Êtes-vous ingénieur en électronique? Vous dirigez une entreprise d’électronique et souhaitez construire vos propres cartes? Êtes-vous un étudiant en électronique? Ou aimez-vous simplement jouer avec des composants électroniques sur une carte de prototypage pour vos prototypes? Tôt ou tard, vous voudrez prendre ces conceptions construites à la main sur une carte de prototypage à une carte de circuit imprimé plus robuste et élégante.

Figure 1: une carte de circuit imprimé

Dans toute conception électronique, la carte de circuit imprimé ou PCB est l’une des pièces les plus cruciales avec sa qualité affectant la qualité globale de tous ces appareils.

Dans cette série de tutoriels, nous allons apprendre à concevoir un schéma, topologie de la carte, à générer des fichiers Gerber, à fabriquer votre PCB à partir d’une entreprise de fabrication de PCB moins chère et enfin à souder vos composants sur votre PCB pour achever votre projet électronique.

Logiciel EAGLE

N’importe quel logiciel de conception de circuits imprimés peut être utilisé. Dans ce tutoriel, nous utilisons EAGLE en raison de sa simplicité et de sa gratuité (la version gratuite a certaines limites, mais pour les simples cartes à 2 couches comme celle-ci, ces limitations n’affecteront pas la plupart des conceptions, sauf les grandes conceptions complexes). EAGLE a aussi une communauté dynamique, donc si vous avez besoin d’aide ou d’une bibliothèque pour une partie spécifique, il pourrait y avoir quelqu’un pour vous aider dans la communauté.

Vous pouvez télécharger une version gratuite du logiciel EAGLE depuis la page de téléchargement gratuit d’Autodesk. Choisissez votre système d’exploitation (le logiciel est disponible pour Windows, Mac et Linux). Si vous êtes un étudiant ou un éducateur, vous pouvez obtenir gratuitement la licence Education (mêmes fonctionnalités que la licence Professional) d’EAGLE avec de nombreux autres logiciels Autodesk comme Fusion 360, AutoCAD, Invertor et bien d’autres.

EAGLE s’installe comme n’importe quel ancien programme, il s’auto-extrait et vous présente ensuite une série de boîtes de dialogue pour configurer l’installation.

La conception des PCB dans EAGLE est un processus en deux étapes. D’abord, nous allons concevoir le schéma, puis la carte de circuit imprimé à partir du schéma, c’est ce que nous commençons avec ce tutoriel, en concevant le schéma, un simple Shield Arduino  écran LCD Arduino. Vous pouvez lire le projet complet et télécharger les fichiers du projet sur:

Fabriquer votre propre Shield Arduino écran LCD du début à la fin

Vous pouvez regarder comment concevoir ce schéma dans EAGLE étape par étape en regardant cette vidéo:

Nouveau projet

Pour créer un nouveau projet, selectionnez File > New > Project.

Le nouveau projet est automatiquement ajouté dans la partie gauche de la fenêtre principale (sous Project/eagle).
Entrez le nom de votre projet avec un nom significatif (nous allons renommer le nôtre: Arduino LCD Shield).

Effectuer un clic droit sur le nouveau projet et choisissez New > Schematic. Une nouvelle fenêtre schématique s’ouvrira avec un espace de travail vide. C’est ce qu’on appelle l’éditeur de schémas où vous pouvez dessiner des schémas de votre conception.

Ajout des composants à un schéma

Après cela, nous devons ajouter les composants nécessaires que nous allons utiliser dans notre schéma. Vous pouvez d’abord ajouter tous les composants au schéma, puis les connexions électriques des composant, mais vous pouvez également mélanger ces étapes en ajoutant quelques pièces, les câbler puis en ajouter d’autres.

Sur le côté gauche, nous avons tous les outils dont nous avons besoin, l’outil ADD (Ajouter) (ou sous le menu Édition) est ce que vous utiliserez pour placer chaque composant sur le schéma. L’outil ADD ouvre un navigateur de bibliothèque, où vous pouvez étendre des bibliothèques spécifiques et regarder les pièces qu’il contient. Avec une pièce sélectionnée sur le côté gauche, la vue de la moitié droite devrait être mise à jour pour montrer à la fois le symbole schématique de la pièce et de son emballage.

Dans le bouton de recherche, tapez le nom du composant que vous recherchez si vous connaissez le nom, puis sélectionnez le composant avec la taille de package correcte dont vous avez besoin et cliquez sur OK. Pour placer le composant, cliquez avec le bouton gauche de la souris, si vous voulez faire pivoter le composant, faites un clic droit. Après avoir placé le composant sur le schéma, appuyez sur Echap pour revenir à la fenêtre de sélection des composants.

De même, ajoutez le reste des composants nécessaires pour terminer le circuit. De plus, ajoutez les symboles + 5V et GND de la bibliothèque d’alimentation.

Si un composant n’existe pas dans la bibliothèque, vous pouvez le créer vous-même ou le rechercher en ligne, de nombreux composants sont disponibles gratuitement en ligne. Par exemple, nous avons installé les bibliothèques Sparkfun EAGLE, qui ont de nombreuses bibliothèques de composants que vous pouvez utiliser gratuitement pour votre conception, nous avons la carte Arduino sous Boards – SparkFun

Après avoir placé tous les composants, renommez les composants avec l’outil RENAME en quelque chose de compréhensible, modifiez également les valeurs avec l’outil VALUE comme la résistance 10KΩ, etc.

Utilisez l’outil MOVE pour déplacer les composants à différents endroits pour concevoir votre schéma, COPY pour dupliquer les composants au lieu de revenir à la bibliothèque pour les récupérer. Utilisez la molette de la souris pour zoomer ou dézoomer.

Survolez les outils pour obtenir leur fonction.

Connexion des composants dans le schéma

L’étape suivante consiste à connecter ces composants. Vous devez utiliser l’option NET dans la barre d’outils latérale et commencer à établir les connexions.

Après avoir effectué toutes les connexions, le schéma final ressemblera à quelque chose comme le circuit dans l’image suivante. Sauvegarder le fichier schématique.

Dans le prochain article, nous allons continuer et apprendre à convertir ce schéma en une disposition de carte, puis nous allons générer des fichiers Gerber pour fabriquer nos PCB.

Pour le prototypage rapide ou pour les produits commerciaux, il est toujours indispensable d’utiliser un fabricant de PCB spécialisé de bonne réputation au lieu de le faire vous-même et, heureusement actuellement, vous n’avez pas à dépenser une fortune pour faire fabriquer vos cartes de manière professionnelle.

Il existe de nombreuses entreprises de fabrication de PCB dans le monde qui peuvent vous fabriquer des cartes de bonne qualité, mais trouver une entreprise qui peut produire des cartes bon marché de haute qualité sur commande car le premier lot de tout projet sera probablement en petite quantité et seulement après vous vous avez tout testé avec succès et vous êtes heureux qu’il remplisse toutes ses fonctions selon les besoins, vous pouvez commander des cartes en grande quantité à un coût unitaire très faible.

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Comme ils sont spécialisés dans le prototypage et les petites commandes, vous pouvez obtenir des PCB même en petit nombre pour un prix relativement raisonnable pour seulement 5 USD, vous pouvez obtenir 10 PCB de haute qualité (taille: 100 mm x 100 mm ou plus petit). Vous pouvez choisir entre ces couleurs de masque de soudure sans frais supplémentaires: vert, rouge, jaune, bleu, blanc et noir. Vous pouvez également obtenir le prix instantanément avec le devis instantané en ligne comme indiqué sur la figure ci-dessous:

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