EMV-Tests – Was sind sie und warum sind sie notwendig?

Elektromagnetische Verträglichkeit – EMV-Prüfung

Ihr neues Produkt. Fortschrittliche Ausrüstung für das Militär, die Medizin, das Transportwesen oder einfach für den Verbrauchermarkt. Das Projekt hat sich über mehrere Monate oder sogar Jahre bis ins kleinste Detail ausgearbeitet. Dutzende, wenn nicht Hunderte von Arbeitsstunden von Ingenieuren und anderen Spezialisten. Wenn scheinbar alles bereit ist für die Markteinführung einer Neuheit auf dem europäischen Markt, stellt sich die wichtige Frage der Prüfung der elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV). Es stellt sich heraus, dass das Gerät bestimmte Standards erfüllen muss, um es in der Europäischen Union legal verkaufen und verwenden zu können. Die Nichtbewertung der EMV-Konformität kann in einigen Fällen sogar finanzielle oder rechtliche Folgen haben. Was nun?

Die Zahl der elektronischen Geräte in unserer Umgebung wächst ständig – sowohl spezialisierte als auch solche, die für den täglichen Gebrauch zu Hause bestimmt sind. Sie alle interagieren miteinander, indem sie elektromagnetische Wellen aussenden und empfangen, je nachdem, ob und wie sie miteinander verbunden sind oder wie weit sie voneinander entfernt sind. Das bedeutet, dass Geräte entweder unerwünscht den Betrieb anderer beeinträchtigen können oder selbst durch die Ausstrahlung von EM-Wellen durch Maschinen in ihrer Nähe gestört werden können.

Was ist elektromagnetische Verträglichkeit?

Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) ist die Fähigkeit eines elektrischen oder elektronischen Geräts, in einer elektromagnetischen Umgebung ordnungsgemäß zu funktionieren, ohne elektromagnetische Störungen an anderen Geräten zu verursachen. Das elektronische Gerät muss immun gegen Störungen sein, die von anderen Maschinen ausgehen.

Das betreffende Gerät sollte nicht gleichzeitig mit anderen Geräten kollidieren, die in derselben Umgebung betrieben werden. Die Prüfung der elektromagnetischen Verträglichkeit ermöglicht die Überprüfung der Übereinstimmung elektronischer Produkte mit den geltenden Anforderungen der EMV-Richtlinie (EU-Richtlinie 2014/30/EU) – und garantiert so nicht nur ihr ordnungsgemäßes Funktionieren in einer bestimmten elektromagnetischen Umgebung, sondern auch die Sicherheit des Gebrauchs.

Warum ist die elektromagnetische Verträglichkeit wichtig?

Die elektromagnetische Verträglichkeit ist ein sehr komplexes und vielschichtiges Thema – sie sollte bereits in den ersten Phasen eines Projekts berücksichtigt werden, da elektronische Geräte elektromagnetische Wellen aussenden, die andere Geräte stören können. Mangelnde elektromagnetische Verträglichkeit kann zu Störungen, Fehlfunktionen oder sogar Schäden an Geräten führen. Daher ist die Einhaltung der EMV-Normen notwendig, um die Zuverlässigkeit und Sicherheit elektronischer Geräte zu gewährleisten.

In unserer täglichen Arbeit bei Unisystem stehen wir vor vielen Herausforderungen, nicht nur bei der Bewertung der elektromagnetischen Verträglichkeit, sondern auch bei der Sicherheit, Qualität und Gebrauchstauglichkeit des Endprodukts. Die Übereinstimmung eines Geräts mit den geltenden Normen beginnt in den ersten Phasen seiner Entwicklung. Unser Engineering-Team arbeitet eng mit den Projektmanagern und den Kunden selbst zusammen – der professionelle Dialog und die gemeinsame Arbeit an Spezifikationen von Beginn des Projekts an ermöglichen es uns, mögliche Risiken schnell kennenzulernen und mögliche Verzögerungen und Kosten zu reduzieren. Durch die frühzeitige Berücksichtigung von EMV-Tests wird vermieden, dass das Endprodukt neu konstruiert, neu montiert und Labortests wiederholt werden müssen.

Was ist die elektromagnetische Umgebung?

