Forum: HF, Funk und Felder EMV /RED-Albtraum bei NFC-Reader (ESP32) – Maschinenbauer brauchen dringend E-Technik/EMV-Rat!


von Alexander F. (alexander96)


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Hallo liebe Mikrocontroller-Community,

wir sind ein kleines Team von (leider) hauptsächlich Maschinenbauern und 
haben kürzlich ein Exist Gründerstipendium erhalten. Unser Ziel ist die 
Entwicklung einer kombinierten Software- und Hardwarelösung für den 
Hochschulbereich. Ein zentrales Element dabei ist ein von uns 
entwickelter, netzwerkfähiger NFC-Leser, der in unser Gesamtsystem 
eingebunden werden soll. Diesen habe ich ursprünglich im Rahmen meines 
Studiums als Prototyp entwickelt.

Da wir das Lesegerät zukünftig auch verkaufen möchten, hatten wir letzte 
Woche einen ersten Vortermin mit einem EMV-Experten von Würth 
Elektronik. Wie nicht anders zu erwarten, hat er unser bisheriges Design 
(2-Lagen-Platine) ziemlich auseinandergenommen – verständlicherweise, 
denn von EMV-gerechtem Design haben wir als Maschinenbauer bisher kaum 
Ahnung.

Jetzt stehen wir vor der Herausforderung, unser Design so anzupassen, 
dass es eine realistische Chance hat, die notwendigen EMV-Prüfungen zu 
bestehen. Welche Prüfungen das genau sind und wie wir die (sicher nicht 
unerheblichen) Kosten dafür stemmen sollen, ist erstmal ein 
nachgelagertes Problem, da unser Budget sehr begrenzt ist.

Kurz zum Aufbau unserer Platine:

Herzstück: ESP32-C6-WROOM-1 Modul
Anschlüsse: USB-C Buchse (für Stromversorgung und Daten bei initialer 
Programmierung), I2C-Pinheader für ein Display
Spannungsversorgung: 3,3V LDO
Peripherie: 2 IC-gesteuerte LEDs, einige Drucktaster, ein Signaltongeber 
(Buzzer)
NFC-Anbindung: Eine 6-polige JST 1.25mm Buchse für ein externes 
NFC-Modul (Reyax RYRR30D oder RYRR20D)
Das Feedback des EMV-Experten und unsere Knackpunkte:

Von 2 auf 4 Lagen: Unbedingt auf ein 4-Lagen-Design wechseln, mit 
dedizierten Layern für GND und die 3,3V Versorgung. Das leuchtet uns ein 
und werden wir umsetzen.

USB-C Beschaltung: Hier gab es Anmerkungen zur Verbesserung der 
Schematics, das müssen wir uns genauer ansehen.

KABELVERBINDUNG ZUM NFC-READER (Hauptproblem!): Das Kabel zum externen 
NFC-Reader (aktuell ein ungeschirmtes 6-poliges JST 1.25mm 
Flachbandkabel) muss dringend geschirmt werden.

Unsere Frage: Wie setzen wir das praktisch um? Wir können ja an der 
Zukaufplatine des Reyax-Moduls nichts ändern. Wie wird der Schirm 
korrekt an unserer Hauptplatine angeschlossen (einseitig, beidseitig?) 
und wie am Kabel selbst, wenn der JST-Stecker keinen Schirmanschluss 
vorsieht? Gibt es da Best Practices oder spezielle 
Kabel/Stecker-Kombinationen, die sich eignen, ohne dass wir 
Spezialanfertigungen brauchen?

DISPLAY FÜR QR-CODES (Zweites Hauptproblem): Wir benötigen ein 
einfaches, sehr kostengünstiges Display (Ziel < 10€), das lediglich 
QR-Codes anzeigen kann.

Unsere Frage: Welche Displaytypen (OLED hatte z.B probleme gemacht bei 
der Anzeige von QR-Codes) und welche Anbindungsart (I2C, SPI?) sind hier 
empfehlenswert, um die EMV-Anforderungen (z.B. Funkrichtlinie) möglichst 
einfach einzuhalten?

Gibt es da "Standardlösungen" für den ESP32, die sich EMV-technisch als 
robust erwiesen haben und das Budget nicht sprengen? Wie geht man hier 
am besten vor, um nicht gleich neue Störquellen zu schaffen und wie 
verbinden wir das Display mit der Platine?
Unser Hilferuf:

Wir merken deutlich, dass uns hier einfach die fundierte E-Technik- und 
EMV-Expertise fehlt. Wir suchen daher dringend:

Generellen Rat: Gibt es hier im Forum vielleicht erfahrene Entwickler, 
die uns ein paar grundlegende Tipps oder Denkanstöße geben können, wie 
wir diese Hürden nehmen können? Worauf müssen wir als "Ahnungslose" 
besonders achten?

