AMAÇ
 

BU MAKALE’ deki amacım; EMC' nin ne olduğunu, bir kuruluşu nasıl etkilediğine dair genel bir bakış sunmak ve yönetilebilir bir EMC kültürünü uygulamaya geçirmeye sizleri motive etmektir.

GİRİŞ

Elektrikli veya elektronik bileşenler içeren herhangi bir ekipman, elektromanyetik bozulmalar nedeniyle arızalanabilir veya hasar görebilir. Ekipmanın kendisi de bir elektromanyetik bozulma kaynağı olabilir. 

Elektromanyetik bir bozulma nedeniyle ekipmanda geçici veya yarı kalıcı arızalar meydana gelirse, bunun nedeni kırık parçalarda bulunmayacaktır; arızanın nedenini bulmak için özel arıza bulma tekniklerine ihtiyaç vardır.

Günümüzde çoğu elektronik, mikrobilgisayarları veya işlemcileri kontrol eden yazılımlar tarafından az çok yönetilmektedir. İşlemcinin kontrol ettiği donanım elektromanyetik bir bozulma nedeniyle düzgün çalışmıyorsa, ekipman çalışmayacaktır. Ekipmanın hangi yazılımla programlandığına yardımcı olmaz.

Bugün, robotların ev temizliği, yaşlılara eşlik etme, müzelerde rehberlik etme ve kendi kendine giden arabalar gibi birçok rutin faaliyeti bizden devraldığı hakkında çok fazla konuşma var. Tüm bu robotlar, dijital kontrolörleri ve mikrobilgisayarları olan elektronik devreler içermektedir.

6. Nesil mobil iletişim yakında piyasada olacak. Bu, örneğin uzaktan kumandalı araba ve tren trafik yönetimi ve ameliyat gibi ekipmanların uzaktan kontrolünün yapılmasını mümkün kılacaktır. IoT (Nesnelerin İnterneti) muhtemelen daha da yaygınlaşıp patlayacak görünüyor.

Tüm bu cihazlarda bulunan elektronik aksamın herhangi bir parçası, amaçlanan elektromanyetik ortam için uygun şekilde tasarlanmadığı ve test edilmediği takdirde bozulabilir. Bu robotik projelerde yer alan herkes (sadece tasarımcılar değil!) bunun farkında mı acaba?

Örneğin: araba endüstrisinin elektronik kontrollü ateşleme sistemleri uyguladığı zamanları hatırlıyoruz. Arabalar güçlü radyo vericilerinin yakınında stop edip durmaktaydı. Robotlarla ve tüm yeni akıllı ve sofistike ekipmanlarla benzerlikler yaşayacak mıyız acaba? 

​

EMC VE YEDEKLİLİK

​

Eğer birbirini tamamlamayı amaçlayan iki özdeş sisteminiz varsa ve her ikisi de aynı elektromanyetik ortama kuruluysa, elektromanyetik ortam nedeniyle bir sistem arızalanırsa, her iki sistemin de eşzamanlı olarak arızalanması çok olasıdır. 

Birbiri için fazlalık olması amaçlanan iki sistem veya bileşenin farklı tasarımcılar tarafından farklı şekilde tasarlanması gerekir!

​

EMC VE KALİTE ANLAYIŞIMIZ

​

Ekipmanın kalitesi, kullanım amacına uygun ortamda, belirtilen özelliklerde işlevlerini kullanıcının beklediği şekilde yerine getiriyorsa, yeterince iyidir. 

Ekipman, amaçlanan elektromanyetik ortamındaki bir elektromanyetik bozulma nedeniyle arızalanırsa, beklenen kaliteyi sağlamadığı kabul edilir. 

Karşılıklı olarak ekipman, diğer ekipmanlarda arızalara neden olabilecek rahatsızlıklar üretmemelidir. Çevre ve aygıt arasında bir ikilem vardır.

Ekipmanın elektromanyetik uyumluluk özelliklerinin, o ekipmanın kalitesinin önemli bir parçası olduğu sonucuna varabiliriz.

Diğer elektronik sistemlerle uyumlu olarak çalışabilen ve elektromanyetik bozulmalar oluşturmayan veya etkilenmeyen bir elektronik sisteme, çevresiyle elektromanyetik olarak uyumlu denir. Bu nedenle, yine EMC (Elektromanyetik uyumluluk) bir ürünün kalitesinin bir parçasıdır ve bu nedenle organizasyon, şirket veya projedeki kalite yöneticisinin sorumluluğundadır.

