Lekcja 5. Przykładowy test bezpośredniego wyładowania powietrznego dla sprzętu automotive zamontowanego w kokpici

Opis lekcji

Lekcja 5 opisuje procedury testowe dla przykładowego testu bezpośredniego wyładowania powietrznego dla sprzętu automotive zamontowanego w kokpicie.

Cele lekcji

Osoba ucząca się:

• potrafi przygotować plan testowy dla bezpośredniego wyładowania powietrznego dla urządzenia typu automotive zamontowanego w kokpicie
• potrafi skonfigurować stanowisko testowe
• potrafi zdefiniować punkty testowe
• potrafi wykonać testy wyładowań elektrostatycznych
• potrafi napisać raport testowy

1. Procedura postępowania wykonywania testu

• sporządź plan testowy
  • konfiguracja stanowiska testowego:
    • GRP połączona bezpośrednio do PE
    • HCP połączone przez rezystory 2x470kOhm do GRP
    • VCP na HCP połączone do HCP za pomocą rezystorów 2x 470kOhm
    • Generator ESD uziemiony przez kabel uziemiający do GRP
  • konfiguracja ułożenia EUT:
    • EUT na bloku izolacyjnym 10cm położonym na HCP
    • typ wyładowań: wyładowania bezpośrednie powietrzne do punktów EUT
    • punkty testowe: punkty metalowe przewodzące na EUT
• ilość wyładowań: 10
• poziomy testowe i napięcia wyładowań: Level 2, 2kV, 4kV (air)
• polaryzacja: (+) i (-)
• kryteria testowe: B 
• Skonfiguruj stanowisko testowe
• Umieść EUT na stanowisku testowym
• Uruchom EUT w normalnym trybie pracy i monitoruj jego zachowanie.
• Wykonaj wyładowania według planu testowego
• Po każdym wyładowaniu sprawdź, czy EUT nadal działa prawidłowo lub czy wraca do pracy zgodnie z kryterium A/B/C.
• Powtórz testy dla wszystkich punktów, polaryzacji i poziomów.
• W razie awarii – zanotuj poziom, punkt i rodzaj awarii

2. Plan testowy

Plan testowy określa wszystkie warunki przeprowadzenia badań ESD, takie jak poziomy napięć, liczba wyładowań, polaryzacja oraz typ wyładowania (kontaktowe lub powietrzne). Zawiera również listę punktów testowych oraz konfigurację badanego urządzenia (EUT) i stanowiska. Jego celem jest zapewnienie powtarzalności i porównywalności wyników badań między różnymi laboratoriami.

3. Konfiguracja stanowiska testowego

Stanowisko testowe musi być przygotowane zgodnie z wymaganiami normy, w tym z użyciem płaszczyzn odniesienia (GRP), powierzchni sprzęgających (HCP, VCP) oraz odpowiednich odległości i uziemień. Badane urządzenie powinno być ustawione w sposób odzwierciedlający rzeczywiste warunki użytkowania (np. na stole izolacyjnym lub bezpośrednio na HCP). Poprawna konfiguracja ma kluczowe znaczenie dla uzyskania wiarygodnych i powtarzalnych wyników testów.

Konfiguracje stanowiska przeprowadzamy zgodnie z opisem przedstawionym w planie testowym, jak przedstawiono na rysunku poniżej.

Dla urządzenia typu automotive zamontowanego w kokpicie istotne jest położenie go na bloku izolacyjnym na  HCP, co symuluje typowe użytkowanie urządzenia w kokpicie pojazdu (izolacja od częsci metalowych okolo 10 cm).. Odległość urządzenia od granicy HCP i od VCP powinna wynosić minimum 10cm z każdej strony. 

Podczas bezpośredniego wyładowania powietrznego  należy powoli zbliżać generator ESD do punktu testowego i poczekać na zakończeni wyładowań. W końcowej fazie zbliżania może nastąpić wyładowanie ładunku elektrycznego do EUT.

