Estou pensando seriamente em (praticamente comprometido em) levar um dos meus produtos através de testes da FCC e da CE e é a primeira vez que faço isso. É um sistema eletrônico baseado em Arduino que funciona com um cristal de 16MHz, com um Controlador Ethernet executando com um cristal de 25MHz e um módulo de rádio RFM12B 433 MHz. O Módulo de Rádio, até onde eu sei, não possui um ID da FCC, mas eles publicaram dados em seu site que sugerem a conformidade com os requisitos da parte 15 da FCC. Tudo está com uma potência bastante baixa aqui, e eu usarei uma fonte de alimentação verruga aprovada pelos EUA / UE para fornecer energia à placa.
Então, o que me preocupa é o que acontece se minhas placas falharem nos testes? O melhor é que passa e seguimos em frente, o que seria ótimo. Mas estou sinceramente aterrorizado com o que acontece se falhar e não tenho certeza de como corrigi-lo do ponto de vista da engenharia? Eu testei as várias funcionalidades das placas e funciona muito bem, eu realmente odiaria ter que voltar para a prancheta, especialmente porque eu não saberia realmente quais alterações podem ser feitas para corrigi-la.
Eu não tenho uma equipe especializada; sou basicamente eu. Estou produzindo hardware e software de código aberto. A maioria das pessoas adota uma abordagem realmente conservadora e pessimista ao responder a perguntas como essa não é realmente encorajadora ou solidária. Alguém pode me dar uma idéia do que esperar desse processo e uma experiência construtiva sobre como passar por esse processo e resolver os tipos de problemas que podem surgir?
A coisa toda parece realmente hostil e proibitiva para mim. Eu sei que não sou o único por aí que se sente assim. Espero que haja alguns membros da comunidade que possam esclarecer isso além da perspectiva usual de melancolia e desgraça. Basicamente, quero estar preparado para a realidade, mas também quero saber que há uma luz no fim do túnel.
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Respostas:
Para iniciar
Você vai querer algumas coisas, se puder obtê-las. Primeiro, seria um analisador de espectro com média de pico de quazi, se você não puder pedir emprestado ou roubar um deles, o laboratório de teste terá um. Suponho que você poderia tentar usar seu escopo e modo FFT, mas isso não é nem de longe bom. Então, se você pode comprar um conjunto de apalpadores EMI, o meu é o 100C da Behive Eelctronics, acho que me custou US $ 300. Se você não quer comprar isso, pode fazer uma sonda pobre, colocando três ou quatro voltas de fio em uma bobina e soldando cada extremidade a um único cabo BNC. Mas você realmente deve ter algo para uma sonda, porque mesmo que você não consiga ter seu próprio analisador, eu já estive em laboratórios onde eles me deixaram sentar com minha sonda e seu antigo analisador de espectro desatualizado e tentaram depurar meu problema sem me cobrar .
Além disso, uma rápida olhada no ebay mostra que você pode obter analisadores de menos de 1 Ghz por cerca de US $ 1000
Preparando:
Ok, acho que você não projetou sua placa com a EMI em mente. Seria muito bom se você tivesse uma boa placa de 4 camadas, bem dissociada, com potência e densidade no meio, sem vestígios passando por planos divididos etc. Se não o fizer, deve pesar seriamente o custo do tempo na câmara de teste VS respinning seu quadro. Talvez o seu design possa suportar um relógio de espectro espalhado? Se tão bom usá-lo! Só estou tentando ressaltar que qualquer ação inicial que você faça pode economizar muito dinheiro na hora da certificação.
Conheça suas especificações:
Para limpar a FCC, você precisará passar nos testes de radiador intencional de 433Mhz e radiador não intencional de Classe B. Basicamente, eles vão escanear todas as frequências que sua placa fornece e depois mostrar se você está acima dos níveis permitidos. Isso ajudará se você souber as regras, então, aqui estão alguns links para o que você precisará.
Reveja:
Uma das coisas boas da maioria dos laboratórios de certificação é que eles têm especialistas que podem revisar seu design e seu layout para apontar possíveis áreas problemáticas, mas não espere poder contar com eles para resolver seus problemas. Eu recomendaria que você seguisse a atitude de que realmente não sabe o que está fazendo em termos de conformidade. Peça ajuda e ouça o máximo que puder. Não sei para onde você planeja ir, mas aqui estão alguns lugares que usei:
Eu também usei pequenos lugares independentes. Todos eles podem ajudá-lo, mas eu gosto de escolher um lugar por perto para que eu possa entrar quando preciso, ninguém quer uma viagem de duas horas todos os dias enquanto trabalha em um problema de emissões. Além disso, às vezes outras pessoas terminam mais cedo e você pode entrar por meio dia pela metade do preço, bom quando você está com um orçamento limitado.