Die elektromagnetische Umgebung kann künstlich oder natürlich, absichtlich oder unbeabsichtigt erzeugt werden. Von Natur aus werden sie vom Globus, atmosphärischen Entladungen, Himmelskörpern und sogar vom Menschen produziert. Künstliche Quellen elektromagnetischer Felder stehen in engem Zusammenhang mit Elektrizität – den Prozessen ihrer Erzeugung, Übertragung und direkten Nutzung durch Geräte. Drahtlose Kommunikation sowie TV- und Radioübertragungen erzeugen ebenfalls EM-Felder, aber absichtlich. All dies macht es notwendig, dass der Hersteller eines bestimmten Geräts so früh wie möglich bestimmt, wie sich das Gerät in einer bestimmten elektromagnetischen Umgebung verhalten soll – sowohl wenn es selbst Störungen aussendet als auch wenn es unter dem Einfluss von Störungen aus anderen Quellen arbeitet.

Faktoren, die den Betrieb von Geräten beeinträchtigen können, können z. B. kurzzeitige Spannungsspitzen in den Kabeln des Geräts, Entladungen statischer Elektrizität oder Stromausfälle oder Schwankungen in der Steckdose sein. Radio- und TV-Sender, WLAN-Router und andere Rundfunkgeräte senden ebenfalls elektromagnetische Störungen aus. Der Betrieb anderer Maschinen kann auch durch Gate-Fernbedienungen, mobile Geräte, medizinische und wissenschaftliche Instrumente, GPS-Module und intelligente Transportsysteme und sogar Leuchtstofflampen beeinflusst werden.

Warum ist die elektromagnetische Verträglichkeit wichtig?

Die elektromagnetische Verträglichkeit ist ein sehr komplexes und vielschichtiges Thema – sie sollte bereits in den ersten Phasen eines Projekts berücksichtigt werden, da elektronische Geräte elektromagnetische Wellen aussenden, die andere Geräte stören können. Mangelnde elektromagnetische Verträglichkeit kann zu Störungen, Fehlfunktionen oder sogar Schäden an Geräten führen. Daher ist die Einhaltung der EMV-Normen notwendig, um die Zuverlässigkeit und Sicherheit elektronischer Geräte zu gewährleisten.

In unserer täglichen Arbeit bei Unisystem stehen wir vor vielen Herausforderungen, nicht nur bei der Bewertung der elektromagnetischen Verträglichkeit, sondern auch bei der Sicherheit, Qualität und Gebrauchstauglichkeit des Endprodukts. Die Übereinstimmung eines Geräts mit den geltenden Normen beginnt in den ersten Phasen seiner Entwicklung. Unser Engineering-Team arbeitet eng mit den Projektmanagern und den Kunden selbst zusammen – der professionelle Dialog und die gemeinsame Arbeit an Spezifikationen von Beginn des Projekts an ermöglichen es uns, mögliche Risiken schnell kennenzulernen und mögliche Verzögerungen und Kosten zu reduzieren. Durch die frühzeitige Berücksichtigung von EMV-Tests wird vermieden, dass das Endprodukt neu konstruiert, neu montiert und Labortests wiederholt werden müssen.

Was ist die elektromagnetische Umgebung?

Die elektromagnetische Umgebung kann künstlich oder natürlich, absichtlich oder unbeabsichtigt erzeugt werden. Von Natur aus werden sie vom Globus, atmosphärischen Entladungen, Himmelskörpern und sogar vom Menschen produziert. Künstliche Quellen elektromagnetischer Felder stehen in engem Zusammenhang mit Elektrizität – den Prozessen ihrer Erzeugung, Übertragung und direkten Nutzung durch Geräte. Drahtlose Kommunikation sowie TV- und Radioübertragungen erzeugen ebenfalls EM-Felder, aber absichtlich. All dies macht es notwendig, dass der Hersteller eines bestimmten Geräts so früh wie möglich bestimmt, wie sich das Gerät in einer bestimmten elektromagnetischen Umgebung verhalten soll – sowohl wenn es selbst Störungen aussendet als auch wenn es unter dem Einfluss von Störungen aus anderen Quellen arbeitet.

Faktoren, die den Betrieb von Geräten beeinträchtigen können, können z. B. kurzzeitige Spannungsspitzen in den Kabeln des Geräts, Entladungen statischer Elektrizität oder Stromausfälle oder Schwankungen in der Steckdose sein. Radio- und TV-Sender, WLAN-Router und andere Rundfunkgeräte senden ebenfalls elektromagnetische Störungen aus. Der Betrieb anderer Maschinen kann auch durch Gate-Fernbedienungen, mobile Geräte, medizinische und wissenschaftliche Instrumente, GPS-Module und intelligente Transportsysteme und sogar Leuchtstofflampen beeinflusst werden.