​

Bir ekipman parçasında yeterli EMC' yi uygulamak ve sürdürmek, farklı tasarımcı kategorilerine bağlıdır: Yani elektronik ve mekanik tasarımcılar, sistem planlayıcıları, üretim hattı süreç kontrolü ve kalite kontrol, bakım ve saha mühendisleri, vb. Pazarlama ve satış görevlileri kesinlikle müşterileri EMC hakkında bilgilendirmelidir. Elbette ekipmanın çalışacağı ortamı analiz etmeli ve bu bilgiyi tasarımcılara iletmelidirler.

Ekipmanın iyi EMC performansı, bir ürünün geliştirme ve test aşamalarında kısa vadeli maliyetler eklese bile, müşterilere reklamı yapılan ürün kalitesinde öne sürülebilecek uzun vadeli bir avantaj sağlar. 

Elektronik bileşenlere sahip aparatlar, donanım (plastik, metal vb.) tarafından oluşturulduğu ve mekanik tasarımcılar tarafından bir araya getirilip kurulduğu için, aparatın nihai EMC özelliklerini belirleyen bu kişisel kategori olacaktır. Bu nedenle, EMC sağlanacaksa eğitim hayati önem taşır!

​

EMC VE BAZI TANIMLAMALAR

​

Elektromanyetik ortam (EE: Electromagnetic Environment):

Belirli bir hacimde var olan tüm elektromanyetik olayların miktarı.

​

Elektromanyetik bozulma (EMD: Electromagnetic Disturbance):

​

Bir bileşenin, aygıtın veya sistemin işlevselliğinde veya performansında kabul edilemez bir bozulmaya neden olabilen bir elektromanyetik fenomen.

​

Elektromanyetik girişim (EMI: Electromagnetic Interference):

​

Elektromanyetik bir bozulma nedeniyle bir bileşenin, aygıtın veya sistemin işlevselliğinin veya performansının bozulması.

​

Elektromanyetik uyumluluk (EMC: Electromagnetic Compatibility):

​

Bir ekipman veya aparat parçasının elektromanyetik ortamında, bu ortama istenmeyen elektromanyetik bozulmalar eklemeden tatmin edici bir şekilde çalışma yeteneği.

​

EMI, bu nedenle EMC' nin tam tersi! 

EMI istemiyoruz, EMC istiyoruz!

Bir cihazın elektromanyetik ortamdan hem etkilendiğini hem de etkilediğini unutmayın!

​

EMC VE ELEKTROMANYETİK OLAYLAR

​

Her zaman her yerde elektronik bir ortam vardır ve bu, farklı seviyelerde birkaç farklı elektromanyetik olay türü ile kendini gösterir. 

Örnekler: Doğal manyetik alandaki değişimler, yıldırım akımları ve alanları, statik elektrik ve şiddetli deşarjları, radyo ve radar alanları, güç kablolarındaki voltaj ve akım geçişleri, cihaz ve kablolarından yayılan istenmeyen radyo frekansı alanları ve daha fazlası sayılabilir.

Belirtilen elektromanyetik olayların seviyeleri farklı lokasyonlarda farklıdır ve farklı lokasyonlarda veya farklı elektronik ortamlarda EMC terimleriyle farklı önlemler alabilirsiniz. 

Bir şehirdeyseniz, yıldırım hakkında çok fazla endişelenmeyin. Dağlardaysanız ve fırtına yaklaşıyorsa, bazı önlemler almalısınız.

Şehir ortamında genellikle cep telefonunuzla internete iyi bir bağlantınız olur, ancak denizde dünyanın geri kalanıyla bağlantı kurmak için bir VHF veya kısa dalga radyo cihazına ihtiyacınız vardır. Bununla birlikte, mobil cihazınızın alımı, bilgisayarlar veya anahtarlamalı güç kaynakları gibi yakındaki elektronik cihazlardan gelen radyo alanı emisyonu nedeniyle bozulabilir (= bağlantı yok).

Normal bir evde veya ofiste genellikle elektrik güvenliği hakkında düşünmezsiniz, ancak bir elektrik şalter istasyonunda ellerinizi cebinizde tutsanız iyi olur. 

