Radiostörningar från Biltema robotgräsklippare

Transkript

1 TJÄNSTEANTECKNING 1 (20) Henrik Olsson Elinspektör Avdelningen för anläggningar henrik.olsson@elsakerhetsverket.se Dnr 16EV2852 Radiostörningar från Biltema robotgräsklippare Bakgrund Anmält ärende (16EV2524) om radiostörningar som drabbar amatörradiotrafik på kortvåg samt fjärrstyrning av klockor på långvåg. Anmälaren har själv konstaterat att störkällan är en robotgräsklippare från Biltema som finns hos en granne (nr 56). Resultatet från detta tillsynsbesök är intressant att jämföra med Elsäkerhetsverkets tillsynsärenden för fyra olika robotgräsklippare. Parter Anmälare/drabbad av störning Bertil Lindqvist Innehavare av gräsklippare Håkan Gurevall Uppegårdsvägen 42 Uppegårdsvägen Landvetter Landvetter Tillsynsbesök Datum: Plats: Uppegårdsvägen 56 samt 42 Deltagare: Utrustning Henrik Olsson, Elsäkerhetsverket Bertil Lindqvist Håkan Gurevall Spektrumanalysator: R&S FSH4 s/n: Mätantenn: R&S HE300 Strömprobe: FCC F-33-1 s/n: BP-filter: 3,5-3,8 MHz ARRL QST sept 1988 ELSÄK2002, vp-2.0, ELS ÄK ER HE TSV ERK E T TE L E - P OS T registrator@elsakerhetsverket.se OR G. NR Box 4, Kristinehamn F A X W E B B

2 2 (20) Platsen Basenhet robotklippare Radioantenner Bild från Avståndet mellan basenheten och antennerna uppskattas till ca 150 meter.

3 3 (20) Antenner Hos anmälaren finns en log-periodisk riktantenn för kortvåg, MHz samt en dipolantenn för frekvensområdet kring 3,5 MHz på kortvåg. Dessa är placerade i en antennmast en bit från huset. Det finns knappast något att anmärka på antennmontaget. De fjärrstyrda klockorna har inbyggda ferritantenner. Frekvens 77,5 khz (DCF77). Logperiodisk antenn Dipolantenn Antenner hos Bertil Vid mätning kopplades antennerna in till spektrumanalysatorn. Någon lämplig antenn för att mäta vid klockornas 77,5 khz hade vi inte så dessa antenner användes även till detta (en bättre anpassad antenn hade sannolikt mätt upp högre störnivå).

4 4 (20) Allmänt om robotgräsklippare För att klipparen ska hålla sig på ett visst område ska detta omgärdas av en sändarslinga som utgörs av en eltråd. Denna tråd matas med en signal som sedan klipparen letar efter. Vi har inte satt oss in i exakt hur just Biltemas modell fungerar men de flesta bygger på denna funktion och signalen som skickas ut är vanligen lågfrekvent, i storleksordningen tiotal khz. Elsäkerhetsverket har i ett antal marknadskontrollärenden konstaterat att signalen på gränstråden kan vara en källa till risk för radiostörningar. Anledningen är att signalen ofta är fyrkantformad och därmed får ett högt innehåll av övertoner. Övertonerna täcker ett stort frekvensområde, storleksordning MHz, trots att den nyttiga signalen är lågfrekvent. Gröna blixtar på ovanstående bild visar hur den önskade lågfrekventa signalen överförs mellan laddstation och gräsklippare. De röda blixtarna visar hur övertoner, biprodukt till önskad signal, strålar ut och riskerar störa radiomottagning i närområdet. Eftersom gränstråden är lång, ofta flera hundra meter, utgör den en effektiv sändarantenn för övertonerna som strålar ut till omgivningen. Det saknas f.n. speciell produktstandard för att verifiera om robotgräsklippare uppfyller det sk. skyddskravet i EMC-direktivet. Skyddskravet är det centrala i EMC-direktivet och ska bland annat skydda radiomottagning och där ingår också amatörradio. Om produktstandard saknas använder man istället någon generell standard, där finns risk att den inte är riktigt lämplig för aktuell produkt.

