- Bei der Nutzung eines MagSafe Charger im Auto stoppte der Scan eines Amateurfunkgeräts im 2-m-Band bei 145 MHz, und Störungen traten als Rauschen auf, das die Squelch-Schwelle durchbrach
- Wenn sich das 105–205-kHz-Signal des kabellosen Ladens mit dem Verbindungskabel koppelt, kann das Kabel wie eine Antenne wirken und die Grundfrequenz sowie Oberwellen abstrahlen
- Die Störung wurde nicht nur bei 145 MHz, sondern auch im Flugfunkband um 124 MHz beobachtet und kann damit VHF-Funknutzer beeinträchtigen
- Der Lösungsversuch bestand darin, mit einem Mix-31-Snap-on-Ferrit am USB-Kabel zusätzliche Dämpfung hinzuzufügen; verwendet wurde ein Fair-Rite 0431167281 zum Preis von 2,21 €
- In einer Konfiguration mit dreifach gewickeltem Kabel ließ sich das Problem mit einem Handfunkgerät nicht mehr reproduzieren, auch wenn es enttäuschend bleibt, ein 40-€-Produkt nachträglich mit Zusatzteilen verbessern zu müssen
VHF-Störungen im Auto sichtbar geworden
- Das Problem trat auf, als ein Apple-MagSafe Charger an einer Autohalterung montiert wurde, um kabelloses Laden und Navigation gleichzeitig zu nutzen
- Während ein tragbarer Amateurfunk-Transceiver im Fahrzeug lokale Frequenzen überwachte, stoppte der Scan im 2-m-Band bei 145 MHz, und starkes Rauschen durchbrach die Squelch-Schwelle
- Ähnliche Funkstörungen wurden auch bei Flugfunkfrequenzen um 124 MHz beobachtet
- Produkte mit implementierter Apple-MagSafe- und Qi-Ladespezifikation speisen ein Hochfrequenzsignal von 105–205 kHz in die Spule ein, erzeugen damit ein Magnetfeld, das das zu ladende Gerät wieder in elektrische Energie umwandelt
- Wenn dabei das Verbindungskabel wie eine Antenne wirkt, können die Grundfrequenz und mehrere Oberwellen abgestrahlt werden
Experiment mit Dämpfung durch Ferrit
- Die beste Lösung wäre, wenn der Hersteller die Störungen bereits im Produktdesign sauber abschirmen würde, doch bei einem bereits gekauften Produkt wurde stattdessen versucht, auf der Kabelseite zusätzliche Dämpfung hinzuzufügen
- Der Versuchsaufbau bestand darin, die betroffene Leitung um eine passend ausgewählte Ferritperle zu wickeln, um die Störung zu verringern
- Verwendet wurde ein Fair-Rite Snap-on-Ferrit 0431167281 aus Mix-31-Material zum Preis von 2,21 €
- Das Auswahlkriterium war, ob das Produkt in der Nähe der problematischen 145 MHz eine hohe Impedanz aufweist
- Im Datenblatt wurden die Diagramme für 100–200 MHz und insbesondere der Bereich um 145 MHz geprüft
- N=1, N=2 und N=3 bezeichnen die Anzahl der Wicklungen des Kabels um den Ferrit; im Versuch wurden 3 Wicklungen verwendet
- Das Kabel ließ sich bis zu fünfmal wickeln, doch weil dann zu wenig Länge übrig blieb, wurde die Konfiguration mit drei Wicklungen gewählt
- Laut Datenblatt liegt die Impedanz in der Nähe von 145 MHz bereits in einem schnell abfallenden Bereich, beträgt aber immer noch etwa 1000 Ω; wenn man den Herstellerspezifikationen vertraut, könnten sogar zwei Wicklungen ausreichen
- Nach dem Versuch ließ sich das Problem mit einem Handfunkgerät nicht mehr reproduzieren, und auch in Vergleichs-Screenshots war die größte Spitze niedriger
- Es bleibt ein Ärgernis, nach dem Kauf eines 40-€-Produkts noch ein Bauteil für mehr als 2 € ergänzen zu müssen, zumal Apple das vermutlich günstiger und unsichtbar hätte lösen können
- Ob diese Maßnahme die Effizienz des Ladegeräts verändert, wurde nicht überprüft
1 Kommentare
Hacker-News-Kommentare
Wenn diese Funkstörung auch im Flugfunk-Frequenzband (etwa 124 MHz) auftrat, frage ich mich, wie dieses Produkt eine FCC-Zulassung bekommen hat.
