Siły wpływające na EMC

Chcemy wprowadzić urządzenia na rynek: szybko, tanio, małe, zgrabne, ładne i z mnóstwem bajerów… A to często utrudnia spełnienie wymagań, m.in. EMC.

Siły działające na aspekty EMC, czyli na pojawianie się trudności w spełnieniu różnych wymagań:

Czas (nie czeka na nas),
Częstotliwości taktowania układów,
Dodatkowe wymagania, jak,
- temperatura,
- pobór energii,
Brak wiedzy i doświadczenia w emc,
W widmie „zrobiło się gęsto” – wiele systemów radiokomunikacyjnych (IoT, WiFi, RFID, GSM, LTE, CB, TETRA, łączność dla służb (wojsko, policja, pogotowia, straż pożarna), GPS, AM, FM, TV, SRD…),
Rozmiar – miniaturyzacja (ciasno, grzeje się, ciężko z layoutem),
Budżet, budżet, budżet, planownie, prognozowanie, zarządzanie.

Co przeszkadza konstruktorom:

Brak czasu na dokształcanie (Czasem budżetu)
Brak doświadczenia i gromadzenia wiedzy
Integracja układów (ciasno)
Skomplikowane funkcje (dodatkowe)
Software
Tanie elementy (zmienne elementy)
Dwuwarstwowe płytki drukowane
Szybkie zegary, pamięci, przetwornice
Dołączane urządzenia i okablowanie
Komunikacja projektant-layout
Mało czasu na rozwiązywanie problemów
Brak zrozumienie ze strony menedżmentu
Brak sprzętu pomiarowego lub brak umiejętności użycia

Żeby zrobić most, który się nie zawali, musimy znać wymagania, czyli min. długość i obciążenie. Jeśli to znamy, możemy zacząć projektować. I być może każdy z nas by to zrobił, ale… czy zrobiłby to optymalnie? Można przecież dać nadmiar stali i betonu.

UWAGA: Nie jest sztuką (czasem tak) wykonać urządzenie, które spełni wszystkie wymagania, sztuką jest zrobić to optymalnie, czyli w rozsądnym czasie i budżecie.

Kto ma wpływ na projekt?

Okazuje się, że wiele osób dotykają zagadnienia wymagań EMC, choć nie wszystkich bezpośrednio. Czasem atak, nadchodzi z niespodziewanej strony. O czym mówię?

Przykład: Wyobraź sobie, że masz doświadczenie w projektowaniu urządzeń, dostałeś zlecenie i zabierasz się do roboty, zachowując w pamięci “standardowe” wymagania EMC. A tu nagle, pod koniec projektu, dostajesz wykaz testów “standardowych plus”. Twój klient zażyczył sobie podwyższonej odporności, żeby mieć margines bezpieczeństwa.

Na projekt mają wpływ wszyscy interesariusze:

Klient
Menedżer projektu
Zarząd
Projektant (schemat, layout)
Hardware i software
Osoba testująca
Produkcja
Dostawcy (zamawiający)
Laboratorium

Czyli jak mam gotowy produkt, to zgłaszam się do laboratorium i testujemy urządzenie, a później dostajemy papier i jest ok?

NIEEEE!

O wymaganiach myślimy jeszcze przed rozpoczęciem projektowania, w fazie zbierania wymagań funkcjonalnych, gdyż będzie miało to ogromny wpływ na projekt, zastosowane komponenty czy technologie, a także budżet i czas.

Kiedy myślimy o EMC?

Na samym początku, podczas zbierania wymagań funkcjonalnych, lub tuż po. A już napewno przed przystąpieniem do projektowania i wybierania modułów. Dlaczego?

może się okazać, że potrzebujemy pracować w podwyższonej klasie odporności, co za tym idzie mogą być wymagane inne podzespoły.

Jest taki znany wykres pokazujący, że im szybciej zaczynamy uwzględniać EMC, tym więcej mamy dostępnych rozwiązań i są one tańsze. Do tego cykl rozwoju produktu staje się krótszy.

