Trucs et astuces pour les PCB

En fonction de votre point de vue, de votre style de travail et de votre expérience antérieure, vous pourriez penser qu'un PCB personnalisé pour un projet doit être commandé dès le début du processus de développement. Vous vous faites une idée, dessinez un schéma, disposez la carte, la commandez (ou la gravez vous-même), puis l'assemblez. C'est souvent le cas, même si le PCB est parfait, vous avez négligé un problème à un tout autre niveau. Il faut maintenant en commander un autre suivi d’un troisième voire d’un quatrième. Chaque itération grignote le budget du projet et empiète sur les délais. Pour éviter cela, je retarde généralement le plus longtemps possible l'engagement sur le premier PCB.

Le circuit lui-même doit être vérifié et testé d'une manière ou d'une autre. Même si votre première configuration de test ressemble à un nid de rats, elle fournira toujours des informations vitales pour savoir si tout fonctionne comme il se doit. Les composants câblés sur une carte de prototypage standard feront souvent l'affaire ici. Alternativement, vous pouvez utiliser du carton lamellé, mais je préfère parfois la structure « hérisson » construite sur un couvercle en tôle (Figure 1 ). Cela vous donne un plan de masse décent et les connexions soudées signifient que vous ne souffrez pas de défauts intermittents dus à des contacts de connecteur écailleux. Les valeurs des composants peuvent être facilement modifiées jusqu'à ce que tout fonctionne de manière optimale. Si le circuit s'avère instable, vous pouvez déterminer le meilleur endroit pour alimenter les condensateurs de découplage et les condensateurs de petite valeur à la terre en des points le long du trajet du signal.

Lorsqu'il s'agit d'un projet basé sur un microcontrôleur, vous commencerez normalement par une carte de développement prête à l'emploi. Dans ce cas, vous pouvez connecter des composants externes pour tester provisoirement le fonctionnement global et développer le firmware. Il est souvent facile de déterminer si vous devez inclure des précautions en matière d'immunité aux interférences. Les problèmes CEM se révèlent en générant des signaux parasites que vous pouvez entendre sur une radio. Vous avez peut-être déjà remarqué que le circuit réagit mal aux sources d'interférences proches. Cela indiquera qu'une attention particulière à l'immunité aux interférences sera requise dans la disposition de la carte. Dans de nombreux cas, je câble les composants sur une maquette pour avoir une meilleure idée de la taille de la carte finie et d'un emplacement possible des composants et des éventuelles commandes. ainsi que des prises pour l'alimentation et les signaux. Cela peut alors devenir un prototype pratique (Figure 2 ). Un client pourrait même l’utiliser pour effectuer des premiers tests et suggérer des modifications qui pourront ensuite être facilement testées. Une fois le circuit finalisé, vous pouvez alors porter votre attention sur le PCB. Jusqu'à présent, des composants filaires étaient probablement utilisés pour construire le circuit, mais le PCB final utilisera très probablement des CMS. La disposition de la maquette n'a probablement pas été optimisée pour la CEM car il n'y a pas de plan de masse, mais nous savons maintenant ce qui doit encore être amélioré.

Vous disposez probablement déjà de schémas de circuits sous forme de croquis. Mais tous les outils logiciels de conception de PCB nécessitent d’abord la saisie du schéma de circuit. Chaque composant doit être spécifié très précisément. Une « résistance 10 kΩ » ​​ne suffit pas, vous devez détailler le boîtier, par exemple une résistance CMS de taille 0805. Choisir les bons composants prend souvent beaucoup de temps car il existe de nombreux composants similaires. Cela s'applique avant tout aux connecteurs, interrupteurs, potentiomètres, etc. Il est également nécessaire de déterminer que le composant choisi est réellement disponible et de s'assurer que son contour sur le schéma du PCB est correct. Il est tellement frustrant de constater que votre beau PCB vierge a un mauvais espacement des trous et que la prise USB ne rentre pas sur la carte. Soyez très prudent lors de la sélection des composants. Une chose que j'ai trouvée lorsque je travaille avec des résistances et des condensateurs CMS est qu'ils semblent si grands et si maniables à l'écran qu'il est facile de mal évaluer leur taille réelle. Cela peut poser un problème si vous avez l'intention de remplir le tableau à la main. Les plus petits composants posent problème, du moins lors du soudage à la main. Vous devriez avoir quelques exemples de pièces sur votre bureau pour effectuer une vérification rapide de la réalité. Personnellement, je trouve le contour 0805 le plus facile à souder. Je me souviens d'un projet conçu avec des composants de taille 0402 pour gagner de la place. Il s'est avéré extrêmement difficile de souder les composants pour construire le prototype, mais cette situation peut bien sûr être évitée si le PCB est livré assemblé. Une fois tous les composants sélectionnés, le schéma de circuit peut être dessiné avec toutes les connexions. D'ailleurs, si une erreur se produit plus tard lors du dessin du circuit imprimé, vous devez toujours revenir au schéma de circuit et y apporter d'abord les modifications. Le logiciel de configuration de la carte garantit toujours que la disposition des pistes du PCB correspond au schéma de circuit.