5 5 (20) I EU-kommissionens Blue guide finns i kapitel ( definition av väsentliga krav ) beskrivet att tillverkare ska göra en analys för att utreda om det finns några risker för att de väsentliga kraven inte uppfylls för produkten. En risk kan i detta fall vara risk för radiostörningar eftersom väsentliga krav enligt EMC-direktivet bland annat syftar till att undvika just radiostörningar. Den här analysen ska tillverkaren (eller dess representant) ha dokumenterat och det bör vara extra viktigt i de fall produktstandard inte finns. Det finns också angivet i EMC-direktivet. Är man insatt i elektromagnetisk kompatibilitet, vilket man förutsätter att tillverkare är, bör man inse det uppenbara att det finns en risk att EMC-direktivets skyddskrav inte uppfylls om höga nivåer av radiofrekventa signaler skickas ut på en lång tråd. Att det blir radiofrekventa övertoner från en fyrkantsignal får anses vara grundläggande och synnerligen elementära kunskaper i EMC-sammanhang. Skyddskravet enligt EMC-direktivet (Bilaga I, 1 Allmänna krav): Utrustning ska med beaktande av aktuell tillämpbar teknik vara så konstruerad och tillverkad att a) den elektromagnetiska störning den alstrar inte överskrider den nivå över vilken radio- och teleutrustning eller annan utrustning inte kan fungera som avsett, b) den har en sådan tålighet mot den elektromagnetiska störning som kan förväntas vid avsedd användning att dess avsedda funktion inte i oacceptabel utsträckning försämras. Ur inledningen till direktivet: Medlemsstaterna bör ansvara för att radiokommunikation, inbegripet radiomottagning och amatörradiotjänster som sker i enlighet med Internationella teleunionens radiobestämmelser, el- och telenät samt utrustning som är ansluten till dessa nät skyddas mot elektromagnetiska störningar. Såväl amatörradio som den kommunikation som klockorna använder är radiotjänster som är upplåtna enligt ITU samt Post- och Telestyrelsens regelverk.

6 6 (20) Aktuell gräsklippare Biltema LMR24, art nr Produkten består av gräsklippare, laddstation och kraftaggregat plus gränstråd. Nedanstående bild visar klipparen i laddstationen, i viloläge. Laddstationen matar också ut signalen på gränstråden. Klipparen i vila vid samtliga mätningar. Gränstråd Anslutning för kraftaggregat Kraftaggregat

7 EG-försäkran ur manual samt märkning på klipparen: 7 (20)

8 8 (20) Information till användaren Elsäkerhetsverket har tagit del av instruktionerna som hämtats på Biltemas hemsida. I instruktionerna finns inga anvisningar avseende EMC. Det förefaller som användaren har installerat produkten enligt ansvisningarna. Det finns ingen information om att produkten kan orsaka radiostörningar eller hur den ska installeras för att undvika radiostörningar. Det verkar inte finnas något sätt att stänga av signalen till gränstråden när klipparen inte används. Det är knappast rimligt att en användare av den här typen av produkt, avsedd för konsumenter, ska ha några kunskaper om EMC. Generellt bör en produkt vara konstruerad så att direktivets skyddskrav uppfylls om användaren följer tillverkarens anvisningar för installation och användning.

9 9 (20) Mätning hos Bertil Bertil har själv utfört vissa mätningar. Han har en s.k. SDR-radio (Sun SDR2) och den kan visa frekvensspektrumbilder som visar hur ett visst frekvensområde är belagt med signaler. Varje pigg på bilderna är en signal från grannens robotgräsklippare. Vid besöket anslöt vi en spektrumanalysator och mätte i antennerna. Resultaten stämde väl överens med ovanstående bilder. Man ser att signaler finns i stora frekvensområden med ca 8 khz mellanrum.

