Hoe EMC minded ontwerpen COers?

Anoniem

Sinds de jaren 60 heeft de halfgeleidertechniek een explosieve ontwikkeling gekend. Steeds snellere logica, hogere kloksnelheden en grotere vermogens noodzaakten ook een totaal andere visie op print lay-outs. De snelle schakelflanken zorgden steeds meer voor onderlinge beinvloeding van de verschillende delen van een schakeling.
De dunne printspoortjes en vele draadbruggen maakten plaats voor grote massavlakken; ontkoppeling van de voedingsspanning vlakbij de Ic's en nog veel meer. Dubbelzijdige printen deden hun intrede enz...De gevoelige Cmos logica nam veel zaken over en extra bescherming tegen statische elektriciteit werd een noodzaak. Begin jaren 90 was er een enorme groei van elektronicatoepassingen , zowel in de industrie, administratie als thuis.Denk maar aan de PC's. Ook de zenderij nam sterk toe.
GSM, afstandsbedieningen...De densiteit van apparaten nam dergelijke proporties aan dat maatregelen noodzakelijk waren om ze in elkaars nabijheid te kunnen laten functioneren. Men besloot meteen het probleem op Europees niveau aan te pakken voor de handel.In debeginne waren er grote problemen, want wie EMC zegt, zegt ook radio, en ontwerpers van logicawaren daar meestal totaal niet van op de hoogte. Hoe sneller een processor schakelde hoe beter was de leuze. Onder druk werden algauw radiospecialisten gerecruteerd en opgeleid en na een tijdje besfte men dat EMC niet een zaak was van naderhand gauw nog een ferrietje ertegenaangooien en desnoods in een metalen doosje stoppen, maar dat al van het prille ontwerp rekening moest gehouden worden met een aantal zaken.

Nu zijn we weer jaren verder en ik merk tot mijn verbazing dat heel wat zelfbouwers aan gans dat belangrijke aspect geen boodschap lijken te hebben. Er wordt lustig gebouwd op experimenteerprintjes stijl anno 1980 zonder de minste voorzieningen om de straling en de gevoeligheid voor invloeden van buitenaf en zelfs van de delen van de eigen schakeling op elkaar te vermijden.
Ik kan begrijpen dat een student of een starter of iemand die iets wil uitproberen zo te werk gaat, maar het gebeurt even vaak bij behoorlijk onderlegde personen en definitieve schakelingen.
Bizar.

Op 6 april 2017 17:45:47 schreef grotedikken:
Nu zijn we weer jaren verder en ik merk tot mijn verbazing dat heel wat zelfbouwers aan gans dat belangrijke aspect geen boodschap lijken te hebben. Er wordt lustig gebouwd op experimenteerprintjes stijl anno 1980 zonder de minste voorzieningen om de straling en de gevoeligheid voor invloeden van buitenaf en zelfs van de delen van de eigen schakeling op elkaar te vermijden.

De meeste zelfbouwers zoals ik oa. denken daar nooit aan omdat ik nooit een print in elkaar steek die productierijp moet zijn.
Wie van ons maakt als zelfbouwer meer dan 5 printen van hetzelfde? heel weinig denk ik.

Als ik hoor hoeveel elektronica teruggestuurd wordt naar China door een groot bedrijf hier in de streek omdat het niet voldoet aan de gestelde eisen dan moet je als zelfbouwer daar zelfs niet aan denken/beginnen.

Geef mij maar van die groene Chinese experimenteerprintjes, zalige dingen zijn het voor nu en in de toekomst. ;)

LDmicro user.
rbeckers

Overleden

Experimenteer printjes en dead bug methode zijn zelf niet een EMC probleem. Maar snelle componenten die steile flanken hebben kunnen wel een probleem zijn.
Veel COers hebben minder aandacht voor EMC. Opleiding, inzicht en begrip van HF, componenten en datasheets, zijn factoren die dit veroorzaken.
Bij elektronica is er een volgorde in het leerproces waarbij EMC laat aan bod komt. (En de wet van Ohm vroeg aan de beurt is)

