Carte IHM
Dans un premier temps, je vais faire une forme simple, et ne pas aller “déborder” sur les bords de la Discovery. Ça risque de poser problème si je mets des composants sur le bottom et que ça interfère avec les connecteurs, donc si ça merde trop je me réserve la possibilité de faire un autre contour de PCB qui “entoure” la Discovery, pour avoir plus de surface disponible. Si je fais ça, je mettrai les “petits” boutons sur le côté droit.
Carte interface
Je profite maintenant systématiquement des fonctionnalités ajoutées dans Kicad 7.0 concernant la hiérarchie du schéma. Vu que tout est découpé en fonctions dans des feuilles hiérarchiques, je fait le placement “local” des fonctions séparées, puis éventuellement j’utilise le plugin Replicate Layout pour le reproduire sur tous les modules identiques, puis je les positionne sur le PCB, puis j’ajuste pour optimiser.
Je commence par placer tous les ADCs, dont les signaux d’entrées proviennent majoritairement du connecteur de droite, donc je les place à droite sur le PCB:
Le MCU a énormément de signaux qui partent vers le connecteur de gauche (beaucoup de PWM de commande de VCA, le bypass, les signaux des footswitch …) donc naturellement je le met plutôt à gauche. Ensuite il faut “insérer tout le circuit analogique. J’ai fait un pré-placement:
Le double circuit fuzz est au milieu, symétrique en Y autant que possible, avec le “feed” du DAC vers le JFET au-dessus, et donc les DAC plutôt au-dessus, et les digipots plutôt au-milieu / en bas. Pour les deux connecteurs “optionnels” je vais plutôt les mettre sur le bottom.
Ça rentre presque :P Il va falloir y aller petit à petit, je pense je vais mettre d’abord le circuit “central”, pluis ajouter les autres au fur et à mesure et ajuster le positionnement localement à chaque fois jusqu’à ce que ça rentre. Je mettrai les connecteurs optionnels en dernier.
Ça donne ça:
La répartition est assez déséquilibrée, à cause des obstacles internes (connecteurs Disco, ouvertures pour les footswitch …). Est-ce que c’est trop serré pour réussir à router dans une classe correcte ? Probablement.
Ça donne ça:
Carte mère
Sur cette carte on est un peu plus large, il y a un peu moins de composants, je peux plus facilement regrouper par fonction et placer où ça m’arrange.
Je me rends compte que les trimmers prennent une place monstrueuse, et que si je veux pouvoir les actionner pendant les manips, avec la carte d’interface par-dessus ça ne va pas être la joie. Je me demande si ça ne serait pas mieux de soit les passer en full-CMS sur un boîtier beaucoup plus petit, soit en trouver qui aient la vis sur le côté pour pouvoir y accéder même avec la carte d’interface montée dessus. Dans ce deuxième cas, il faudra que je fasse gaffe à la position des footswitches pour qu’ils ne ramponnent pas dedans. Et si possible des trucs pas trop fragiles, et surtout pas trop chers, il en faut 8 et je ne vais pas mettre 40 balles dans des trimmers.
Chez Vishay, il y a la série 64, 21 tours, 64X latéral pins alignées, 64Z latéral pins en quinconce, 64P latéral à plat (prend donc autant de place qu’un “standard” à plat).
Sinon T73, 1 tour avec vis sur la face la plus large (donc plus difficile à aligner), T73XX ou T73XH ou T73XF latéral pins en quinconce, T73XW pins alignées.
Chez Bourns, 3296, 25 tours, 3296Z latéral pins en quinconce, 3296X pins alignées, 3296P à plat.
Sinon 3362, 1 tour (idem T73), 3362M latéral pins alignées, 3362S ou 3362W ou 3362X ou 3362Z pins en quinconce.
Sinon 3313, 1 tour (idem T73), montage CMS, 3313S-1 (vis plate) ou 3313S-2 (vis cruxi).