Seu primeiro dia irradiou emissões:
Ok, é o seu primeiro dia em que você fará uma pré-digitalização, porque você não tem idéia se vai passar ou não. É claro que você trouxe seu produto para o laboratório e, se precisar de cabos, trouxe versões "realmente muito longas" deles. Se você precisar de um cabo USB para depurar, é melhor ter um longo, porque ele fica embaixo do chão e a alguma distância de uma sala fora da câmara. Eles colocam seu produto na câmara em uma mesa rotativa, você o coloca em funcionamento e depois fecha a porta.
Agora essa parte demora um pouco, eles vão girar seu cartão enquanto movem a antena receptora para cima e para baixo. O que você terá no final é um conjunto de gráficos de diferentes posições, mostrando a amplitude / frequência que seu cartão irradiava. Também haverá uma linha, você cruza a linha que você falha, você não passa. É bem provável que, em sua primeira tentativa, você falhe, não se preocupe, isso acontece o tempo todo.
AHHHH Eu falhei agora o que ?:
Ok, você falhou, mas você tem um mapa legal que mostra basicamente onde você está falhando. Talvez seja algo óbvio como a frequência exata em que seu micro está funcionando. Ou menos óbvio como por que estou falhando em 1,34 MHz? Agora isso se torna um processo de depuração como qualquer outra coisa. Lembre-se de que a forma mais simplista é a radiação causada pela corrente que flui em um loop. Isso cria campos EM, esses campos irradiam da sua diretoria e a FCC fica irritada. Seu trabalho é rastrear essas fontes de ruído e esmagá-las.
Foi por isso que pedi para você fazer ou obter uma sonda, agora você pode voltar para a câmara com a sonda e o analisador e mover a sonda lentamente em torno do seu cartão até encontrar os 1,34 Mhz. Dividir e concordar é o nome do jogo. Em placas mais complexas, você pode se dar ao luxo de desligar as peças ou rasgá-las e testá-las novamente. Digamos que você ache que um opamp parece ser a fonte do seu ruído. Bem dessoldar e digitalizar novamente, pelo menos, que lhe dirá a fonte. Coisas como relógios, ônibus e principalmente cabos externos produzem grandes fontes de radiação (assim como as placas projetadas às pressas).
Basicamente, lave e repita até você ter uma idéia de onde suas emissões vêm.
Consertando-o:
Voltarei a preparar novamente, porque tudo o que você poderia ter feito seria menos dinheiro e menos doloroso do que você tentará agora. Existem tantas causas e correções possíveis, e seria impossível listar todas elas. Algumas coisas que você pode tentar estão usando sua fita de cobre para cobrir um componente (ou sua placa) e aterrá-lo. Então, digitalizando novamente, é como ter um escudo em sua placa. Você pode tentar diminuir as taxas de borda dos relógios ou das linhas seriais, se parecer que isso ocorre. Talvez cortar e redirecionar um sinal ajude. Cabos externos são sempre uma luta. Você pode tentar prender as contas de ferrite ou outras soluções lá. Seu laboratório deve ter um monte de brinquedos para brincar, além de uma variedade de bonés, resistores e outras coisas estranhas para experimentar. Meu conselho seria ir por um dia fazer a varredura e tentar isolar as coisas. Em seguida, peça ajuda no laboratório e volte aqui e peça mais ajuda.
Após cada alteração, digitalize-a com a sonda sniffer, isso também é algo que você pode fazer em seu escritório / casa, se você tiver o equipamento. Você pode trabalhar para abaixar esse nível de emissão o dia todo e, quando achar que voltar, voltará à câmara. Mantém o chefe longe de seus custos, ou mantém seu nível de estresse baixo se você é o chefe.
Não tenha medo:
A primeira vez que é sempre assustadora, tive o Jr. Engineers ficando preso nos testes por dias tentando descobrir as coisas. Esse pode ser um cenário de pesadelo, quando esses US $ 1200 por dia estão saindo do seu bolso. Se você tomar o seu tempo, dividir e conquistar, deve conseguir. Não tenha medo de pedir mais conselhos várias vezes. Se eu conseguir passar metade das coisas pelas quais passamos, então você pode passar por sua prancha.
