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EMV im Internet der Dinge

02. Oktober 2015, 09:09 Uhr   |  Matthias Heise


Fortsetzung des Artikels von Teil 1 .

Bei einer Billion Sensoren im Jahr, sind da zunehmende EMV-Probleme zu erwarten?

Elektronik: 2020 wird eine Produktion von einer Billion Sensoren pro Jahr erwartet. Die Sensoren werden ihre Daten meist drahtlos übertragen. Werden bei dieser Anzahl von dezentralen Sensoren die EMV-Probleme zunehmen?

Dr. Stephan Kloska: Die Regeln und Normen für die gemeinsame Nutzung des Funkspektrums sind europaweit harmonisiert vorgegeben und werden ständig an die Erfordernisse angepasst. Moderne digitale Funktechnologien sind schon im Kern auf Verträglichkeit und Robustheit gegenüber Störungen ausgelegt. Eine gewisse Gefahr von EMV-Problemen ist aber zu erwarten, wenn viele Sensoren als Funksender in der Nähe von Geräten betrieben werden, die bisher nicht für nahe Funkstörquellen ausgelegt wurden. Im Bereich der Industrieelektronik vermute ich dieses Szenario als nicht sehr ausgeprägt, da die Störfestigkeit von Industriekomponenten heute schon recht hoch ist. Eher könnte es im Bereich günstiger Konsumelektronik zu Störungen kommen. Diese Probleme werden aber nicht plötzlich auftreten und sind über geänderte Normvorgaben lösbar.

Eine Gefahr wird der Kosten-druck sein, der Hersteller dazu veranlassen könnte, auf ausreichenden EMV-Schutz zu verzichten
© CSA Group Bayern

Eduard Stangl: »Eine Gefahr wird der Kosten-druck sein, der Hersteller dazu veranlassen könnte, auf ausreichenden EMV-Schutz zu verzichten.«

Eudard Stangl: Ja, die EMV-Probleme werden hier zunehmen. Sensoren reagieren naturgemäß auf Störungen empfindlich; dies wird sich bei einer kleinen Anzahl von Sendern im Rahmen halten. Bei vielen Sendern wird dies zu einem kontinuierlichen Problem führen. Eine weitere Gefahr bei einer hohen Sensorzahl wird der Kostendruck sein, der manchen Hersteller dazu veranlassen könnte, auf einen ausreichenden EMV-Schutz zu verzichten.

Christina Gessner: Unter dem Begriff IoT wird eine Vielzahl von Technologien und Anwendungen zusammengefasst. Es können sowohl Übertragungstechnologien aus dem Mobilfunkbereich wie LTE oder Wireless-Technologien wie WiFi zum Einsatz kommen. Darüber hinaus spielen die Themen Smart Grid, Wireless Power Transfer und die Elektromobilität eine Rolle. Für einen Großteil der Technologien existieren bereits Standards, die die EMV der Produkte sicherstellen. Besondere Anforderungen gelten aber z.B. für sicherheitsrelevante Anwendungen im Automobilbereich. Jede an das Bordnetz angeschlossene Komponente muss EMV-geprüft werden. Ein weiteres Beispiel ist das kabellosen Aufladen von elektrischen Geräten oder Fahrzeugen.

Es gibt keine eindeutigen Anzeichen dafür, dass die steigende Anzahl von drahtlosen Kommunikationsprodukten zu einer Zunahme von EMV-Problemen führen würde
© Keysight Technologies

Mark Terrien: »Es gibt keine eindeutigen Anzeichen dafür, dass die steigende Anzahl von drahtlosen Kommunikationsprodukten zu einer Zunahme von EMV-Problemen führen würde.«

Mark Terrien: Es könnte zu Problemen sowohl durch Außerband-Nebenwellen als auch durch Übertragungsstörungen im Nutzband kommen. Außerband-Nebenwellen können mehrere Ursachen haben, insbesondere Schaltflanken von Digitalschaltungen im sendenden Gerät, Harmonische interner Oszillatoren oder Harmonische der Sendefrequenz. Angesichts der strengen Grenzwerte und der ausgefeilten Testverfahren erwarte ich hier keine signifikante Zunahme von EMV-Problemen. Ein größeres Problempotenzial liegt darin, dass mehrere Geräte im selben Frequenzband arbeiten und es so zu Übertragungsstörungen im Nutzband kommt. IoT-Geräte teilen ihr Frequenzband mit zahlreichen anderen Sendern. Für viele dieser Frequenzbänder sind keine Sendeleistungs-Obergrenzen vorgeschrieben. Ich rechne damit, dass es durch EMV-bedingte Nutzbandstörungen zu erheblichen Interoperabilitätsproblemen kommen wird. Schon heute gibt es solche Interferenzen, z.B. zwischen einem 802.11 WLAN Access Point und einem Mikrowellenherd – beide arbeiten im 2,4-GHz-ISM-Band.

Volker Kersbaum: Nein, nicht zwingend. Die leitungsungebundenen Aussendungen von elektrischen und elektromagnetischen Störungen durch die Luft werden keine Herausforderung für die EMV sein. Hier greift die DIN EN 55032. Sie gilt für die Begrenzung hochfrequenter Störaussendung (bzw. Funkentstörung) von Multimediageräten und -einrichtungen. Die künftigen Herausforderungen liegen in den leitungsgebundenen Störungen durch die Vernetzung unterschiedlichster Verbraucher, z.B. in Smart und Green Buildings. Langer: Wenn mehr Geräte miteinander funktionieren müssen und die EMV-Qualität der Geräte auf dem heutigen Stand bleibt, werden statistisch gesehen auch mehr EMV-Probleme auftreten. Bei den Sensoren wird nicht nur die drahtlose Übertragung ein Problem werden, sondern das Einhalten der ordnungsgemäßen Funktion bezüglich der EMV. Wenn aus dieser Situation in Zukunft deutlich mehr Probleme entstehen sollten, muss man über die Anpassung der EMV-Normen nachdenken.

Langer: Wenn mehr Geräte miteinander funktionieren müssen und die EMV-Qualität der Geräte auf dem heutigen Stand bleibt, werden statistisch gesehen auch mehr EMV-Probleme auftreten. Bei den Sensoren wird nicht nur die drahtlose Übertragung ein Problem werden, sondern das Einhalten der ordnungsgemäßen Funktion bezüglich der EMV. Wenn aus dieser Situation in Zukunft deutlich mehr Probleme entstehen sollten, muss man über die Anpassung der EMV-Normen nachdenken.

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1. EMV im Internet der Dinge
2. Bei einer Billion Sensoren im Jahr, sind da zunehmende EMV-Probleme zu erwarten?
3. Neue Normen damit IoT funktioniert?

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