Close

Vähemmän prototyyppikierroksia ja EMC ongelmia simuloinnilla

Julkaistu: 29.12.2017 - 11:00:00
Back to References

Simulointi nopeuttaa suunnittelua ja auttaa parantamaan lopputuotteen laatua. EMC eli sähkömagneettinen yhteensopivuus on viisasta ottaa huomioon suunnittelun alusta lähtien.

”Turhan monissa projekteissa EMC-vaatimukset (Electro Magnetic Compatibility) muistetaan vasta aivan kehitysprojektin loppusuoralla. Pahimmassa tapauksessa suunnittelu menee kokonaan uusiksi, jos tuote säteilee radiohäiriöitä määräysten sallimaa enemmän tai tuote ei toimi kun ympäristössä on radiotaajuisia häiriöitä”, varoittaa EMC spesialisti Marko Luukkainen. Etteplanin Jyväskylän yksikössä työskentelevällä Luukkaisella on yli 20 vuoden kokemus RF- ja EMC-suunnittelusta.

Picture - RF immuniteetti simulaatio. Simuloitava laite (malli) asetetaan virtuaaliseen testikammioon ja altistetaan eritaajuisille häiriöille eri suunnista. Väri ilmaisee mahdollisia ongelmakohtia.

Entä jos EMC-ongelma kaikesta huolimatta havaitaan mittauksissa vasta, kun dead-line jo häämöttää?

”Monenlaisia konsteja on.  Simulointi onneksi auttaa tunnistamaan ongelmat ja kehittämään korjaukset mahdollisimman nopeasti. Mutta tuotteen toiminnallisesta laadusta ja ominaisuuksista voidaan joutua tinkimään, kun korjaukset pitää tehdä kiireessä. Myös valmistuskustannukset voivat kasvaa. Paras lopputulos saavutetaan, kun EMC otetaan huomioon projektin alusta lähtien”, Luukkonen muistuttaa.

”EMC katselmoinnit ja simulointi kannattaa ottaa mukaan elektroniikan ja mekaniikan suunnittelun alusta lähtien”, Marko Luukkainen painottaa.

 

Vanhat työtavat uusiksi

 

Perinteinen tuotekehityksen työtapa on meille kaikille tuttu. Suunnitellaan, valmistetaan prototyyppi, mitataan, tehdään tarvittavat muutokset, ja aloitetaan seuraava kierros. Kierros voi viedä viikkoja tai jopa kuukausia kalenteriaikaa.

Prototyyppikierroksia voidaan usein korvata simuloinnilla.

”Suunnitellaan, luodaan simulointimalli, ja pannaan kone laskemaan päiväksi tai pariksi. Analysoidaan tulokset ja tehdään tarvittavat korjaukset.  Säästetään valtavasti aikaa ja resursseja verrattuna siihen, että lähdetään suoraan tekemään prototyyppejä”, Luukkainen hehkuttaa.

Simulointi on Luukkaisen mukaan aivan omiaan antennien suunnitteluun, sähkömagneettisen yhteensopivuuden (EMC) analysointiin ja RF-yhteensopivuuden, suojauksen vaikuttavuuden sekä säteilykentän analysointiin. Voimme tutkia myös itse piirilevyä, komponenttien sijoittelua ja mekaniikkaa.

“Myös perinteisiä prototyyppejä silti edelleen tarvitaan”, hän myöntää.

”Vältä turha pähkäily ja ylimääräiset prototyyppikierrokset. Käänny EMC ja simulointi asiantuntijan puoleen mahdollisimman aikaisessa vaiheessa. ”, Luukkainen neuvoo.

Käytännössä todistettua

 

”Suhtauduin ennen epäillen simuloinnin mahdollisuuksiin. Taannoinen projekti sai minut kuitenkin muuttamaan käsityksiäni”, kertoo Projektipäällikkö Niko Auvinen Etteplanin Espoon toimistosta.

