آموزش الکترونیکالکترونیکتکنولوژی

فرایند آزمایش EMC و الزامات مربوط به انطباق EMC

همانطور که در آخرین مقاله ذکر شد، جایی که ما در مورد تداخل الکترومغناطیسی (EMI) بحث کردیم، تقریباً تمام محصولات الکترونیکی طراحی شده برای استفاده تجاری و فروش قانونی، ملزم به داشتن یک یا چند گواهینامه به عنوان اثبات مطابقت محصول با برخی از مقررات / دستورالعمل ها و آزمون های مرتبط تصویب شده هستند. آیین نامه های مختلفی وجود دارد که از مکانی به مکان دیگری متفاوت هستند، اما گاهی اوقات با تفاوت های جزئی، برای هر مکانی که قرار است یک دستگاه الکترونیکی فروخته شود، باید استاندارد های مشخص شده توسط هیئت حاکمه در آن مکان را داشته باشد.

برای مقاله امروز، ما در حال بررسی یکی از محبوب ترین تست های صدور گواهینامه هستیم که دستگاه های الکترونیکی باید از آن عبور کنند؛ گواهینامه EMC (انطباق الکترومغناطیسی). این مقاله در مورد چندین مورد از EMC بحث می کند؛ از جمله: EMC چیست، چرا EMC لازم است، نوع محصولات مورد نیاز آن و قوانین مختلف در مورد EMC از کشور به کشوری دیگر.

EMC چیست؟

EMC مخفف انطباق الکترومغناطیسی است و فرآیندی است که برای تهیه ابزاری فراهم می شود که از طریق آن توانایی کارکرد یک دستگاه در یک محیط الکترومغناطیسی تأیید می شود.

همه سیستم ها یا دستگاه های الکتریکی و الکترونیکی مقداری از امواج الکترومغناطیسی ساطع می کنند که می تواند در هنگام اتصال دستگاه های دیگر در عملکرد دستگاه های دیگر اختلال ایجاد کند یا در مجاورت یکدیگر قرار بگیرند. این تداخل می تواند باعث سوء عملکرد دستگاه ها شود به گونه ای که برای کاربران زیان آور باشد یا فقط محصول را غیرقابل استفاده کند. جلوگیری و کاهش احتمالاتی از این قبیل، منجر به توسعه الزامات EMC شد، به منظور ایجاد یک پایگاه مشترک که محصولات / سیستم های الکتریکی / الکترونیکی که بر اساس آن از نظر کیفیت و ایمنی عملکرد ارزیابی می شوند.

EMC اغلب به جای EMI استفاده می شود اما در حالی که شباهت های زیادی بین آن ها وجود دارد، توجه به این نکته مهم است که EMC کاملاً متفاوت از EMI است. EMI (تداخل الکترومغناطیسی) معیاری از تابش ناشی از دستگاه به همراه پیامد احتمالی آن است از طرف دیگر، EMC خاصیت یک سیستم یا دستگاه است که اطمینان می دهد رفتار آن را به همان روشی که در محیطی با تداخل EMI طراحی شده است، طراحی می کند.

برای یادگیری کامل آردوینو (برنامه نویسی حرفه ای، ارتباط با اندروید، ساخت ربات) ، روی دوره آموزش آردوینو کلیک کنید.

همچنین اگر میخواهید الکترونیک را با فیلم های آموزشی یاد بگیرید، روی دوره آموزش الکترونیک کلیک کنید.

اهمیت EMC در محصولات الکترونیک

در حالی که مشخصات دقیق بین کشورها و مناطق متفاوت است، گواهینامه های EMC همچنان یکی از الزامات قانونی برای تصویب فروش دستگاه های الکترونیکی در اکثر کشورها است. به عنوان مثال، در بازارهای اروپا، قبل از فروش محصولات الکترونیکی، علامت CE باید اعمال شود و این تنها درصورتی اعمال می شود که سازنده تمام دستورالعمل های مربوط به محصول، از جمله گواهینامه EMC را انجام داده باشد. شاهد این امر اعلامیه انطباق (DOC) است که معمولاً با راهنمای کاربر / کتابچه راهنمای محصول ارسال می شود. برای محصولات جدید، تأمین کنندگان / توزیع کنندگان در مقیاس بزرگ معمولاً DOC را با آزمایش تأیید می کنند زیرا خطر تأمین دستگاه های تأیید نشده را دارند که این عمل به عنوان کلاهبرداری تلقی می شود و می تواند منجر به جریمه های قابل توجه، برداشت محصول و مجازات زندان شود.

