EMV Einfache Tester

Im Hobbybereich kann man sich oft keine teuren Geräte für EMV-Tests leisten. Trotzdem spielt das Thema EMV eine nicht unwichtige Rolle. Je nach Umfeld muss man nämlich einiges an Aufwand treiben, damit selbst gebaute Schaltungen überhaupt funktionieren. Jeder, der schonmal Schaltungen für Auto, Roller oder Traktor gebaut hat, wird sicherlich mit einigen Problemen konfrontiert gewesen sein. Auch Timer für ein Belichtungsgerät mit Leuchtstoffröhre sind ein Klassiker.

Wie kann man mit einfachen Mitteln ein paar Tests auf Robustheit seiner Schaltung machen? Wie kann man herausfinden, ob die Schaltung elektromagnetisch abstrahlt und so andere Elektronik stört?

Hier sollen einfache Mittel und Methoden vorgestellt werden, die sich ein Hobbybastler leisten kann.

Elektromagnetische Einstrahlung

Leuchtstoffröhrentest

Leuchtstoffröhren mit normalem elektromechanischem Starter und 50 Hz Drossel eignen sich gut, die Schaltung zu quälen. Hierzu legt man die Schaltung an verschiedene Orte in die Nähe der Lampe und schaltet diese öfters ein. Läuft die Schaltung stabil? Oder stürzt der Mikrocontroller ab? Laufen Übertragungsprotokolle stabil oder schleichen sich Fehler ein?

Man kann auch gleichzeitig mit dem Oszi nachmessen, was durch die Leuchtstoffröhre in die Schaltung eingekoppelt wird. Hier muss man allerdings acht geben, dass die Messleitungen nicht wieder zusätzlich was einkoppeln.

Netzbetriebene Geräte lassen sich auch gut testen, weil die Störungen der Leuchtstoffröhre übers Netz gekoppelt werden. Hierfür testet man dann seine Schaltung weit weg von der Leuchtstoffröhre, jedoch an der gleichen Steckdose betrieben. Am besten hat man eine lange Verlängerungsschnur vor einem Steckdosenverteiler, an dem man dann sowohl Leuchtstoffröhre wie das zu testende Gerät anschließt. Das erhöht die Störungen. Mit einem Oszi kann man in seiner Schaltung nachmessen, was an Störungen einstrahlt.

Relais-Tests

Ein dickes KFZ-Relais oder einen Schütz erzeugt ein gutes elektromagnetisches Störfeld, wenn man die Spule nicht mit Schutzdiode versieht, sondern mit einem Kabel über die Spulenkontakte streift. Hierdurch kommt es zu ziemlich zufälligen Stromflüssen mit Funkenbildung. Alles beste Voraussetzungen, in der Nähe des Relais schöne Störungen zu produzieren. Hier kann man ebenso seine Schaltung testen, in dem man sie in unmittelbarer Nähe betreibt. Gehen im normalen Betrieb Kabel vom Gerät ab, so kann man diese auch ein paar mal ums Relais wickeln, um die Kopplung zu erhöhen.

Eine Idee ist, einen Kontakt des Relais mit einem Bananenstecker oder einem Nagel über eine Feile zu ziehen. Das macht gut Funken und sorgt für mächtig Störung.

Abstrahlungstests

Scanner-Radio

Scanner sind im funkttechnischen Umfeld Geräte, die auf einem sehr großem Frequenzbereich empfangen können. Ein guter Scanner kann Frequenzbereiche von 500KHz bis 2 GHz empfangen. Das ist gut geeignet, um Abstrahlungen einer selbst gebauten Schaltung nachzuweisen.

Die meisten Geräte verfügen über eine Feldstärkeanzeige, womit dann auch eine einfache quantitative Beurteilung möglich ist. Ebenso kann man mit unterschiedlichen Antennen eine qualitative Beurteilung machen, auch durch unterschiedliche Entfernungen zum Testobjekt.

Geräte gibt es z.B. von Stabo oder Albrecht. Brauchbare Geräte sind der Stabo XR 1800 und Stabo 1810, die man gebraucht am etwa 200 Euro bekommt.

Wichtig für solche Tests ist ein Umfeld, wo möglichst wenig andere Funkquellen einstrahlen und dies ist gar nicht so einfach.

Ein recht funkdichter Raum für kleine Objekte und erste Tests ist die Mikrowelle. In diese legt man Schaltung Empfänger. Sobald man jedoch irgendwelche Kabel von außen hinein legen muss, ist es vorbei mit der Funkstille. Darüber holt man sich wieder jede Menge Störstrahlung hinein.