Wij houden vanaf de concept fase rekening met EMC compliance, voor dat een ontwerp zelfs maar naar Revisie 0 gaat hebben we al een concept hoe we de gewenste immuniteit en emissies kunnen doen.
Limieten stellen aan rijstijden, een goed ground concept, goede ontkoppeling van inputs, van te voren selecteren waar je storingen laat vloeien en waar je ze niet wilt.
(en dan gaat het soms nog steeds mis, vooral bij erg dichte PCB's is het soms moeilijk om een goed overzicht te krijgen van de PCB)

Het is een kwestie van elke flater leer je van, en de volgende keer doen we het beter.

"Stupidity is also a gift of God, but one mustn't misuse it." - Pope John Paul II
mel

Golden Member

Als hobbyisten hebben we niet vaak het idee dat het heel snel moet, dus geen steile flanken of zo.
En ik persoonlijk hou er wel degelijk rekening mee. Mijn hobby is radio, dus ik ga mn eigen glazen niet ingooien...
En meer dan een experimenteerprint zal het niet worden.

u=ir betekent niet :U bent ingenieur..
evdweele

Overleden

Het is een leerproces.
Je moet eerst met het probleem worden geconfronteerd om te kunnen inzien dat er überhaupt een probleem bestaat.

Als je nooit last hebt van EMC problemen kom je ook niet op de gedachte er rekening mee te moeten houden.

Techniek is ervoor gemaakt om ons in de steek te laten. Het blijft een ongelijke strijd tussen de techniek en de technicus.

Daar heeft U mischien een punt, veel hobbyisten hebben de apparatuur niet om emissies e.d. te meten.
Ze hebben het mischien door als de electronica zichzelf stoort of een ander verstoort.
Ik heb in de loop der jaren maar een paar projecten gezien waar de EMC bij de eerste revisie goed genoeg was (lees ongeveer, 1 per 2 jaar) en daan betroffen dit vaak user interfaces, waar het powerbord al gedaan was.

Maar U heeft helemaal gelijk, het is een leerproces waar je bij elk project weer wat meer op pikt.

[Bericht gewijzigd door walkura op donderdag 6 april 2017 19:35:46 (11%)

"Stupidity is also a gift of God, but one mustn't misuse it." - Pope John Paul II
Anoniem

Jij bent een voorbeeld van hoe het wél moet.
Maar ik heb het niet eens over het meten of normen,maar over "good practice" Een werkwijze die tot een goed resultaat leidt en mogelijke problemen voorkomt. Hobbyisten die jarenlang elektuurs verslonden hebben moeten zich toch ook al eens afgevraagd hebben waarom de manier van werken zo veranderd is.
Er is bijvoorbeeld ooit sterk over uitgeweid waarom je ongebruikt printoppervlak zoveel mogelijk intact moet laten als massavlak, en hoe de voedingsbaantjes voor de verschillende IC's moeten geposisitioneerd worden om beinvloeding van de IC's onderling te voorkomen.En hoe je ingangen en uitgangen van versterkers moet scheiden zodat de boel niet door overspraak aan het oscilleren gaat.

[Bericht gewijzigd door Anoniem op donderdag 6 april 2017 20:06:59 (32%)

Het topic is vast ingegeven door de mooie soldeerwerkjes van Blackdog. Die zijn vaak op de goedkope groene Chinese, doorgemetalliseerde gaatjesprint in elkaar gestoken.
Maar waar zouden we deze experimenteerprint kunnen verkrijgen: http://w5jgv.com/vctcxo/vctcxo%20pcb.jpg Een EMC-experimenteerjuweeltje misschien?

mel

Golden Member

En hoeveel commerciele ontwerpen zijn echt EMC immuun? schakelende voedingen, adapters.. PLC (communicatie over lichtnet) ,zet maar eens een kortegolfontvanger aan, willekeurig waar...
EMC werkt wel 2 kanten op...

u=ir betekent niet :U bent ingenieur..
High met Henk

Special Member

Omdat ik voornamelijk digitaal ontwerp werk ik altijd met zo kort mogelijk spoortjes, ground planes boven en onder, geen 90 graden hoeken.

heb nog nooit storings problemen gehad en het werkte meestal feilloos. Echter heb nu al paar jaar weinig meer serieus ontworpen...