Ansprechpartner/Labore im Raum Köln: Wir sind eng mit der Technischen 
Hochschule Köln verbunden, konnten dort aber bisher keine direkten 
Ansprechpartner oder Laborkapazitäten für EMV-Precompliance-Messungen 
o.Ä. ausfindig machen. Kennt jemand vielleicht EMV-Dienstleister, Labore 
oder auch freiberufliche Experten im Großraum Köln, die auch Start-ups 
mit begrenztem Budget unterstützen oder erste Orientierung geben können?

Austausch & nächste Schritte: Hat vielleicht jemand Lust, mal 
unverbindlich mit uns zu "quatschen" und Erfahrungen zu teilen, wie man 
ein solches Produkt von der Prototypenphase in Richtung Marktreife 
(insbesondere EMV /RED technisch) entwickelt? Wir sind für jede Idee und 
jeden Ratschlag dankbar, wie wir die nächsten Schritte für unsere 
Produktentwicklung am besten angehen.

Vielen Dank im Voraus für eure Unterstützung und eure Zeit!

Viele Grüße,
Alexander

von Udo K. (udok)


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Hast du ein Foto von dem Aufbau, ansonsten kann man eigentlich nur 
allgemeine Ratschläge geben...
Ich kann dir aus meiner Erfahrung sagen, dass NFC schwierig durch die 
EMV geht. Die 13.56 MHz des Senders können bei manchen Chips bis in den 
GHz Bereich strahlen.  Ein Antennenfilter ist wichtig, auch wenn es bei 
neuen Chips nicht mehr in der Application Note drinnen steht. 
Elektrische Abschirmung der Antenne und Abblocken der Versorgung mit 
Ferriten ist meist notwendig.  4 Lagen sind nice too have, aber sind 
kein Wundermittel.

von Christian M. (likeme)


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Viel Spaß in der EMV Voodoo Hölle! Standardlösung ist erst mal ein 
geschlossenes Gehäuse aus Metall mit nicht lackierten Verbindungsstellen 
und wenig bis gar keine Luftlöcher.

Bei Würth gibt es wenige EMV Gurus die wissen wo es lang geht, aber die 
müssten man zu sich einladen. Ein EX Kollege macht diesen Service 
gerade.

Grüße aus einem Labor das diese Probleme täglich lösen muss!

: Bearbeitet durch User
von Alexander F. (alexander96)


Angehängte Dateien:

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Ich kann dir mal den bisherigen Aufbau schicken, aber der ist halt käse 
(aus EMV sicht?) auch wenns für unseren aufbau hier funktioniert hat an 
sich..

Bin halt gerade echt ein bisschen frustriert weil ich nicht weiß wie ich 
mit diesem ganzen Richtlinien und Anforderungen über ein optisch 
ansprechendes Produkt entwickeln soll welches ich noch wirtschaftlich 
herstellen kann..

von Hmmm (hmmm)


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Christian M. schrieb:
> Standardlösung ist erst mal ein geschlossenes Gehäuse aus Metall mit
> nicht lackierten Verbindungsstellen und wenig bis gar keine Luftlöcher.

Bei einer RFID-Anwendung eine ganz tolle Idee.

Alexander F. schrieb:
> Ich kann dir mal den bisherigen Aufbau schicken, aber der ist halt käse

Die Verbindung zwischen den beiden Platinen ist schonmal viel zu lang, 
deutlich kürzer kommt ihr mit Glück sogar ohne Abschirmung davon.

: Bearbeitet durch User
von Alexander F. (alexander96)


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ja ich hatte halt bisher noch kein passendes Kabel beziehen können. Auch 
dass die Platinen übereinander angeordnet sind ist wahrscheinlich käse 
und dass die RFID antenne des Moduls auf der linken statt rechten seite 
ist, ist wahrscheinlich auch schlecht.

Hatte ich halt so gemacht damit alles ist ein möglichst kleines Gehäuse 
passt.

Kann dass denn mit dem Display und EMV überhaupt funktionieren oder muss 
ich weg von Displays mit Pinheadern und I2C?

: Bearbeitet durch User
von F. (radarange)


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Das Problem, das ihr habt, ist nicht einfach.
Zieht mal in Erwägung, zu diskutieren, was eigentlich der Kern eurer 
Anwendung und eures Unternehmens ist.
Elektronik-Expertise habt ihr ja leider kaum, daher stellt sich die 
Frage, ob ihr jemanden mit ins Boot holt, der euch die Elektronik macht, 
oder, ob ihr auf Community-Unterstützung setzt und dafür etwas 
zurückgebt. Für Open-Source-Hardware findet man üblicherweise mehr 
Unterstützer, denn abgesehen von allgemeinen Tips hat eigentlich niemand 
Lust, für ein Unternehmen gratis eine ganze Platine umzudesignen. Gerade 
bei eurem geringen Budget könnte daher ein Offenlegen des Designs und 
der Firmware ein guter Schritt sein, um euch gratis Expertise ins Boot 
zu holen. Wenn euer Unternehmenserfolg natürlich darauf beruht, das 
ganze Ding proprietär und geschlossen zu halten, müsst ihr natürlich 
bereit sein, entsprechend Kompetenz zu bezahlen, wenn ihr euch nicht 
damit auskennt.

von Michael B. (laberkopp)


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Alexander F. schrieb:
> bisherigen Aufbau

Es ist also alles in einem Gehäuse, sowohl der Kram der möglichst nichts 
abstrahlen soll weil es nur Störungen wären als auch der Kram der 
Abstrahlen soll weil Funk, mit NFC oder WLAN. Du siehst das Problem ?