Ich würde gern herausfinden, wie die FCC-Zulassungsnummer lautet und wer es geprüft hat.
Wenn die HF aus dem Ladegerät heraus und in das USB-Kabel gelangt ist, ist das ein sehr schlechtes Design. Die Stromversorgung im USB-Kabel ist Gleichstrom, daher sollte es dort keine nennenswerte HF-Komponente geben, und im Netzteil sollten Ferritperlen und Kondensatoren vorhanden sein, um das zu behandeln.
Wenn die Filterung nahe am Schaltnetzteil sitzt, lässt sich das Rauschen viel leichter handhaben, und kleine Ferritperlen für die Oberflächenmontage reichen normalerweise aus. Sobald es erst einmal in die externe Verkabelung gelangt, wird das Filtern schwierig.
Für Apple ist das ein altes Problem. 2013 gab es auch einen Bericht eines Piloten, der in einem Flugzeug ein iPad geladen hat: https://pointsforpilots.blogspot.com/2013/06/radio-interfere...
Das Ladegerät dürfte dem Funkgerät ziemlich nahe gewesen sein, und da der Freiraum-Pfadverlust umgekehrt proportional zum Quadrat der Entfernung ist, wird das schon bei sehr kurzen Abständen praktisch vernachlässigbar.
Wenn sich die Antenne in der Nähe des Ladegeräts befindet, zum Beispiel in diesem Fall innerhalb einer Wellenlänge von 2 m, könnte sie sich im Nahfeld befinden. Dann wird zusätzlich Leistung übertragen, die das Fernfeld nicht erreichen würde, und die Kopplung kann auch den Betrieb des Geräts selbst beeinflussen.
Dem FCC-Bericht zufolge entsprechen die abgestrahlten Emissionen vollständig den Anforderungen der FCC Class B.
Moderne Amateurfunkgeräte haben extrem empfindliche Empfänger, sodass man bei digitalen Geräten, die Part 15 vollständig einhalten, alle möglichen Störungen gut hören kann. Da Schaltnetzteile inzwischen fast überall verbreitet sind, ist HF-Funk für viele Menschen in nicht-ländlichen Gegenden praktisch unbenutzbar geworden.
Ich habe weder den ganzen Bericht gelesen noch habe ich RF-Fachwissen.
Sehr schlecht. Ich dachte, Apple-Netzteile würden normalerweise von Delta hergestellt, und die sind Spitzenklasse, deshalb ist das umso seltsamer.
Wenn wie bei diesem Gerät bei Gleichstrom geschaltet wird, entstehen bei jeder Anstiegs- und Abfallzeit sehr hochfrequente Komponenten. Das sind Komponenten, die viel schneller sind als die Periode oder die Schaltfrequenz; entscheidend ist, wie schnell die Flanken steigen und fallen.
Wenn man irgendetwas mit Induktivität schnell schaltet, entsteht HF.
Eine deutlich bessere Wahl ist ein lineares Netzteil mit Transformator, und deshalb ist es viel schwerer.
Dass man als Funkamateur zum ersten Mal an irgendetwas eine Drossel anbringen musste, ist ziemlich erstaunlich.
Offenbar nutzt er HF nicht viel. Wenn doch, hätte er vermutlich schon eine ganze Tüte Ferrite gekauft.
Das MagSafe-Ladegerät selbst könnte wirklich schlecht sein, aber wenn es an einen Computer oder ein mieses Ladegerät angeschlossen war, ist es sehr gut möglich, dass es einfach Funkfrequenzstörungen waren, die vom Computer über das Kabel herauskamen.