E = MC^2, dus de magnetische compatibiliteit doet kwadratisch mee???

Op 6 april 2017 20:45:42 schreef mel:
..zet maar eens een kortegolfontvanger aan, willekeurig waar...

Dat zegt op zich niet zo veel. Jij zit met die ontvanger heel dicht op de bron. Dat een apparaat dat aan de normen voldoet betekent niet dat er geen emissie is. Je zult dus best wel wat horen op je ontvanger, ook bij een goedgekeurd product.

"We cannot solve our problems with the same thinking we used when we created them" - Albert Einstein

Bij het ontwerpen van ontvangers werd toch al vanaf het begin af aan rekening met EMC gehouden? Denk maar aan stervormige massapunten, zo kort mogelijke verbindingen tussen diverse componenten en afscherming.

Zorg dat je er bij komt, bij de Marine. Sympathisant van de Koninklijke Marine. Luistert graag naar militaire muziek.
Anoniem

Op 6 april 2017 20:45:42 schreef mel:
En hoeveel commerciele ontwerpen zijn echt EMC immuun? schakelende voedingen, adapters.. PLC (communicatie over lichtnet) ,zet maar eens een kortegolfontvanger aan, willekeurig waar...

Het heeft nog lang geduurd voordat deze voor de hand liggende opmerking er kwam. :-)

EMC werkt wel 2 kanten op...

Dat ben ik met je eens.
Het storende apparaat moet zijn emissies beperken en het andere apparaat moet een zekere immuniteit bieden daartegen. Dat is de hele gedachte erachter. Maar strengere eisen stellen aan degenen die je van modern comfort voorzien en vinden dat je van jouw kant niets moet doen vind ik wat navelstaren. Stel dat de fabrikant van elektrospul zijn elektronica op gaatjesprint zou maken en ook de andere EMC maatregelen volledig zou weglaten, dan kun je je seinsleutel aan de wilgen hangen.

Ik krijg opeens een schitterend idee. zet je seinsleutel in serie met een inverter, en elke amateur ontvangt je ongeacht op welke frequentie hij luistert. En kwaad kan het niet, de inverter zend toch zowiezo uit. Je voegt dus geen storing toe. :-)

Analoge ontwerpers hebben vaak een degelijke kennis van EMC.

This is the world we know best, the world of madness
Anoniem

Op 6 april 2017 21:53:32 schreef dawmast:
Bij het ontwerpen van ontvangers werd toch al vanaf het begin af aan rekening met EMC gehouden? Denk maar aan stervormige massapunten, zo kort mogelijke verbindingen tussen diverse componenten en afscherming.

Natuurlijk, maar er zijn nadien een enorm aantal stoorproblemen bijgekomen die geen radioapparaten waren. PC die stoort in de vaste telefoon is daar een voorbeeld van. Doordat de klokfrequenties en de stijgtijden de pan uiterezen en de complexiteit steeds toenam moesten ook op printniveau bapaalde werkwijzen gevolgd worden. Niet in de laatste plaats om het apparaat zelf te laten correct functioneren.Daarom werden de eerste EMC technici gerecruteerd onder radiospecialisten die kennis hadden van hoe Em golven zich gedragen en voortplanten. Vaak waren dat technici en ingenieurs uit zend/ontvangststations die in hun vrije tijd amateur waren.

rbeckers

Overleden

Dan toch de betere en gevorderde analoge ontwerpers.

Een inverter achter een seinsleutel werkt niet.
De inverter is te langzaam. ;)

Edit:
Andere banden krijgen ook problemen.

[Bericht gewijzigd door rbeckers op donderdag 6 april 2017 23:34:47 (15%)

Hubie

Special Member

Op 6 april 2017 21:53:32 schreef dawmast:
Bij het ontwerpen van ontvangers werd toch al vanaf het begin af aan rekening met EMC gehouden? Denk maar aan stervormige massapunten, zo kort mogelijke verbindingen tussen diverse componenten en afscherming.