Und das kurze Kabel im Gehäuse macht euch Probleme ? Mach es noch 
kürzer.

Der ESP32-C6-WROOM-1 macht euch Probleme ? Als bereits mit Antenne CE 
geprüftes Teil sollte er eigentlich gar nicht mehr geprüft werden 
müssen.

Das Reyax aus Taiwan kümmert sich um solche 'Details' offenbar nicht. 
Findet heraus, ob das überhaupt eine Chance hat durch CE zu kommen.

Die Basisplatine, auf der ist ja nichts los, die geht auch 2-lagig.

von Udo K. (udok)


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Das Kabel kannst du weglassen, wenn du den NFC Teil mit deinem uC auf 
einem Print integrierst.  Oder nimm zumindest ein kurzes Flachbandkabel 
mit 100 Ohm Abschlusswiderstand beim Sender und 2x GND aussen.  NFC 
Antennen gibt es auch klebbar, wenn die Abstände zum Gehäuse nicht 
passen.
Das wird aber wohl nicht reichen.  Wenn ein Metallgehäuse für Schirmung 
möglich ist, dann würde ich das als nächstes versuchen, bzw mal mit 
Kupferfolie schauen.  Ob das NFC Modul einen Obwerwellenfilter hat oder 
welcher Chip da verbaut ist wäre noch interessant.  Probiere die NFC 
Sendeleistung auf das Minimum einzustellen (Michael war schneller...).

von Alexander F. (alexander96)


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Ja stimmt schon aber ich will ja letztendlich auch nur ein Kompaktes 
Lesegerät haben, wie soll ich dass denn dann sonst machen außer alles in 
einem Gehäuse?

Kabel so kurz wie möglich ist notiert.

Ob der Reyax RYRR30D ne Zertifizierung hat frage ich gerade nach beim 
Hersteller. Der kleine Bruder RYRR20D hat zumindest Certification: CE 
and SRRC comply, FCC, NCC, IC das sollte ja an sich passen (falls wir 
den nutzen sollten).

Klar Kabel so kurz wie möglich ist möglich das kann ich wenn ich es 
anders anordne bestimmt auf 2-3cm länge kürzen.

Ja mit dem Open Source oder bezahlten hast du wahrscheinlich Recht.. Wir 
wollen halt im Optimalfall schon irgendwann mal Geld verdienen und auch 
die Hardware gewinnbringend verkaufen.

Wir sind halt momentan in der blöden Situation ganz am Anfang zu sein 
und nicht einmal zu wissen ob die Kunden letztendlich tatsächlich bereit 
sind soviel Geld für unser System auszugeben wie wir bräuchten. Haben 
halt über das Stipendium ein paar Tausend Euro Sachmittel bekommen aber 
da können wir halt nicht Unsummen für EMV und externe Dienstleister 
ausgeben.

Mein Ziel war es jetzt erstmal die Platine mit vielleicht etwas Hilfe so 
gut zu gestallten wie ich es hinkriege sodass zumindest die Chance auf 
erfolgreiche Zertifizierung gegeben ist.. Dann kann man zumindest mal ne 
Kleinserie für einige Testkunden machen und schauen ob der Bedarf so 
gegeben ist wie wir uns das vorstellen. Und ja sonderlich kompliziert 
ist die Platine jetzt nicht

von Alexander F. (alexander96)


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Ich bin halt bei dem NFC-Reader auf das Zukaufteil angewiesen, da kann 
ich nichts selber entwickeln. Es geht da vor allem im Optimalfall um die 
Walletpass integration von Apple / Google Wallets und dass der Reader 
dafür von Apple zertifiziert sein muss. Der Reyax reader hat dies auf 
jeden fall. Ein eigens entwickelter würde das niemals erfüllen da dass 4 
Nummern zu groß für uns ist.

Das heißt ich  bin halt auch auf diesen 6 pin jst 1,25mm Stecker 
angewiesen da dies die einzige Möglichkeit ist den Reader anzuschließen. 
An der NFC Sendeleistung kann ich auch gar nichts einstellen.

Kann man so ein Flachbandkabel wie von dir beschrieben irgendwo kaufen 
oder anfertigen lassen für den anwendungsfall? Hab nur diese standard 
kabel mit jst stecker gefunden bisher.

von Udo K. (udok)


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Alexander F. schrieb:
> Ja stimmt schon aber ich will ja letztendlich auch nur ein Kompaktes
> Lesegerät haben, wie soll ich dass denn dann sonst machen außer alles in
> einem Gehäuse?