In meinem Funkraum sind USB-Geräte die schlimmste Ursache. Die meisten USB-Kabel sind ein kompletter Witz.
Wenn ich auf dem 20-m-Band gesendet habe, öffnete sich manchmal mein altes LiftMaster-Garagentor. Erst nachdem ich Ferrite um alle Kabel gewickelt hatte, hörte es auf.
Auf dem Foto sieht man etwas, das wie ein MagSafe-Puck aussieht, in den aus irgendeinem Grund ein Stück schwarzer Kunststoff eingesetzt ist.
Ist das wirklich ein echter MagSafe-Puck? Im Artikel wurde das nicht verifiziert.
Leider sind Nachbauten von Apple-Produkten besonders auf Amazon viel zu verbreitet. Wenn man es nicht direkt bei einer vertrauenswürdigen Verkaufsstelle gekauft hat, ist die Wahrscheinlichkeit ziemlich hoch, dass es eine Fälschung ist. Auch die kleinen weißen Ladegerät-Bricks wurden massenhaft kopiert. Bei Apples Preisen lohnt sich das für Fälscher.
Angesichts der üblichen Engineering-Qualität von Apple wäre das meine erste Vermutung. Oder, wie Bloggie vermutet hat, könnte das Netzteil das Problem sein.
Interessant ist, dass die Ursache gefunden wurde und sich mit einer einfachen Ferritperle beheben ließ.
Aber ich halte es für ausgeschlossen, dass es von Produkten wie einem MagSafe-Puck keine Fälschungen gibt. Diese Möglichkeit nicht auszuschließen und ihn einfach als „Schrott“ abzustempeln, erscheint mir unfair.
Der Autor des Originalbeitrags scheint dem OH-Rufzeichen nach Finne zu sein, und die dortige Regulierungsbehörde kümmert sich möglicherweise um Störungen, die billige Elektronik in Amateurfunkbändern verursacht.
Als anderer Funkamateur kann ich versichern, dass die FCC sich nicht um solche Störungen kümmert, wenn dieses Gerät nur bei Funkamateuren Probleme verursacht.
Wenn man billige Schaltnetzteile und andere Geräte tatsächlich alle testen würde, wären aus HF-Sicht nur sehr wenige Produkte leise oder auch nur regelkonform.
Allerdings ist die große Mehrheit der Allgemeinheit davon nicht betroffen, daher gibt es keine Interessengruppe, die tatsächlich etwas verändern würde.
Ich glaube allerdings nicht, dass dieses Gerät die offiziellen Grenzwerte verletzt. Das Problem des Autors ist, dass er ein Gerät braucht, das deutlich leiser ist als die zulässigen Grenzwerte.
Wenn du meinst, dass „fast alle“ Netzteile auf dem Markt die Vorschriften tatsächlich nicht einhalten, ist das falsch. Ich habe ziemlich viele Konformitätsprüfungen gemacht; zwar findet man durchaus zufällige Netzteile, die die Grenzwerte nicht einhalten, aber es ist nicht so, dass alle ihre Testergebnisse manipulieren und Zertifizierungen betrügerisch bestehen. Tests finden tatsächlich statt.
Das scheint kein MagSafe-Ladegerät zu sein. Es ist ein USB-C-NFC-Ladegerät.
Man kann ruhig zeigen, dass es in jeder Hinsicht miserabel ist, aber man muss nicht zugestehen, dass es etwas mit MagSafe zu tun hat. Es ist eher ein als Apple verkleidetes Qi-Ladegerät.
https://en.wikipedia.org/wiki/MagSafe_(wireless_charger)
Früher bezog sich das nur auf das Laden von Laptops, aber inzwischen hat das iPhone auf der Rückseite einen Magnetring für genau diesen Zweck, also gibt es auch MagSafe-iPhone-Ladegeräte.
In diesem Zusammenhang: Beim Mac Studio gibt es ein Problem mit einem hohen Einschaltstrom, wenn man ihn ans Netz anschließt.