Daar hoef je je geen zorgen over te maken.Alles wat ingeblikt moet zijn is ingeblikt.
In Plessey ontvangers van 40 jaar terug was elke module al compleet ingeblikt.(ook fijn als je zoiets moet repareren ;-) )

De rotzooi komt binnen op de antenne ingang.
De gewone consument heeft nog nooit van EMC gehoord en koopt een dimmer of PLC voor internet omdat dat zo lekker makkelijk is.
Zo had ik vroeger een VGA monitor die stoorde als de hel.
Toen ik het ding een keer open had gemaakt zag ik hele lege plekken op de print waar eigenlijk ontstoor condensatoren en spoeltjes en ferrietkralen hadden moeten zitten.maar ja...dat kost geld.Dus dat hadden ze maar even overgeslagen.,

Hubie

Special Member

Vroeger werd er dankbaar gebruik gemaakt van EMC door duistere diensten.
O.a door de pulsen op te vangen voordat het gecodeerd werd in ambassades(boek Spycatcher) De instellingen van de Hagelin werden opgevangen door een zendertje in de telefoon die naast de Hagelin stond.
Een recenter voorbeeld is onze vroegere stemcomputer.
https://en.wikipedia.org/wiki/Van_Eck_phreaking

Elke druk op een toets werd ongeveer 100 Meter uitgestraald.

GJ_

Moderator

Op 6 april 2017 17:45:47 schreef grotedikken:...tot mijn verbazing...

Serieus? Misschien dat de omgang van de hobbiebob met EMC wat onhandig is, maar het tegenovergestelde verwachten is ook niet echt handig ;-)

Veel professionals zijn er echter ook niet echt goed mee, dat is veel vervelender. In low budget machines die in grote series gebouwd worden (grote series zijn voor mij series > 1000 stuks) kom je nog wel eens een print met een microcontroller tegen in plaats van een fatsoenlijke PLC. En bij negen van de tien komt het dus geregeld voor dat ze resetten als er elders iets schakelt of start.

Op 7 april 2017 09:19:32 schreef GJ_:
En bij negen van de tien komt het dus geregeld voor dat ze resetten als er elders iets schakelt of start.

Ik denk dat dit komt omdat mensen veelal 'functioneel' ontwerpen, het werkt toch? Maatregelen nemen om ongewenste acties tegen te gaan is een uitgangspunt dat door veel ontwerpers over het hoofd wordt gezien. Mijn ervaring is dat vooral embedded ontwerpers een blinde vlek hebben voor dit soort zaken.

This is the world we know best, the world of madness
GJ_

Moderator

Geen idee hoe het komt. Ik moet dat soort machines niet. In principe is het sowieso allemaal rotzooi: als ze dit soort controllers gebruiken is de rest ook slecht van kwaliteit.
Het stoort me wel dat dit soort machines bedoeld zijn voor een industriële omgeving en daar domweg falen.

Anoniem

Op 7 april 2017 09:19:32 schreef GJ_:
[...]Serieus? Misschien dat de omgang van de hobbiebob met EMC wat onhandig is, maar het tegenovergestelde verwachten is ook niet echt handig ;-)

Uiteraard is deze materie voor hobbyisten die kleine experimentjes doen niet essentieel. Maar ik heb het vooral op de vaak zeer ervaren hobbyisten die ook professioneel met elektronica bezig zijn en zeer veeleisende ontwerpen maken.Mij komt het vaak een beetje over als iemand die met veel zorg en kennis een oude auto restaureert om er dan wielen van een kinderwagen op te monteren. :-)

Veel professionals zijn er echter ook niet echt goed mee, dat is veel vervelender. In low budget machines die in grote series gebouwd worden (grote series zijn voor mij series > 1000 stuks) kom je nog wel eens een print met een microcontroller tegen in plaats van een fatsoenlijke PLC. En bij negen van de tien komt het dus geregeld voor dat ze resetten als er elders iets schakelt of start.

