Koen Vervloesem
7 February 2014

Voordat een product in Europa op de markt komt, moet worden getest of het aan de CE-richtlijnen voldoet. Gebeuren dit onzorgvuldig of helemaal niet, dan heeft dat verregaande consequenties voor de aansprakelijkheid van de fabrikant. Een van de geaccrediteerde faciliteiten die dit soort tests uitvoert, is het Blue Guide EMC Lab in Erpe-Mere, tussen Brussel en Gent. Hoe wordt een product daar onder handen genomen?

De geschiedenis van het Blue Guide EMC Lab (BGEMC) gaat terug tot 1996, toen Pioneer Electronics in Erpe-Mere het ESM-testlab (Engineering Services & Marketing) oprichtte. In 2009 kwam dit in handen van de Dekimo-groep en sindsdien draagt het de nieuwe naam. Oorspronkelijk had het enkel een accreditatie voor EMC-tests (elektromagnetische compatibiliteit, dus het gedrag van apparatuur ten opzichte van haar elektromagnetische omgeving), maar sinds 2013 is het ook bevoegd voor LVD (Low Voltage Directive of laagspanningsrichtlijn, met regels over de productveiligheid).

Vorig jaar klopte Track4C uit Aartselaar aan bij BGEMC. Dit in 2012 opgestarte bedrijf ontwikkelt een oplossing om containers realtime te volgen tijdens internationaal transport. Het product is een tracker die van een container een smart container maakt die waar ook ter wereld is te lokaliseren. Het apparaatje wordt aan een container bevestigd, bepaalt zijn coördinaten met behulp van gps en zendt die informatie periodiek (typisch van om de twee uur tot een keer per dag) door via een gsm-module. De gebruiker kan de locatie daarna op een website in de gaten houden.

‘De tracker van Track4C moet in de meest extreme omstandigheden blijven werken’, zegt Ivan Malfait, algemeen manager van het Blue Guide EMC Lab. ‘Het product moet tegen schokken en trillingen kunnen, want de containers worden vervoerd op schepen en vrachtwagens. Ook vocht en extreem hoge en lage temperaturen – van -40 tot 75 graden Celsius – vormen uitdagingen. Daarbovenop komen nog de CE-vereisten voor elektronische producten. Om dat alles te testen, heeft Track4C ons ingeschakeld.’

Het Blue Guide EMC Lab in Erpe-Mere maakt sinds 2009 deel uit van de Dekimo-groep.

Debugmodus

Een eerste moeilijkheid voor een producent is: weten aan welke richtlijnen je moet voldoen en wat je dus moet testen. ‘Om die vraag te beantwoorden, hebben we uiteraard productinformatie nodig, zoals welke modules er allemaal worden gebruikt en wat het product juist doet’, aldus Malfait. ‘Eens we de hardware en de juiste toepassing kennen, geven we advies over de richtlijnen die de producent moet volgen. Afhankelijk van de toepassing kijken we dan welke normen wij voor de test moeten volgen.’ Die normen verschijnen in de Official Journal of the European Communities.

Zodra BGEMC zicht heeft op wat er moet gebeuren, komt het tot een testplan. Dan maakt het lab een offerte met een raming van de kostprijs op basis van welke tests het moet uitvoeren en een raming van de benodigde tijd. ‘Voor producten die draadloze communicatie gebruiken, bestrijkt het testplan doorgaans drie aspecten: het spectrum, EMC en LVD’, licht Malfait toe. ‘Track4C had in dit geval gekozen voor pre-certified modules. Daarvan was dus al getest dat zij voldoen aan de spectrumeisen en niet bijvoorbeeld de spectra van hulpdiensten verstoren – uiteraard enkel bij gebruik binnen de voorschriften voor temperatuur en spanning.’

Heel wat bedrijven komen pas bij een testlab aankloppen als het product al klaar is en zien de productcertificatie als een noodzakelijk kwaad. Het heeft echter zijn voordelen om reeds vanaf de prototypefase over de certificatie na te denken en een pre-compliance test uit te voeren. ‘Track4C vroeg ons al advies toen ze een prototype hadden ontwikkeld’, blikt Malfait terug. ‘Dat gaf ons de mogelijkheid om na te denken over de grootste risico’s. Welke componenten zijn bijvoorbeeld nieuw en hebben een grote kans om niet door de tests te geraken?’ Door die risicovolle tests al op het prototype uit te voeren, weet het bedrijf in een vroeg stadium waar het ontwerp bijspijkering behoeft. Als het product pas wordt getest wanneer het volledig klaar is en het faalt, liggen de ontwikkelkosten om het aan te passen doorgaans een stuk hoger.

De radiated immunity test meet of een toestel bestand is tegen externe EMC-invloeden.

In het geval van Track4C heeft BGEMC in een vroeg ontwerpstadium de uitstraling van het apparaat gemeten als onderdeel van een pre-compliance-EMC-test. ‘We stelden vast dat op specifieke frequenties de toegelaten waarden in de radiated emission test werden overschreden. Dat moesten we nader analyseren, want als de tracker eenmaal aan een container hangt, wil je niet dat hij een beeldscherm of een mobiele telefoon in de buurt stoort’, verklaart Malfait.

Op het moment dat een pre-compliance-test een probleem aan het licht brengt, schakelt BGEMC over naar een ‘debugmodus’ in nauwe samenwerking met de klant. Track4C vond de oorzaak van het euvel al snel en werkte een oplossing uit. ‘In deze fase geven we advies, maar onze inbreng is beperkt’, beklemtoont Malfait. ‘We gaan bijvoorbeeld niet in de elektronische schema’s duiken, want we testen weleens producten van concurrerende klanten en we willen onze onafhankelijkheid behouden. De klant moet zelf zijn ontwerp verbeteren.’

Ook de productveiligheid heeft BGEMC al op een prototype van de tracker afgetoetst. In dit vroege stadium is dat vooral een kwestie van een checklist met vereisten afgaan. Zo ontdekte het lab dat een productlabel ontbrak en dat de interne bedrading bij de maximale omgevingstemperatuur te warm werd. Bovendien was er onvoldoende bewijs dat de behuizing van de tracker de vereiste brandbaarheidsklasse HB75 haalde; de documentatie van de behuizing was niet beschikbaar.

Een LVD-test verifieert onder meer of er geen vingers aan gevaarlijke componenten kunnen, eventueel na beschadiging van de behuizing.

Vuilbak

Wanneer het prototype is herwerkt met inachtname van de gevonden fouten in de pre-compliance-test, onderwerpt BGEMC het aan full compliance tests onder accreditatie. Die gebeuren met dezelfde apparatuur en door dezelfde ingenieurs als de pre-compliance-test, zodat de producent niet voor verrassingen komt te staan.

‘De tracker raakte met een ruime marge door de EMC-test’, weet Malfait. ‘We hechten veel belang aan die marge omdat producenten ons vaak wegens de hoge kosten van een test maar één apparaat laten testen. We willen natuurlijk dat niet alleen dat ene geteste apparaat, maar alle geproduceerde apparaten aan de vereisten voldoen. Als je marge op de testresultaten te klein is, zorgen toleranties in componenten en assemblage mogelijk voor problemen. Zo zullen de kabels in het ene product net iets anders liggen dan in het andere, wat invloed kan hebben op het elektromagnetische gedrag. Daarom raden we doorgaans een marge van 3 dB aan.’

De tracker van Track4C is een apparaat dat weinig afgeleide versies kent, maar bij heel wat andere systemen bestaan er diverse afgeleide modellen, vaak combinaties van allerlei beschikbare opties. De producent kan beslissen om al die modellen te testen, maar dat is vrij duur. Bovendien is het aantal varianten vaak zo groot dat het praktisch niet haalbaar is om ze allemaal te testen. ‘Doorgaans bepalen we welke combinatie van opties de worst case voor de tests is’, beschrijft Malfait de aanpak in die situatie. ‘Een vuistregel is daarbij: hoe meer actieve componenten, hoe slechter het elektromagnetische gedrag. Als de processor bijvoorbeeld op de maximale klokfrequentie draait en alle mogelijke kabels aangesloten zijn, is dat meestal de worst case en gaan we die combinatie testen.’

