Di norma, le aziende non possono commercializzare e vendere un prodotto di elettronica di consumo subito dopo averlo fabbricato, poiché tali dispositivi richiedono varie certificazioni. I regolamenti governativi mirano a garantire che le merci che entrano nei mercati siano sicure per i consumatori. Nel caso dei dispositivi elettrici, i governi richiedono anche che non interferiscano con altre apparecchiature e infrastrutture di comunicazione wireless.
In questo articolo, discuteremo i tipi di certificazione e i metodi di test più comuni richiesti per vendere elettronica di consumo negli Stati Uniti e nell’Unione Europea.
Quali merci devono essere certificate?
La certificazione obbligatoria viene applicata a una gamma molto ampia di dispositivi, apparecchiature e componenti elettrici.
Tuttavia, l’elettronica di consumo che richiede la certificazione può essere suddivisa in due grandi categorie: radiatori non intenzionali e intenzionali. I radiatori involontari non dovrebbero generare onde RF, ma produrle come sottoprodotto. Computer e motori elettrici sono esempi tipici. I radiatori intenzionali generano onde RF come parte della loro funzione primaria; pertanto, i requisiti per tali dispositivi sono molto più severi rispetto alla prima categoria.
Certificazioni comuni richieste negli Stati Uniti e nell’UE
Certificazione FCC
La Federal Communications Commission (FCC) garantisce che i dispositivi elettrici non interferiscano con la comunicazione wireless e rientrino nel 15th sezione del titolo 47 del Code of Federal Regulations. In generale, tutti i dispositivi che oscillano a 9 kHz o superiore devono passare attraverso la certificazione FCC per essere approvati per il mercato statunitense.
I radiatori non intenzionali richiedono una Dichiarazione di conformità del fornitore (SDoC), che può essere rilasciata autonomamente se l’azienda ottiene i rapporti di prova richiesti da un laboratorio di prova credibile e si trova negli Stati Uniti. Le aziende al di fuori degli Stati Uniti devono assumere un rappresentante locale.
I radiatori intenzionali devono passare attraverso l’intera procedura di certificazione FCC, che richiede l’assunzione di un laboratorio accreditato FCC. Il certificato può essere emesso solo da un organismo di certificazione delle telecomunicazioni (TCB) riconosciuto dalla FCC.
Certificazione CE
CE (Conformité Européenne) è l’equivalente europeo di FCC, che garantisce che i nuovi prodotti che entrano nel mercato siano sicuri per la salute e l’ambiente. Anche se leggermente diversi, FCC e CE hanno molti requisiti simili.
I nuovi prodotti devono essere conformi a una serie di normative (denominate direttive CE). Si noti che lo stesso prodotto può essere regolamentato da più di una direttiva. Alcune direttive consentono ai produttori e agli importatori di eseguire i test richiesti con le proprie strutture interne. Ma alcuni prodotti, come i dispositivi medici e i dispositivi di protezione, richiedono che i prodotti siano testati e certificati da organismi di valutazione della conformità (organismi notificati).
Certificazione UL
Underwriters Laboratories è una società di certificazione privata la cui preoccupazione principale è la sicurezza dei prodotti. La certificazione UL non è obbligatoria negli Stati Uniti; tuttavia, la maggior parte dei rivenditori si rifiuterà di acquistare prodotti che non sono stati testati e certificati da UL.
I laboratori ufficiali UL si trovano in molte regioni, tra cui Europa e Nord America, e possono essere facilmente trovati sul sito web di UL.
Certificazione RoHS
RoHS è l’acronimo di Restriction of Hazardous Substances ed è richiesto nell’UE e in California (che è il più grande mercato negli Stati Uniti). Ottenendo questa certificazione, i produttori dimostrano che i loro prodotti elettronici non contengono materiali pericolosi (come il piombo) in quantità superiori alle soglie stabilite.
I certificati RoHS possono essere autoemessi se le aziende possono eseguire autonomamente i test richiesti. In caso contrario, i produttori e gli importatori possono assumere un laboratorio di terze parti.
Certificazione REACH
La registrazione, la valutazione, l’autorizzazione e la restrizione delle sostanze chimiche è simile a RoHS, poiché regola anche il contenuto di sostanze chimiche pericolose nei prodotti che entrano nel mercato dell’UE. REACH è comunemente richiesto per beni come gioielli, vestiti e mobili, ma poiché l’elettronica e i PCB spesso contengono piombo e altre sostanze chimiche potenzialmente pericolose in piccole quantità, devono anche essere certificati.
I laboratori di terze parti possono eseguire i test richiesti ed emettere i rapporti di prova, che possono essere richiesti dalle autorità nazionali di vigilanza del mercato di qualsiasi paese dell’UE.
