Compatibilité électromagnétique (CEM) et gestion thermique dans une application de kiosque

Contexte

Nos experts en compatibilité électromagnétique (CEM) et en gestion thermique ont été sollicités par une entreprise ayant développé une application de type kiosque. Bien que l’application fonctionnât correctement en apparence, des tests de compatibilité électromagnétique (EMI) ont révélé des dépassements significatifs des seuils définis par les normes CE. Ces non-conformités représentaient un risque potentiel pour les systèmes environnants.

Identification du problème

L’analyse a montré que le kiosque contenait plusieurs adaptateurs destinés à alimenter une imprimante, un distributeur de billets, un ordinateur, un écran et un commutateur réseau. Ces adaptateurs étaient regroupés dans un bloc de connecteurs situé à la base de l’équipement, ce qui engendrait une concentration importante de chaleur. Cette accumulation thermique provoquait une élévation rapide de la température interne du kiosque.

Afin de remédier à cette surchauffe, les concepteurs avaient envisagé l’installation d’un ventilateur. Toutefois, en raison de la qualité médiocre de l’alimentation électrique prévue pour ce ventilateur, cette solution fut écartée.

Défis liés à la conception

Bien que l’écran tactile, même avec des gants fonctionnât correctement, de légers problèmes de mise à la terre ont été détectés. Par ailleurs, l’ordinateur embarqué était placé au-dessus des adaptateurs, ce qui l’amenait à aspirer de l’air déjà réchauffé. Cette configuration nuisait à la durée de vie des condensateurs électrolytiques de l’ordinateur. L’écran d’affichage, situé au-dessus de l’ordinateur et positionné en façade du kiosque, subissait également les effets de cette chaleur montante, ce qui était particulièrement indésirable.

Problèmes de CEM et de décharges électrostatiques (ESD)

Les tests ESD ont révélé que plusieurs connecteurs n’étaient pas correctement mis à la terre, ce qui entraînait par moments des perturbations de l’affichage. Le choix d’un filtre secteur de qualité inférieure, motivé par des considérations budgétaires, a par ailleurs contribué à une fuite de courant, provoquant ainsi des dépassements des limites d’émissions électromagnétiques fixées par les normes.

Solutions apportées

Grâce à une série d’interventions ciblées et au remplacement de deux composants, l’application de kiosque a pu être entièrement mise en conformité avec les exigences CE. Les améliorations mises en œuvre comprenaient :

1. Repositionnement des adaptateurs secteur : pour réduire l’accumulation de chaleur.
2. Amélioration de la mise à la terre : correction des connexions de masse pour éliminer les perturbations de l’affichage.
3. Utilisation de composants de meilleure qualité : remplacement de l’alimentation électrique et du filtre secteur par des modèles haut de gamme.

Résultats et perspectives d’amélioration

Ces ajustements ont permis à l’application de répondre à toutes les exigences des normes CE. De plus, le risque de dysfonctionnement a été considérablement réduit, entraînant une baisse significative des interventions de maintenance sur site et des coûts de service associés. Dans les futurs développements, une attention particulière sera portée à la prise en compte précoce des aspects liés à la CEM et à la gestion thermique dès les premières phases de la conception.