spécifications du fabricant, 2 tours pourraient déjà suffire
- Après l’expérience, le problème n’a plus pu être reproduit avec le talkie-walkie radioamateur portable et, sur les captures d’écran comparatives, le plus grand pic a diminué
- Il reste regrettable de devoir compléter un produit à 40 € par une pièce coûtant plus de 2 €, avec l’idée qu’Apple aurait probablement pu résoudre cela de manière moins coûteuse et plus discrète
- Il n’a pas été vérifié si cette mesure modifiait le rendement du chargeur
1 commentaires
Commentaires sur Hacker News
Si ces interférences radio se produisaient aussi dans la bande de fréquences aéronautiques (environ 124 MHz), je me demande comment ce produit a pu obtenir l’homologation de la FCC
J’aimerais trouver son numéro d’homologation FCC et savoir qui l’a testé
Si la RF sortait du chargeur pour entrer dans le câble USB, la conception est très mauvaise. L’alimentation d’un câble USB est en courant continu, donc elle ne devrait pas contenir de composante RF significative, et l’étage d’alimentation devrait avoir des perles de ferrite et des condensateurs pour gérer ça
Quand le filtrage est placé près de l’étage d’alimentation à découpage, le bruit est beaucoup plus facile à traiter, et de petites perles de ferrite CMS suffisent généralement. Une fois que ça part dans le câblage externe, le filtrage devient difficile
C’est un vieux problème chez Apple. En 2013, il y avait déjà eu le signalement d’un pilote qui chargeait un iPad dans un avion : https://pointsforpilots.blogspot.com/2013/06/radio-interfere...
Le chargeur devait être assez proche de la radio, et comme l’affaiblissement en espace libre est inversement proportionnel au carré de la distance, il devient en pratique négligeable dès qu’on s’éloigne très peu
Si l’antenne se trouve près du chargeur, par exemple dans ce cas à moins d’une longueur d’onde, soit 2 m, elle peut aussi être en champ proche. Dans ce cas, une puissance supplémentaire qui n’atteindrait pas le champ lointain peut être transmise, et le couplage peut aussi affecter le fonctionnement même de l’appareil
D’après le rapport de la FCC, les émissions rayonnées sont entièrement conformes aux exigences FCC Class B
Les équipements radioamateurs modernes ont des récepteurs extrêmement sensibles, si bien qu’on entend facilement toutes sortes d’interférences provenant d’appareils numériques pourtant pleinement conformes à la Part 15. Avec la prolifération des alimentations à découpage presque partout, la radio HF est devenue pratiquement inutilisable pour beaucoup de gens dans les zones qui ne sont pas rurales
Je n’ai pas non plus lu tout le rapport et je n’ai pas d’expertise RF
Très mauvais. À ma connaissance, les alimentations Apple sont généralement fabriquées par Delta, qui est dans le haut du panier, ce qui rend ça encore plus étrange
Quand il y a de la commutation sur du courant continu comme dans cet appareil, chaque temps de montée et de descente génère des composantes à très haute fréquence. Ce sont des composantes bien plus rapides que la période ou la fréquence de commutation, et l’essentiel est la rapidité des fronts montants et descendants
Si l’on commute rapidement quoi que ce soit qui présente une inductance, on crée de la RF
Un bien meilleur choix est une alimentation linéaire avec un transformateur, et c’est pour ça qu’elle est beaucoup plus lourde
Pour un radioamateur, c’est assez étonnant que ce soit la première fois qu’il ait dû ajouter une self de choc à quelque chose
Il ne doit pas beaucoup utiliser la HF. S’il l’avait beaucoup fait, il aurait probablement acheté tout un sachet de ferrites
Le chargeur MagSafe lui-même est peut-être vraiment mauvais, mais s’il était branché à un ordinateur ou à un chargeur médiocre, il est aussi très possible que ce ne soit que des interférences radiofréquences provenant de l’ordinateur et passant par le câble
Dans mon shack radio, les périphériques USB sont les pires coupables. La plupart des câbles USB sont une vraie plaisanterie
Quand j’émettais sur la bande des 20 m, mon ancien ouvre-porte de garage LiftMaster s’ouvrait parfois. Ça ne s’est arrêté qu’après avoir mis des ferrites sur tous les câbles
Sur la photo, on voit ce qui ressemble à un palet MagSafe avec, pour une raison quelconque, un morceau de plastique noir inséré dedans
Est-on vraiment sûr qu’il s’agit d’un véritable palet MagSafe ? L’article ne l’a pas vérifié
Malheureusement, les copies de produits Apple sont extrêmement courantes, surtout sur Amazon. Si on ne l’a pas acheté directement auprès d’un vendeur fiable, il y a de bonnes chances que ce soit un faux. Les petits blocs chargeurs blancs ont eux aussi été copiés massivement. Vu les prix d’Apple, c’est rentable pour les contrefacteurs
Compte tenu de la qualité d’ingénierie habituelle d’Apple, ce serait ma première hypothèse. Ou bien, comme Bloggie l’a supposé, le problème pourrait venir de l’alimentation
Il est intéressant qu’ils aient trouvé la cause et qu’une simple perle de ferrite l’ait résolue
Mais je ne vois pas comment il pourrait ne pas exister de faux d’un produit comme le palet MagSafe. Écarter cette possibilité et le qualifier simplement de « déchet » me paraît injuste
L’auteur original semble être finlandais d’après son indicatif OH, et l’autorité de régulation locale se soucie peut-être des interférences que des appareils électroniques bon marché créent dans les bandes radioamateurs
En tant que radioamateur moi aussi, je peux affirmer que la FCC ne se soucie pas des interférences quand ce type d’appareil ne pose problème qu’aux radioamateurs
Si l’on testait réellement toutes les alimentations à découpage bon marché et les autres appareils, il y en aurait très peu qui seraient silencieux du point de vue RF, ou même conformes aux normes
Mais comme la grande majorité du grand public n’est pas affectée par ce genre de choses, il n’existe pas de groupe d’intérêt capable de faire réellement changer quoi que ce soit
Cela dit, je ne pense pas que cet appareil dépasse les limites officielles. Le problème de l’auteur est qu’il a besoin d’un appareil bien plus silencieux que ce que les limites autorisent
Si tu veux dire que « presque toutes » les alimentations du marché ne respectent pas réellement les normes, c’est faux. J’ai fait pas mal d’essais de conformité, et oui, on peut trouver des alimentations quelconques qui ne respectent pas les normes, mais tout le monde ne falsifie pas les résultats de test et n’obtient pas une certification mensongère. Les essais sont bel et bien réalisés
Ça ne ressemble pas à un chargeur MagSafe. C’est un chargeur NFC USB-C
C’est très bien de montrer qu’il est nul à tous les niveaux, mais il n’est pas nécessaire d’admettre que ça a un rapport avec MagSafe. C’est plutôt un chargeur Qi habillé à la sauce Apple
https://en.wikipedia.org/wiki/MagSafe_(wireless_charger)
Avant, cela ne désignait que la recharge des ordinateurs portables, mais maintenant qu’il y a un anneau d’aimants au dos de l’iPhone pour cet usage, il existe aussi des chargeurs MagSafe pour iPhone
Dans le même ordre d’idées, le Mac Studio a un problème de fort courant d’appel quand on le branche au secteur
Il y a un arc assez violent au niveau du connecteur d’alimentation pour faire déclencher un RCD domestique de 30 mA, et cela se reproduit avec plusieurs machines et sur différents circuits électriques à la maison et au bureau
La partie RCD ne se déclenche que lorsqu’un courant significatif circule entre la phase et la terre, généralement au-delà de 30 mA. Les dispositifs spécialisés peuvent être plus bas, et les RCD en amont plus élevés. Elle se moque totalement du courant qui circule entre phase et neutre
En revanche, le courant d’appel peut déclencher la protection contre les surintensités, qui est aussi intégrée à la plupart des RCD, si les condensateurs tampons sont assez gros. Cette protection a tendance à devenir plus sensible avec l’âge, et c’est un problème courant sur les anciens disjoncteurs
Un autre appareil susceptible de déclencher est le détecteur de défaut d’arc. Les AFDD sont assez récents et ne sont pas encore obligatoires dans beaucoup de normes électriques, mais si le budget le permet, mettre à niveau le tableau électrique est une bonne idée. Ces dispositifs sauvent des vies
Ça me rassure de voir que le problème semble courant
Je ne connais pas très bien l’électronique, et je me demande si c’est une sorte de défaut ou une mauvaise conception de l’alimentation
J’ai eu un problème similaire dans un projet de fin d’études en génie électrique et électronique. On recevait sans cesse des données aléatoires parasites sur une liaison série vers un microcontrôleur
À un moment, on a déplacé l’ordinateur portable et ça s’est arrêté
Le câble de charge passait au-dessus du câblage du bus série, et il s’est avéré que le chargeur Apple communiquait avec l’ordinateur portable via un protocole série. On captait de la diaphonie
Il y a quelques années, j’ai entendu dire que Steve Jobs n’autorisait pas les selfs antiparasites sur les câbles, parce que c’était moche
Est-ce que ce n’était pas un problème chronique depuis qu’Apple existe ?
Tu veux vraiment que tous les câbles aient une self supplémentaire parce qu’un radioamateur pourrait utiliser le produit quelque part ?
L’auteur ne dit pas que l’appareil dépasse les limites de la FCC, mais qu’il émet suffisamment pour être capté par une radio très sensible
Ce n’est pas raisonnable de s’énerver contre une entreprise parce qu’elle vend un produit qui respecte les limites. Cette personne voulait simplement un niveau inférieur aux limites officielles, et elle avait sa radio réglée sur cette fréquence juste à côté
Quand je travaillais chez Broadcom, j’ai un jour montré une bonne démo à mes collègues
J’avais déroulé sur le bureau une longue liaison série allant d’un dongle USB-série à une carte embarquée, et ce fil passait sous un moniteur LCD. On voyait des rayures et du bruit bizarres sur le moniteur
La démo consistait à dire : « regardez, si je clipse cette perle de ferrite sur le câble série, les artefacts du moniteur disparaissent »
L’hypothèse du billet original selon laquelle cela venait du produit Apple pourrait être fausse
Les émissions peuvent être le résultat d’un bruit de l’alimentation secteur qui se propage le long du câble. La charge créée par le produit Apple a peut-être poussé l’équipement d’alimentation à émettre du bruit à cette fréquence
Apple fait généralement les choses correctement