Ein Gehäuse ist kein Problem.  Versuche die Ursache der Störungen 
einzugrenzen (anhand des Störspektrums).  Eine Kufperklebefolie (mit GND 
verbunden) über die NFC Antenne kann auch helfen.
Eventuell mal bei https://www.feig.de schauen, ob die nicht passende HW 
haben, die ihr dazukaufen könnt.  Die entwickeln auch für Kunden.

: Bearbeitet durch User
von Alexander F. (alexander96)


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Bisher hab ich ja noch keine (gemessenen) Störungen. Das Ding hat noch 
nie auch nur eine Messung gesehen. Wollte ich jetzt nur kurz angemerkt 
haben.

Es geht halt eher darum es von Anfang an so zu gestalten dass es nicht 
auf jeden Fall durch die Prüfung fällt.

von F. (radarange)


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Alexander F. schrieb:
> Ja mit dem Open Source oder bezahlten hast du wahrscheinlich Recht.. Wir
> wollen halt im Optimalfall schon irgendwann mal Geld verdienen und auch
> die Hardware gewinnbringend verkaufen.

Open-Source Hardware heißt nicht, dass ihr damit kein Geld verdienen 
dürft. Es heißt nur, dass ihr Designunterlagen mitliefert, damit Leute 
das reparieren, erweitern, nachbauen und modifizieren können. Daher ja 
die Frage, ob das ein Gerät ist, das im Prinzip beliebig austauschbar 
ist, oder ob es für euer Geschäftsmodell zentral ist, dieses Gerät so 
extrem unter Kontrolle zu haben.

> Wir sind halt momentan in der blöden Situation ganz am Anfang zu sein
> und nicht einmal zu wissen ob die Kunden letztendlich tatsächlich bereit
> sind soviel Geld für unser System auszugeben wie wir bräuchten. Haben
> halt über das Stipendium ein paar Tausend Euro Sachmittel bekommen aber
> da können wir halt nicht Unsummen für EMV und externe Dienstleister
> ausgeben.

Sorry, aber dann geht ihr da total falsch ran. Ihr habt keine Ahnung von 
Elektronikentwicklung, wollt aber direkt eine sehr aufwendig zu prüfende 
(Funk, etc.) Elektronik bauen. Dazu ist die Zeit begrenzt, sich 
einzulesen und Budget für Expertise oder Tests ist auch nicht vorhanden. 
Das ist ärgerlich, ist mir schon klar, aber dann müsst ihr eben das 
ganze System nochmal neu denken. Anstatt Elektronik zu entwickeln, 
packst du einfach ein  Android-Smartphone mit NFC-Leser und eigener 
Software in das Gehäuse. Das kostet zwar viel mehr, erspart euch aber 
alle Ausgaben für Entwicklung und Tests und ist somit für die zwei, 
drei, vier, fünf Systeme, die ihr braucht, um das beim Kunden zu testen 
und zu eruieren, inwiefern der bereit ist, das Geld auszugeben, deutlich 
vorzuziehen.

> Mein Ziel war es jetzt erstmal die Platine mit vielleicht etwas Hilfe so
> gut zu gestallten wie ich es hinkriege sodass zumindest die Chance auf
> erfolgreiche Zertifizierung gegeben ist.. Dann kann man zumindest mal ne
> Kleinserie für einige Testkunden machen und schauen ob der Bedarf so
> gegeben ist wie wir uns das vorstellen. Und ja sonderlich kompliziert
> ist die Platine jetzt nicht

Alexander F. schrieb:
> Bisher hab ich ja noch keine (gemessenen) Störungen. Das Ding hat noch
> nie auch nur eine Messung gesehen. Wollte ich jetzt nur kurz angemerkt
> haben.
>
> Es geht halt eher darum es von Anfang an so zu gestalten dass es nicht
> auf jeden Fall durch die Prüfung fällt.

Mit Verlaub, aber so eine Anfrage ist einfach nur ätzend. Du machst hier 
ein Fass auf und ihr habt nicht einmal Übersichtstests gemacht, euch mit 
EMV-gerechtem Design beschäftigt, mal irgendwo rumgefragt, wo man das 
Equipment hat, um mal einen Precompliance-Test zu machen. Es ist also 
völlig unklar, was die Probleme sind und hauptsächlich geht es darum, 
andere Leute die Arbeit machen zu lassen, ohne Geld auszugeben. Es ist 
verständlich, aber wenn das der Kern eures Unternehmens ist, dann müsst 
ihr das auch hinkriegen. Wenn nicht, dann besorgt euch ein fertiges 
Produkt.

von Hannes J. (Firma: _⌨_) (pnuebergang)


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Versucht das Ganze ordentlich zu finanzieren. Hinweise auf "begrenztes 
Budget" sind sicher sachlich korrekt aber nun mal nicht zielführend.

