Les logiciels Proteus - Ares
Le logiciel Proteus nous permet de tracer nos circuits et de les simuler.
Le logiciel ARES nous permet de tracer les typons. Nous n'avons
pas l'habitude d'utiliser ce logiciel. Voici quelques tutoriels pour
prendre en main ce logiciel.
Cliquez sur les images pour télécharger les fichiers
correspondants.
Nous avons trouvé sur internet l'emplacement précis des connecteurs pour une carte UNO et une carte MEGA (cliquer sur les images pour les télécharger) :
En partant de ces fichiers Proteus et ARES nous allons concevoir notre carte d'extension MEGA pour le ballon sonde et une carte d'extension UNO pour le démodulateur.
Tout d'abord, il faut construire sur Proteus le montage souhaité. Ici le schéma électronique de notre carte de démodulation :
Ensuite nous cliquons sur l'icône ARES
.
Comme nous allons utiliser du circuit imprimé simple face (ou PCB
de l'anglais
Printed circuit board),
il est primordial de bien placer les composants pour éviter au
maximum le croisement de pistes.
Eviter le placement automatique qui aboutit la plupart du temps à des impasses.
Lorsqu'un croisement est inévitable il faut prévoir un cavalier
(strap).
Une fois le placement effectué, on peut réaliser le routage manuellement ou automatiquement :
Pour utiliser l'autoroutage sur du simple face,
il
faut d'abord établir dans les règles de conception que nous
utilisons une seule face :
- Outils/
(cf image ci-contre) - Onglet
:
changer Paire 1 (Vert) : None (pour du simple face) :
- même chose pour la
- ensuite sélectionner l'outil
puis
sélectionner la couche
et
dessiner les contours de la carte. - Les dimensions de l'objet sont affichées en bas à droite :
si mode
métrique
,par rapport au repère
- Penser à écrire un texte en miroir
: il nous servira de repère pour placer le transparent dans le
bon sens.
Voici quelques vidéos pour illustrer la suite :
Etape 1 : placer les composants
Etape 2 : tracer les pistes
Etape 3
: Corriger les erreurs DRC.Etape 4 : placer des straps (cavaliers) sur ARES lorsqu'on utilise du simple face.
Notre typon
La gravure :
En électronique, le typon désigne le
masque transparent sur lequel sont imprimées les pistes, dans une
encre opaque aux ultraviolets, permettant de réaliser un circuit
imprimé par photogravure soustractive.
Le typon sert lors de l'insolation de la plaque pré-sensibilisée.
Il faut savoir que la plaque avant insolation est composée de 3
couches (pour un circuit simple-face) :
- Le support en époxy (isolant et résistant mécaniquement) ;
- un substrat en cuivre ;
- une pellicule protectrice de résine photosensible.
La gravure est effectuée en 4 étapes :
Première étape : l’insoleuse.
Le typon imprimé sur papier transparent est scotché sur la résine de la plaque . On éclaire alors cette dernière à la lumière ultraviolette : là où le masque (typon) est opaque, la résine est laissée inerte et intacte. Derrière les zones transparentes, la résine est polymérisée par les ultraviolets, ce qui la rend soluble.
Nous avons exposé notre typon à l'insolseuse durant 1min30s.
Deuxième étape : le révélateur.
Avertissement : la lessive de soude est un produit dangereux. Port de la blouse et des EPI ogligatoire !
On retire ensuite le typon et on trempe la plaque dans un
révélateur : la résine polymérisée est arrachée de son support de
cuivre, laissant ce dernier à nu, tandis que la résine inerte reste
accrochée sur le cuivre et le protège.
- Placer le révélateur dans un bac
- Remplir un deuxième bac d'eau
- Plonger le circuit imprimé dans le premier bac en remuant le bac : le tracé des pistes apparaît en quelques instants
- Dès le tracé complètement apparu, retirer de suite le circuit et le rincer à l'eau en le plongeant dans le deuxième bac et en remuant
- Finir le rinçage sous le robinet
Troisième étape : la gravure.
Avertissement : le perchlorure de fer est très corrosif. Port de la blouse et des EPI ogligatoire !
Le cuivre nu
va être attaqué par le perchlorure de fer alors que la partie
protégée des UV a gardé son verni protecteur et n’est pas attaquée
par le FeCl3
Cette attaque met en œuvre une réaction d'oxydo-réduction :
Quatrième étape : le lift off.
Le lift-off consiste à nettoyer la plaque avec de l'acétone pour retirer les derniers résidus de résine (laissant à nu les pistes de cuivre sur lesquelles on pourra souder).
Et enfin voilà le résultat, après 3 séances 1h30 pour percer et placer les composants.
Une petite remarque : nous avons fait une erreur sur le typon, nous
avons mis 5 V pour alimenter le XR2206 au lieu de l'alimenter par
Vin.
Cette erreur a été facilement réparée par le remplacement d'un stap
par le fil jaune que l'on voit sur la photo du milieu...
Perçage
Les diamètres de perçage utilisés pour percer les pastilles sont de 0,8 mm. Pour les gros composants 1,0 et 1,2 mm.
Les forêts de 0,8 mm sont très fragiles et c'est eux qui servent le plus. Pour ne pas casser, les forêts doivent arriver perpendiculairement à la surface de perçage
Résistances, Diodes, Circuits intégrés, Transistors, Condensateurs : 0,8 mm
La mise en place des composants et leur soudage
En général, on soude les composants les plus fins en premier :- Straps ;
- Résistances et condensateurs ;
- Supports et connecteurs ;
- Semi-conducteurs (diodes, transistors) .