Was ist die EMV-Richtlinie und zu welchem Zweck wurde sie erstellt?

Die EMV-Richtlinie (2014/30/EU) wurde eingeführt, um die EMV-Vorschriften in den Ländern der Europäischen Union zu harmonisieren. Das Hauptziel der Richtlinie besteht darin, den freien Verkehr von Produkten innerhalb des EU-Binnenmarktes zu gewährleisten und gleichzeitig ein angemessenes Schutzniveau gegen elektromagnetische Störungen zu gewährleisten.

Die oben erwähnte EMV-Richtlinie (2014/30/EU) definiert die Pflichten des Herstellers von Elektro-, Elektronik- und Beleuchtungsgeräten, die er erfüllen sollte, bevor er sein Produkt auf den Markt bringt. Es ist nicht nur wichtig, die Richtlinie 2014/30/EU und die mit ihr harmonisierten Normen einzuhalten, sondern auch eine ordnungsgemäß erstellte technische Dokumentation und die Notwendigkeit, die CE-Kennzeichnung auf dem Produkt anzubringen. Das Zeichen bedeutet, dass das Produkt den Qualitäts- und Sicherheitsstandards entspricht, die in den für es geltenden Verordnungen der Europäischen Union festgelegt sind.

Wie läuft die Prüfung der elektromagnetischen Verträglichkeit ab?

Die EMV-Prüfung besteht aus zwei Phasen: der Prüfung der Immunität des Geräts gegenüber externen Störungen und derEmissionsgradprüfung, d. h. der Messung der vom Gerät ausgehenden Interferenzen. Bei der EMV-Prüfung wird die Immunität gegen leitungsgebundene und abgestrahlte Störungen, die Beständigkeit gegen elektrostatische Entladungen, Stromausfälle und andere Phänomene, die in der elektromagnetischen Umgebung auftreten können, überprüft.

Die elektromagnetische Verträglichkeit ist entscheidend für das einwandfreie Funktionieren elektronischer Geräte. Aus diesem Grund sind EMV-Tests so wichtig, um zu überprüfen, ob ein Gerät die EMV-Anforderungen erfüllt. Die Prüfung der elektromagnetischen Verträglichkeit besteht in der Regel aus zwei Stufen – der Prüfung der Immunität gegen äußere Störeinflüsse und der Prüfung der vom Gerät ausgehenden Störemissionen.

Um ein elektronisches Gerät auf dem Markt der Europäischen Union in Verkehr bringen zu können, muss es einen EMV-Test bestehen und positive EMV-Testergebnisse erhalten, die die Einhaltung der EMV-Richtlinie bestätigen. Polen hat ein Gesetz über elektromagnetische Verträglichkeit, das die Bestimmungen der EU-EMV-Richtlinie umsetzt.

Die Durchführung eines EMV-Tests erfordert ein ordnungsgemäßes EMV-Testdesign, d. h. die Planung der Details des Tests – welche Tests durchgeführt werden sollen, welche Interferenzpegel angewendet werden sollen, welche Geräteparameter überwacht werden sollen. Der Designprozess für EMV-Tests sollte die Besonderheiten und den Zweck des zu testenden Geräts berücksichtigen. Ein gut konzipierter EMV-Test ermöglicht es Ihnen, die elektromagnetische Verträglichkeit eines Geräts zuverlässig zu beurteilen und seine Konformität zu bestätigen.

Wie sind die Ergebnisse des Verträglichkeitstests zu interpretieren?

Die EMV-Prüfergebnisse werden mit den Grenzwerten verglichen, die in einschlägigen Normen (z. B. EN 61000) festgelegt sind. Liegen die Messwerte innerhalb der akzeptablen Bereiche, bedeutet dies, dass das Gerät die EMV-Anforderungen erfüllt. Das Überschreiten akzeptabler Werte deutet auf mangelnde Kompatibilität und die Notwendigkeit hin, das Gerät zu verbessern.

Lösen von Problemen, unter anderem. Bei der Prüfung der Beständigkeit des Geräts gegen elektrostatische Entladung (PN-EN 61000-4-2) sind ausreichende Kenntnisse und Erfahrungen erforderlich. Das von unseren Ingenieuren getestete TFT-Display hing während der Tests – der Grafikcontroller setzte sich aus zunächst unbekannten Gründen spontan zurück. Das Ergebnis war, dass das Gerät ohne GUI weiterarbeitete, nur ein Neustart stellte den normalen Betrieb wieder her. Zunächst suchten sie nach Schwachstellen in der Software, schafften es aber, den Messpunkt zu lokalisieren, an dem die Entladung dazu führte, dass das Gerät nicht mehr funktionierte – dies war die Kante in der Nähe des FFC-Streifens des kapazitiven Panels.

Für nachfolgende Versuche wurden verschiedene Lösungen vorgeschlagen, darunter die Verwendung einer abgeschirmten Variante des FFC-Tapes. Dies war effektiv, führte aber zu Komplikationen in Form von erhöhten Projektkosten. Sie begannen, nach Alternativen zu suchen – die Antwort kam, als sie die Quelle des Eindringens der Entladung fanden, den Luftspalt zwischen dem Schutzglas und dem Displaygehäuse. Am Ende entschied man sich für eine Isolierung in Form einer Abdichtung des Hohlraums mit Acrylband. Dies führte zu keiner weiteren Abschirmung, das Gerät wurde immun gegen Entladungen in der Luft und die Projektkosten sanken erheblich.

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Welche Bedingungen müssen EMV-gerechte Geräte erfüllen?

Damit ein Gerät die EMV-Anforderungen erfüllt, muss es immun gegen Störungen sein, die in einer typischen elektromagnetischen Umgebung auftreten, und darf gleichzeitig keine Störungen abgeben, die den Betrieb anderer Geräte beeinträchtigen. Darüber hinaus sollte das Gerät in Übereinstimmung mit den guten EMV-Praktiken in Bezug auf Abschirmung, Filterung, Erdung, Komponentenauswahl usw. entworfen und gebaut werden.

Ist die EMV-Studie teuer?

Die Kosten für eine EMV-Prüfung hängen von vielen Faktoren ab, wie z. B. der Komplexität des Geräts und dem erforderlichen Prüfumfang. Im Falle von EMC ist die Prüfung für die Einführung des Produkts auf dem EU-Markt erforderlich. Die Kosten für EMV-Prüfungen hängen von einer Reihe von Faktoren ab, darunter die Komplexität und Größe des zu prüfenden Geräts, der Umfang der erforderlichen Tests und das Labor, das die Tests durchführt.

Bei einfachen Geräten können die Kosten mehrere tausend Zloty betragen. Komplexere Projekte können bis zu Zehntausende von Zloty kosten. Eine EMV-Prüfung ist jedoch notwendig, um sicherzustellen, dass das Gerät den Vorschriften entspricht und auf den EU-Markt gelangt.

Zusammenfassung

Eine der interessantesten Lösungen, die auf EMV getestet wurden, ist dasRVT101HVLNWC00-B-Displayvon Riverdi (1280x800p, 1000:1, 850cd/m2, temp. Betrieb (°C): -20~70) Ausgelegt für industrielle Anwendungen. Aufgrund seiner EMV-Konformität und hohen Auflösung, seiner Beständigkeit gegen äußere Einflüsse und seiner erhöhten Helligkeit eignet es sich hervorragend für HMI-Bedienfelder für medizinische und militärische Anwendungen. Dervollständige EMI-Testbericht ist auf der Website von Riverdi verfügbar.

Sorgfältige EMV-Tests sind ein Faktor für die sichere, schnelle, effiziente und ungeplante Entwicklung von Produkten. Heutzutage sollten fast alle elektrischen oder elektronischen Geräte ein Maß an Immunität gegen elektromagnetische Störungen aufweisen, wie es in ihrer beabsichtigten Anwendung zu erwarten ist. Ohne Einhaltung der Vorschriften können Geräte Fehlfunktionen aufweisen oder sogar ausfallen – was nicht nur das Projekt selbst, sondern auch den Ruf des Auftraggebers gefährden kann.

Dabei stehen nicht nur die elektromagnetische Verträglichkeit im Vordergrund, sondern auch die Kostenoptimierung sowie der Fokus auf Funktionalität und Design. Wenn Sie sich für dedizierte, von Experten empfohlene Lösungen entscheiden, können Sie sicher sein, dass das Produkt die entsprechende Zertifizierung erhält – wiederholte EMV-Tests sind somit nicht erforderlich, was die Markteinführung des Produkts beschleunigt.

Unisystem ist ein Team von Spezialisten, die jeden Kunden individuell angehen. Wir bemühen uns sicherzustellen, dass jedes Projekt, an dem wir beteiligt sind, von höchstmöglicher Qualität ist. Kontaktieren Sie uns, um Unterstützung bei der Umsetzung Ihres Projekts zu erhalten.