Sokaklarda veya kırsal kesimde, güçlü elektromanyetik alanlar hakkında endişelenmenize gerek yok, ancak askeri bir gemide bu farklıdır. Güçlü radyo vericileri ve radarlar; elektroniği, çok yüksek alan yoğunluklarına maruz bırakır.

Bugün, oldukça korkutucu olan Kasıtlı EMI denilen şeye sahibiz. Radyo alımını veya güçlü elektromanyetik darbeleri (alanlar veya akımlar) bozan güçlü radyo sinyalleri üreten aparatların kullanılmasıyla, elektronik cihazlara ve sistemlere müdahale etmek veya bunları yok etmek mümkündür. Kuruluşunuzdaki güvenlikten siz sorumluysanız, endişelenmelisiniz.

Yani farklı elektronik ortamların olduğunun bir ölçüde farkındasınız. 

Sonuç, bu elektronik ortamlar için tasarım yapmaktır. 

Farklı “günlük” elektronik ortamlar arasındaki sınırlar o kadar iyi tanımlanmamıştır ve en kötü durum ile “normal” elektronik ortam arasında seçim yapmanız gerekebilir. Cihazınızın teknik özellikleri için tercihlerinizi belirtmeyi unutmayınız!

EMC için tasarım yapmak için, kontrollü elektromanyetik ortamlara sahip farklı “çevresel alanlar” veya bölgeler tasarlayarak, EE' leri (Elektromanyetik ortamlar / Electromagnetic Environment) yönetmenin mümkün olduğu ve zorunlu olsa da zor olmadığı görülmektedir.

​

EMD (Elektromanyetik Bozulma / Electromagnetic Disturbance) Türleri

​

Burada birkaç farklı EMD türünden bahsetmişken, ekipmanı tehdit eden en yaygın elektromanyetik fenomen türlerini listeleyebiliriz:

​

1. Statik elektrik; statik olduğu sürece elektronik devreyi nadiren etkiler, ancak bir deşarj (ESD) varsa, elektronikte tahribat veya ağır bozulmalara neden olan bir tehdit haline gelir.

2. Yıldırım gibi ağır akımlar, büyük elektrik ve manyetik alanlar.

3. Güç iletimi ve demiryolları gibi büyük sistemlerde indüklenen gerilimlere neden olan jeomanyetik alandaki değişimler.

4. Güç kalitesi(Power factor) veya eksikliği.

5. Uzun veya kısa süreli aşırı ve düşük voltajlar.

6. Anahtarlama cihazlarından gelen harmonik akımlar.

7. Düşük frekanslı elektrik veya manyetik alanlar.

8. Radyo ve radar vericilerinden gelen düşük ve yüksek yoğunluklu alanlar.

9. Elektronik cihaz ve/veya cihazlardan yayılan, düşük seviyeli radyo frekansı kasıtsız emisyonlar (iletilen ve yayılan) (örneğin radyo alıcılarında (RFI) parazite neden olabilir).

10. Radyo alıcılarında parazite neden olan kasıtlı radyo sinyalleri (antenden antene parazit).

11. Nükleer bombalardan gelen elektromanyetik darbeler (EMP).

12. IEMI (Intentional EMI / Kasıtlı EMI); elektronik “silahlar” ile sistemleri bozmak veya yok etmek isteyen kişilerin (yani suçlular veya teröristler) oluşturduğu bir tehdittir. Yani radyo alıcılarında bozulmaya neden olan basit radyo vericileri; elektromanyetik sabotaj olarak adlandırılabilir.

13. Elektromanyetik askeri silahlar (Belki IEMI' nin bir parçası olarak kabul edilir).

14. Hem kasıtsız hem de kasıtlı olarak radyo iletişiminin sıkışması (IEMI' nin bir parçası olarak da kabul edilebilir).

​

EMC' NİN ÖZELLİKLERİ

​

Bir aygıtın EMC özellikleri, ilgili bağlantı mekanizmasının türü ve elektromanyetik fenomenin bağlantı "yönü" (cihazın içine veya dışına) nedeniyle genellikle bazı ana kategorilere ayrılır.

İletilen bağışıklık (Conducted Susceptibility) (bazen “duyarlılık” kullanılır) veya emisyon:

Bozulma cihaza bağlanır veya genellikle kablolar (sinyal veya güç) aracılığıyla iletim yoluyla cihazdan kaynaklanır.