No espectro espalhado:
Se sua placa puder lidar com isso, considere usar uma fonte de clock de espectro espalhado em vez do que você usa hoje. Um relógio SS basicamente balança a freqüência do relógio principal para frente e para trás um pouco. Isso ajuda porque a FCC mede não a sua amplitude de pico, mas o seu quase pico, que é uma forma de calcular a média. Então, ao balançar ao seu redor, diminua a amplitude média de suas emissões. A maioria dos meus designs de consumidor usa isso, já que estávamos sempre em caixas de plástico.
Caixas de metal / proteção:
Você sempre pode proteger seu produto de uma maneira ou de outra. A maioria dos bens de consumo baratos estão em caixas plásticas, e a maioria das pequenas pranchas de desenvolvimento são ao ar livre. No entanto, muitos produtos vêm em algum tipo de caixa ou compartimento de metal ou têm peças individuais na placa que são protegidas. Se você já destruiu alguns aparelhos eletrônicos, sem dúvida já viu partes ou seções de um circuito com uma pequena caixa de metal com orifícios ao seu redor. Você pode brincar com fita de cobre ou papel de alumínio ao depurar para ver se isso ajuda. Apenas garanta que você GND e não curta nada! Geralmente coloco Kapton ou alguma outra fita e depois coloco minha fita de cobre sobre ela.
Voltando à preparação de mais uma vez, geralmente é uma boa ideia deixar as conexões da sala e do GND em torno das peças ou seções do circuito, para que você possa adicionar uma gaiola facilmente mais tarde, se for necessário. Dessa forma, se você ficar preso no último minuto, pelo menos, não precisará revirar. Muitas vezes as coisas que podem ser resolvidas com uma gaiola podem ser resolvidas com um redesenho cuidadoso, mas nem sempre.
Radiador intencional:
Se você tiver que passar por isso, é mais dispendioso e mais trabalhoso ... :) Meu conselho pela primeira vez, já que você está usando um módulo de qualquer maneira, é se o módulo mais a antena que você está usando não está. pré-certificado e escolha outro. Por que gastar seu dinheiro depurando sua placa? Para mim, esse é o objetivo de comprar um módulo, caso contrário, eu mesmo o faria. Se você optar por não fazê-lo, esse teste será semelhante ao descrito acima, mas agora eles verão como o produto irradia, está dentro da potência permitida, não interfere nas bandas adjacentes etc. alguém aqui pode explicar esse processo melhor do que eu. Eu só fiz isso uma vez com ajuda.
Emissões conduzidas:
Presumo que você esteja usando uma fonte de alimentação de verruga e não conectando diretamente à rede elétrica. Nesse caso, isso deve facilitar muito a aprovação no teste de emissões conduzido. A maioria dos fabricantes fornece plugues que, pelo menos, passam na parte conduzida do teste de emissões, e se o seu não tentar outro plugue :) (obrigado a @ dext0rb por apontar isso)
Tenho certeza de que perdi algumas coisas, por isso, se você tiver alguma dúvida, me avise. Ficarei feliz em tentar ajudá-lo na sua primeira vez. Tenho certeza que outros caras também vão gritar. É uma área complexa, mas nada a temer.
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Aaah sim, parado no final de uma íngreme curva de aprendizado.
O melhor lugar para começar é com um dos excelentes livros para EMI / RFI em nível de sistema - Henry Ott é uma boa referência conhecida. Howard Johnson também tem uma excelente série na web.
O tempo da câmara de teste é caro, mas você pode aprender muito lá. Há coisas que você pode fazer com antecedência para garantir que você já começou a acelerar. Eu usei detectores de mão da Credence Technologies , pequenas antenas de loop nos analisadores de espectro etc. no meu laboratório primeiro.
Também é importante entender as assinaturas de Fourier dos sinais.
Coisas a saber:
Os técnicos são quase sempre muito úteis e podem ajudar com diferentes configurações de recebimento e com o objetivo de isolar áreas e modos e terão um estoque de esferas de ferrite para ajudar a isolar os cabos. etc. Envolva-os cedo e quando você for ao estabelecimento converse com eles para ver com quem você pode trabalhar.
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Muitas instalações oferecem testes de pré-conformidade, cujo objetivo é erradicar problemas de design em um processo um pouco menos formal que geralmente é mais barato por hora do que os testes de conformidade total. Você fará alguns testes, fará algumas medições e, em seguida, discutirá com os engenheiros da instalação maneiras de melhorar o seu circuito se não atender à conformidade. Se você puder fazer as alterações imediatamente na sua placa (por exemplo, mudar os valores do filtro de entrada), os testes poderão ser executados novamente durante o tempo previsto. O processo é muito mais amigável do que você imagina - as instalações de teste desejam que seu produto seja compatível e são um ótimo recurso para ajudá-lo a chegar lá.
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