10 10 (20) Frekvensområde 80 m amatörband : 3,5 3,8 MHz. Mätt med 80m dipolen. Frekvensområde 160 m amatörband : MHz. Mätt med 80m dipolen.

11 11 (20) Frekvensområde för klockornas överföring (77,5 khz markerat) Mätt med 80m-dipolen. Avståndet 8 khz mellan signalerna är antagligen relaterat till grundfrekvensen hos den önskade signalen. Störningens amplitud avtar med ökande frekvens.

12 12 (20) Mätning vid gräsklipparen, strömprobe För att få en uppfattning om vilka signaler, både frekvensområde och styrka, som skickas ut på gränstråden mättes strömmen på tråden med en strömprobe. Mätning på gränstråd Spektrumanalysator Strömprobe Gränstråd Högfrekventa signaler som leds ut på tråden kommer, som redan nämnts, att stråla ut från tråden (=sändarantenn). Det är helt enkelt fråga om radioteknik. Trots att robotgräsklipparen inte är konstruerad som en radiosändare kommer den ändå att fungera som en oavsiktlig sådan. Av den anledningen bör man begränsa nivån på de signaler som kommer ut på de olika ledningarna. På de följande plottarna ska skalan i Y-led anges som ström med enhet dbµa. Styrkan på signalerna är hög och det bör ifrågasättas om det fyller något syfte.

13 13 (20) Ström på gränstråd. Frekvensområde för bl.a. klockor. Ström på gränstråd. Frekvensområde för 160 m amatörband.

14 14 (20) Ström på gränstråd. Frekvensområde för 80 m amatörband. Ström på gränstråd. Frekvensområde 1,8 10 MHz. Jämförelse av (gul) och på (vit kurva). Skillnad db.

15 15 (20) Mätning med antenn vid gräsklipparen Mätantenn Gräsklippare/ laddstation Avståndet mellan antenn och klippare/laddstation 10 meter. Med dessa mätningar ser man följderna av att skicka ut radiofrekventa signaler på gränstråden. Dessa signaler strålar ut och tas emot med antennen. Det är samma signaler som Bertils antenner och radiokontrollerade klockor sedan fångar upp.

16 16 (20) Frekvensområde för klockor Frekvensområde för 80 m amatörradio

17 17 (20) Sammanfattning Det är ingen tvekan om att störningarna som drabbar amatörradio på kortvåg samt överföringen till de radiostyrda klockorna orsakas av produkten robotgräsklippare, Biltema LMR24, artikelnummer Produktens laddare/basenhet skickar ut höga nivåer av radiofrekventa signaler i ett stort frekvensområde. Signalerna kommer ut via anslutningen till gränstråden. Gränstråden fungerar som sändarantenn för dessa signaler. Produkten fungerar sedan som en oavsiktlig störsändare för frekvenser mellan långvåg till kortvåg. Med tanke på resultatet finns det anledning att ifrågasätta om produkten uppfyller EMC-direktivets skyddskrav. Störningen är relativt stark och täcker stora frekvensområden. Enligt ITU radioreglemente kan den betraktas som en allvarlig störning. Den allmänna störnivån på platsen har tidigare varit låg med goda förutsättningar för radiokommunikation och produkten försämrar dessa förutsättningar märkbart. Konsekvensen blir att radiosignaler dränks av störningar från produkten. De högfrekventa övertonerna är sannolikt helt onödiga för gräsklipparens egen funktion. Störningarna är för övrigt inte orsakade av själva gräsklipparen, det är signalen som skickas ut på gränstråden som orsakar radiostörningarna. Gräsklipparen stod stilla vid samtliga mätningar. Det är beklagligt att produkten skickar ut störande signaler också när gräsklipparen inte används, alltså även i laddning/viloläge. Det är fullt möjligt att fler än anmälaren drabbas av störningar i området, det har vi dock inte kontrollerat.

18 18 (20) Allmänna konsekvenser/kommentarer (utanför ärendet) Ärendet är intressant och Elsäkerhetsverket bör fortsättningsvis betrakta robotgräsklippare generellt som en potentiell störkälla med tanke på resultatet från marknadskontroll, egen utförd fältmätning av en modell (Jula Meec) samt resultatet från detta ärende. Samtliga modeller har skickat ut oroväckande nivåer av störningar i breda frekvensområden på gränstråden. Klockor som ställs in via DCF77 finns in stora mängder och det kan bli ganska mycket problem om de störs ut. Användarna (privatpersoner) av dessa klockor har sannolikt generellt inga EMC-kunskaper och därmed små möjligheter att förstå varför klockorna inte fungerar. Merparten av robotgräsklippare hamnar hos privatpersoner i bostadsmiljö och det kan bli svårt för myndigheter att lösa uppkomna störproblem om produkterna har dåliga EMC-egenskaper i klass med denna modell. Se EMC-lagen. Eftersom robotgräsklippare säljs i stora mängder är det mycket viktigt att produkterna har vettiga EMC-egenskaper. Det är antagligen rent tekniskt ganska enkelt att bygga en produkt som inte orsakar störningar genom exempelvis lågpassfiltrering av signalen som skickas ut på gränstråden. Signalen kanske kan vara sinusformad. Robotgräsklippare kommer senare att övergå från EMC-direktivet till RED (Radio Equipment Directive) och det blir då PTS som blir ansvarig myndighet. Arbete pågår att ta fram produktstandard och det är viktigt att standarden också innefattar krav på gränstråden. En viktig del i RED är effektivt utnyttjande av naturresursen radiospektrum. Att, som i detta fall, skicka ut onödiga radiosignaler i ett stort frekvensområde kan knappast vara förenligt med kraven i RED. Post- och Telestyrelsen bör uppmärksammas om Robotgräsklippare. Referenser EMC direktivet 2004/108/EG, ersätts av 2014/30/EU EU-kommissionens Blue Guide om genomförandet av EU:s produktbestämmelser, 2016/C272/01 ITU RR edition 2012

19 19 (20) Elsäkerhetsverkets marknadskontroll av robotgräsklippare Elsäkerhetsverkets fältprov av robotgräsklippare Jula Meec, 15EV2643 Lag (1992) om elektromagnetisk kompatibilitet Förordning (2016:363) om elektromagnetisk kompatibilitet Brief Summary in English Radio interference from a robotic lawn mower A case of radio interference has been reported to Elsäkerhetsverket, the Swedish board of electrical safety. Interference on shortwave amateur radio and also communication for setting of clocks (via DCF77) on long wave. The site was visited and we found a rather high signal level at the boundary wire when measuring with a current probe. The same signals could be found with a nearby antenna and also at antennas at the neighbour filing the complaints. The reported interference problem is indeed caused by the robotic lawn mower system. The product is a Biltema robotic lawn mower (LMR24, ) system. The base unit, like other models, continuously sends a signal to the lawn mower via the boundary wire. The signal contains a lot of harmonics in a very broad frequency range. The boundary wire connected to the base unit is acting as an antenna and the product is then acting as an unintentional transmitter. The lawn mower was not running during the tests, i.e. the interference problem is caused by the communication signal emitted from the boundary wire and is not at all related to the lawn mower itself. The harmonics are most likely not necessary for the function of the product. Signals can be seen each 8 khz from long wave up to short wave. Based on the results it is questionable whether the product complies with the protection requirement given in the EMC directive. The scope of the directive is to provide protection for radio services, among them amateur radio, from interference. Elsäkerhetsverket has four different cases of market surveillance regarding robotic lawnmowers at the time of writing. The results here supports our view that it is important to have a controlled level of interference from such products, the

20 20 (20) boundary wire is of prime importance, in order to stay out of interference problems. The declaration of conformity for the product can be seen at page seven.