Daarmee toon je maar weer eens aan hoe belangrijk het is bij een goed ontwerp EMC minded te ontwerpen. Maar is het hier echt onkunde? Net zoals in de koekjesfabriek zitten de financieel verantwoordelijken van de afnemers
samen te vergaderen. Bij budgetapparaten wordt algauw beslist om alles wat niet essentieel is voor de werking weg te laten om de prijs te drukken. De verwijtende vingertjes van de techneuten worden dan straal genegeerd.

Het is mij in mijn eigen vriendenkring (ja die heb ik ;-) ) bij ervaren hobbyisten al meer opgevallen dat ze bij fabrieksspul perfect weten waar het spoeltje en de condensator, de MOV, de ontkoppeling ontbreekt.
Maar als je ze confronteert met hun eigen bouwsels die niet aan hun verwachtingen voldoen voor gelijkaardige redenen, komen ze plots van de planeet Pluto.

High met Henk

Special Member

Op 7 april 2017 10:02:59 schreef GJ_:
Geen idee hoe het komt. Ik moet dat soort machines niet. In principe is het sowieso allemaal rotzooi: als ze dit soort controllers gebruiken is de rest ook slecht van kwaliteit.
Het stoort me wel dat dit soort machines bedoeld zijn voor een industriële omgeving en daar domweg falen.

ik deel je mening niet: want mijn TEGENVRAAG is:
wat is het verschil tussen:
.1 een microcontroller
.2 een PLC
.3 een PC

vroeger was dat duidelijk,
maar neem nu even een arduino. Microcontroller toch?
Neem nu een Controllino is dat dan een PLC??
Nou dan komt er iets uit als een siemens logo.. Is dat een PLC?
Of moet het een siemens S7 zijn
Okee, dan even door naar een PLC/IPC/IPLC zoals beckhoff en wago en vele andere die leveren. Webserver erin, ethernet SQL databases? Is het nog een PLC? Ze zijn er zelfs met Linux

Dat was de industriepoot.
Dan even naar de microcontrollers terug en ik begin even bij de arduino wederom
Nu een andere microcontroller: de STM32: velen draaien daar CHIBIOS of ECLIPSE op. Ander is het bijna ondoenlijk om er iets op te schrijven.. Feitelijk alweer een soort OS.. IS het nog wel een microcontroller?
Dan ga ik even een stapje verder: in de voor iedereen bekende wereld:
De Raspberry PI. Een PC of een microcrontroller

SCHIET MAAR
en dat verschijnsel zie je overal
Leg mij even met GOED fatsoen het verschil uit tussen:
.1 je PC
.2 je Tablet
.3 je smartphone...

JIJ mag schieten.

ik zie NIET DIRECT een probleem om in een industriële machine een microcontroller in te zetten ipv een PLC, maar dan moet ook wel de hardware eromheen voldoen en dat is toch wel MINIMAAL galvanische gescheiden I/O IMO...
Dan heb ik het nog niet over immuniteit voor stoorpulsen/stoorpulzen (met een S of een Z) of evt tijdelijk opvangen van pieken.....

In de automotive en andere toepassingen zoals agri en veeteelt kom je nauwelijks plc's tegen en dat gaat zelden verrot. Maar moet goedkoop en flexibel zijn dus of dedicated HW of een Industriele PC erin (denk aan melkrobots)

E = MC^2, dus de magnetische compatibiliteit doet kwadratisch mee???

Peripherals hebben bijna altijd een MCU aan boord dus dat kan geen goed argument zijn tegen het gebruik van dedicated hardware. Omslagpunt wordt meestal ingegeven door de omvang van productie. Een machinebouwer die kleine series maakt geeft waarschijnlijk de voorkeur aan een PLC, naarmate het productievolume toeneemt wordt dedicated hardware interessanter. Daarnaast zijn er gewoon ook functies die een enkel met dedicated hardware kunnen worden uitgevoerd, die nipple zoeker in een melkrobot heeft zo zijn eigen optische hardware en algoritmen nodig.

This is the world we know best, the world of madness