Am Stromanschluss funkt es so stark, dass ein haushaltsüblicher 30-mA-RCD auslöst; das lässt sich mit mehreren Geräten sowie an unterschiedlichen Stromkreisen zu Hause und im Büro reproduzieren.
Der RCD-Teil spricht nur an, wenn ein erheblicher Strom zwischen Außenleiter und Erde fließt, normalerweise über 30 mA. Spezialgeräte können niedrigere Werte haben, vorgeschaltete RCDs höhere. Strom zwischen Außenleiter und Neutralleiter interessiert ihn überhaupt nicht.
Einschaltstrom kann allerdings den Überstromschutz auslösen, der in den meisten RCDs ebenfalls enthalten ist, wenn die Pufferkondensatoren groß genug sind. Dieser Schutz wird mit zunehmendem Alter tendenziell empfindlicher, was bei alten Schutzschaltern ein häufiges Problem ist.
Ein weiteres Gerät, das auslösen kann, ist ein Fehlerlichtbogen-Schutzschalter. AFDDs sind recht neu und in vielen Elektroinstallationsvorschriften noch nicht verpflichtend, aber wenn es das Budget hergibt, ist ein Upgrade des Verteilers sinnvoll. Solche Geräte retten Leben.
Ich bin jetzt beruhigt, weil es offenbar ein verbreitetes Problem ist.
Ich kenne mich mit Elektronik nicht gut aus und frage mich, ob das eine Art Defekt ist oder ein schlechtes Netzteildesign.
In meinem Capstone-Kurs Elektrotechnik/Elektronik im Bachelor hatten wir ein ähnliches Problem. Auf einer seriellen Verbindung zum Mikrocontroller kamen ständig zufällige Schrottdaten an.
Irgendwann verschob ich den Laptop, und es hörte auf.
Das Ladekabel lief über die Verdrahtung des seriellen Busses, und wie sich herausstellte, kommunizierte das Apple-Ladegerät mit dem Laptop über ein serielles Protokoll. Wir bekamen Übersprechen ab.
Vor ein paar Jahren habe ich gehört, dass Steve Jobs keine Drosseln an Kabeln erlaubte, weil sie hässlich aussahen.
Vielleicht war das ein chronisches Problem, solange es Apple gibt?
Will man wirklich, dass jedes Kabel zusätzliche Drosseln hat, nur weil irgendwo ein Funkamateur das Produkt verwenden könnte?
Der Autor sagt nicht, dass das Gerät die FCC-Grenzwerte überschreitet, sondern dass es genug abstrahlt, um von einem sehr empfindlichen Radio empfangen zu werden.
Es ist nicht vernünftig, sich über ein Unternehmen zu ärgern, das ein Produkt verkauft, das die Grenzwerte einhält. Diese Person wollte einfach ein Niveau unterhalb der offiziellen Grenzwerte und hatte direkt daneben ein Radio auf diese Frequenz abgestimmt.
Als ich früher bei Broadcom gearbeitet habe, habe ich Kollegen einmal eine ziemlich gute Demo gezeigt.
Ich hatte eine lange serielle Leitung von einem USB-zu-Seriell-Dongle zu einem Embedded-Board über den Schreibtisch gelegt, und die Leitung lief unter einem LCD-Monitor hindurch. Auf dem Monitor waren seltsame Streifen und Rauschen zu sehen.
Die Demo war: „Seht euch an, wie die Artefakte auf dem Monitor verschwinden, wenn man diese Ferritperle an das serielle Kabel klemmt.“
Die Annahme im Originalbeitrag, dass dies durch das Apple-Produkt verursacht wurde, könnte falsch sein.
Die Emissionen könnten das Ergebnis von Störungen der Stromversorgungsanlage sein, die sich entlang des Kabels ausbreiten. Die Last, die das Apple-Produkt erzeugt, könnte die Stromversorgungsanlage dazu gebracht haben, bei dieser Frequenz Störungen abzustrahlen.
Apple macht seine Hausaufgaben normalerweise ordentlich.