Ich habe es immer wieder in meine Beruf erlebt dass Maschinenbauer 
glaubten die einzigen Ingenieure zu sein die es wert sind anständig 
bezahlt zu werden. Noch schlimmer waren eigentlich nur schwäbische Luft- 
und Raumfahrt Ingenieure. Der Rest wäre ja Kinderkram. Dem ist aber 
nicht so.

Ihr werdet höchstwahrscheinlich KnowHow einkaufen müssen. Auf die 
Großzügigkeit von Experten, Communities (Foren), Hochschulen (die wollen 
Drittmittel sehen) oder Open-Source zu setzen ist wie Lotto spielen.

Auch wie ihr die eigentliche Prüfung finanziert ist kein "nachgelagertes 
Problem" (was für eine Bullshit-Phrase ...), sondern schon jetzt ein 
offensichtlich bekanntes, reales, hartes Problem.

Das ist eine Frage des Mindsets. Kopf in den Sand oder aktiv an die 
Probleme ran gehen? Habt ihr einen Geschäftsberater? Redet mit ihm und 
überarbeitet euren offensichtlich viel zu leicht und luftigen 
Businessplan.

von Thorsten O. (Firma: mechapro GmbH) (ostermann) Benutzerseite


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Hallo Alexander,

Alexander F. schrieb:
> DISPLAY FÜR QR-CODES (Zweites Hauptproblem): Wir benötigen ein
> einfaches, sehr kostengünstiges Display (Ziel < 10€), das lediglich
> QR-Codes anzeigen kann.

Was soll mit den QR-Codes passieren? Werden die mit einem Handy o.ä. 
abgescannt? Dann könnte ePaper eine gute Technik sein. Die 
Bildwechselzeiten sind sehr lang und der Temperaturbereich ist 
eingeschränkt. Dafür sind der Kontrast und die Ablesbarkeit bei 
Tageslicht super. Was waren konkret die Probleme bei OLED?

Mit freundlichen Grüßen
Thorsten Ostermann

von Dumdi D. (dumdidum)


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Früher war der sparsamste Anbieter für emv Messungen Reichl aus Berlin. 
Vielleicht mal anrufen.

Was ist mit RED, ich konnte nicht sehen, dass das Modul RED 
(vor)zertifiziert ist. Falls ihr RED Messungen machen müsst wird es 
leider richtig teuer (faktor 5-10) im Vergleich zu EMV.

Zu Deiner Störung: Metallgehäuse, auch bis unter die nfc Antenne, die 
dann vielleicht mit einer Kunststoffschale abdecken.

von Alexander F. (alexander96)


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genau der QR code soll mit einem Handy gescannt werden. Bin gerade auch 
nach E-paper displays am recherchieren.

Bei Oled hatte ich das Problem dass die Kamera das nicht scannen konnte 
siehe hier:

https://www.reddit.com/r/ElectricalEngineering/comments/1kcwg7p/qr_code_on_cheap_128x64_oled_sh110x_via_esp32_not/

Wenn das Modul CE hat sollte das ja auch nach der RED verifiziert sein 
oder kann man das so nicht sagen? (das hätte ja zumindest der RYRR20D, 
bei dem RYRR30D frage ich gerade an) sollte der aber keine 
Zertifizierung habe werde ich mich von dem Modul wohl verabschieden.

von Lu (oszi45)


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Thorsten O. schrieb:
> Was waren konkret die Probleme bei OLED?

Sorry! Ohne jegliche Messung mit HF-Sonde und Oszi fischen die noch 
total im Trüben und haben außerdem bisher noch keine Erfahrung mit 
Vermarktung des Produkts? Der Weg wird sehr steinig, aber nicht 
hoffnungslos.

Alexander F. schrieb:
> Entwicklung einer kombinierten Software- und Hardwarelösung für den
> Hochschulbereich.

Gibt es keine bereits funktionierenden Lösungen, die man zum Start 
nutzen kann und nur die SW verbessert? Außerdem hat eine ordentliche 
Hochschule ein paar Messgeräte und Labore, die man für erste Schritte 
nutzen kann. Manchmal hilft auch ein studentisches Praktikum bei DER 
richtigen Firma?

von Hans W. (Firma: Wilhelm.Consulting) (hans-)


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Michael B. schrieb:
> Als bereits mit Antenne CE
> geprüftes Teil sollte er eigentlich gar nicht mehr geprüft werden
> müssen.

Dumdi D. schrieb:
> Falls ihr RED Messungen machen müsst wird es
> leider richtig teuer (faktor 5-10) im Vergleich zu EMV.

Je nachdem welche Protokolle vom Modul hast und wie das integriert hast, 
kannst du die Integration Recht günstig gestalten. Ganz ohne spezifische 
Messungen geht's aber nicht. CE ist immer das gesamte gerät und sowas 
wie eine modulzertifizierung gibt's bei uns nicht.

RED muss nicht notwendigerweise viel teurer werden... Den LVD Teil 
kannst du oft als paperjob erledigen. Die spurious Messungen für NFC ist 
auch nicht mega aufwendig...