مطلب پیشنهادی:  آموزش کامل مدار مالتی پلکسر (Multiplaxer چیست؟)

گذشته از الزامات قانونی، عدم انجام آزمایش های EMC بر روی دستگاه ها می تواند پیامد های پس از فروش بسیار جدی ای داشته باشد. گواهینامه EMC به افزایش قابلیت اطمینان محصول کمک می کند، زیرا آزمایشات به شما کمک می کند تا مشکلات احتمالی مربوط به محصول را قبل از تولید مشخص کنید، و به تولید کننده این فرصت را می دهید تا بدون متحمل شدن هزینه ها و خجالت ناشی از فراخوان محصول از بازار یا ارائه خدمات ضمانت، مشکل را برطرف کند.

در طولانی مدت، گذراندن مراحل صدور گواهینامه EMC نه تنها شما را قادر می سازد محصولات خود را در بازارهایی که به آن نیاز دارند بفروشید، بلکه به شما کمک می کند تا محصولی قابل اعتماد بسازید که موجب اعتماد مشتری و قطعاً افزایش فروش می شود.

قوانین EMC و الزامات صدور گواهینامه

همانطور که قبلا ذکر شد، شرایط صدور گواهینامه بین کشورها و مناطق متفاوت است. به عنوان مثال، در ایالات متحده، FCC قوانین مربوط به آزمایش EMC را با قوانینی مانند قوانین قسمت 15 FCC تعیین می کند، که حداکثر میزان تداخل فرکانس رادیویی بدون مجوز را که می تواند توسط دستگاه های مختلف تولید شود تعریف می کند. هنگام صدور گواهینامه در ایالات متحده، به دستگاه ها علامت FCC داده می شود.

در خارج از ایالات متحده، استانداردهای مختلف ISO، IEC و CISPR در تنظیم EMC استفاده می شوند. در اتحادیه اروپا مارک CE که فقط پس از تأیید یک محصول داده می شود برای فروش محصول لازم است. در آفریقا، کشورهایی مانند آفریقای جنوبی نیاز به “گواهی انطباق” دارند که توسط اداره استاندارد آفریقای جنوبی (SABS) صادر می شود و کشورهایی مانند نیجریه از استانداردهای IEC / CISPR استفاده می کنند.

شدت مجازات برای عدم رعایت آن از کشوری به کشور دیگر متفاوت است، زیرا اجرای آن در برخی از کشورهای در حال توسعه همچنان داوطلبانه است، اما هرچه کشورها رشد می کنند و اثرات EMI مشخص تر می شود، بدون تردید قانون محکم تری در مورد آن شروع می شود.

فرآیند آزمایش EMC

3 مورد اصلی در دستگاه های الکترونیکی وجود دارد که توسط EMC کنترل می شود. این دسته ها شامل :

  1. انتشار
  2. میزان حساسیت
  3. ایمنی

فرآیند آزمایش EMC

1. تست انتشار

انتشار به تولید عمدی یا تصادفی انرژی الکترومغناطیسی توسط هر منبع گفته می شود. برای دستگاه های الکترونیکی، آزمایش های EMC به منظور بررسی میزان انتشار ناخواسته از دستگاه و اقدامات متقابل برای کاهش و جلوگیری از تأثیر منفی آن ها بر سایر دستگاه های اطراف طراحی شده اند.

آزمایش انتشار شامل اندازه گیری قدرت میدان تابشی انجام شده و تابش شده در دستگاه است، با انتشارات انجام شده همراه با کابل ها و سیم کشی، در حالی که تابش (القایی و خازنی) در تمام جهات اطراف دستگاه اندازه گیری می شود.

همچنین اگر در مورد این مطلب سوالی داشتید در انتهای صفحه در قسمت نظرات بپرسید

نظارت بر تابش ساطع شده برای دستگاه هایی که در نزدیکی سایر دستگاه های الکترونیکی استفاده خواهند شد بسیار مهم است. این عمل با استفاده از آنتن به عنوان مبدل انجام می شود، در حالی که ابزارهایی مانند کلمپر جریان RF یا شبکه های تثبیت کننده امپدانس خط (LISN) به عنوان مبدل برای انتشارات انجام شده استفاده می شوند. مبدل ها به کلمپر یا تجزیه و تحلیل آزمون EMI تخصصی متصل می شوند که شامل پهنای باند و آشکارسازها بر اساس الزامات موجود در استاندارد های مختلف بین المللی EMC هستند.

