Printer som inte fick användas

Under andra hälften av 80-talet jobbade jag med printerutveckling och var teknisk projektledare för framtagning av termoprintrar för etikettut­skrift. Dessa printrar var relativt små och behändiga och var efterfrågade på marknaden. De och deras senare efterträdare har funnits och finns fortfarande i olika vitt skilda applikationer, från livsmedelsaffärer till flygplatser och apotek.

 

Våra säljare, glada i hågen, åkte på en mässa i USA för att ställa ut, de­monstrera och sälja printrarna. En av de följande dagarna ringde de till företagsledningen, med panik i rösten, och berättade att det kommit några kontrollanter till deras mon­ter. De hade frågat om printrarna var FCC godkända och letade efter märket, som skulle visa detta. Eftersom printrarna varken var godkända eller märkta så fick man stänga av dem, så att de inte riskerade att störa andra produkter på utställningen.

 

Som projektledare fick jag många panikslagna samtal och det blev min uppgift att försöka ”fixa” problemet. Det kändes ganska mycket som om jag var ute ”på okänt vatten”. Ingen av oss hade hört talas om eller hade erfarenhet av EMC. Vi satte igång och skaffade information.

Vad är EMC?

Det visade sig snabbt att det fanns olika regler i olika länder, både vad gällde elsäkerhet och EMC. Jag kommer ihåg att vi tom fick byta finsäkringen, när vi skulle sälja i olika länder. USA, Kanada och Västtyskland hade skilda standarder bl a på säkringar och det fanns inte en som passade alla tre. På liknande sätt var EMC-kraven och ansvariga myndigheterna olika. I USA ställde den federala myndigheten FCC krav på digital elektronik.

 

Kraven i FCC part 15-B (Low power unlicensed devices) gällde för radi­ofrekvent emission från alla utrustningar som använder frekvenser över 9 kHz. Tillverkarna är ålagda att garantera att emissionen inte överträ­der en viss nivå i ett specificerad frekvensområde mätt med specificerade mätmetoder.

 

I Kanada var det myndigheten DOC, som styrde över EMC egenskaper­na, men det fanns vissa likheter med FCC. I Europa (innan EU-direktivens tid) var regelverket och standarderna oli­ka i olika länder. Så om vi skulle exportera samma printer till olika län­der, var man tvungen att ta reda på respektive krav, producera printrarna så att de möter kraven, testa uppfyllelse på ett godkänt testlabb och mär­ka varje enhet med föreskriven text. Vi tänkte då, som många andra gjorde, att vi måste leta reda på ett test­labb och testa oss till godkännande. Föst var vi en vända i Karlskrona med fortfarande icke godkända produkter, men några egna erfarenheter rikare. (Se nedan: EMC är inte endast provning)

1. EMC är inte endast provning

Många sätter tyvärr likhetstecken mellan EMC och EMC-provning. Även om EMC-provning är en viktig ingrediens i EMC-arbetet är det långt ifrån allt. EMC-arbetet måste påbörjas långt innan man kommer till det verifierande provningsstadiet; risken är annars stor att man får börja om med konstruktionsarbetet eller, i bästa fall, genomföra omfattande förändringar.EMC-verksamheten i ett projekt måste starta redan på idéstadiet och ska vara en integrerad del av produktutvecklingen samt ska bedrivas kontinuerligt under produktens hela livscykel. Tid och re­surser behöver således anslås för en mängd EMC-aktiviteter, se Figur 3.

Skärmning

Vi har bland annat lärt oss, att skärmning inte är så lätt som man tror. Vår duktiga mekanikkonstruktör hade gjort en smart lösning, som vi­sade sig vara del av problemet.

 

Printerns ena del var ett switchat spänningsaggregat, vars radiofrekven­ta störningar letade sig ut genom skärmen. Skärmen, i detta fall, var en kapsling bestående av en tvådelad låda i eloxerad aluminium, som (där kommer det smarta) var sammanfogad med en lagom tjock ståltråd, som man stuckit in i fogen, likt en gångjärn. Det visade sig att man kunde ”trimma” det läckande fältets spektrum genom att ändra lite på fogens kontakteringsegenskaper genom att skju­ta eller dra lite i tråden.

