Badania EMC i efektywnego wykorzystania widma radiowego bezprzewodowych urządzeń IoT

Laboratorium Centrum Technologii Radiowych i Kompatybilności Elektromagnetycznej Ł-ILiM ma akredytację Polskiego Centrum Akredytacji, spełniając wymagania systemu jakości wg PN-EN ISO/IEC 17025 na badania EMC już od 1996 roku, a aktualnie wykonuje badania w zakresie najnowszej dyrektywy 2014/30/EU dotyczącej kompatybilności elektromagnetycznej, która jest powiązana z oznakowaniem CE. Wyposażone jest w samodzielne stanowiska badawcze światowych producentów aparatury. Wśród stosowanych technik badawczych należy wymienić: pomiar emisji napięć i pól zaburzeń (EN 55032), harmonicznych prądu (EN 61000-3-2) i migotań światła (EN 61000-3-3), a także badanie odporności na wyładowania elektrostatyczne (EN 61000-4-2), odporności na pole elektromagnetyczne o częstotliwościach radiowych (EN 61000-4-3), odporności na szybkie elektryczne stany przejściowe (EFT/burst) (EN 61000-4-4), odporności na zaburzenia udarowe (surge) (EN 61000-4-5), odporności na zaburzenia radioelektryczne wprowadzane do przewodów (EN 61000-4-6), odporności na pole magnetyczne o częstotliwości sieci elektroenergetycznej (EN 61000-4-8), odporności na impulsowe pole magnetyczne (EN 61000-4-9), odporności na spadki, krótkie zaniki i wahania napięcia zasilającego (EN 61000-4-11), odporności na harmoniczne i interharmoniczne małej częstotliwości w przyłączu prądu przemiennego łącznie z sygnałami przesyłanymi w sieciach zasilających (EN 61000-4-13), odporności na wahania napięcia (EN 61000-4-14), odporności na tętnienia na przyłączu zasilania prądem stałym (EN 61000-4-17), odporności na zmiany częstotliwości w sieci zasilającej (EN 61000-4-28) oraz odporności na zapady napięcia, krótkie przerwy i zmiany napięcia na przyłączu zasilania prądu stałego (EN 61000-4-29). Badania te są powoływane przez normy zharmonizowane z dyrektywą EMC.

Inwestycje w aparaturę

Ostatnie lata to gruntowna modernizacja laboratorium. Zostało ono przeniesione do nowego budynku ILiM i ma w pełni zautomatyzowaną komorę bezodbiciową MVG/EMC Microwave Vision (Rainford EMC Systems – Astat) wyposażoną w system kamer wraz z zainstalowanymi różnorodnymi złączami i mediakonwerterami, służącymi do komunikowania się z badanym urządzeniem z zewnątrz.

Jako jedna z nielicznych jednostek w kraju umożliwia badanie odporności na pole elektromagnetyczne do 6 GHz i pomiar emisji promieniowanej do 18 (40) GHz, a jako pierwsze umożliwiło pomiary z automatycznym masztem o regulowanym kącie nachylenia anteny. Baza aparaturowa jest systematycznie uaktualniana i rozwijana.

Skok w nowe technologie objęte dyrektywą RED

Instytut Logistyki i Magazynowania oprócz klasycznych kodów kreskowych, będących częścią wizyjnych systemów identyfikacji, stosuje i coraz większy nacisk kładzie na rozwój i badania radiowych systemów identyfikacji, w tym technik RFID. Wykonywane są badania statyczne, polegające na weryfikacji parametrów znaczników RFID oraz badania dynamiczne, czyli testy odczytu i zapisu znaczników RFID w symulowanym środowisku przemysłowym. EPC/RFID, czyli Electronic Product Code/Radio Frequency IDentification, to rozwiązanie, które pozwala kontrolować przepływ towarów w łańcuchach dostaw. W celu identyfikacji wykorzystuje się specjalne układy elektroniczne przymocowane do nadzorowanych przedmiotów, dzięki którym możliwy jest zdalny (za pomocą fal radiowych) odczyt i zapis danych. Uzyskane bezprzewodowo informacje są następnie rejestrowane w specjalnych repozytoriach i udostępniane partnerom handlowym poprzez sieć internetową. Rozszerzanie obecnego Internetu i zapewnienie możliwości połączenia, komunikacji oraz wymiany danych pomiędzy urządzeniami i fizycznymi obiektami lub "rzeczami" to rosnący trend, który często jest określany mianem Internetu Rzeczy (Internet of Things).

Następuje także rozwój bezprzewodowych sieci sensorycznych. Gwałtowny wzrost udział technologii bezprzewodowych w środowisku elektromagnetycznym wymaga współdzielenia zasobów widma radiowego, czyli jego efektywnego wykorzystania, które jest jednym z wymagań zasadniczych dyrektywy RED 2014/53/EU, określającej harmonizację ustawodawstw państw członkowskich dotyczących udostępniania na rynku urządzeń radiowych. Dlatego też Łukasiewicz – Instytut Logistyki i Magazynowania wychodząc naprzeciw zapotrzebowaniu swoich klientów, uruchomił pierwszy w kraju radiowy system pomiarowy IoT. Jest to system, do pomiaru urządzeń bezprzewodowej transmisji danych, np. Wi-Fi lub Bluetooth. System służy do pomiaru urządzeń pracujących w paśmie 2,4 GHz według wymogów normy ETSI EN 300 328 oraz urządzeń pracujących w paśmie 5 GHz według wymogów normy ETSI EN 301 893. System jest sterowany komputerowo i jest unikatem w skali kraju, umożliwiającym automatyzację pomiarów mocy wyjściowej RF, widmowej gęstości mocy, szerokości pasma zajmowanego kanału, adaptacyjnych mechanizmów dostępu do kanału, emisji pozapasmowych nadajnika, emisji niepożądanych nadajnika, promieniowania niepożądanego odbiornika, blokowania odbiornika czy separacji częstotliwości skaczących, co znacząco przyśpiesza otrzymanie wyników końcowych.

Krzysztof Sieczkarek

Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Logistyki i Magazynowania

Centrum Technologii Radiowych i Kompatybilności Elektromagnetycznej

Laboratorium Urządzeń Elektronicznych
ul. E. Estkowskiego 6, 61-755 Poznań