Costi di certificazione
Il costo totale della certificazione del prodotto dipende dalla complessità del dispositivo da certificare e dal numero di test richiesti. Tuttavia, la mancata certificazione di un dispositivo al primo tentativo (cosa non rara) richiederà alcune modifiche nella progettazione del prodotto e nuovi test, che renderanno la certificazione ancora più costosa.
In media, produttori, importatori e venditori dovrebbero aspettarsi i seguenti addebiti:
Metodi di test comunemente richiesti
Sebbene diversi certificati possano richiedere vari test (a seconda del tipo di prodotto che deve essere certificato), l’elettronica di consumo di solito richiede i seguenti metodi di test.
- Test EMC (compatibilità elettromagnetica).
Il test EMC è necessario per dimostrare che un dispositivo elettrico non provoca effetti di interferenza elettromagnetica su altri dispositivi quando svolge le sue funzioni di base. Inoltre, vengono eseguiti test EMC per verificare che l’apparecchiatura sia resistente ai transitori elettrici veloci, alle scariche elettrostatiche e ai fulmini.
- Test di immunità ESD (scarica elettrostatica).
Poiché i componenti elettronici possono essere facilmente danneggiati dalle scariche elettrostatiche, i produttori devono dimostrare che i loro prodotti sono immuni alle scariche elettrostatiche. Ecco perché questo sottotipo di test EMC è spesso richiesto per la certificazione dell’elettronica di consumo.
La Direttiva sulle apparecchiature radio (RED) è una delle normative CE applicate ai radiatori intenzionali. Prodotti come TV, smartphone, dispositivi Bluetooth e Wi-Fi devono comunemente superare questo test per ottenere la certificazione CE.
Passaggi generali per una certificazione elettronica di successo
- Determinazione del mercato. Le aziende dovrebbero iniziare decidendo in quale mercato desiderano entrare e, quindi, a quali normative devono conformarsi i loro prodotti.
- Determinazione del regolamento. Successivamente, le aziende devono scoprire in quale tipologia di prodotto ricade il loro dispositivo e, quindi, quali direttive o regolamenti vengono applicati. È fondamentale comprendere i requisiti del prodotto prima di progettare un prototipo per assicurarsi che non sia necessario apportare modifiche costose in seguito.
- Progettare il prodotto. Sebbene i prodotti raramente ottengano le certificazioni al primo tentativo, tenere a mente i requisiti di certificazione durante questa fase aiuterà le aziende a evitare cambiamenti significativi in futuro.
- Test. Successivamente, le aziende devono assumere laboratori di terze parti o eseguire autonomamente i test necessari.
- Certificazione. Infine, le aziende devono presentare la documentazione alle autorità competenti per ottenere il certificato desiderato.
Consigli utili sulla certificazione elettronica
- Utilizzare moduli pre-certificati
Utilizzando componenti e moduli già certificati, i produttori possono ridurre notevolmente il costo della certificazione del prodotto o addirittura evitare completamente la certificazione.
- Eseguire test interni
Un altro modo per ridurre il costo della certificazione è eseguire determinati test durante il processo di sviluppo. A questo punto, non è necessario testare ufficialmente il dispositivo, ma piuttosto convalidare che il prototipo sia conforme ai requisiti finora richiesti.
- Non richiedere la certificazione troppo presto
Un prototipo può differire molto dal progetto per l’assemblaggio. I produttori spesso devono adattare i prototipi per la produzione di massa, il che può richiedere la modifica del design, l’utilizzo di componenti o materiali diversi, ecc. Ecco perché è più saggio richiedere la certificazione solo quando si è pronti per la produzione di massa.
- Esegui prima un test di vendita
Non è una buona idea spendere migliaia di dollari per certificare un prodotto prima di assicurarsi che si venderà bene in un dato mercato. Per un test di vendita bastano poche centinaia di prodotti, il che nella maggior parte dei casi non richiede la certificazione.
Esempi di come gli sviluppatori dovrebbero gestire i problemi di certificazione
Per uno sviluppatore di hardware personalizzato, è fondamentale essere preparati per i requisiti di certificazione quando si lavora su un nuovo progetto. Ecco alcuni esempi di come gli sviluppatori possono gestire questa sfida.
Durante lo sviluppo di un keylogger USB in grado di registrare i tasti digitati su una tastiera per proteggere i dati aziendali, si è deciso di utilizzare componenti a bassa potenza e montare condensatori di filtro aggiuntivi sull’interfaccia USB. Tuttavia, il generatore di clock a basso prezzo utilizzato nel PCB causava troppe interferenze elettromagnetiche. Per eliminare questo problema senza utilizzare un componente più costoso, il generatore è stato protetto con circuiti di filtri aggiuntivi e alcuni componenti sono stati riposizionati. Di conseguenza, il dispositivo ha superato con successo la certificazione CE.