”Suunnittelimme vaativaan teollisuusympäristöön elektroniikkayksikön. Elektroniikassa oli mukana asianmukainen EMI-suodatin (Electro Magnetic Interference), joka suunniteltiin huolellisesti hyvien käytäntöjen mukaisesti. Silti mittauksissa ilmeni ongelmia. Lähelle tuotu matkapuhelin aiheutti laitteeseen toimintahäiriöitä”, Auvinen kertoo.

Aikaa oli niukasti. Auvinen kääntyi Etteplanin Jyväskylän toimipisteen ja EMC spesialisti Marko Luukkaisen puoleen. Marko tutki laitteen, mallinsi sen ja pani simulaattorin laskemaan. Simulaattorin laskemat tulokset vastasivat varsin tarkasti todelliselle prototyypille saatuja mittaustuloksia. Simulaatiomalli todistettiin näin toimivaksi ja riittävän tarkaksi ja sitä voitiin heti käyttää ongelmakohtien etsimiseen.

Kuva - mitatun prototyypin ja simulaation välinen korrelaatio.

Tämä vakuutti suunnittelutiimin simuloinnin hyödyllisyydestä. Tästä eteenpäin simulointia käytettiin ratkaisujen hakemiseen löydettyihin ongelmakohtiin.

Jyväskylän yksikön pätevällä avustuksella ongelmien lähde paikallistettiin, ja laitteeseen tehtiin tarvittavat muutokset.

”EMC ongelmat saatiin kuntoon ripeästi, ja asiakas sai kaikki vaatimukset täyttävän tuotteen määräajassa”, Niko Auvinen iloitsee.

”Projekti sai minut vakuuttumaan. Simulointi on erittäin hyvä työkalu EMC-ongelmien selvittelyyn” Auvinen sanoo. Hän aikoo ehdottomasti hyödyntää simulointia myös tulevissa projekteissa.

 

Lisätietoja

 

Lataa esitys EM simulaatiosta täältä.

 

Marko Luukkainen
Senior EMC Specialist
Etteplan Jyväskylä

 

Niko Auvinen
Project manager
Etteplan Espoo

Liittyvä sisältö

Sulautettu AC käyttö

Vaihtosähkömoottoreilla on jo yli vuosisata historiaa takanaan. Viime vuosikymmenet ne ovat dominoineet sähkömoottorimarkkinoita sekä teollisissa sovelluksissa että kuluttajaelektroniikan sovelluksissa. Nopeussäädetyissä sähkökäytöissä oli joitakin alueita,  joissa tasasähkömoottori oli ainoa vaihtoehto varsinkin, jos vaadittiin momenttisäätöä tai korkeadynaamista säätöä. Tämä on nyt muuttumassa johtuen kompaktien elektroniikkaratkaisujen saatavuudesta hintakriittisiin sovelluksiin, kuten kodinkoneisiin ja kuluttajaelektroniikan tuotteisiin.

Älä unohda IoT järjestelmän tietoturvaa!

Yhtäkkiä lämmitykset kytkeytyvät pois päältä ja suomalainen kerrostalo kylmenee. Kiinasta tullut palvelunestohyökkäys pani polvilleen taloautomaation keskustietokoneen.

Kerrostalossa päästiin säikähdyksellä. Mutta entä jos kohde on sairaala, teollisuuslaitos tai infrastruktuurin keskeinen osa? Tai älytalo tai minkä vain yrityksen toimipiste.

SKS Automaatio

SKS Automaatio muutti teollisuuden koneiden ja prosessien valvonnan digitaaliseksi hyödyntämällä teollisen internetin (IoT) mahdollisuuksia. Yrityksen kehittämä IoTKey-palvelu on kokonaisvaltainen ratkaisu koneiden ja prosessien valvontaan ja ennakoivaan huoltoon. Etteplan toimi tuotekehitysprojektissa teknologiakumppanina.

Ota yhteyttä
Kalle Mannonen
Kalle Mannonen
Business Unit Director