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von Vanye R. (vanye_rijan)


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> wir sind ein kleines Team von (leider) hauptsächlich Maschinenbauern und
> haben kürzlich ein Exist Gründerstipendium erhalten.

Das ist doof. Den ihr wisst nicht was ihr tut. :-D

Ihr koennt euch keine externe Hilfe leisten weil sie sehr teuer sein 
wird. Und ihr koennt hier keine Hilfe erwarten weil. Zum einen weil sich 
hier die Leute widersprechen und ihr nicht gut und schlecht 
unterscheiden koennt, zum anderen aber auch weil es viele Kleinigkeiten 
gibt die ihr vergesst zu fragen und die hier zu beantworten vergessen 
wird.

Was ihr braucht ist eigentlich ein alter Sack der Industrieerfahrung 
hat, gerade in Rente ist und fuer euch nebenbei aus Langeweile 5h die 
Woche arbeitet und den ihr euch noch leistet koennt.

Klueger waer es allerdings wenn ihr den Laden zumacht und erstmal 3a in 
der Industrie arbeitet!

Vanye

von Andreas R. (noobsen)


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Hi Alexander,

leider muss ich mit meiner 15 Jahre Industrieerfahrung auch sagen, dass 
ein Konzept, basierend auf Devboards "zusammen stöpseln" nur für erste, 
schnelle Tests und um die Funktion zu testen und zu verstehen gut ist. 
Die meistens Devboards verfügen auch oft über zu wenig 
Schutzbeschaltung, um in der "realen Welt" da draußen zu überleben.

Danach geht die Arbeit los mit dem Erarbeiten der zu erfüllenden Normen 
und dem Design der eigenen Platine, sowie dem Schreiben der Firmware. 
Wenn man nicht schon Erfahrung mit den zu erfüllenden Normen hat, würde 
ich hier auf jeden Fall einen externen Berater zu Rate ziehen.

Bezüglich CE muss, wie hier schon erwähnt, eine Komplettabnahme des 
fertigen Produktes erfolgen. In eurem Fall nach RED & 
Niederspannungsrichtlinie.

Meistens hat es einen einfachen Grund, warum das ein anderer nicht schon 
macht / produziert. Selbst bei einfachen Sachverhalten ist die 
Entwicklung + Zertifizierung oft zu hoch, um wirtschaftlich zu sein.

Das klingt alles sehr demotivierend, aber genau hier ist der kritische 
Punkt bei dem 90% der Jugend das Handtuch wirft. Wenn Ihr Ausdauer und 
Ehrgeiz habt, werdet Ihr es auch schaffen. Ich wünsche dir/euch auf 
jeden Fall alles Gute bei eurem Vorhaben, jedoch solltet Ihr eure 
Zeitpläne und Budget etwas vergrößern und wenn Ihr wirklich an die Idee 
glaubt, eigenes Kapital einfließen lassen. Zudem kann ich auch nur 
empfehlen euch noch einen Studienkamerad zu suchen, der für 
Platinenentwicklung brennt.

Schöne Grüße

von Christian M. (likeme)


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Zur groben Einschätzung: Bis bei uns ein schon vorhandenes aber leicht 
abgeändertes Produkt durch eine EMV Qualifikation kommt vergeht oft ein 
halbes Jahr mit der Analyse und Optimierung. Mehr oder weniger 
beschäftigt sind ca. 5-10 Ingenieure und Techniker. Erfindet man ein 
komplett neues Produkt, dann kann es auch mal ein Jahr dauern. Tip wie 
oben beschrieben, nimm was schon in Serie ist. Man kann aber auch die 
Bananen beim Kunden reifen lassen! Oft geht das gut.

: Bearbeitet durch User
von Thorsten O. (Firma: mechapro GmbH) (ostermann) Benutzerseite


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Hallo Andreas,

ich stimme dir in vielen Punkten zu...

Andreas R. schrieb:
> Bezüglich CE muss, wie hier schon erwähnt, eine Komplettabnahme des
> fertigen Produktes erfolgen. In eurem Fall nach RED &
> Niederspannungsrichtlinie.

Aber warum siehst du eine Anwendung der Niederspannungsrichtlinie als 
erforderlich an? Ich gehe mal davon aus, dass das Gerät aus einem 
externen Netzteil versorgt wird und nur Spannungen <=24V verwendet 
werden. Dann bleibt eigentlich "nur" der Funkteil übrig. Falls das WLAN 
vom ESP32 aktiv sein soll muss man vermutlich beide Funksysteme (WLAN 
und NFC) gemeinsam betrachten und eine "combined" Messung machen.

Mit freundlichen Grüßen
Thorsten Ostermann

von Vanye R. (vanye_rijan)


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> Zur groben Einschätzung: Bis bei uns ein schon vorhandenes aber leicht...