4. Punkty testowe

Punkty testowe dla wyładowań bezpośrednich powietrznych wybieramy następująco:

• Ekrany dotykowe i wyświetlacze: 
  Punkt 1 Ekran wyświetlacza dotykowego
• Izolowane obudowy: 
  Punkt 2 obudowa złączy USB i RJ45
• Szczeliny wentylacyjne, szwy obudowy, otwory: 
  Punkt 3 otwór pomiędzy ekranem a PCB
• Powierzchnie izolacyjne najbliższe wewnętrznym obwodom elektronicznym: 
  Punkt 4 łączenie ekranu dotykowego z PCB

Fotografia poniżej przedstawia bezpośrednie wyładowanie elektrostatyczne powietrzne na punkt testowy nr 1 - ekran wyświetlacza dotykowego

Fotografia poniżej przedstawia bezpośrednie wyładowanie elektrostatyczne powietrzne na punkt testowy nr 2 - obudowa złącza USB i RJ45

Fotografia poniżej przedstawia bezpośrednie wyładowanie elektrostatyczne powietrzne na punkt testowy nr 3 - otwór pomiędzy ekranem a PCB

5. Wykonanie testów bezpośredniego wyładowania powietrznego dla sprzętu automotive zamontowanego w kokpicie.

Testy polegają na aplikowaniu serii wyładowań elektrostatycznych powietrznych w określone punkty wyświetlacza dotykowego  według ustalonych parametrów. Każdy punkt testowy jest poddawany określonej liczbie impulsów wynoszącej 10 przy różnych polaryzacjach (+) i (-)  oraz różnych poziomach napięcia dla Level2 - air: 2kV, 4kV. Podczas testu obserwuje się zachowanie urządzenia i zapisuje wszelkie nieprawidłowości lub zakłócenia działania.

UWAGA: Testy ESD są testami podczas których EUT może ulec trwałemu uszkodzeniu.

Poniżej lista testów testu bezpośredniego wyładowania powietrznego dla sprzętu automotive zamontowanego w kokpiciei. Zastosowana następujące kodowanie numeru identyfikacyjnego testu: TxPxVx[+/-]

• Tx - tryb pracy, gdzie cyfra x odpowiada numerowi trybu: 1
• Px - punkt testowy pracy, gdzie cyfra x odpowiada numerowi punktu testowego: 1,2
• Vx - napięcie testowe, gdzie cyfra x odpowiada poziomowi napięcia 2kV, 4kV, 
• [+/-] - zastosowana polaryzacja (+) dodatnia, (-) ujemna

6. Raportowanie

Raport z testów powinien zawierać szczegółowy opis konfiguracji stanowiska, parametrów testowych oraz przebiegu badań. Należy w nim uwzględnić wyniki testów, obserwowane zakłócenia oraz ocenę zgodności z przyjętymi kryteriami (np. A, B, C). Dokumentacja ta stanowi podstawę do oceny odporności urządzenia na ESD oraz ewentualnych działań poprawiających jego odporność.

Przykładowy raport powinien zawierać następujące elementy:

• Nazwę producenta, typ wyrobu, numery seryjne, wersje sprzętowe i programowe oraz wykaz urządzeń towarzyszących (AE).
• Typ i model generatora ESD (pistoletu), zastosowane końcówki wyładowcze (RC).
• Warunki środowiskowe i klimatyczne - zapis temperatury otoczenia, wilgotności względnej powietrza (parametr krytyczny dla zjawisk ESD) panującego w laboratorium.
• Zadeklarowany poziom i kryterium działania narzucony przez producenta i określone w odpowiedniej normie ogólnej, produktowej lub rodziny wyrobów.
• Szczegółowy opis wszelkich zjawisk i błędów zaobserwowanych w pracy EUT podczas oraz po zakończeniu aplikacji impulsów ESD, wraz z czasem ich trwania.
• Klarowne uzasadnienie decyzji o spełnieniu (Pass) lub niespełnieniu (Fail) wymagań, oparty na przyjętym wcześniej kryterium oceny.
• Zestawienie wszelkich obostrzeń i warunków użytkowania (np. wymóg zastosowania ekranowanych kabli, podłączenia przewodu PE, użycia mat antystatycznych), które są bezwzględnie konieczne do zachowania zgodności urządzenia z normą.
• Schematy, rysunki techniczne i/lub fotografie układu pomiarowego, precyzyjnie obrazujące ustawienie EUT oraz mapę/spis punktów, w których aplikowano wyładowania.