Es ist möglich, sich eine HF-dichte Kiste zu bauen, in der man testet. Ob die Kiste wirklich HF-dicht ist, lässt sich ja mit dem Scanner zuvor checken. Aber aufgepasst: Die meisten Scanner stören sich bei bestimmten Frequenzen selber, empfangen dann also ein eigenes Signal. Man sollte sich diese Frequenzen notieren oder über Programmierung des Scanners aussperren.

Wo findet man einen großen funkfreien Raum? In Zeiten der flächendeckenden Handy, Radio und Fernsehversorgung ist das gar nicht so einfach. Tiefe Keller oder alte Bunker wären eine Möglichkeit. Auch gibt es manche Täler, in denen kaum noch Empfang möglich ist. Mein Favorit ist eine Höhle im Sauerland, die etwa 50 Meter in den Berg geht und frei zugänglich ist. Dort ist absolute Funkstille. Hier kann man dann ausführlich messen.

Elektrosmog-Messgeräte

Sind eigentlich dazu gedacht, um Menschen zu helfen, die unter elektromagnetischen Einstrahlungen leiden. Sie eignen sich aber auch gut, um elektrmagnetische Abstrahlungen der eigenen Geräte zu testen.

Auf diesem Markt gibt es viel HokusPokus und viel unausgegorenes Zeug, mit dem man zwar irgendwas nachweisen kann, aber kaum klare Aussagen treffen kann. Mitunter messen solche Geräte schon bei anderer Wetterlage oder anderem Schuhwerk des Benutzers völlig anders.

Bei Elektrosmogmessgeräten handelt es sich meist um Breitbandmessgeräte, die also in einem großen Frequenzbereich die Abstrahlung messen. Damit kann man zwar keine Aussagen machen, bei welcher Frequenz etwas abstrahlt, wohl aber, das in einem Frequenzspektrum etwas mit einer bestimmten Energie abstrahlt. Denn die meisten Geräte haben zur quantitativen Bewertung eine Skala.

Brauchbare Geräte stellt die Firma http://www.gigahertz-solutions.de her. Diese gibt es u.a. auch bei Conrad-Elektronik. Leider sind die nicht ganz billig. Es lohnt sich ein Gerät für den niederfrequenten Bereich bis etwa 100KHz und für den Hochfrequenzbereich, der möglichst tief beginnen sollte, z.B. bei 27MHz. Die meisten Störungen durch Mikrocontroller sind irgendwo im Bereich zwischen 50MHz und 2 GHz zu finden.

Von http://www.aaronia.de/ gab es früher Breitbandmessgeräte, die halbwegs brauchbar waren. Irgendwann machten die einen Schnitt und verkaufen seither nur noch frequenzselektive Geräte. Leider mit massiven Qualitätsproblemen bei der Einführung. Auch sind diese Geräte wohl recht optimiert auf die typischen Abstrahlungsquellen wie Handy und unterdrücken evtl. andere Frequenzen. Viele Geräte sind zudem bis heute noch nicht lieferbar (Stand 05/2007). Die Firma und die Geräte im Auge zu behalten, kann jedoch Sinn machen. Auch bei Ebay bekommt man ältere Geräte, wie den HF-Detektor Profi II, der recht brauchbar ist.

Die meisten HF-Breitbandmessgeräte basieren auf der AD83xx (z.B. AD8307) Chipreihe von Analog-Devices. Man kann sich so ein Gerät dann auch schnell selber zusammenbauen. Auch Bausätze gibt es:

• http://www.bausatz.aatis.de/AS644_HF-Sniffer/as644_hf-sniffer.html
• http://web.axelero.hu/ha5shf01/SWRPWR/swrpwr.htm
• http://www.qsl.net/df7tv/pm8307.html
• http://www.darcverlag.de/

Surge-Tests

Piezo-Zünder

Bei Conrad gibt es Piezozünderelemente für Gasöfen, die recht ordentlich Power haben. Wenn man die Masse dieser Teile an eine Blechplatte anschließt, die man unter das Testgerät legt und mit dem anderen Pol Funken auf diese Platte schießt, koppelt man recht gut energiereiche Impulse in sein Gerät ein.

Am besten baut man sich eine kleine Pistole, die ein Massekabel und eine Spitze hat, über die man das Hochspannungskabel des Piezozünders auskoppelt. Evtl. sollte man diverse Aufsatzspitzen mit Widerständen oder Kapazitäten bauen, um die Stärke des Impulses zu verändern. Wer kann da genauere Hinweise geben?

Ebenso kann man die Masse der Pistole an die Masse seines zu testenden Gerätes direkt anschließen und dann auf alles schießen, was irgendwie leitet.

Die Erfahrungen sind, dass das schon eine recht harte Zumutung für die Schaltung darstellt und selbst viele professionell entwickelte Geräte damit ihre Probleme haben. So stürzte z.B. ein ISDN-Telefon ab, wenn ein 30x30cm große Masseplatte darunterlag, auf die man mit der Piezo-Pistole schoß.