Yayılan bağışıklık (Radiated Susceptibility) (bazen “duyarlılık” kullanılır) veya emisyon:

Bozulma cihaza bağlanır veya cihazdan elektromanyetik alanlardan kaynaklanır. Burada hem aparatın kendisinden hem de aparata giden alanlar ve ona bağlı kablolar söz konusudur.

EMC özellikleri çoğunlukla standartlaştırılmış test yöntemleriyle ölçülür. Avrupa ve dünya çapındaki çoğu ülke, bir cihaz için minimum EMC özellikleri gerektiren yasalar çıkarmıştır. Avrupa'da ve Türkiye’ de de kurulumların EMC gereksinimleri vardır.

​

EMC STRATEJİLERİ VE TEKNİKLERİ 

​

Farklı elektromanyetik ortamları kontrol etmeye çalışırken genel bir strateji vardır. Buna bölgeleme stratejisi denir. Sadece farklı ve tanımlanmış elektromanyetik ortamlara sahip bölgeler veya hacimler oluşturuyoruz.

Bölgeleri oluşturmak için filtreleme ile birlikte topraklama ve ekranlama tekniklerini kullanıyoruz. 

EMC tasarımı, donanım tasarımcıları tarafından gerçekleştirilen donanım tasarımının önemli bir parçasıdır.

Önemli olan bir konu vardır. EMC tekniklerini uygulamadan önce, devremizi mümkün olan en iyi sinyal bütünlüğü ve davranışı için tasarlamaya çalışıyoruz. Ayrıca devreleri ve tesisatları “ekstra” cihaz veya malzeme kullanmadan kurarak en iyi bağışıklık ve daha az emisyon için tasarlamaya çalışıyoruz.

Bir kuruluş, şirket veya proje için, EMC konularının bir projenin en başında ele alınması, şirkette bir EMC kültürünün olması ve EMC konusunda bilgili personelin el altında bulunması hayati önem taşır.

​

EMC VE TECRÜBE

​

Bilgisayar ve cep telefonu üreticilerinin otomobil üreticileriyle birlikte esas olarak ürünlerinde yeterince iyi EMC elde etme hedefine ulaşması şu ana kadar başarılmıştır.

Diğer ürün türleri için iyiden kötüye doğru bir kayma ölçeği veya EMC davranışı eksikliği vardır. En kötü kategori kurulum işidir. Bu branşta, kurulu aparatların düzgün çalışması için kurulumu iyi bir temel haline getirmek için yapılacak çok şey bulunmaktadır.

​

ÖZET

​

Bu kısa EMC metnini deneyimlerime dayanarak bazı ifadelerle sonlandırmak istiyorum:

​

1. Yeterince iyi EMC özellikleri olmadan, er ya da geç ekipmanda bozulmalar veya yıkımlar olacaktır. Bu durumda yazılım durumu kaldıramaz. Neden? Donanım çalışmayınca zaten yazılım da çalışmayacaktır.

2. EMC özelliklerinin eksikliğinden kaynaklanan arızalar varsa kalite yöneticisi suçlanacaktır.

3. Yönetim, pazarlama ve satış personeli, kurulum ve servis personelinin (ve bazen kullanıcının) EMC' nin temellerini bilmesi gerekir.

4. EMC tasarımında yazılıma güvenmeyin.

5. Minimum EMC gereklilikleri kanunen zorunludur.

6. EMC özellikleri ekipmanla beraber düşünülüp tasarlanmalıdır.

7. Donanım tasarımcılarının EMC teknikleri hakkında çok şey bilmesi gerekir.

8. EMC, teknik liselerde ve üniversitelerde nadiren bir derstir. Hatta ülkemizde böyle bir ders verildiğini de zannetmiyorum. Bu nedenle hem EMC konusunda kısa dersler almanız hem de kendinizi eğitmeniz gerekiyor.

9. EMC, “normal” tasarım prosedürlerinin yanı sıra elektromanyetik teorinin nasıl kullanılacağıdır. 

10. EMC mühendislik eğitimi sayesinde; normal devrelerin nasıl çalıştığı daha net anlaşılır. EMC bunu size en temel şekilde öğretir.

11. EMC eğitimi ve deneyimi, devrelerin neden çalışmayacağını size öğretir!

​

​

​

Bu dokümanın içeriğinin, tamamen veya kısmen kopyalanıp izinsiz kullanılması durumunda yasal işlem başlatılacaktır.