Un altro compito era sviluppare un sistema di controllo Wi-Fi a cui si potesse accedere con uno smartphone. Per essere venduto negli Stati Uniti, il sistema doveva essere certificato UL. Si è deciso di utilizzare un trasformatore di alimentazione FS12-2850-C2, in quanto è ermeticamente sigillato (il sistema doveva funzionare in un ambiente umido) e presenta caratteristiche di sicurezza avanzate conformi allo standard UL 5085-3. Sono stati utilizzati anche i relè di potenza G5LE-1A-E DC5 e G5LE-1A4 DC5 certificati UL.
Un altro oggetto (un dispositivo ECG indossabile) non ha superato un test ESD. Grazie ai diodi ESD utilizzati nel PCB, il dispositivo potrebbe sopravvivere alle scariche elettrostatiche, ma il sistema potrebbe non funzionare correttamente a causa delle fluttuazioni di tensione nell’alimentazione del microcontrollore, richiedendo un ripristino manuale. Presumibilmente, questo problema può essere risolto utilizzando un watchdog timer e aggiornando il firmware, in quanto il timer ripristinerebbe automaticamente il microcontrollore, ripristinando istantaneamente la modalità di funzionamento nominale.
Elenco dei Laboratori di Prova e delle Società di Consulenza per la Certificazione
Società di consulenza FCC
Tali aziende aiutano le aziende a valutare standard, redigere SDoC, testare prodotti, fornire diagnostica in loco, creare file tecnici, registrare e concedere in licenza dispositivi, ecc. Ecco alcune delle principali società di consulenza in questo settore:
- Sanders RF Consulting (dispositivi a radiofrequenza)
- Servizi di consulenza FCC (dispositivi a radiofrequenza)
- iCertifi (dispositivi wireless, telecomunicazioni e RFID, elettrodomestici)
- Partner di test (prodotti di consumo e industriali)
- CSIA (apparecchi a radiofrequenza, beni elettronici)
Aziende di servizi di marcatura CE
Tali aziende sono specializzate nella valutazione dei prodotti, nella creazione di documenti per la certificazione CE, nella prenotazione di laboratori per i test e possono anche fornire formazione sulla marcatura CE.
- Conformità
- Associazione per la marcatura CE
- TÜV Renania
- SGS
- Elemento
Società di test UL
Mentre un prodotto può essere testato da Underwriters Laboratories, le aziende possono anche assumere laboratori di terze parti per verificare se il dispositivo è conforme agli standard UL.
- SGS (elettrodomestici, illuminazione, batterie, apparecchiature informatiche)
- Intertek (elettrodomestici, prodotti solari)
- Eurofins (elettrodomestici, apparecchiature per le telecomunicazioni)
- TÜV SÜD (apparecchi domestici e commerciali)
- F2 Labs (elettrodomestici, illuminazione, apparecchiature informatiche)
Società di test RoHS
Alcune aziende sopra menzionate offrono anche servizi di test RoHS, tra cui consulenza, test, creazione di file tecnici e certificazione.
- Intertec
- SGS
- CHE COSA?
- TÜV Renania
- Test CMA
Società di test REACH
Infine, queste aziende ti aiuteranno a rispettare i requisiti REACH.
- B-Land Consulting (prodotti di consumo, prodotti chimici)
- Reach Chemconsult (prodotti di consumo, cosmetici, biocidi)
- Competenza Enviropass (elettronica, elettrodomestici, batterie)
- STG (prodotti di consumo e industriali, articoli medicali)
Considerando la gamma di standard e requisiti obbligatori a cui l’elettronica di consumo deve conformarsi, non sorprende che i prodotti raramente superino la certificazione al primo tentativo. Tuttavia, tenere conto di questi requisiti prima della produzione di massa può ridurre sostanzialmente il costo dello sviluppo e della certificazione del prodotto.
In Integra Sources, conosciamo queste e altre sfide di certificazione elettronica e progettiamo apparecchiature elettroniche tenendo conto delle normative corrispondenti, rendendo così più facile per i clienti introdurre nuovi prodotti sul mercato.
Integra Sources è uno degli esperti nello sviluppo di software personalizzato e nella progettazione hardware. Leggi l’articolo sulla certificazione dell’elettronica di consumo negli Stati Uniti e nell’UE nel blog dell’azienda per saperne di più su come certificare i dispositivi elettronici.
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