Sinon 3214, 5 tours, montage CMS, à plat uniquement, 3214J (pins repliées) ou 3214G (pins sortantes).
Chez Piher (Amphenol), PT-10 et PTC-10, 1 tour (idem T73), H01, H04, H05, H07 latéral pins en quinquonce.
PS-6 en montage CMS, 1 tour (idem T73), H40 pour du latéral.
Chez Nidec, ST-32, 1 tour (idem T73), montage CMS, ST-32ETG (J-hook, pins repliées) ou ST-32ETH (gull wing, pins sortantes).
Les Bourns 3296Z sont en lib dans Kicad, c’est du traversant donc pas trop fragile, un peu cher (2€ pce par 10) mais pas déraisonnable, ça fait 10mm de haut (a priori il y a 11mm entre les PCBs) donc ça ferait bien le taf, je vais partir là-dessus.
Routage
Méthode standard : J’ai commencé par le placement, toujours en gardant les fonctions regroupées, et en tâchant d’approcher / organiser les fonctions par rapport aux connections sur les connecteurs. Le plugin Replicate Layout a refusé de fonctionner, donc j’ai du faire les fonctions dédoublées manuellement :-/ (Au passage j’ai entendu dire pis que pendre des toutes récentes versions de Kicad, qui ont l’air de bugger sévère et de casser plein de choses). Ensuite j’ai routé tous les signaux “internes” aux fonctions, les alims et masses j’ai juste sorti à chaque fois un via pour aller repiquer dans le plan d’alim / masse, en tâchant de toujours avoir un via de masse par via d’alim. Puis j’ai routé les signaux inter-fonctions, puis j’ai fait les alims. L’objectif est que les alims soient “regroupables” sans trop se croiser, pour pouvoir dessiner des polygones.
Je tire les alims sur une couche interne, en tâchant d’avoir une sorte de “tronc” pour chaque alim, avec des “branches” qui partent alimenter les différents vias. Ici pour le 5V:
Et ici pour le 9V:
Une fois que j’ai fait ça, je “colorie” : je fais des polygones qui englobent chaque alim, en laissant un peu de place pour qu’il y ait quand-même un peu de plan de masse sur la couche d’alim.
Je me rends compte que c’est assez facile de router même sur un PCB très dense, dès qu’on est en 4 couches. Au final j’obtiens ça sur la carte principale:
Carte interface, celle qui m’a donné le plus de fil à retordre:
Et la carte IHM, en deux couches seulement, pas besoin de plus:
L’étape la plus importante : vérifier les pinouts de tous les connecteurs. Toujours faire ça avant de lancer en prod.
Après-coup je me dis que j’aurais pu prévoir des perçages pour mettre d’éventuelles entretoises, si jamais la tenu mécanique n’est pas suffisante par les connecteurs.
J’ai refait un tour sur le site d’Aisler. Ils sont encore moins chers comparativement à Eurocircuits, par rapport à la dernière fois que j’y étais allé, genre 3 foiis moins cher. MAIS maintenant c’est 3 PCBs minmum … Donc ça ne vaut le coup que si on fait plus de 3 PCBs, sinon c’est kif-kif, et c’est toujours 8 jours ouvrés de livraison et emballage simple. J’ai fait 3 exemplaires de la carte IHM chez Aisler, et les deux autres chez Eurocircuits. Ca m’a coûté bien 300 balles \o/ Mais le résultat est de toute beauté.
Je n’ai pas mis de sérigraphie sur les grandes cartes, parce que je n’arrivais pas à positionner les références sans que ça soit le bazar.
A noter au passage : le site Aisler ne prend pas les PCBs Kicad en direct, il faut un export GERBER, et sur le site de Eurocircuits les fichiers Kicad ne peuvent pas dépasser 12Mo, ce qui fait que j’ai dû faire un export GERBER de la carte d’interface qui était trop lourde …
Maintenant il faut monter tout ça et tâcher d’y faire fonctionner …