مطلب پیشنهادی:  ترانزیستور چیست و چگونه کار میکند؟ انواع ترانزیستور

2. تست حساسیت

حساسیت به تمایل یکی از تجهیزات الکتریکی (معمولاً به عنوان تلفات گفته می شود) برای خراب شدن یا عملکرد نادرست هنگام مجاورت انتشار از دستگاه دیگر (EMI) است. مانند تست آلایندگی، تست حساسیت نیز برای هر دو تداخل تابشی و هدایت شده انجام می شود. برای حساسیت تابشی، آزمایش معمولاً با استفاده از منبع پرتوی الکترومغناطیسی و یک آنتن تابشی برای هدایت انرژی به DUT (دستگاه تحت آزمایش) است. از طرف دیگر، برای حساسیت هدایت شده، آزمایش معمولاً با استفاده از ژنراتورهای سیگنال پرقدرت همراه با کلمپر جریان یا نوع دیگری از ترانسفورماتور برای تزریق تداخل روی کابل انجام می شود.

مانند هر تست انطباق، برای هر دو آزمون، اسناد استانداردی مشخص می کنند که محیط آزمایش باید باشد، برخی از تجهیزات مورد استفاده و کالیبراسیون آن ها. در بیشتر استانداردها، سایت های آزمون منطقه آزاد (OATS) سایت های آزمایش توصیه شده ای هستند، اما در چند وقت اخیر، آزمایشات در داخل خانه با استفاده از اتاق های آزمایش EMC مانند اتاقک بازآوایی و پژواک انجام می شود. برخی از تغییرات در توضیحات داده شده در بالا ممکن است به دلیل متفاوت بودن دستگاه ها مشاهده شود.

3. تست ایمنی

ایمنی دستگاه الکترونیکی به توانایی عملکرد صحیح تجهیزات الکترونیکی در حضور تداخل الکترومغناطیسی اشاره دارد.

در حالی که طبق تعریف می توان گفت ایمنی برعکس حساسیت است، اما آن ها اغلب به جای یکدیگر استفاده می شوند. و با تعیین سطح آن ها می توان توانایی عملکرد صحیح دستگاه الکترونیکی در مقابل تداخل EM را تأیید کرد.

آماده شدن برای آزمایش انطباق EMC

در حالی که تست های EMC ساده به نظر می رسند، اما قبولی در آن ها بسیار سخت، پر هزینه و زمان بر است. این امر به ماهیت نامشهود EMC ارتباطی ندارد، که تعیین میکند آیا محصولات با استاندارد مطابقت دارد یا خیر مگر اینکه آزمایشی انجام شود و برای آزمایش هزینه های بالایی برای تجهیزات لازم باشد، که داشتن آن ها را یک ایده ای نامناسب می کند، و برون سپاری آن به آزمایشگاه های انطباق معتبر (همچنین گران قیمت، چندین هزار دلار در روز آزمون) معمولاً گزینه بهتری است.

با این وجود، اگرچه اکثر شرکت ها قادر به غلبه بر موانع هزینه هستند، اما بزرگترین مشکل این است که نتایج آزمایش منفی باشد. این معمولاً برای شرکت و مدیران پروژه لحظه ای دشوار است زیرا در طول آزمایش نمی توان تغییراتی را ایجاد کرد، بدین معنی که محصول باید برای طراحی مجدد به تیم طراحی ارسال شود و هزاران دلار دیگر برای آزمایش مجدد لازم است.

ناکارآمدی فرآیند توضیح داده شده در بالا یکی از عوامل اصلی در هزینه های بالای توسعه تحقیقات و تأخیر در جدول زمانی تولید محصول است. برای کاهش این ریسک و افزایش احتمال موفقیت دستگاه ها در آزمون های اولیه، شرکت ها از روش های خاصی استفاده می کنند که می توانند به طور کلی در دو عنوان قرار بگیرند، از جمله:

  1. طراحی
  2. تست قبل از انطباق

1. طراحی رویکردهایی برای بهبود انطباق با EMC

هوشمندانه ترین طراحی (برای محصولاتی که در آن ها قابل قبول است) استفاده از ماژول های دارای گواهینامه Pre در توسعه محصول است، زیرا تضمینی برای کاهش بسیار فاحشی در میزان تلاش برای صدور گواهینامه محصول شماست. با این حال، فاکتور سازگاری EMC در طراحی یک محصول جدید شامل ارزیابی (بر اساس موارد استفاده از محصول)، ممکن است :

