Zertifizierung und Zulassung von Smart-Home-Produkten

Wie kann man als Hersteller sicherstellen, dass Smart-Home-Geräte mit integrierten Funkmodulen die Voraussetzungen für den EU-Marktzugang erfüllen? Ein Überblick. 

Geräte im modernen Haushalt werden zunehmend mit Drahtlos-Funktionalität ausgestattet, damit sie von den Haushaltsbewohnern bequem ferngesteuert werden können. Wenn Sie Produkte mit einer solchen Funktionalität herstellen, ist es sehr wichtig, sie auf die Konformität mit europäischen Normen zu prüfen.

Was ist die Geschichte von Smart Home?

Der Begriff "Smart Home" bezieht sich auf ein System von Haushaltsgeräten, die in der Lage sind, selbstständig Aktionen auszuführen und bestimmte Aufgaben ohne menschliche Hilfe zu lösen. Der Glaube ist weit verbreitet dass das Thema Hausautomatisierung relativ neu sei. Wenn es um verbraucherfreundliche, erschwingliche Smart-Home-Lösungen für den Massenmarkt geht, ist das auch richtig. Die technologischen Fortschritte, die diese Entwicklungen ermöglicht haben, sind jedoch schon seit langem zu beobachten.

Nikola Tesla erfand 1898 die Spielzeugfernbedienung und tat damit einen der ersten Schritte, um kabellose Technologien in den Alltag von Verbrauchern zu integrieren. Es dauerte allerdings mehrere Jahrzehnte, bis elektrische Geräte im Durchschnittshaushalt zum Alltag wurden. Ende der 70er Jahre, nach der Entwicklung des X10-Fernbedienungs-Standards, wurden ferngesteuerte Geräte in immer mehr Haushalte integriert. Die Entwicklung solcher Geräte hat sich in den 2000er Jahren rasant entwickelt. Im Jahr 2012 wurden in den USA 1,5 Millionen Hausautomatisierungssysteme verkauft. Als Amazon im Jahr 2014 den intelligenten Lautsprecher Amazon Alexa auf den Markt brachte, wurde er zunächst als sprachgesteuerter Musikspieler vermarktet. Die Sprachassistentin Alexa fügte jedoch eine neue Dimension von Smart-Home-Funktionen hinzu.

Was sind die gängigsten Smart-Home-Geräte?

Smart-Home-Geräte haben sich von Luxusgütern zu erschwinglichen Gegenständen für den Durchschnittsbürger entwickelt. Die Geräte für ein "intelligentes Zuhause" können in verschiedene Kategorien unterteilt werden:

• Mikroklima (Heizung, Lüftung und Klimatisierung);
• Elektrizität (Beleuchtung, etc.);
• Wasser und Abwasser (Aufbereitung, Verteilung und Kontrolle);
• Sicherheit (Brand- und Einbruchmeldeanlagen, Videoüberwachung);
• Multimedia und Haushaltsgeräte (Sprachassistenten, Waschmaschinen, Kühlschränke und mehr);

Welche Technologien werden für Smart Home verwendet?

Im Bereich der Hausautomatisierung gibt es vier verbreitete Standards für die drahtlose Kommunikation zwischen Geräten: RFID, Wi-Fi, Zigbee, Z-Wave und Bluetooth Low Energy (BLE). Dies sind jedoch nicht die einzigen Standards, die heute auf dem Markt sind. Weitere Beispiele für gängige Protokolle sind X10, Insteon, Thread und Universal Powerline Bus (UPB). Im Folgenden wird erläutert, wie diese verschiedenen Technologien funktionieren:

• Bluetooth Low Energy (BLE): In der Vergangenheit beruhte die Kommunikation zwischen zwei Geräten, die sich nahe beieinander befanden, auf Funkfrequenzen mit geringer Reichweite. Obwohl die Bluetooth-Technologie jetzt Mesh-Netzwerke ermöglicht, leidet sie immer noch unter einigen der alten Reichweitenprobleme des Protokolls. Abgesehen davon liegt der Hauptvorteil von Bluetooth in der Sicherheit, dank leistungsstarker Verschlüsselung.
• Wi-Fi: Die meisten auf dem Markt befindlichen Smart-Home-Geräte werden über Wi-Fi mit Smartphones oder Hubs verbunden, was sinnvoll ist, da es sich dabei um eine weit verbreitete Netzwerktechnologie handelt. Ein Nachteil ist, dass Wi-Fi bereits von vielen Geräten genutzt wird. Zusätzliche Geräte mit hohem Bandbreitenbedarf könnten zu Überlastungen und Signalstörungen führen.
• X10: Das X10-Protokoll überträgt ein Signal über die Stromleitung im Haus, so dass Sie damit Lichtschalter, Lampenfassungen oder Steckdosen steuern können. Obwohl es inzwischen Alternativen gibt, die einige Nachteile von X10 beseitigen und eine größere Bandbreite und Funktionalität bieten, spielt X10 immer noch eine wichtige Rolle in der Hausautomatisierung.
• Z-Wave: Z-Wave, das die Frequenz 908,42 MHz verwendet, ist ein gängiges Protokoll für Smart-Home-Produkte. Hier wird ein Mesh-Netzwerk verwendet, und jedes Smart-Home-Gerät wird zu einem Knoten im Netzwerk. Während dieses Prozesses werden Datenpakete von Gerät zu Gerät weitergegeben, bis sie ihr endgültiges Ziel erreichen.
• Zigbee: Zigbee verwendet ein Mesh-Netzwerk ähnlich wie Z-Wave. Die Frequenz, auf der es normalerweise läuft, ist 2,4 GHz. Aufgrund der großen Reichweite wird diese Frequenz von vielen Smart-Home-Geräten genutzt. Da Zigbee ein stromsparendes und sicheres Protokoll ist, ziehen es einige Entwickler vor, damit zu arbeiten.
• Insteon: Insteon funktioniert drahtlos und über die Stromleitung. Das Protokoll basiert auf einem Mesh-Netzwerk, genau wie Zigbee und Z-Wave. Im Allgemeinen sind die Hauptaufgaben dieses Protokolls die Beleuchtungs-, Sicherheits- und Klimasteuerung.
• Thread: Die meisten Verbraucher sind mit Thread nicht vertraut, da es relativ neu ist. Bereits über 250 Smart-Home-Geräte können über dieses Protokoll gesteuert werden, und es hat die Aufmerksamkeit von Google und Samsung auf sich gezogen.

Laborprüfungen für Smart-Home-Produkte

Um die Qualität von Smart-Home-Produkten zu gewährleisten und den Zugang zu verschiedenen Märkten zu ermöglichen, muss eine Reihe von Tests durchgeführt werden. Dazu gehören unter anderem:

• Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) - die elektromagnetische Verträglichkeit eines elektrischen oder elektronischen Produkts. Geprüft wird dessen Störfestigkeit gegenüber externen Störungen.
• Over the Air (OTA) - Antennen, die in ein Gerät integriert wurden, müssen auf ihre Leistung geprüft werden. Wichtige Parameter sind etwa Störaussendung und Rückflussdämpfung.
• Spezifische Absorptionsrate (SAR) - dieser Test ist ein Maß für die Energieabsorption durch den Kopf, den Körper oder die Gliedmaßen des Benutzers eines mobilen Geräts, wenn dieser einem elektromagnetischen Hochfrequenzfeld ausgesetzt ist.
• Cybersicherheit - zum Beispiel ISO/IEC 25051:2006 und EN ISO 9241 (Ergonomie der Mensch-System-Interaktion) oder Penetrationstests.

EU-Anforderungen für Smart-Home-Produkte

Die wichtigsten Anforderungen für den Zugang zum EU-Markt sind in mehreren europäischen Richtlinien und Verordnungen festgelegt. Letztendlich muss jedes Produkt seine eigenen ID-Informationen haben, einschließlich:

• CE-Kennzeichnung
• WEEE-Kennzeichnung
• FCM-Zeichen
• Energieetikett
• Recycling-Symbole
• Informationen zur Rückverfolgbarkeit

Nachfolgend finden Sie eine Liste wichtiger Anforderungen, die erfüllt sein müssen, damit all diese Informationen auf dem Produkt angebracht werden können:

• Die Richtlinie über Funkanlagen - 2014/53/EU legt einen Rahmen für das Inverkehrbringen von Funkanlagen fest. Die Richtlinie ermöglicht einen Binnenmarkt für Funkanlagen, indem sie grundlegende Anforderungen an Sicherheit und Gesundheit, elektromagnetische Verträglichkeit und die effiziente Nutzung des Funkspektrums festlegt.
• Ökodesign-Richtlinie - Durch die Festlegung der verbindlichen Elemente, die erforderlich sind, damit Produkte der Ökodesign-Richtlinie (2009/125/EG) entsprechen, wird ein Rahmen für die Festlegung von Ökodesign-Anforderungen für energieverbrauchsrelevante Produkte geschaffen.
• Energieeffizienz-Richtlinie - Diese 2012 verabschiedete Richtlinie (2012/27/EG) legt eine Reihe verbindlicher Maßnahmen fest, die der EU helfen sollten, das Ziel von 20 % mehr Energieeffizienz bis 2020 zu erreichen. Im Rahmen der EER sind alle EU-Länder verpflichtet, Energie auf allen Stufen der Energiekette, von der Produktion bis zum Endverbrauch, effizienter zu nutzen.
• Richtlinie über elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) - Richtlinie 2014/30/EU des Europäischen Parlaments und des Rates vom 26. Februar 2014 zur Angleichung der Rechtsvorschriften der Mitgliedstaaten über die elektromagnetische Verträglichkeit (Neufassung).
• Elektro- und Elektronik-Altgeräte - Die Richtlinie 2012/19/EU legt Maßnahmen zum Schutz der Umwelt und der menschlichen Gesundheit fest, indem sie die negativen Auswirkungen von Elektro- und Elektronik-Altgeräten verringert.
• Niederspannungsrichtlinie - (2014/35/EU) stellt sicher, dass elektrische Betriebsmittel innerhalb bestimmter Spannungsgrenzen ein hohes Schutzniveau für die europäischen Bürgerinnen und Bürger bieten und in vollem Umfang von den Vorteilen des Binnenmarktes profitieren.
• EU-Batterierichtlinie - (2006/66/EG) regelt die Herstellung und Entsorgung von Batterien und Akkumulatoren in der Europäischen Union, um die menschliche Gesundheit und die Umwelt vor gefährlichen Stoffen wie Quecksilber und Cadmium zu schützen.
• Lithium-Batterien: UN 38.3 - Wenn Ihre Produkte Lithiumzellen/-batterien enthalten, müssen diese bestimmte Prüfungen bestehen. Die Prüfungen gemäß UN38.3 tragen dazu bei, die Sicherheit von Lithium-Ionen- oder Lithium-Metall-Batterien beim Transport zu gewährleisten.
• Richtlinie 94/62/EG: Verpackungen und Verpackungsabfälle - Diese Richtlinie (94/62/EG) befasst sich mit der Problematik der Verpackungsabfälle und dem derzeit zulässigen Gehalt an Schwermetallen in Verpackungen. Die Richtlinie verpflichtet die Mitgliedsstaaten, die Zielvorgaben für die Entsorgung und Wiederverwertung von Verpackungsabfällen zu erfüllen.

Konformitätserklärung (DoC)

Die Konformitätserklärung ist ein Dokument, das entweder vom Importeur oder vom Hersteller ausgestellt wird und die folgenden Informationen enthalten sollte:

• Produktbezeichnung/SKU
• Eine kurze Beschreibung des Produkts
• Liste der anwendbaren EN-Normen und -Richtlinien
• Angabe der einschlägigen Vorschriften, denen das Produkt entspricht
• Name(n) und Anschrift(en) der an der Entwicklung und Herstellung des Produkts beteiligten Einrichtungen

Prüfungen und Type Approval für Smart Home-Produkte

Kennen Sie die Tests, die Ihr Produkt bestehen muss, und die Zertifizierungen, die es vor der Markteinführung benötigt? Welche Labore sind qualifiziert, nach diesen Normen zu prüfen, und welche Benannten Stellen sind für die Prüfung Ihrer Produkte zugelassen? Wenn Sie Hilfe benötigen, können Sie Prüf- und International-Type-Approval-Dienstleistungen anfragen, indem Sie das kostenlose Anfrageformular auf der Plattform ausfüllen.