Kompatybilność elektromagnetyczna - harmonia świata elektroniki

Postęp technologiczny, zwłaszcza w obrębie elektroniki pruje jak kura z ADHD. Pędzi na złamanie karku i nadal nie chce się zatrzymać. Mamy znacznie więcej urządzeń elektrycznych i elektronicznych w naszych domach. Dokupujemy pralkę, lodówkę, laptop, wnosimy je do mieszkania, podpinamy i pyk… Wszystko pięknie działa. Telewizor nie szumi, głośniki nie harczą, pralka nie planuje potajemnie przejąć kontroli nad domostwem. Nie zawsze tak było... do momentu kiedy nie pojawiła się ona. Długie nogi, zgrabna figura i ta nieobliczalność w charakterze. A na imię było jej kompatybilność elektromagnetyczna. Co dziwne, zawsze podpisuje się swoim inicjałem EMC.

W tekście celowo posłużyłem się uproszczeniami na potrzeby ułatwienia przekazu.

Do czego bym ją przyrównał? Nie chce wchodzić na razie w zjawiska elektromagnetyzmu (przyjdzie na to czas), ale posłużę się mniej lub bardziej trafną analogią. Tak jak lasy, rzeki, łąki są naszym środowiskiem łączącym człowieka z naturą, tak eter i sieć elektryczna jest środowiskiem łączącym ze sobą urządzenia elektryczne i elektroniczne. Tak samo jak człowiek może korzystać z dóbr natury ale bez nadużywania jej, tak samo technologia powinna korzystać ze swojego środowiska z rozwagą. Bez śmiecenia, karkołomnej wycinki lasów, wybijania rzadkich gatunków zwierząt. Co się może zdarzyć w technologii kiedy zabraknie odpowiednika tej równowagi?

Od „pierdzących” głośników przy dzwoniącym telefonie (chociaż zdarza się to już wyjątkowo rzadko), przez wieszający się sterownik w pralce aż po pomiar temperatury na piecu, który co sekundę potrafi skoczyć o 100 stopni. Znany jest przypadek szczoteczki ładowanej indukcyjnie umieszczonej na pralce, która po uruchomieniu wyzwalała w niej elektozamek. Prania nie wyjmiesz. Prelegent w rozmowie z małżonką powiedział: „Kochanie, wyłącz szczoteczkę to pralka się otworzy”. Śmiechom nie było końca. Osobiście doświadczyłem podczas podróży PKP przypadek, w którym przestało mi działać TouchID w iPhonie SE po podpięciu do ładowania do sieci w wagonie. Odpiąłem, cyk z powrotem zaczęło działać. Problemy w urządzeniach gdzie nie zadbano o EMC bywają tak różne i nieraz tak nieprzewidywalne. Z drugiej strony nie zawsze mamy możliwość przewidzenia, że użytkownik stworzy tak skrajne ustawienie urządzeń, które nie będą miały szansy się nie zakłócić między sobą. To sprawia że ta dziedzina R&D elektroniki jest dość niesamowita. Zupełnie jak z kobietą, do pewnego stopnia należy oczekiwać nieoczekiwanego. W obu przypadkach do pewnego stopnia jesteśmy w stanie te nieoczekiwane przewidzieć.

Kompatybilność elektromagnetyczna to z jednej strony cecha urządzenia, z drugiej zaś zbiór wymagań stawianych przed producentami urządzeń elektrycznych i elektronicznych, które muszą zostać spełnione, aby produkt legalnie mógł zostać wypuszczony na rynek. Wymagania te mogą się różnić w zależności od kraju, typu urządzenia, środowiska w którym będzie używane. Idea jednak pozostaje podobna, na EMC składają się dwa elementy:

  • urządzenie nie powinno emitować nadmiernych zaburzeń elektromagnetycznych do swojego środowiska pracy Marian, komórka nam coś sieje, zamknij ją, byle na klucz
  • urządzenie powinno być wystarczająco odporne na zaburzenia elektromagnetyczne jakie mogą się pojawić w jego środowisku pracy Grażyna, ciągle szumi mnie te radyjo”

Dla każdego urządzenia, w zależności od jego typu przygotowywany jest swego rodzaju „egzamin”, zbiór badań który jest przeprowadzany w laboratoriach do tego przystosowanych. Bardzo przydatną rzeczą już na etapie tworzenia prototypu urządzenia jest możliwość robienia mu takich „kartkówek” przed finalnym testem. Umożliwia to poprawianie błędów na bieżąco, aby nie okazało się, że przy finalnym egzaminie nasz delikwent przyszedł na „betona” i z dwóją wrócił do domu. „Egzaminy” są dość drogie, terminy sprzedaży urządzenia klientowi nie są z gumy – a urządzeń bez testów nie wypuścisz. Jeśli nie chcemy się narazić na kłopoty i idące z nimi straty do egzaminu podchodzimy przygotowani w 100%, aby to już była tylko formalność. Bez jakiś głupich dogrywek, dodatkowych pytań ustnych u profesora, bez „panda trzy”.

Taki proces przechodzi, w mniejszej bądź większej formie każde urządzenie elektroniczne i elektryczne jakie masz w domu. Daruję sobie opisywanie jakie normy i dyrektywy muszą zostać spełnione, temat jest ultraszeroki, papierologia z tym związana ma w sobie tyle nudy, że sam zasypiam ślęcząc nad kolejnymi wydaniami norm. Ciekawskich odsyłam do deklaracji zgodności Waszego smartfona - wystarczy do nazwy modelu w Google dopisać "deklaracja zgodności" albo "declaration of conformity" - nie wszyscy producenci dostarczają je we wszystkich językach. Dyrektywy i normy ETSI (Europejski Instytut Norm Telekomunikacyjnych) są dokumentami dostępnymi legalnie za darmo w sieci. Normy Polskiego Komitetu Normalizacyjnego to temat na niejednego mema, ale o tym przy następnej okazji.

Z uwagi na to, że pracuje od 3 lat w laboratorium badającym urządzenia pod kątem EMC, w kolejnym wpisie przekaże Wam, jak takie badania wyglądają. Są dwie opcje dalszego scenariusza: W przypadku zgody mojej firmy na udostępnienie zdjęć z labu otrzymacie kawałek mojej pracy od kuchni - to byłaby najlepsza opcja. Jeśli zgody takowej nie będzie, posłużę się materiałami dostępnymi w sieci.