  1. منابع EMI (داخلی یا خارجی) و نوع سیگنال.
  2. ماهیت “تلفات” و اهمیت سوء عملکرد احتمالی.
  3. مسیر اتصال به “تلفات” دستگاه شما (در صورت وجود خارجی) یا سایر دستگاه های اطراف آن.
مطلب پیشنهادی:  پروژه تشخیص حرکت LDR آنالوگ با هشدار (چشم الکترونیکی)

به حداقل رساندن تداخل در حین طراحی شامل کاهش منابع داخلی EMI با توجه به موارد “جزئی ای” مانند نوع سوئیچ مورد استفاده شما و کمی موارد مهم تر مانند مواردی است که از رابط های اتصال / ارتباطی استفاده می کنید، فرکانس استفاده از آن و تداخل احتمالی از منابع خارجی. با بررسی محیطی که قرار است در آن دستگاهی نصب یا استفاده شود، می توان به ماهیت تلفات یا گسیل کننده های احتمالی و اهمیت سوء عملکرد احتمالی ای که آن ها می توانند ایجاد کنند، دسترسی پیدا کرد و به طور موثری در طراحی در نظر گرفت.

برای کوپلینگ، سیستمی که به راحتی انرژی حاصل از “خارج” را جفت می کند، به همین راحتی انرژی “را” هم جفت می کند، زیرا بسیاری از جنبه های عملکرد خوب طراحی EMC هم برای فرستنده و هم برای تلفات اعمال می شود، به این معنا که بهبود یک طراحی واحد برای کاهش انتشار، حساسیت را نیز کاهش می دهد. برخی از تکنیک های طراحی برای کاهش انتشار مانند زمین کردن، سیستم محافظت در مقاله قبلی EMI موجود در اینجا بحث شده است.

2. تست قبل از انطباق

روش دیگر برای کاهش هزینه و کاهش احتمال عدم موفقیت در آزمون، انجام آزمایش EMC در تمام مراحل طراحی با استفاده از تنظیمات آزمایش EMC Pre Compliance است که متناسب با شرایط استفاده شده در طول تست انطباق است. گرچه ممکن است هزینه شما فقط اندکی کمتر از هزینه ای باشد که ممکن است برای یک روز در یک آزمایشگاه معتبر بپردازید، اما این شانس را برای آزمایش دستگاه در اولین تلاش افزایش می دهد، هزینه کلی آزمون را کاهش می دهد و وقت شما را برای بازار کاهش می دهد .

نتیجه گیری تست EMC

در حالی که آماده شدن برای دریافت گواهینامه هایی مانند EMC برای سازمان های بزرگ، شرکت های تازه تاسیس و شرکت های کوچک آسان است، اما به دلیل کمبود بودجه و نیاز به آزمایش چندین پیش فرض در روزهای ابتدایی آن ها، یک بازی ای متفاوت با توپ است. با این حال، شرکت های تازه تاسیس می توانند با اطمینان از اینکه تیم طراحی، در اسرع وقت در طول فرایند طراحی، ملاحظات EMI / EMC را در روند طراحی خود لحاظ می کنند، خطرات موجود را کاهش دهند. در تیم هایی که دانش گواهینامه کم است، آن ها می توانند با مشاورانی با تجربه در این زمینه همکاری کنند تا تیم را پشتیبانی کنند. انجام این کار نه تنها به آماده سازی محصول برای صدور گواهینامه در آینده کمک می کند بلکه به آن ها در ارائه محصولی قابل اعتماد برای مشتریان نیز کمک می کند.

میخواهید برنامه نویسی STM32 را یاد بگیرید؟

دوره آموزش STM32

میخواهید الکترونیک را یاد بگیرید؟

دوره آموزش الکترونیک
دوره آموزش آردوینو

میخواهید آردوینو را به صورت پروژه محور یاد بگیرید؟ برای مشاهده توضیحات روی دوره مورد نظر کلیک کنید

محمد رحیمی

محمد رحیمی

محمد رحیمی هستم. سعی میکنم در آیرنکس مطالب مفید را قرار دهم. (در خصوص سوال در مورد این مطلب از قسمت نظرات همین مطلب اقدام کنید) سعی میکنم تمام نظرات را پاسخ دهم.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *