Conformité aux normes des systèmes électroniques: certification, test et vérification

Veuillez noter: cette question concerne les aspects de conformité technique de l'industrie de l'électronique grand public, et en tant que tel, je pense que c'est dans le cadre de ce site. Cette question concerne la conformité, et la conformité est absolument un aspect qualitatif de l'ingénierie / conception.

Un ingénieur a une excellente idée de gadget électronique, disons, un " Widget 5000 " ( W5K ). Peu importe ce qu'est un W5K ou ce qu'il fait (!).

Cet ingénieur conçoit un prototype de W5K et forme une startup. Il / elle obtient un financement pour le démarrage et doit maintenant s'assurer que la version de production de W5K est conforme à toutes les normes nécessaires afin qu'elle soit sans danger pour le monde réel, l'utilisation de la production (le prototype / preuve de concept est tout sauf qualité production).

Le W5K n'est peut-être pas seulement un appareil électronique, mais il utilise peut-être la communication radio. Dans ce cas, je suis sûr que la FAA veut s'assurer qu'elle n'interfère pas avec le trafic aérien, etc. Peut-être que le W5K est également utilisé comme un dispositif médical, et qu'il doit donc se conformer à certaines normes de technologie médicale, telles que la CEI 6061 et / ou autres.

Des entreprises comme UL offrent une vaste gamme de services pour tester, vérifier, valider et certifier l'électronique.

Ce à quoi je suis accroché, c'est: comment notre ingénieur sait-il exactement quels services il / elle doit utiliser pour vendre le W5K en toute sécurité sur les étagères des détaillants?

J'imagine que toutes sortes d'entités veulent avoir leur mot à dire:

• Détaillants / Marketplaces - J'imagine que de nombreux détaillants ne porteront pas votre produit à moins qu'il ne soit certifié par l'une des grandes sociétés ( comme UL, etc.)
• Sociétés d'assurance - J'imagine que les sociétés d' assurance ne vendront même pas à notre ingénieur diverses polices (responsabilité civile générale, responsabilité professionnelle, etc.) à moins que le W5K ne réponde à des normes similaires
• Systèmes judiciaires - Si la start-up de notre ingénieur est poursuivie en justice parce qu'un W5K a pris feu à la maison d'un client, je suis sûr que les systèmes judiciaires cherchent à voir si le W5K répond à certaines normes et en tiennent compte lors de la prise de décision
• Agences fédérales - Je suis sûr que diverses agences (FAA, etc.) veulent s'assurer que le W5K est sûr et conforme pour diverses raisons évidentes
• Associations professionnelles - Il y a peut-être des associations professionnelles ou des associations d'électronique grand public qui n'auront tout simplement rien à voir avec le démarrage de notre ingénieur si le W5K ne répond pas à certaines conformités
• ... et je suis sûr que j'en manque encore beaucoup!

Après avoir revu la pièce, je pense que ce type de décision revient à se protéger contre 3 scénarios:

1. Le démarrage est poursuivi (par n'importe qui pour quelque raison que ce soit) et vous voulez vous assurer que votre avocat est armé des justificatifs appropriés pour prouver que vous avez fait tout ce qui était en votre pouvoir pour garantir la sécurité, afin de minimiser les chances de perdre le costume. Un tel effort est facilité si la ou les certifications du produit couvrent la nature de la combinaison; et
2. Le démarrage est poursuivi (par n'importe qui pour quelque raison que ce soit) et vous perdez. Dans ce cas, vous déposerez une réclamation auprès de votre transporteur pour payer le montant de la poursuite, et vous devez vous assurer que le transporteur ne peut pas refuser la réclamation parce que vous n'aviez pas les certifications correctes; et
3. Une agence étatique et / ou fédérale lance une enquête sur votre produit, découvre que vous n'êtes pas légalement conforme à une norme que vous devez respecter et vous inflige des amendes / des poursuites.

Je sais qu'il n'y a pas de balle magique / argent ici. Mais ce que je demande, c'est: quel est le processus par lequel notre ingénieur peut déterminer quelles normes il / elle doit obliger le W5K à respecter? Je suis sûr qu'il existe des meilleures pratiques à l'échelle de l'industrie pour prendre ce type de décision ...

Je ne peux répondre à cette question que de mon point de vue, donc je le fais pour commencer la conversation, pas parce que je m'attends à ce que ce soit une réponse exemplaire!

EDIT: il y a une très bonne réponse ESE ici qui, je pense, pourrait intéresser tous ceux qui liront ceci.

Permettez-moi de commencer en disant que je suis basé au Royaume-Uni et que je travaille pour une petite et jeune entreprise (je déteste le mot startup) qui produit des produits pour la vente dans le monde entier.

Quand j'ai dû d'abord considérer les approbations et la conformité d'un produit que j'avais conçu, je ne savais pas par où commencer. TL; DR - nous avons établi un partenariat avec UL, qui nous a conseillé sur les normes qui, selon eux, s'appliquaient à notre produit, ainsi que quelques conseils pratiques. Nous leur avons fait tester tout ce qu'ils recommandaient et nous n'avons eu aucun problème depuis. Cependant, notre produit est assez simple. Maintenant que je comprends mieux l'application légale et les implications des normes que nous avons testées, je procéderais probablement différemment à l'avenir (moins de tests et certains d'entre eux en interne).

Notre produit est un ordinateur monocarte compatible Arduino. Nous avons produit un premier essai via Kickstarter et ne nous inquiétions que de la certification après coup - à l'avenir, je ferais des tests préliminaires à l'avance. Au moment où nous dirigions le Kickstarter, nous avions augmenté le total le plus élevé jamais enregistré au Royaume-Uni (depuis longtemps éclipsé par d'autres). Grâce à cela, UL nous a en fait contactés, disant essentiellement "nous ne sommes pas un grand monstre d'entreprise - nous pouvons aussi travailler avec de petites entreprises" - nous avons donc décidé de les accompagner en tant que nom établi.

Les discussions initiales ont porté sur de nombreux sujets qui étaient tout nouveaux pour moi:

• Le marquage CE est quelque chose que vous faites en tant qu'entreprise. C'est à vous de déterminer quelles normes pertinentes s'appliquent à votre produit, de tester le produit par rapport à celles-ci, et en supposant que le produit passe, vous marquez votre produit avec le symbole CE (il existe des règles sur la façon de le faire) et conservez un dossier des résultats des tests au cas où quelqu'un devrait le remettre en question à l'avenir. UL peut vous conseiller à ce sujet et effectuer les tests en votre nom - et produire des documents qui vont dans votre dossier - mais ils ne marquent pas le produit comme conforme CE.
• En tant que radiateur non intentionnel, nous n'avions pas besoin d'un identifiant FCC à vendre aux États-Unis - mais nous devions nous conformer aux normes d'émissions rayonnées de la FCC.
• La façon dont vous décrivez votre produit est importante. Si nous avions classé notre produit comme un appareil basse tension, nous aurions dû subir des tests de surtension - en le classant comme accessoire informatique USB, nous n'avions pas à le faire.
• De plus, la façon dont vous recommandez et montrez que votre produit est utilisé est importante. Notre produit encourage les gens à connecter d'autres appareils (en particulier des pinces crocodiles) à la carte. Pendant les tests, vous devez les placer dans la position la plus défavorable pour ce test particulier (souvent répartis aussi largement que possible dans le cas des tests d'émission / d'immunité aux radiations). En veillant à ce que nous ne montrions que des câbles relativement courts dans n'importe quel exemple sur notre site Web, nous pourrions tester uniquement avec ces câbles - si nous recommandions ou montrions des câbles plus longs, on pourrait faire valoir que nous encourageons ce type d'utilisation et que nous devrions tester avec plus de temps. câbles.
• Au Royaume-Uni, la conformité CE est imposée par les normes commerciales. Ils sont assez occupés à essayer d'arrêter les fausses cigarettes, les faux médicaments, les chargeurs de téléphone à allumage automatique et l'explosion des cigarettes électroniques de frapper le marché. Si vous testez et concevez bien votre produit et que le risque de blesser quelqu'un est très faible, tout ira probablement bien. Tout ce qui se branche sur une véritable prise USB d'ordinateur en est un bon exemple - l'ordinateur devrait limiter le courant de sortie, donc même si vous êtes mou là-bas, la pire chose que vous pourriez probablement réaliser est d'endommager le port USB de la machine qu'il est branché.

Nous avons fini par tester les émissions rayonnées et conduites, l'immunité aux décharges statiques, l'immunité aux champs électriques et magnétiques. Les tests d'immunité sont étranges. Il indique essentiellement que votre produit doit revenir à un état "fonctionnel" géré après avoir été exposé aux conditions de test.

Tout d'abord, notre ingénieur de test a souligné que les intensités de champ électrique et magnétique mesurées dans votre grand magasin de PC moyen (par exemple PC World au Royaume-Uni) dépassent de loin les niveaux testés par rapport aux normes que nous avons testées. Si vous vouliez gagner du temps / de l'argent à l'avenir, c'est un test que vous pourriez faire moi-même, en utilisant un équipement de mesure loué pour vous assurer que vous respectiez les spécifications du test. De même, vous pouvez louer l'équipement de test pour les tests d'immunité aux décharges statiques et effectuer facilement le test vous-même pour le coût d'achat du document de normes de test pertinent et la construction d'une plate-forme simple.

Deuxièmement, étant donné que notre équipement n'est pas un équipement vital, je ne vois pas pourquoi nous devons nous remettre gracieusement d'un test d'immunité dans le cadre de la conception d'un produit sûr à vendre. Je suppose que c'est une défense législative contre les produits VRAIMENT terriblement conçus qui se cassent facilement entre les mains du consommateur.

Pour les futurs produits, j'obtiendrais un premier prototype pour un premier test exploratoire d'émissions rayonnées et menées afin que je puisse identifier les problèmes potentiels et les résoudre - attendre jusqu'à ce que vous soyez sur le point de libérer est un risque que je ne prendrais pas. Pour les tests d'immunité, j'attendrais probablement jusqu'à la fin - à moins que vous ne parliez de l'immunité aux surtensions, ce que je n'ai pas envie de faire de si tôt! (mais regardez au début juste au cas où vous auriez un bouchon de spectacle caché là-dedans).

Comme je l'ai dit, c'est juste mon expérience - je serais vraiment intéressé d'entendre les ingénieurs de conformité là-bas (à la fois dans les entreprises de conception électronique et celles qui travaillent dans les maisons de test).

EDIT: J'ai pensé à d'autres choses qui sont apparues au cours de notre parcours de test de conformité:

• Le marquage CE concerne la sécurité globale et l'aptitude à la vente d'un produit. Cela comprend de nombreuses questions à côté de la compatibilité électromagnétique - la considération des matériaux, la toxicité et d'énormes quantités de plus. Encore une fois, avoir une maison de test compétente travaillant pour vous aide vraiment à décomposer ce qui est pertinent et ce qui ne l'est pas.

• Je n'ai pas mentionné les directives RoHS et DEEE ici (applicables en Europe) mais celles-ci sont assez faciles à assurer par la conception et la conception des procédures internes.

La réponse à la question dépend de l'endroit où vous vous trouvez dans le monde. Laissez-nous pour la discussion supposer l'Europe. Le reste du monde semble accepter ou même s'adapter au modèle de la bureaucratie européenne, il s'applique donc quelque peu à l'échelle mondiale. Ça va comme ça:

L'Union européenne a inventé un système où la responsabilité de connaître toutes les normes et directives possibles incombe au fabricant, plus précisément à l'entreprise qui met le produit sur le marché .

Il n'existe aucune autorité gouvernementale ou financée par l'UE qui vous dira ou vous aidera à savoir à quelles directives ou normes votre produit doit se conformer. Les autorités de chaque pays ne sont là que pour surveiller le marché: pour savoir qui ne suit pas les directives et les punir en conséquence. Le plus souvent, cela se fait après la survenance d'un accident grave, causé par des produits non conformes aux normes applicables.

C'est donc à l'entreprise qui met le produit sur le marché de déterminer quelles directives s'appliquent à son produit. Les directives les plus notables pour l'électronique sont:

• La directive CEM. S'applique universellement à tous les appareils électroniques, sauf si le produit contient une radio. Si oui, utilisez:
• La directive radio. Actuellement connue sous le nom de R & TTE - Radio and Telecommunications Terminal Equipment, bientôt connue sous le nom de RED, Radio Electronics Directive. Contient des exigences CEM spéciales et applique à son tour la conformité à:
• La directive basse tension. S'applique aux équipements utilisant des tensions de 50-1000VAC ou 75-1500VDC (et également aux équipements radio).
• La directive RoHS (restriction de l'utilisation de certaines substances dangereuses). Préoccupations environnementales.

Les éléments ci-dessus sont les plus importants pour l'électronique, mais vous devrez peut-être également confirmer d'autres directives si le produit est destiné aux machines, aux technologies médicales, à l'automobile, à l'avionique, à la haute tension, aux environnements explosifs, etc., etc.

En outre, il existe des directives non compatibles dans d'autres pays, notamment la FCC américaine, qui nécessitent leurs propres approbations pour la CEM, la radio, etc. Si vous êtes approuvé pour l'Europe et les États-Unis, vous pouvez également vendre dans la plupart des autres pays. Les pays d'Amérique du Sud et d'Océanie ont tendance à accepter l'une ou les deux approbations des États-Unis et de l'UE (parfois avec des réserves ou des exceptions). L'Asie est plus compliquée car elle a des exigences nationales à peu près dans tous les pays. Exporter de l'électronique dans le monde entier est un véritable cauchemar bureaucratique.

Pour revenir aux directives de l'UE, chacune de ces directives est accompagnée d'une vaste liste de normes techniques normatives harmonisées (des centaines voire des milliers de normes) qui peuvent s'appliquer ou non au produit spécifique. Encore une fois, vous n'obtiendrez aucune aide de quiconque pour déterminer les normes qui s'appliquent.

Si vous demandez à une maison d'essai (officiellement appelée organisme notifié , elle est désignée par l'UE), elle suggérera volontiers autant de normes que possible, car cela signifie plus de revenus pour elle. Il est à noter que même les maisons d'essai ne le savent pas, car ce n'est pas une science exacte. Ils sont tout simplement meilleurs pour faire une estimation qualifiée que la personne moyenne. Ils ne voient pas non plus de soucis moraux quand il s'agit de travailler en tant que consultant pour vous dans un premier temps, puis en tant que tiers "neutre" pour les tests plus tard. Qui a besoin de moralité lorsque vous recevez le double du salaire! Astuce: payez-les d'abord en tant que consultants, puis le test coûteux passe généralement.

Une fois que vous aurez compris / deviné quelles normes s'appliquent, vous devrez probablement payer beaucoup d'argent pour elles. La plupart des normes ISO / CEI sont assez chères, surtout si vous souhaitez les traduire dans votre langue maternelle. Il existe quelques rares cas où les normes sont disponibles gratuitement, par exemple toutes les normes radio normatives de l' ETSI .

Dans la plupart des cas, il n'est en fait pas nécessaire de tester si vos produits répondent aux normes. Il suffit de rédiger une déclaration de conformité CE et d'apposer le marquage CE sur votre produit pour la majorité effrayante des produits. Il existe quelques produits très critiques pour la sécurité qui doivent en fait passer un test de conformité par un organisme notifié tiers avant de pouvoir être mis sur le marché.

Mais dans le cas général, n'importe qui peut mettre n'importe quel type de merde sur le marché tant qu'il a une déclaration de conformité. Et puis après , quand leurs produits non conformes ont déjà tué des gens, le producteur peut finir par le tribunal et leurs produits peuvent se retirer du marché.

Donc, pour le seul ingénieur du nouveau dispositif électronique de fantaisie. Si vous souhaitez vendre votre produit légalement dans l'Union européenne:

• Employez un bureaucrate technique qui peut déterminer exactement quelles directives et normes s'appliquent et ce que vous devez faire pour les respecter. C'est à peu près un travail à temps plein pour une personne.
• Dépensez beaucoup d'argent pour acheter des normes techniques et demandez à votre bureaucrate employé de les étudier. Ou étudiez-les vous-même, au lieu de travailler avec de l'électronique réelle.
• Si vous êtes sérieux, dépensez littéralement une fortune sur des tests dans une maison d'essai. Nous parlons ici d'une somme équivalente à l'achat d'une ou plusieurs voitures neuves.

Comme vous l'avez peut-être remarqué entre les lignes à ce stade: le système est conçu pour garder le seul ingénieur ou la petite entreprise innovante hors du marché, en faveur des grandes entreprises.

Sinon, vous pouvez ignorer tout cela, simplement signer une déclaration de conformité CE et espérer que vos produits fonctionnent. Mais si vous vous retrouvez devant le tribunal, vous rencontrez de sérieux problèmes. Les tribunaux sont beaucoup plus indulgents si vous pouvez prouver que vous avez fait des efforts substantiels pour vous assurer que votre produit est bien (en dépensant une fortune, comme décrit ci-dessus).

De la part de quelqu'un qui a réellement travaillé sérieusement sur les activités de certification d'un appareil médical. D'autres ont déjà écrit longuement, je vais donc ajouter quelques autres points.

Premièrement, vous ne pouvez pas savoir ce que vous devez accomplir à moins d'avoir quelqu'un pour vous conseiller. Je suppose que vous essayez d'obtenir des conseils gratuits ici sans payer de frais de consultation ... Pour les dispositifs médicaux strictement réglementés, il existe des agences gouvernementales que vous pouvez approcher avec différents niveaux de succès. Pour les biens de consommation, vous devez à peu près payer un consultant. Ou peut-être embaucher quelqu'un d'expérience.

Pour la plupart des produits de type "startup innovante" (et honnêtement, tous types de produits), les réglementations EMI sont le plus gros casse-tête. Vous ne pouvez pas le contourner, vous devez débourser de l'argent pour faire des tests dans un laboratoire de test approprié. Cependant, à des fins de RnD, vous n'avez PAS à mettre en service un banc d'essai formel, vous louez essentiellement la chambre d'essai pendant x heures. Allez-y, ils vous aideront à configurer, exécutez le test d'émission pendant un certain temps, avalez vos larmes et revenez au laboratoire pour lire les tutoriels EMI que vous auriez dû lire avant de commencer.

Il existe différentes normes CEI pour divers produits, mais pour la plupart des gens, elles couvrent les principes de base: CEI 60950 (appareils informatiques), CEI 62368 (équipement AV), CEI 61010 (appareils de mesure, de contrôle et de laboratoire) ainsi que ma norme préférée de dispositifs médicaux CEI 60601. .

Une autre boîte de vers est les normes axées sur la sécurité. Astuce: Vous pouvez vous épargner beaucoup de douleur en utilisant une alimentation CC certifiée externe, 24 V ou moins. Cela prendra soin de presque tout ce qui peut prendre feu pour vous et simplifie considérablement le processus de test en prime. Ayant une certaine expérience dans les dispositifs médicaux, je peux vous dire qu'ils vous jettent vraiment le livre si vous avez un patient dans le même bloc de construction et que vous utilisez votre propre alimentation AC / DC.

Selon l'endroit où vous vivez, vous n'avez en effet pas à effectuer de tests formels axés sur la sécurité. Et si votre appareil est relativement faible puissance (ne va pas enregistrer ici ce qui est qualifié de "faible puissance") et utilise une alimentation externe, vous êtes assez à l'abri d'être poursuivi également dans la plupart des cas. NB J'ai seulement une exposition dans l'UE. Heureux les Américains doivent se débrouiller seuls.

Pour les appareils réglementés, un système de gestion de la qualité de l'entreprise doit être en place, il doit être audité régulièrement et il doit y avoir une solide trace papier montrant le processus de conception et d'évaluation des risques. Je continue à être contacté régulièrement pour faire ce genre de travail mais je préfère ouvrir mes poignets.

Les normes CEI sont certes coûteuses, mais il n'y a aucun moyen de trouver celle qui convient. La mauvaise chose est qu'ils sont généralement assez horribles à lire, vagues et ouverts à l'interprétation dans de nombreux cas. Il n'y a également aucun moyen d'éviter de payer pour le laboratoire de test, mais au moins vous pouvez économiser des sommes importantes en effectuant des tests informels RnD en PREMIER et lorsque vous êtes sûr que votre nième respin du produit est enfin conforme, PUIS débourser de l' argent pour des tests formels.

Un point à noter. J'ai dit que l'EMI est le plus gros mal de tête, mais il existe également de nombreux autres tests. Si vous ne protégez pas vos E / S, les tests ESD et transitoires rapides vont vous faire pleurer. Peut-être de l'épave fumante qui était votre prototype. Cette alimentation externe prendra en charge la plupart des pannes orientées réseau d'alimentation, sauf que vous pouvez toujours être piqué par le test d'interruption d'alimentation si vous liez bêtement le circuit de réinitialisation à un CC externe non filtré ( toux ).

La réponse à votre question sera assez simple.

Voici les étapes à suivre.

Vous avez mentionné UL à plusieurs reprises et vous avez vraiment raison sur leurs capacités, mais ce que vous oubliez, c'est qu'ils sont une organisation mondiale et ont une portée beaucoup plus large que tout autre organisme de certification.

1. Rassemblez tous vos schémas, schémas de configuration, fiches techniques que vous pourriez avoir sur votre produit.

2. Contactez UL via leur système de DEMANDE DE DEVIS qui, soit dit en passant, serait gratuit.

3. Précisez dans votre demande de devis les marchés que vous souhaitez entrer et indiquez clairement que vous souhaitez être informé de toutes les exigences de certification et de test auxquelles votre produit peut être soumis pour un accès approprié au marché.

   • Ils vous fourniront un devis expliquant les différentes étapes de la certification le cas échéant - Une fois approuvé, vous êtes sur le point d'accéder au marché -