WYK. 1. Liczba dostępnych rozwiązań w czasie oraz koszt rozwiązywania problemów w zależności od fazy projektu.

Wniosek? Im wcześniej uwzględniamy EMC, tym łatwiejsze i tańsze okazuje się spełnienie wymagań

Niestety na początku jest to ciężko zrozumieć i zwykle dotyczy to kadry menadżerskiej. Inżynier po drugim takim projekcie już wie, bo ma z tym styczność, natomiast menedżer, nie ma tak jasnego obrazu i często dopiero po wielu projektach docenia czas poświęcony (nie stracony!) na zbieranie i analizę wymagań (nie tylko funkcjonalnych).

Jak rozpoczynamy projekt i nic się nie dzieje, denerwujemy się. Czy na pewno nic się nie dzieje? Potrzeba czasu na zbieranie informacji, planowanie i usystematyzowanie, dogadanie wymagań z klientem (wewnętrznym, czy zewnętrznym).

Teraz, czyli na samym początku, gdy mamy dopiero koncepcje, MUSIMY ustalić wspólnie (wraz z inżynierami projektującymi) wymagania, żeby nie okazało się że zgodziliśmy się na coś co jest bardzo trudno, albo nawet niemożliwego w takim czasie i budżecie.

Często zmiana wymagań (EMC) niby tylko o kilka decybeli (np. 6dB to 2 razy dla napięcia) daje w rezultacie ogromne zmiany w podejściu do projektowania (do tego cena układów i komponentów)

Dlatego od samego początku dajmy sobie czas na analizę i uzgodnienie wymagań, trójstronnie – Menedżer Projektu, Klient i Inżynier (lub zespół inżynierów: projektant, specjalista od wymagań, zamówień komponentów, etc.). Wszystko to zanim podpiszemy umowę na dostarczenie wyrobu. Bądź pewien, że wpłynie to na budżet, czas i jakoś (diabelski trójkąt).

PRZYKŁAD

(przyszkłady są wymyślone, teoretycznie prawdopodobne w oparciu o doświadczenia ( zbieżność osób i nazwisk przypadkowa 🙂

Zbudowaliśmy urządzenie, na koniec zapytaliśmy klienta o wymagania i były tam jakieś testy EMC, oto program badań – mówi mi inżynier na testach w laboratorium.

Ok, patrzę, a tam oprócz testów standardowych, tzw. Testy Marine, czyli wymagania agencji morskich. Są to testy bardziej wymagające w pewnych aspektach. Przykładowo w pasmie 156-165MHz musimy zachować bardzo niski poziom emisji, gdzie pomiaru dokonuje się innym filtrem RBW żeby obniżyć szumy i móc zmierzyć co jest pod liitem.

Okazujue się, że urządzenie przygotowane pod wymagania typowe dla przemyslyu – bo przecież trudnijsze do spełnienia (dla odporności, ale nie emisji), okazuje się nie możliwe bez dużego przerobienia, aby spełniało wymagania morskie. Cały moduł musiał zostać jeszcze raz przeprojekowany i zastosowano dodatkowe elementy ekranuące (bardzo drogie), aby spełnić wymagania.

| Wtrącenie: O ile w jednostkowej produkcji takie rozwiązanie może być akceptowalne, nie aż tak krytyczne (kilkadziesiąt sztuk rocznie), to w dużej skali będzie miało dużo większy wpływ na ostateczny koszt produkcji.

Skutki:

dłuższy czas rozwou produktu (na sam koniec projektu)
Znaczcnie większe koszty (mniejszy zysk)
Nerowa atmosfera

Wnioski na przyszłość

Weryfikujemy wymagania, opracowujemy program badań na samym początku. Dzięki temu będziemy uwzględniali wymagania w każdej fazie projektu, co pozwoli uniknąć wielu godzn poprawiania.

A co jak nie mamy doświadczenia? Wtedy dzwońmy do kogoś z Akademii EMC for Business 🙂