Das sehe ich ganz genauso. Eventuell mit der Einschraenkung das man
bei einer kleinen 10Personen Firma manches etwas lockerer sehen
muss und vielleicht auch schonmal genug Arsch in der Hose haben
sollte um eine Vorschrift zu ignorieren wenn man sowieso erstmal nur
zehn Kunden hat.
Letztlich sorgt dieser ganze Buerokratiekram dafuer das es bei uns
kaum noch Neugruendungen gibt. Es bedeutet naemlich
das man jeden Tag 8h als Ingenieur arbeitet, danach nochmal 8h
Kunden ranschafft und Buerokraten zufrieden stellt. Und das ganze
vermutlich 5Jahre am Stueck bis sich ein Laden so etabliert hat
das es normaler wird. Wer will sich sowas antun?

Dieser ganze Vorschriften/Testkram ist einzeln fuer sich betrachtet 
sicherlich wichtig und richtig. In der Summe aber aber toedlich!

Vanye

von Andreas R. (noobsen)


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Thorsten O. schrieb:
> Aber warum siehst du eine Anwendung der Niederspannungsrichtlinie als
> erforderlich an? Ich gehe mal davon aus, dass das Gerät aus einem
> externen Netzteil versorgt wird und nur Spannungen <=24V verwendet
> werden. Dann bleibt eigentlich "nur" der Funkteil übrig. Falls das WLAN
> vom ESP32 aktiv sein soll muss man vermutlich beide Funksysteme (WLAN
> und NFC) gemeinsam betrachten und eine "combined" Messung machen.

Hi Thorsten,

war nur eine erste Abschätzung.
Grundsätzlich ist man einfach gut beraten, sich die 
Niederspannungsrichtlinie mal zu Gemüte zu führen.

Schöne Grüße

von Hans W. (Firma: Wilhelm.Consulting) (hans-)


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Thorsten O. schrieb:
> Aber warum siehst du eine Anwendung der Niederspannungsrichtlinie als
> erforderlich an?

Ist Teil der RED.
Wie oben beschrieben geht das aber oft als Paperjob...
Also z.B Leistung klein genug => kein Brandrisiko; Spannung klein => 
kein Problem mit Berührungsschutz; HF Leistung klein => auch kein 
Problem...

Wobei natürlich das mit der Leistung und dem Brandrisiko schon bei 
einigen Kunden wirkliche Probleme auf dem letzten Meter mit sich 
gebracht hat... genauso wie Lipos...

73

von Zero V. (Firma: Angestellter/Freelancer) (gnd)


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Ich kann dir gerne eine kostelose Stunde Beratung anbieten. Für die 
folgenden Schritte biete ich auch Precompliance Messungen an und bin gut 
mit einem EMV Labor vernetzt.

von Alexander F. (alexander96)


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Hi erstmal vielen Dank für die ganzen Antworten! :)

Hab jetzt heute durch Zufall auch nochmal mit Würth und ein paar Leuten 
gequatscht und das hat mir dann doch ein deutlich besseres Gefühl 
gegeben.

Bei Würth hätten wir auf die Möglichkeit das Labor für einen halben Tag 
kostenlos zu nutzen für Vortests und sonst findet sich an der Hochschule 
bestimmt auch noch die ein oder andere Möglichkeit überhaupt mal was zu 
messen.

Würde jetzt erstmal in einem ersten Schritt mich nochmal tiefer in die 
Materie einlesen und auch mein Design etwas anpassen. Hab zwar gerade 
noch sehr wenig Ahnung aber das heißt ja nicht dass ich mir auch viele 
Dinge beibringen kann.

Und nein ich erwarte natürlich nicht dass irgendjemand gratis für uns 
arbeitet und kann absolut nachvollziehen dass die Resonanz uns dabei zu 
helfen eher gering ist. Für ein kostenlose Stunde Beratung wären wir 
sehr Dankbar und nehmen die liebend gerne an.

Ein gewisses Budget für alles was darüber hinaus geht ist natürlich auch 
vorhanden.

Und ja natürlich muss mal halt abwägen welche Prüfungen / 
Zertifizierungen man zu welchem Stand des Produkts man macht bzw. 
welches unternehmerisches Risiko man bereit ist einzugehen. Dennoch ist 
es natürlich auch als Entwickler mein Anspruch ein Produkt zu machen was 
die gängigen Normen und Richtlinien erfüllt.

Ich würde dann jetzt erstmal meine Hausaufgaben machen und selber etwas 
einlesen bzw. ein paar Anpassungen vornehmen (erstmal schauen ob das 
neue display etc. funktioniert). Und mich per PN nochmal melden!

Viele Grüße
Alexander

von Joshua S. (joshua_s)


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Hi Alexander,

Kann den vorherigen Kommentaren nur anschließen: Ohne eine 
Elektroingenieur-Erfahrung steht man da erst mal vor einem Berg. Das 
Problem sind ja oft nicht nur die Sachen, von denen man weiß, dass man 
sie nicht weiß (die kann man googeln), sondern das, was man nicht weiß, 
dass man es nicht weiß – und das kommt dann oft als böse Überraschung. 
Man kann hier zwar mit Faustregeln arbeiten, aber der Teufel steckt im 
Detail. Der Unterschied zwischen einem Prototyp und einem marktfähigen 
Produkt sind oft genau die Simulationen, Berechnungen und Messungen, die 
in der Entwicklung stecken.

Aber nochmal zu den ursprünglichen Fragen:

Zum Thema Schirmung des NFC-Kabels (JST, Reyax-Modul):
Ein Schirm wirkt nur dann effektiv, wenn er niederimpedant angeschlossen 
ist, idealerweise beidseitig an Masse, sonst wirkt das offene Ende wie 
eine Antenne (siehe Electromagnetic Compatibility Engineering, Henry W. 
Ott, ab S. 238).

Das Problem bei JST-Steckern: Diese haben meist keine dedizierten 
Schirmkontakte. Beispiele, was du machen kannst:

- Ein geschirmtes Flachbandkabel verwenden, und den Schirm über eine 
separate Leitung auf einen GND-Pin in der Nähe führen.
- Falls das nicht praktikabel ist, kann alternativ eine 
Twisted-Pair-Leitung (z. B. Daten + GND verdrillt) auch bei kurzen 
Kabellängen helfen, Gleichtaktstörungen zu verringern.
- Die Anbindung auf eurer Platine habt ihr unter Kontrolle: Der Schirm 
sollte möglichst kurz und niederimpedant auf die GND-Fläche geführt 
werden. Falls eine direkte galvanische Verbindung nicht möglich oder 
gewünscht ist, kann alternativ eine kleine Kopplungskapazität (z. B. 1 
nF) zur Masse verwendet werden.


Zum Thema Display (kostengünstig & EMV-tauglich):
Da gibt es viele Lösungen – nur leider keine Pauschale. Mit bestimmten 
Low-Level-TFT-LCDs (z. B. mit SPI) kommt man bei geringen Stückzahlen 
bereits in den gewünschten Preisbereich (unter 10 €). Wichtig ist die 
saubere Anbindung – also kurze Leitungen, gutes Layout und ggf. serielle 
Dämpfung (z. B. Serienwiderstand). Beide Busse – SPI wie I²C – brauchen 
EMV-Maßnahmen. Die eine Schnittstelle ist nicht pauschal besser als die 
andere; es kommt auf das gesamte Layout und die Umsetzung an.

Allgemein: EMV-robustes Design für Einsteiger
Faustregeln helfen – aber man muss auch verstehen, warum sie gelten. Der 
Umstieg auf ein 4-Lagen-Design ist auf jeden Fall sinnvoll. Achtet dabei 
auf eine zusammenhängende Massefläche, keine Unterbrechungen unter 
Signalleitungen, Bypass-Kondensatoren (100 nF) an jedem IC, möglichst 
nah am VCC-Pin und eine möglichst kurze Leitungsführung bei allen 
Signalen, insbesondere bei schnellen Flanken (USB, SPI, etc.)

Literatur-Empfehlung:

- Electromagnetic Compatibility Engineering – Henry Ott → Sehr gute 
Sammlung bewährter EMV-Faustregeln

- Fast Circuit Boards – Ralph Morrison → Vermittelt die physikalischen 
Grundlagen

- Übersicht gängiger Normen und Grundlagen: 
https://www.academyofemc.com/emc-standards

Falls ihr zu einem konkreten Punkt nochmal Rückmeldung braucht, gerne!
Viele Grüße
Joshua

von Gunnar F. (gufi36)


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Joshua S. schrieb:
> Kann den vorherigen Kommentaren nur anschließen: Ohne eine
> Elektroingenieur-Erfahrung steht man da erst mal vor einem Berg. Das
> Problem sind ja oft nicht nur die Sachen, von denen man weiß, dass man
> sie nicht weiß (die kann man googeln), sondern das, was man nicht weiß,
> dass man es nicht weiß – und das kommt dann oft als böse Überraschung.
> Man kann hier zwar mit Faustregeln arbeiten, aber der Teufel steckt im
> Detail. Der Unterschied zwischen einem Prototyp und einem marktfähigen
> Produkt sind oft genau die Simulationen, Berechnungen und Messungen, die
> in der Entwicklung stecken.

Super ausgedrückt! Ich kann aber auch die Webinare von WE selber 
empfehlen. Findet man auf deren Webseite. Die haben sogar bei uns ein 
kostenloses Inhouse-Training gemacht. Ich überlege heutzutage, sogar mal 
in deren EMV-Labor zu fahren, auch wenn es viel weiter ist als die 
hiesige Hochschule. Mein Gefühl sagt mir (aus den Webinaren), wenn da im 
Labor ein komisches Problem auftaucht, telefoniert der Prüfer kurz, dann 
kommt einer der Experten und weiß Rat.
Das Labor ist nicht akkreditiert, aber für Precompliance sicher 
empfehlenswert.

von Peter D. (peda)


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