Vi har lärt oss att:

• Skärmningsegenskaperna är beroende på öppningar och spalter i skärmen (se Figur 5).
• Att eloxerad aluminium har dåliga ytlednings-egenskaper.
• Att switchade spänningsaggregat kan vara en oavsiktlig radiosändare.
• Att man sällan kan testa sig till resultat utan att konstruera för EMC.

Väl hemma var vår första åtgärd att försöka lågohmigt sammankoppla de inblandade aluminiumdelarna och koppla dem till printerstommen. För ändamålet införde vi tre gröngula ledningar av relativt grov dimension och vardera längder på c:a 15 cm. Mätningarna visade inte någon nämnvärd förbättring. Vi lärde oss sedan varför: Lågresistivt för DC och lågimpedivt för RF är inte samma sak.

 

Tumregel: en ledare vars längd är en 1000-del av våglängden har en im­pedans på ca 3 ohm vid aktuell frekvens.

Så småningom (1995) blev Sverige medlem i EU, då började EMC-direk­tivet (89/336/EC) att gälla även i Sverige, vilket förenklade saker i mångt och mycket. (Se Figur 4.)

• Tillverkaren själv är ansvarig för att produkten uppfyller direktivens krav.
• Det finns olika vägar att CE-märka en produkt. Man behöver inte nödvändigtvis anlita ett auktoriserad testlabb.
• Standarderna är harmoniserade och gäller för alla länder i EU – inga spretiga krav och därmed enklare export.

 

Miklos Steiner

Electronic Environment

 

2. Vad är EMC?

EMC (EMC = Electro Magnetic Compatibility (definieras senare) betyder, som de flesta vid det här laget förmodligen vet, elektromagnetisk fören­lighet eller samexistens. EMC är ett tillstånd då all utrustning (apparat, delsystem, system, anlägg­ning, fordon, båtar, fartyg, osv) med el- och elektronikkomponenter fung­erar utan att störa varandra (dvs en apparat stör inte en annan apparat) eller utan att bli störda av naturliga elektromagnetiska fenomen såsom urladdning av elektrostatisk laddning (ESD), åska eller jordmagnetiska stormar.

 

Ett objekt har ändliga, dubbelriktade EMC-egenskaper (reglerat i lag genom minimikrav); dvs det ska tåla en viss grad av elektromagne­tisk miljöpåverkan samtidigt som det tillåts påverka denna miljö till en begränsad grad. Man kan säga att objektet har en viss tålighet mot elek­tromagnetisk påverkan och att det även kan påverka den elektromagne­tiska miljön genom elektromagnetisk emission.

 

EMC (electromagnetic compatibility) är det tillstånd som eftersträvas då man inte har problem med störningar. Notera att detta gäller för alla frekvenser från 0 Hz till 300 GHz!

 

EMI (Electromagnetic interference) är en form av (el)miljö­förorening som kan vara ett allvarligt hot och som är ständigt ökande. Dess effekter omfattar allt från mer eller mindre obetyd­liga störningar i radiomottagning till allvarliga olyckor eller tillbud orsakade av störningar i säkerhetskritiska styrsystem.

Olika former av elektromagnetiska störningar (fenomen)

• Orsakar ofta felfunktion i el- och elektronikutrustningar.
• Hindrar radiokommunikation eller fullt utnyttjande av frekvens­spektrat.
• Antänder explosionsfarliga gaser och material.
• Orsakar olyckor.
• Kan ha effekt på mänsklig vävnad (uppvärmning). Eftersom an­vändning av el- och elektronikutrustningar tränger allt mer och djupare in i alla delar av samhällslivet, ökar störningspotentialen och risken för allvarliga olyckor eller tillbud orsakade av avsakna­den av tillräcklig EMC.