De worst case is niet altijd zonder een test te bepalen. Malfait geeft als voorbeeld de behuizing: ‘Als een product zowel met een plastic als met een metalen behuizing beschikbaar is, moeten we op allebei de modellen een EMC-test uitvoeren. Een metalen behuizing kan immers als antenne werken, wat het elektromagnetische gedrag verslechtert, maar kan evengoed als afscherming functioneren, wat het resultaat verbetert. Dat is niet altijd op voorhand te bepalen en vergt heel veel knowhow.’

Voor het LVD-gedeelte moest het testlab het ontbrekende bewijs voor de brandbaarheidsklasse van de behuizing van Track4C leveren. ‘We hebben opgezocht welke brandbaarheidsklasse nodig is en geverifieerd of de behuizing eraan voldoet door deze bloot te stellen aan een open vlam van de vereiste temperatuur. Hierbij constateerden we dat de behuizing verbrandde met een snelheid lager dan 75 mm per minuut. Daarmee voldoet het product inderdaad aan de brandbaarheidsklasse HB75 en hebben we voor LVD een full compliant-rapport kunnen afleveren.’

Bij de veiligheidskeuring komt er ook een controle van heel wat documenten aan te pas. Voor de inhoud van de gebruikershandleiding gelden bijvoorbeeld verschillende eisen. Verder moet het WEEE-symbool (van de Waste Electrical and Electronic Equipment Directive), een vuilbak met een kruis erover, op het label staan en de uitleg erover in de handleiding. Doorgaans zal het product ook Rohs-conform moeten zijn. Malfait: ‘De producent moet dan een componentenlijst opstellen en van elke component een certificaat kunnen overleggen dat het voldoet aan die richtlijn.’

Hertest

Als alle opmerkingen van de testingenieurs zijn verwerkt in het ontwerp en de gevonden problemen niet meer voorkomen, is het resultaat van de test positief en kan de klant met een gerust hart het CE-label op zijn product aanbrengen. ‘De producent maakt dan ook een conformiteitsverklaring op, die hij meelevert met het product, meestal op de laatste pagina van de handleiding’, legt Malfait uit. ‘De toegepaste richtlijnen en normen uit het testplan staan erop vermeld, de naam van de producent en een eenduidig identificeerbaar modelnummer. Wij geven onze klant advies en hebben sjablonen voor die verklaringen, maar we mogen dat document niet zelf aanmaken. De conformiteitsverklaring valt immers onder de verantwoordelijkheid van de producent en moet door een representatief persoon van onze klant worden ondertekend.’

Vanaf dat moment mag het product in Europa op de markt worden gebracht. Maar dat is nog niet het einde van de tests. Het product kan tijdens de levensduur wijzigingen ondergaan. Misschien is de draadloze module aan vervanging toe omdat de originele versie niet meer leverbaar is. Op welke tests heeft die wijziging impact? ‘Als de klant met die vraag bij ons komt, geven we advies over welke tests we het best opnieuw uitvoeren. Zelfs als uit die denkoefening blijkt dat er geen hertest nodig is, is het belangrijk dat de producent dat documenteert. Als er dan achteraf klachten komen over problemen, kan hij tenminste aantonen dat hij heeft nagedacht over de impact van de wijziging.’

Elke producent moet ook een technical construction file (TCF) bijhouden, een map met alle documentatie over de ontwikkeling van het product, waaronder de testrapporten. ‘Als er ooit klachten komen over de veiligheid van een product, dan kan in België het ministerie van Economie ingrijpen. Het doet dan een aanbesteding bij geaccrediteerde labs om een aantal aspecten te verifiëren. Blijkt uit de test dat het product niet of niet meer voldoet, dan kan het van de markt worden gehaald. Anders dan voor LVD gebeurt die marktcontrole voor EMC maar zelden.’