ConceptionElectronique

exercice de conception electronique à travers la fabacademy

redessiner le hello world en ajoutant au moins une led et un bouton.

l'occasion de tester différents éditeurs electronique.

Sommaire

sujet

Redessiner le circuit hello world en ajoutant au moins une led et un bouton (et les résistances éventuellement nécessaires)

analyse du circuit

puce

la puce est un ATtiny44 ssu : la fiche technique nous aidera bien

4 pins sont libres : à gauche PB2 et PA7 , à droite pA2 et PA3

Les deux ports (A et B) sont bi directionnels avec des résistances pullup intégrées.

Le port A contient des pins 8bits

Le port B des pins des pins 4 bits

led

je vais utiliser une led rouge. d'après sa fiche technique,

continuous forward current = 30mA

 tension de seuil = 2V

le circuit sera alimenté en 5V donc il faut ajouter une résistance:

R = ( 5 - 2 ) / 0,03 = 100 Ohms

Il existe une calculatrice en ligne ici : http://led.linear1.org/1led.wiz

bouton

le bouton sera un switch NO (normaly open)

J'ai vérifié dans le datasheet la forme des pads pour ne pas me tromper de sens car il a 4 broches.

Je le cable en direct car j'utiliserais une resistance pullup interne au controleur.

dessin

fabmodules

COmme les fabmodules font (presque) tout, il est possible de dessiner des PCB avec, sous la forme d'un language descriptif de composant : c'est un HDL : Hardware description language.

Je suis partit du fichier hello.ftdi.44.cad que j'ai modifié en déplaçant un peu les composants, et en ajoutant les miens : LED1=LED_1206('RLED') pcb=LED1.add(pcb,XTAL1.x+0.05,XTAL1.y-.22,z,angle=-90)

pcb = wire(pcb,w,

  LED1.pad[1],
  IC1.pad[5])

R2 = R_1206('R2\n100'); pcb=R2.add(pcb,LED1.x-0.07,LED1.y-.15,z,angle=0)

pcb = wire(pcb,w,

  LED1.pad[2],
  R2.pad[2])

BUTTON1=button_6mm('BTON1') pcb=BUTTON1.add(pcb,XTAL1.x+0.08,XTAL1.y-.55,z,angle=0)

pcb = wire(pcb,w,

  BUTTON1.pad[4],
  point(IC1.pad[6].x-0.1,IC1.pad[6].y,z))

pcb = wire(pcb,w,

  point(IC1.pad[6].x-0.1,IC1.pad[6].y,z),
  IC1.pad[6])

Pour obtenir le dessin du PCB, j'ai utilisé make_cad_png en choisisant la sortie

comme je trouvais ça un peu austère, j'ai rajouté ma petite touche personnelle : class flower(part):

  def __init__(self,r=.05,npetals=5):
     self.value = 
     self.pad = [point(0,0,0)]
     self.labels = []
     d = r/2
     p = d*1.1
     
     self.shape = circle(p,0,d)
     for i in range(1,npetals):  	 

self.shape = add(self.shape,rotate_z(circle(p,0,d), float(360*i/npetals)))

     self.shape=subtract(self.shape,circle(0,0,d*0.9))

ainsi

LOGO=flower(0.05,5) pcb=LOGO.add(pcb,x+0.14,y+0.85,z)

dessine une belle fleur.

Fichier:Helloworld.cedric.cad.zip

Malgré un abord difficile, j'ai trouvé fabmodule plutot simple à utiliser, d'autant que le code étant en python, on peu le manipuler à loisir avec ce langage.

Par contre le routage est complètement manuel, et l'espace minimum entre les pistes n'est pas contraint...

Kicad

simple d'abord

un éditeur de librairies rapide : http://kicad.rohrbacher.net/quicklib.php

un tutoriel en français : http://www.elektronique.fr/documents-pour-le-site/documentation/Tutorial-Kicad-FR.pdf

un certain nombre de librairies : http://library.oshec.org/ qui ont l'air obsolettes

du coup j'essaye de convertir les librairies eagle fournies par le MIT avec l'outil eaglelbr2kicad

j'ai réussi mais des bugs demeurent, comme la dimension des composants dans le schéma....à suivre

simulation

avec Qucs

Pour simuler les composants que j'ai ajouté au circuit, j'utilise Qucs logiciel libre de simulation électronique.

J'ai suivit le tutoriel sur le site du projet.

Qucs semble assez facile à prendre en main, mais je suppose que ça peut très vite devenir très compliqué pour simuler des circuits complexes.

modélisation

Fichier:HelloWorld.led.button.sch.zip

Comme il n'y avait pas de led dans la bibliothèque (que des diodes et je n'arrivais pas à retrouver les paramètres de ma led), j'en ai simulée une avec une résistance (à l'échelle de temps sur laquelle j'étudie le schéma, ça ne fait aucune différence).

J'ai ensuite ajouté des sondes, qui apparaissent sous la forme de voltmètres.

Puis j'ai placé une "Simulation en régime transitoire" de type linéaire, démarrant à 0 et finissant à 1ms, en 2 pas, pour avoir les valeurs dans le circuit dans deux états du bouton : ouvert et fermé.

Dans les paramètres du bouton, j'ai réglé le paramètre "time" à 1ms, qui correspond au temps qu'il met pour changer d'état.

Enfin, j'ai placé un tableau et sélectionné les valeurs à afficher. Puis j'ai lancé la simulation.

conclusion

Le résultat correspond bien à ce que j'espérais : à l'entrée PA7, la résistance de pull-up provoque une tension de 5V quand le bouton est ouvert. Lorsqu'il est fermé, elle passe à 0V.

Pour la Led, cette simulation confirme que le choix d'une résistance de 10 Ohms provoquera effectivement une tension de 2V aux bornes de celle-ci.

construction

fraisage

J'ai fraisé le circuit avec la modela et fabmodules.

Comme avec le fabISP, j'ai utilisé une pointe de javelot.

Par contre cette pointe est usée, elle fait maintenant des traces plus large que 0.4mm, alors la carte était mal tracée : ci dessous, le raté et le coupable...

J'ai donc réglé la taille de l'outil à 0.45mm.

Finalement, je suis arrivé à un résultat assez satisfaisant :

soudure des composants

Je progresse doucement dans la soudure de composants CMS.

en attendant d'avoir des résistances de 100 Ohms, j'en ai mis une de 499 après la led : celle-ci s'allumera un peu moins vivement.